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

　　2 高靈敏的跟蹤環(huán)路設(shè)計

　　在現(xiàn)有多款GPS、BD、GLONASS接收機基帶算法和電路基礎(chǔ)上，利用GNSS 研發(fā)平臺和開發(fā)板，進一步試驗和驗證提高接收機自主靈敏度的方法。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和北斗二號分時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，從而達到了提高捕捉靈敏度，減小啟動時間，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)合的辦法實現(xiàn)弱信號捕捉與跟蹤。相干積分的效率高于非相干積分，但相干積分受比特符號反轉(zhuǎn)的限制，且會減小頻率搜索的步長，相干積分時間難以很長，所以只能采用相干積分與非相干積分相結(jié)合的辦法，可將總的積分時間增加到秒級，以達到高靈敏度的目的。

　　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)的單點積分數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成一列數(shù)據(jù)，對該數(shù)據(jù)進行FFT變換后，可提高載波頻率的估計精度，從而提高系統(tǒng)的跟蹤靈敏度，基本達到了高靈敏度跟蹤環(huán)路設(shè)計的要求。設(shè)定相干積分時間PIT=20 ms，預(yù)設(shè)頻偏為20 Hz，當輸入信號功率為-150~-160 dBm 時的仿真圖如圖8~圖9所示。

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

　　3 結(jié)語

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