數(shù)字基帶芯片揭秘：高靈敏度接收機(jī)跟蹤環(huán)路設(shè)計(jì)

　　2 高靈敏的跟蹤環(huán)路設(shè)計(jì)

　　在現(xiàn)有多款GPS、BD、GLONASS接收機(jī)基帶算法和電路基礎(chǔ)上，利用GNSS 研發(fā)平臺(tái)和開發(fā)板，進(jìn)一步試驗(yàn)和驗(yàn)證提高接收機(jī)自主靈敏度的方法。采用共用式匹配濾波器和相關(guān)器等靈活高效的電路結(jié)構(gòu)，匹配濾波器用于搜索和捕獲，相關(guān)器用于跟蹤。不同通道、GPS和北斗二號(hào)分時(shí)共用同一匹配濾波器和相關(guān)器，以電路速度換取電路規(guī)模等手段，提高了系統(tǒng)的處理能力，從而達(dá)到了提高捕捉靈敏度，減小啟動(dòng)時(shí)間，減少偽捕捉現(xiàn)象，減小電路規(guī)模等目的。

　　算法上，采用了相干積分與非相干積分相結(jié)合的辦法實(shí)現(xiàn)弱信號(hào)捕捉與跟蹤。相干積分的效率高于非相干積分，但相干積分受比特符號(hào)反轉(zhuǎn)的限制，且會(huì)減小頻率搜索的步長，相干積分時(shí)間難以很長，所以只能采用相干積分與非相干積分相結(jié)合的辦法，可將總的積分時(shí)間增加到秒級(jí)，以達(dá)到高靈敏度的目的。

　　依照如圖6所示將經(jīng)典載波跟蹤環(huán)做出修改，核心思想是將傳統(tǒng)的單點(diǎn)積分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成一列數(shù)據(jù)，對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT變換后，可提高載波頻率的估計(jì)精度，從而提高系統(tǒng)的跟蹤靈敏度，基本達(dá)到了高靈敏度跟蹤環(huán)路設(shè)計(jì)的要求。設(shè)定相干積分時(shí)間PIT=20 ms，預(yù)設(shè)頻偏為20 Hz，當(dāng)輸入信號(hào)功率為-150~-160 dBm 時(shí)的仿真圖如圖8~圖9所示。

　　由圖7~圖9可知，在弱信號(hào)情況下，環(huán)路依舊具備較強(qiáng)的頻率跟蹤能力。

　　3 結(jié)語

　　本文基于數(shù)字基帶芯片的研究背景，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了GPS和BD2載波跟蹤環(huán)路設(shè)計(jì)。提供了一種高靈敏的載波跟蹤環(huán)路的仿真與實(shí)現(xiàn)，是高靈敏度接收機(jī)實(shí)現(xiàn)的核心技術(shù)。