雙模GPS-Galileo接收機SOC設(shè)計與研究.pdf

1、隨著歐洲伽利略(Galileo)計劃的部署，雙模GPS/Galileo SOC(System On Chip，片上系統(tǒng))芯片成為民用市場導(dǎo)航接收機的急切需求。因為GPS(Global PositionSystem,全球定位系統(tǒng))系統(tǒng)和Galileo系統(tǒng)的兼容性，不僅減小了接收機的設(shè)計復(fù)雜度，還能改善定位精度，并且有效地利用兩個星座系統(tǒng)的衛(wèi)星提高接收機的可用性。本文根據(jù)雙模GPS/Galileo接收機SOC設(shè)計與實現(xiàn)過程中的一些關(guān)鍵問題進

2、行了研究與實驗，主要工作如下：
　　 (1)因為傳統(tǒng)抑制多徑方法對于GPS/Galileo接收機的短時延多徑抑制效果有限，尤其是對于時延小于0.1個C/A 碼片的多徑信號抑制效果更不明顯。根據(jù)這種情況提出了一種基于遺傳算法的多徑逼近方法：將多徑信號估計轉(zhuǎn)換為最優(yōu)擬合問題，并采用遺傳算法進行優(yōu)化逼近，避免了逼近模型陷入局部最小值。解決了無法對短時延多徑干擾進行有效抑制的困難，降低了偽距測量誤差，提高了雙模GPS/Galileo接收

3、機的定位精度。
　　 (2)對于復(fù)雜的短時延多徑情況，多徑信號的數(shù)量并不確定，并且可能時有時無。因此提出了一種隱含多徑信號存在情況參數(shù)的多徑模型，并構(gòu)造自適應(yīng)遺傳算法對實際多徑信號進行估計。有效地減小了復(fù)雜多徑環(huán)境下每個通道的偽距測量誤差，從而提高接收機定位精度，并且在一定程度上減小了計算量。
　　 (3)因為相位噪聲使得相關(guān)積分時間無法加長，而積分時間的加長可以提高GPS/Galileo接收機的跟蹤靈敏度，因此給出了一

4、種相位噪聲的抑制方法。由于多個通道的相位誤差中均含有相位噪聲，而其它噪聲相互獨立，因此可以通過改進卡爾曼濾波算法得到相位噪聲的時域估計。通過相位補償，有效地減小了每個通道的相位噪聲，因而可以提高接收機的抗干擾能力和跟蹤靈敏度。
　　 (4)探討了射頻芯片對于雙模接收機的通用性(可以同時適用于GPS系統(tǒng)和Galileo系統(tǒng))。敘述了雙模GPS/Galileo接收機SOC芯片的軟硬件協(xié)同設(shè)計流程，根據(jù)項目要求給出了芯片的算法架構(gòu)和具

5、體每個硬件模塊的設(shè)計。最后簡要介紹了芯片驗證過程、邏輯電路綜合和布局布線過程。
　　 (5)為了降低SOC中SRAM(Static Random Access Memory,靜態(tài)隨機存儲器)的功耗，提出了一種優(yōu)化的SRAM。對改變較快的輸入端引入操作數(shù)隔離技術(shù)，對比較電路的多位數(shù)據(jù)進行總線數(shù)據(jù)分割；較大的時鐘網(wǎng)絡(luò)增加門控時鐘，引入多種電源控制模式并增加隔離邏輯；將SRAM64K×32分解為8個SRAM8K×32子塊，由八選一邏輯