凌华科技（中国）有限公司

    应用领域：导航接收机关键算法的硬件实现

    挑战：目前在GPS接收机中，对码的捕获一般有两种方法：串行搜索方法和并行搜索方法。串行搜索方法硬件实现简单，但其捕获时间较长，每更改一次本地码相位，就需要花费1ms，完成一个搜索约2min左右时间。导航接收机在很多应用领域要求高的数据更新率，这就要求捕获时间变得更短才行。目前GPS信号捕获电路的主要实现手段是通过使用DSP芯片，DSP可以通过C语言编写程序，属于软件工作，可以在较高的层次进行设计，为设计工作提供了方便。但是此种实现方法不利于知识产权的保护，也不利于生产专门的芯片。因此本文采用FPGA来实现。而FPGA资源有限，如何通过复用来满足资源占用是一个关键问题。此外，导航信号强度远远低于噪声，接收SNR仅有-20dB，准确采集中频数据对算法的验证至关重要。

    解决方案：重点研究了在SDR(Software Defined Radio)平台上实现频域捕获算法，基于SDR平台和FFT来实现并行快速捕获算法。本文使用Xilinx公司的系统级建模工具System Generator完成了对XCVFX60FF1152这款V4 系列的FPGA芯片编程，完成了频域捕获算法的硬件实现。在设计中采用时分复用技术，使整个设计方案只采用一个FFT核，并且使用了一种新的复数乘法方案，节约了硬件资源。为了避免系统热噪声的影响而准确采集导航数据，本系统设计时使用ADLINK公司生产的数字化仪PCI-9846H进行卫星信号采集，使用Xilinx公司提供的编程软件——System Generator，读取采集数据，在Matlab下的Simulink中进行系统设计调试，然后直接生成硬件描述语言下载到FPGA中。

    关键词：DSP芯片、SDR(Software Defined Radio)平台、频域捕获算法

    在线预览：基于凌华科技与System Generator的GPS快速捕获算法的实现与验证