一种基于GPU的长码部分相关全局直接捕获方法

摘要

针对长周期伪码直接捕获时大量码相位搜索问题，本发明实施例提供了一种基于GPU的长码部分相关全局直接捕获方法，突破了嵌入式器件FFT变换处理点数限制，利用GPU中数以百计的浮点运算单元并行进行FFT运算，直接对长周期伪码扩频信号不确定范围内的伪码相位全局搜索，提高了长码伪码相位捕获速度，对卫星导航扩频信号软件接收有着重大意义。

主权项

一种基于GPU的长码部分相关全局直接捕获方法，其特征在于；包括以下步骤：步骤S1提取长码生成本地参考信号序列根据本地时间t₀，取[t₀ t₀+t]时间段持续时间为t的长码数据，根据采样率f_s生成本地参考信号序列p(n)，p(n)为{p(0) p(1) … p(tf_s)}；步骤S2输入信号剥离载波以采样率f_s对输入信号进行采样，采集(T+t)秒的输入信号，其中T为预设的伪码搜索不确定时间范围，剥离载波后生成复信号序列s(n)，s(n)为{s(0) s(1) … s[(T+t)f_s]}；步骤S3分配数据存储空间，传输数据到GPU设备端在GPU设备端为输入的复信号序列s(n)和本地参考信号序列p(n)分配存储空间，使用cudaMemcpy()函数将复信号序列s(n)和本地参考信号序列p(n)由主机端拷贝到GPU设备端；步骤S4本地序列补零扩展将本地参考信号序列p(n)补充Tf_s个0，得到序列p₀(n)，即$p_0\left(n\right)=\left\{\begin{array}{c}p\left(n\right),0\le n\le {\mathrm{tf}}_s\\ 0,{\mathrm{tf}}_s<n\le (T+t)f_s\end{array}\right.$步骤S5创建傅里叶变换计划调用函数cufftPlan1d()创建傅里叶变换计划；步骤S6计算信号序列傅里叶变换调用函数cufftExecC2C()、cufftExecR2C()，计算复信号序列s(n)的傅里叶变换序列S(k)和本地参考信号序列p₀(n)的傅里叶变换序列P₀(k)，其中k是复信号序列s(n)傅里叶变换后的频域序列索引；步骤S7频域共轭乘运算在GPU中逐点计算S(k)与P₀(k)的共轭乘积，得到序列Y_T+t(k)；步骤S8逆FFT得到相关值序列调用函数cufftExecC2C()计算Y_T+t(k)的逆FFT，得到循环相关序列y_T+t(n)，然后截取每个循环相关序列的前Tf_s+1个值，得到整个不确定时间范围T内的相关值序列r(n)；步骤S9计算相关值序列模值在GPU中逐点计算相关值序列r(n)的模值，得到模值序列M(n)；步骤S10信号检测搜索M(n)的最大值，判断是否超过检测门限，并确定码相位值t_d。