一种GPS同步方法与流程

本发明属于无线通信技术领域，涉及稀疏傅里叶变换(sparsefft，sfft)中信号叠加技术，特别涉及gps定位系统初同步过程的判决门限阀值设定技术。

背景技术：

传统gps同步过程已经广泛地运用在实际工作中，能在这方面做出的改进和创新已经比较有限了，如今的移动网络的发展非常迅速，移动端的gps定位也是十分频繁。移动端的电池技术是现在的一个发展瓶颈，如何在有限的电池容量下优化用电量是现在研究的一个热点。快速gps同步运用了同步信号叠加后减小同步点数从而减少计算量的方案优化了同步时的消耗。

传统gps同步过程通常是在本地和接收的同步序列进行循环相关过程得到相关序列。直接进行循环相关操作量较大。因此通常采用接收序列和本地序列进行fft操作再两者共轭相乘后进行ifft得到相关序列来快速得到同步峰。

基于混叠操作的快速gps同步方法，在进行fft操作前先进行时域混叠操作，利用了混叠序列变换到频域后得到的序列即是未混叠序列的频域序列的抽样的特性。减少了fft和ifft变化的总点数从而减少了计算量。

技术实现要素：

本发明提出一种快熟gps同步系统中叠加后的同步峰的判决方法，能够实现对gps同步系统中的对初步同步位置进行判断。

本发明的基本思路是：利用稀疏傅里叶变换的性质，gps同步序列在进行同步操作前先进行叠加，从而减少了同步过程中的同步点数，同理本地码也进行如此操作。整个过程是线性的，那么进行同步过程后得到的同步序列是原同步序列的叠加。找到初始同步峰，再从这个点中快速找到原序列的同步峰，即能快速地进行同步。

本发明技术方案如下：

一种gps初同步方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1：设接收同步序列为x＝[x1,…,xi,…,xn]，对信号x进行混叠，得到混叠后的信号为其中混叠过程为：

步骤2：对混叠后的信号xb进行fft变换到频域：

同理对本地序列r也进行混叠后的fft变换到频域：

步骤3：将获得的接收频域序列f(x)i,b取共轭后与本地频域序列f(r)i,b进行共轭相乘获得序列ci,b：

步骤4：将得到的序列ci,b进行ifft，得到混叠后的相关序列为

信号x在awgn信道中，收端的接收数据经过处理后可以表示为两路信号

其中ni和nq表示方差为σ²的加性高斯白噪声，p是信号功率，c(n)是恒模为1的m序列，m序列具有良好的自相关特性

经过混叠的相关处理后得到的相关序列表示为

这里p＝n/b，由此得到的信号的均值和方差

步骤5：假设h1为捕获到同步点，h0为捕获到非同步点。对h1的概率密度函数有

其中i0是0阶修正贝塞尔函数，对h0有

当相关峰出现在位置为τ时，即在τ位置的相关值的取值大于其余所有的b-1个值，对应的概率公式为

利用门限判决得到混叠后的相关序列的相关峰：

其中，信噪比vn为归一化门限，vn与实际门限vt的关系为：

步骤6：利用步骤5中混叠相关峰点得到混叠的p点，对这p个点进行子相关过程从而找到实际同步点。子相关过程即将本地序列截取前b点得到的序列与得到接收序列的p个点位置截取的b点序列分别做相关。本步骤中子同步的过程与传统gps同步一样，区别在于只是截取了这几个点后续一小部分的序列进行相关操作得到实际同步位置。

本发明总的技术方案，首先接收信号和本地同步信号在进行fft变换前先进行时域的混叠从而达到减少后续操作量的目的；然后在按照传统的同步过程将混叠的信号进行fft变换到频域；再两者进行共轭相乘，接着进行ifft变换到时域得到相关序列；利用混叠序列的时频变换特性此时得到的相关峰是未混叠的相关序列中的若干相关点的叠加(包含了实际的同步峰)；最后得到这几个点的位置并进行子同步的过程得到最终的同步峰。

本发明主要方法在于对新的快速同步算法的初同步得到初同步峰进行快速的判决，能根据理论对同步峰的准确判决进行提前的掌握。

本发明的有益效果为，本发明利用序列混叠的思想来改进传统的gps同步方法，使整个过程的复杂度大大降低。

附图说明

图1是快速gps同步整体流程示意图；

图2是快速gps同步初同步过程的实际同步与理论公式同步检测概率曲线对比示意图。

具体实施方式

在发明内容中已经对本发明的技术方案进行了详细描述，需要补充的是，如图2所示，通过计算机仿真来证明本发明技术方案的有效性，仿真结果表明，在不同点数的混叠后，实际同步后得到正确的同步峰的检测概率对比理论公式的仿真曲线，两者十分接近，匹配程度很高。也证明了如此设置判决门限的正确性，对指导实际工程具有理论的依据和科学性。