专利名称：一种检测gps信号中数据位跳变的电路模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及GPS (全球卫星定位系统)中捕获卫星弱信号的检测捕 获电路。特别涉及一种检测GPS信号中数据位跳变的电路模块。
背景技术：
扩频通信技术由于使用了码分多址编码技术，使得系统具有良好的抗干 扰和截获性。在现代通信系统中得到了广泛的使用，特别是在已经广泛应用 的全球定位系统中，如美国的GPS系统，.欧盟的伽利略系统等。对于在信噪比 高的环境中(如室外或者一般开阔环境中)，对于GPS系统，只要使用lms的 数据就可以得到信号的码相位和载波频率，即可以捕获卫星信号。但是在弱 信号的环境中(载噪比低于30dB-Hz甚至20dB-Hz时)，如室内、城市街道或者 狭窄的空间中，如果只使用lms的数据是不足以捕获卫星信号的。这样就需要 在多个周期上累积卫星信号的能量，以能够检测到相关峰值。根据实际经验 统计，GPS信号中数据位跳变并不是Mms就跳变一次，在很多时候40ms才跳 变一次，但是在处理信号中还必须考虑20ms就可能跳变，采用相干积分或非 相干积分处理信号，都必须考虑由于数据位跳变引起的不良影响，如会縮短 参加相干积分的数据长度或者造成非相干积分中的"平方损失"。发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种检测GPS信号中数据位跳 变的电路模块，利用匹配滤波器技术和数字信号处理技术，来判断数据位跳 变的位置，并利用此信息来捕获低信噪比的信号。为达到以上目的，本实用新豳专利采取如下技术方案予以实现一种检测GPS信号中数据位跳变的电路模块，其特征在于，包括数字下 变频器、控制器、匹配滤波举组和数字信号处理器，所述的数字下变频器接 收GPS射频前端A/D转换器输出的I/Q数字中频信号，其输出在控制器的控 制下分别连接匹配滤波器组和数字信号处理器的输入端；所述的控制器分别 与匹配滤波器组和数字信号处理器双向数据连接，用以控制匹配滤波器组进 行信号匹配和控制数字信号处理器进行数字处理，所述的匹配滤波器组包括 两个匹配滤波器分别接入数字下变频器输出的I和Q路信号，同时进行信号 匹配，并通过与数字信号处理器双向连接进行多次匹配数据处理；其匹配得 到的结果送给控制器用于判断跳变位置；控制器通过匹配滤波器组比较多次 的匹配结果判断出数据位的跳变位置。上述方案中，所述的数孛下变频器的信号输出在控制器的控制下分别连 接匹配滤波器组和数字信号处理器的输入端，是通过一个第一存储器来实现 的；所述的匹配滤波器组与数字信号处理器的双向连接是通过一个第二存储 器来实5见的；所述的控制器分别与匹配滤波器组和数字信号处理器双向数据 连接也是通过该第二存储器来实现的。
所述的匹配滤波器组可采用一个现场可编程门阵列FPGA来实现输入 I/Q数字信号的匹配。本实用新型主要是应用在信噪比低的环境(如载噪比小于30dB-Hz)中。 当然如果在高信噪比环境中，.也可以使用。本实用新型的优点是，在弱GPS 信号环境下，利用数据位跳变检测电路来获得数据位跳变位置。数字下变频 器接收来自射频前端经过A/D变换得到的1/Q两路数字中频信号，并通过抽 取方法把1/Q两路信号的频率下降到一定的频率，'然后通过匹配滤波器组来 进行信号匹配，通过控制器控制匹配滤波器的匹配执行过程，并判断出数据 位的跳变位置，最后利用这个结果来延长参加相干积分的数据长度，以提高 接收机的捕获灵敏度。
图1为本实用新型电路模块的结构框图。图2为本实用新型的一个实施例的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。如图1所示， 一种检测GPS信号中数据位跳变的电路模块，包括数字下 变频器.101、控制器102、匹配滤波器组103和数字信号处理器104，数字下 变频器101接收GPS射频前端A/D转换器出来的I/Q数字中频信号，其输出 在控制器102的控制下分别送给匹配滤波器组103和数字信号处理器104进 行信号匹配和数字处理，控制器102通过比较多次的匹配结果就可以判断出 数据位的跳变位置。匹配滤波器组103是由两个匹配滤波器组成，它们分别 接入I路和Q路信号，同时进行匹配处理。在处理GPS信号时，由于粗码的 周期是lms，导航数据的广播频率是50Hz，即20ms广播一位。因此把lms (这里可以是20的因子毫秒数，即l， 2， 4， 5， 10)的数据进行匹配处理， 其匹配得到的结果送给控制器102用于判断跳变位置。图2示出了本实用新型的一个具体电路，数字下变频器101把接收到的 1/Q两路信号变成2f0 (fO是基准频率，为1.023MHz)的数字信号并存储在 一块第一存储器105中，在控制器102的控制下，在匹配滤波器组103中进 行信号匹配和在数字信号处理器104中进行数字信号FFT运算，其处理结果 存放在另外一块第二存储器.106中；控制器102的控制程序存放在一块闪烁 存储器107中。
数字下变频器101可采用Craychip公司生产的多通道数字下变频器 GC4016，也可以用FPGA来实现，如XC3S400。控制器102采用ARM公司 生产盼ARM7TDI处理器；闪烁存储器107可采用SST39UF400A型 FlashROM、存储器105和106可采用HX5PS56162A型SDRAM;匹配滤波 器组103可采用Xilinx公司生产的现场可编程门电路阵列XC3S400型FPGA; 数字信号处理器104可采用TI公司生产的DSP处理器TMS320C6711。
权利要求1.一种检测GPS信号中数据位跳变的电路模块，其特征在于，包括数字下变频器、控制器、匹配滤波器组和数字信号处理器，所述的数字下变频器接收GPS射频前端A/D转换器输出的I/Q数字中频信号，其输出在控制器的控制下分别连接匹配滤波器组和数字信号处理器的输入端；所述的控制器分别与配滤波器组和数字信号处理器双向数据连接，用以控制配滤波器组进行信号匹配和控制数字信号处理器进行数字处理，所述的匹配滤波器组包括两个匹配滤波器分别接入数字下变频器输出的I路和Q路信号，同时进行信号匹配，并通过与数字信号处理器双向连接进行多次匹配数据处理；其匹配得到的结果送给控制器用于判断跳变位置；控制器通过匹配滤波器组比较多次的匹配结果判断出数据位的跳变位置。
2. 根据权利要求1所述的检测GPS信号中数据位跳变的电路模块，其特 征在于，所述的数字下变频器的信号输出在控制器的控制下分别连接匹配滤 波器组和数字信号处理器的输入端，是通过一个第一存储器来实现的；所述 的匹配滤波器组与数字信号处理器的双向连接是通过一个第二存储器来实现 的；所述的控制器分别与配滤波器组和数字信号处理器双向数据连接也是通 过该第二存储器来实现的。
3. 根据权利要求2所述的检测GPS信号中数据位跳变的电路模块，其特 征在于，所述的匹配滤波器组采用一个现场可编程门阵列FPGA来实现输入 I/Q数字信号的匹配。
专利摘要本实用新型公开了一种检测GPS信号中数据位跳变的电路模块，包括数字下变频器、控制器、匹配滤波器组和数字信号处理器，数字下变频器接收GPS射频前端A/D转换器输出的I/Q数字中频信号，其输出在控制器的控制下分别连接匹配滤波器组和数字信号处理器的输入端；控制器分别与配滤波器组和数字信号处理器双向数据连接，匹配滤波器组包括两个匹配滤波器分别接入数字下变频器输出的I和Q路信号，同时进行信号匹配，并通过与数字信号处理器双向连接进行多次匹配数据处理；其匹配得到的结果送给控制器用于判断跳变位置；控制器通过匹配滤波器组比较多次的匹配结果判断出数据位的跳变位置。
文档编号G01S1/04GK201083827SQ20072003270
公开日2008年7月9日 申请日期2007年9月11日 优先权日2007年9月11日
发明者何秋生, 周文益, 程亚奇 申请人:西安华迅微电子有限公司