如何设计接收机的高灵敏度跟踪环路

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标签:移动通信(1767)接收机(502)gps(1786)

  全球卫星导航系统GNSS(Global Navigation Satel-lite System)在政治、经济以及军事等多个领域都具有重要意义。从飞机、汽车到个人手持通信终端,都能看到GNSS定位技术,GNSS系统在民用领域应用十分广泛,对国民经济建设也起到了重要作用。目前全球已经使用和公开研制的GNSS 系统一共有以下四个,美国的GPS 导航系统、俄罗斯的GLONASS 导航系统、欧盟的GALILEO导航系统和中国的北斗导航系统。随着技术的进步、应用需求的增加,卫星导航以全天候、自动化、高效率、高精度等显着特点及其所独具的定位导航、精密测量、授时校频等多方面的强大功能,已涉足众多的应用领域,使卫星导航成为了继蜂窝移动通信和互联网之后的全球第三个IT 经济新增长点。随着我国自主卫星导航系统北斗系统建设的全面展开,北斗的应用将迅速推广,结合卫星导航与通信、多媒体等的多方面需求。面向大众及行业的导航应用,研制高性能多模高灵敏度导航基带芯片及多模导航基带IP 核,将对提高我国核心导航产品技术水平和市场占有率,为重大专项典型示范项目提供自主核心芯片和解决方案。天线接收到的GPS 信号功率一般为-130 dBm,但在室内、森林、城市等复杂环境下,GPS信号验证衰减可达20~30 dB,此时普通GPS 接收机不能实现正确的捕获和跟踪。本文基于了高灵敏度数字基带芯片的研究背景,对经典载波跟踪环进行修改,设计实现了高灵敏度跟踪环路设计,高灵敏跟踪环路接收机实现了正确的捕获和跟踪。

  卫星信号由3部分组成:导航电文、伪随机扩频(C/A)码和载波。基带信号处理器同步过程包括捕获和跟踪。捕获是一个对卫星和接收机相对运动引起的载波多普勒频偏和C/A 码相位偏移进行粗略估计的二维搜索过程,捕获完成后这两个参数用来初始化跟踪环路。跟踪环路进行了精确地相位同步和跟踪,从而实现了载波的剥离和C/A码的剥离,最终得到了导航电文用于导航解算。自主捕获通道所得结果中的卫星号、扩频码相位这些信息输入至卫星扩频码产生器,启动了扩频码序列的产生,包括超前0.5 码片、即时码片和滞后0.5 码片共3 路序列,然后与本地伪码信号进行相关处理,通过扩频码跟踪环路与载波跟踪环路的有关运算,使载波环路和码环路保持了锁定状态。程序结构如图1所示。

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