GPS捕获设计与VLSI实现方法

摘要

近几年，随着GPS民用市场的巨大扩张，越来越多的公司投身于GPS产品的应用与开发。本论文重点研究GPS芯片的捕获算法及其硬件实现技术。从GPS数字基带处理芯片出发，研究了GPS三种捕获算法的设计及其优缺点，它们分别是时域线性搜索、频域并行码相位搜索和频域并行频率FFT搜索。指出采用并行频率FFT搜索法比较适合VLSI设计。对此算法的VLSI设计方法做了系统研究，设计模块包括：数字中频信号的预处理、载波NCO设计、混频器的设计、C/A码发生器设计、相关器设计、相干积分设计、FFT设计、非相干积分设计，其中在相关器设计中利用硬件的特点，可以在短时间内完成一个C/A码相同搜索频带的2046个码相位的相关运算。同时给出了主要模块的verilog HDL的仿真结果。通常情况下，捕获采用RFIC提供的采样时钟，为了提高捕获速度，本论文给出了一种利用两个异步FIFO将三大处理模块隔离开的捕获系统架构，以便每个模块采用不同的时钟频率进行处理。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 课题背景与国内外技术现状

1.3 本论文的意义与主要内容

第二章 GPS系统组成与接收机基本原理

2.1 GPS系统组成概述

2.2 GPS信号特征

2.2.1 GPS信号载波调制

2.2.2 伪随机码

2.2.3 导航电文

2.3 GPS接收机原理

第三章G PS捕获算法的设计方案

3.1 卫星数字中频信号下变频与I/Q分离

3.1.1 数字中频信号下变频

3.1.2 I/Q信号分离

3.2 GPS信号捕获原理

3.3 GPS信号捕获算法

3.3.1 时域线性搜索法

3.3.2 频域并行码相位搜索法

3.3.3 频域并行频率FFT搜索法

3.4 本章小结

第四章 GPS捕获算法的VLSI实现方法

4.1 捕获系统总体结构

4.2 各模块设计

4.2.1 数字中频数据预处理

4.2.2 载波NCO与混频器的设计

4.2.3 C/A码产生

4.2.4 相关模块的设计

4.2.5 相干积分

4.2.6 FFT实现方法

4.2.7 非相干积分模块

4.3 本章小结

第五章 结论

致谢

参考文献