本發(fā)明涉及信號(hào)處理技術(shù)，尤指一種頻率搜索的裝置及實(shí)現(xiàn)頻率搜索的方法。

背景技術(shù)：

全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System，簡(jiǎn)稱GNSS)在人們的日常生活中發(fā)揮著越來(lái)越不可替代的重要作用，尤其在導(dǎo)航、定時(shí)、測(cè)繪等領(lǐng)域得到越來(lái)越多的應(yīng)用。目前，全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)主要包括美國(guó)的GPS系統(tǒng)、中國(guó)的北斗(BD)系統(tǒng)、俄羅斯的全球?qū)Ш叫l(wèi)星定位系統(tǒng)(GLObal NAvigation Satellite System，簡(jiǎn)稱GLONASS)，以及歐洲的伽利略(Galileo)系統(tǒng)。在中國(guó)和亞太地區(qū)，GPS和北斗系統(tǒng)應(yīng)用較為廣泛；而在俄羅斯，以GPS和GLONASS應(yīng)用較多。由于伽利略系統(tǒng)遠(yuǎn)未成熟，尚不可提供正式服務(wù)。利用全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行定位、定時(shí)等業(yè)務(wù)時(shí)，首先需要捕獲到至少四顆可見(jiàn)衛(wèi)星的無(wú)線信號(hào)，通過(guò)捕獲的無(wú)線信號(hào)實(shí)現(xiàn)三維搜索算法，三維搜索算法包括：衛(wèi)星偽碼、碼相位和多普勒頻移。

常見(jiàn)的線性搜索方法按照一維、二維、三維的順序逐步搜索，耗時(shí)太長(zhǎng)。為了較少耗時(shí)，并行搜索方法得到了發(fā)展，例如、并行頻率搜索算法，可明顯減小用時(shí)。圖1為現(xiàn)有的頻率搜索電路原理圖，如圖1所示，在傅里葉變換單元接收同相和正交處理的相關(guān)結(jié)果信號(hào)之前，頻率搜索電路是對(duì)稱的兩路之路，通過(guò)一路之路對(duì)相關(guān)器處理之前的電路進(jìn)行說(shuō)明；對(duì)粗捕獲(Coarse Acquisition，簡(jiǎn)稱C/A)發(fā)生器輸出的各延時(shí)相位的C/A碼，分別進(jìn)行以下處理：將實(shí)數(shù)形式的數(shù)字中頻輸入信號(hào)通過(guò)混頻器首先與接收機(jī)內(nèi)部復(fù)制數(shù)字控制振蕩器(NCO)的中頻進(jìn)行混頻處理生成混頻信號(hào)；將混頻信號(hào)與C/A碼發(fā)生器輸出的C/A碼通過(guò)相關(guān)器做相關(guān)計(jì)算獲得相關(guān)結(jié)果信號(hào)。相關(guān)器處理之后，兩路對(duì)稱電路的相關(guān)結(jié)果信號(hào)分別進(jìn)行同相和正交處理，傅里葉變換單元對(duì)接收同相相關(guān)結(jié)果信號(hào)和正交相關(guān)結(jié)果信號(hào)作傅里葉變換；對(duì)傅里葉 變換單元的輸出進(jìn)行取模，輸出同相相關(guān)結(jié)果信號(hào)和正交相關(guān)結(jié)果信號(hào)在各個(gè)頻率成分處的強(qiáng)度；通過(guò)調(diào)整C/A碼發(fā)生器的延時(shí)相位，可以獲得各延時(shí)相位C/A碼相應(yīng)的同相相關(guān)結(jié)果信號(hào)和正交相關(guān)結(jié)果信號(hào)在各個(gè)頻率成分處的強(qiáng)度。搜索所有延時(shí)相位的C/A碼的同相相關(guān)結(jié)果信號(hào)和正交相關(guān)結(jié)果信號(hào)在各個(gè)頻率成分處的強(qiáng)度中的最大值，將該最大值對(duì)應(yīng)的C/A碼延時(shí)相位作為輸入信號(hào)的碼相位值，確定對(duì)應(yīng)的頻率值為多普勒頻移值。

上述算法利用傅里葉變換一次可以搜索一個(gè)C/A碼延時(shí)相位的碼相位值及對(duì)應(yīng)的所有頻率值，明顯加快了搜索速度。但是，傅里葉變換存在算法復(fù)雜度的問(wèn)題；假設(shè)傅里葉變換的頻率分辨率為Δ_f＝f_s/N，f_s為參與傅里葉變換的數(shù)據(jù)采樣率，N為傅里葉變換數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度。由于傅里葉變化計(jì)算復(fù)雜度較高N不可能無(wú)限加大，而多普勒頻移值有可能較小，這就決定了傅里葉變換的頻率分辨率較小。另一方面，由于混頻信號(hào)中包含了2倍中頻輸入信號(hào)的頻率成分，為了防止頻率折疊給多普勒頻移取值判斷帶來(lái)模糊度，采樣率f_s不能太小。

綜上，由于傅里葉變換頻率分辨率小或傅里葉變換數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度N過(guò)長(zhǎng)，造成傅里葉變換計(jì)算復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種頻率搜索的裝置及實(shí)現(xiàn)頻率搜索的方法，能夠降低傅里葉變換的復(fù)雜程度。

為了達(dá)到本發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種頻率搜索的裝置，包括：低通濾波器和/或下采樣單元；其中，

低通濾波器和/或下采樣單元與頻率搜索電路的混頻器連接，用于接收混頻信號(hào)，將完成低通濾波和/或下采樣處理的混頻信號(hào)輸出至頻率搜索電路的相關(guān)器；或，

低通濾波器和/或下采樣單元與頻率搜索電路的相關(guān)器連接，用于接收相關(guān)結(jié)果信號(hào)，將完成低通濾波和/或下采樣處理的混頻信號(hào)輸出至頻率搜索電路的相關(guān)器。

可選的，當(dāng)所述裝置包括所述下采樣單元，且所述下采樣單元直接與所 述混頻器直接連接；或，當(dāng)所述裝置包括所述下采樣單元和所述低通濾波器，且所述下采樣單元與所述低通濾波器串聯(lián)后，經(jīng)由所述低通濾波器與所述混頻器連接；

該裝置還包括粗捕獲C/A碼下采樣單元，用于與C/A碼發(fā)生器串聯(lián)后，將C/A碼下采樣單元下采樣的C/A碼發(fā)往相關(guān)器。

可選的，當(dāng)所述裝置包括所述下采樣單元和所述低通濾波器時(shí)，所述下采樣單元和所述低通濾波器串聯(lián)。

另一方面，本申請(qǐng)還提供一種頻率搜索的裝置，包括：低通濾波器和下采樣單元；其中，

下采樣單元連接于所述頻率搜索電路的相關(guān)器的前側(cè)，用于向相關(guān)器輸出經(jīng)過(guò)下采樣處理的混頻信號(hào)；低通濾波器與相關(guān)器連接，用于接收相關(guān)器的輸出；或，

低通濾波器連接于所述頻率搜索電路的相關(guān)器的前側(cè)，用于向相關(guān)器輸出經(jīng)過(guò)下采樣處理的混頻信號(hào)；下采樣單元與相關(guān)器連接，用于接收相關(guān)器的輸出。

可選的，當(dāng)下采樣單元連接于所述頻率搜索電路的相關(guān)器的前側(cè)，用于向相關(guān)器輸出經(jīng)過(guò)下采樣處理的混頻信號(hào)時(shí)，

該裝置還包括C/A碼下采樣單元，用于與C/A碼發(fā)生器串聯(lián)后，將C/A碼下采樣單元下采樣處理的C/A碼發(fā)往相關(guān)器。

再一方面，本申請(qǐng)還提供一種實(shí)現(xiàn)頻率搜索的方法，包括：

接收來(lái)自頻率搜索電路混頻器的混頻信號(hào)，對(duì)混頻信號(hào)進(jìn)行低通濾波和/或下采樣處理；或，

接收來(lái)自頻率搜索電路相關(guān)器的相關(guān)結(jié)果信號(hào)，對(duì)相關(guān)結(jié)果信號(hào)進(jìn)行低通濾波和/或下采樣處理。

可選的，對(duì)混頻信號(hào)進(jìn)行下采樣處理時(shí)，該方法還包括：

對(duì)所述頻率搜索電路的C/A碼發(fā)生器產(chǎn)生的C/A碼進(jìn)行下采樣處理。

還一方面，本申請(qǐng)還提供一種實(shí)現(xiàn)頻率搜索的方法，包括：

接收來(lái)自頻率搜索電路混頻器的混頻信號(hào)，對(duì)混頻信號(hào)進(jìn)行低通濾波處理；將低通濾波處理的混頻信號(hào)輸出至相關(guān)器后，進(jìn)行下采樣處理；或，

接收來(lái)自頻率搜索電路混頻器的混頻信號(hào)，對(duì)混頻信號(hào)進(jìn)行下采樣處理；將下采樣處理的混頻信號(hào)輸出至相關(guān)器；對(duì)相關(guān)器的輸出進(jìn)行低通濾波。

可選的，當(dāng)對(duì)所述混頻信號(hào)進(jìn)行下采樣處理時(shí)，相關(guān)器進(jìn)行相關(guān)計(jì)算之前，該方法還包括：

對(duì)所述頻率搜索電路的C/A碼發(fā)生器產(chǎn)生的C/A碼進(jìn)行下采樣處理。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)技術(shù)方案包括：低通濾波器和/或下采樣單元；其中，低通濾波器和/或下采樣單元與頻率搜索電路的混頻器連接，用于接收混頻信號(hào)，將完成低通濾波和/或下采樣處理的混頻信號(hào)輸出至頻率搜索電路的相關(guān)器；或，低通濾波器和/或下采樣單元與頻率搜索電路的相關(guān)器連接，用于接收相關(guān)結(jié)果信號(hào)，將完成低通濾波和/或下采樣處理的混頻信號(hào)輸出至頻率搜索電路的相關(guān)器。本發(fā)明方法通過(guò)低通濾波器和/或下采樣單元對(duì)頻率搜索電路進(jìn)行處理，降低了傅里葉變換處理的復(fù)雜程度。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為現(xiàn)有的頻率搜索電路原理圖；

圖2為本發(fā)明一種頻率搜索的裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本發(fā)明另一種頻率搜索的裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖4為本發(fā)明還一種頻率搜索的裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖5為本發(fā)明又一種頻率搜索的裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下文中將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。

圖2為本發(fā)明一種頻率搜索的裝置的結(jié)構(gòu)框圖，如圖2所示，包括：低通濾波器和/或下采樣單元；

低通濾波器和/或下采樣單元與頻率搜索電路的混頻器連接，用于接收混頻信號(hào)，將完成低通濾波和/或下采樣處理的混頻信號(hào)輸出至頻率搜索電路的相關(guān)器；

當(dāng)本發(fā)明裝置包括下采樣單元，且下采樣單元直接與混頻器直接連接；或，當(dāng)本發(fā)明裝置包括下采樣單元和低通濾波器，且下采樣單元與低通濾波器串聯(lián)后，經(jīng)由低通濾波器與混頻器連接；

本發(fā)明裝置還包括C/A碼下采樣單元，用于與C/A碼發(fā)生器串聯(lián)后，將C/A碼下采樣單元下采樣的C/A碼發(fā)往相關(guān)器。

當(dāng)本發(fā)明裝置包括所述下采樣單元和所述低通濾波器時(shí)，下采樣單元和低通濾波器串聯(lián)。

圖3為本發(fā)明另一種頻率搜索的裝置的結(jié)構(gòu)框圖，如圖3所示，包括：低通濾波器和/或下采樣單元；

低通濾波器和/或下采樣單元與頻率搜索電路的相關(guān)器連接，用于接收相關(guān)結(jié)果信號(hào)，將完成低通濾波和/或下采樣處理的混頻信號(hào)輸出至頻率搜索電路的相關(guān)器。

當(dāng)裝置包括下采樣單元和低通濾波器時(shí)，下采樣單元和低通濾波器串聯(lián)。

本發(fā)明方法通過(guò)低通濾波器和/或下采樣單元對(duì)頻率搜索電路進(jìn)行處理，降低了傅里葉變換處理的復(fù)雜程度。具體的，低通濾波器可以濾除2倍中頻的頻率成分，從而只剩下多普勒頻移的頻率成分，而多普勒頻移的取值通常較小，一般最大為+/-10KHz左右，這放松了對(duì)數(shù)據(jù)采樣率的限制。通過(guò)下采樣降低了采樣率，從而可以減小傅里葉變換長(zhǎng)度N，保持頻率分辨率不變甚至改善。

圖4為本發(fā)明還一種頻率搜索的裝置的結(jié)構(gòu)框圖，如圖4所示，包括：低通濾波器和下采樣單元；其中，

下采樣單元連接于頻率搜索電路的相關(guān)器的前側(cè)，用于向相關(guān)器輸出經(jīng)過(guò)下采樣處理的混頻信號(hào)；低通濾波器與相關(guān)器連接，用于接收相關(guān)器的輸 出；

下采樣單元連接于頻率搜索電路的相關(guān)器的前側(cè)時(shí)，

本發(fā)明裝置還包括C/A碼下采樣單元，用于與C/A碼發(fā)生器串聯(lián)后，將C/A碼下采樣單元下采樣處理的C/A碼發(fā)往相關(guān)器。

圖5為本發(fā)明又一種頻率搜索的裝置的結(jié)構(gòu)框圖，如圖5所示，包括：低通濾波器和下采樣單元；其中，

低通濾波器連接于頻率搜索電路的相關(guān)器的前側(cè)，用于向相關(guān)器輸出經(jīng)過(guò)下采樣處理的混頻信號(hào)；下采樣單元與相關(guān)器連接，用于接收相關(guān)器的輸出。

一種實(shí)現(xiàn)頻率搜索的方法，包括：

接收來(lái)自頻率搜索電路混頻器的混頻信號(hào)，對(duì)混頻信號(hào)進(jìn)行低通濾波和/或下采樣處理；或，

接收來(lái)自頻率搜索電路相關(guān)器的相關(guān)結(jié)果信號(hào)，對(duì)相關(guān)結(jié)果信號(hào)進(jìn)行低通濾波和/或下采樣處理。

對(duì)混頻信號(hào)進(jìn)行下采樣處理時(shí)，本發(fā)明方法還包括：

對(duì)頻率搜索電路的C/A碼發(fā)生器產(chǎn)生的C/A碼進(jìn)行下采樣處理。

一種實(shí)現(xiàn)頻率搜索的方法，包括：

接收來(lái)自頻率搜索電路混頻器的混頻信號(hào)，對(duì)混頻信號(hào)進(jìn)行低通濾波處理；將低通濾波處理的混頻信號(hào)輸出至相關(guān)器后，進(jìn)行下采樣處理；或，

接收來(lái)自頻率搜索電路混頻器的混頻信號(hào)，對(duì)混頻信號(hào)進(jìn)行下采樣處理；將下采樣處理的混頻信號(hào)輸出至相關(guān)器；對(duì)相關(guān)器的輸出進(jìn)行低通濾波。

當(dāng)對(duì)混頻信號(hào)進(jìn)行下采樣處理時(shí)，相關(guān)器進(jìn)行相關(guān)計(jì)算之前，本發(fā)明方法還包括：

對(duì)頻率搜索電路的C/A碼發(fā)生器產(chǎn)生的C/A碼進(jìn)行下采樣處理。

雖然本發(fā)明所揭露的實(shí)施方式如上，但所述的內(nèi)容僅為便于理解本發(fā)明而采用的實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實(shí)施的形式及細(xì) 節(jié)上進(jìn)行任何的修改與變化，但本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書(shū)所界定的范圍為準(zhǔn)。