[发明专利]CPU辅助GPU实现扩频信号快速捕获方法

摘要

本发明公开了一种利用CPU辅助GPU实现扩频信号快速捕获方法，旨在提供一种高计算效率和快速捕获方法。本发明通过下述技术方案予以实现：主线程依照PN码相位搜索点数L、频率开槽数M、捕获数据长度N，以及频率槽对应载波多普勒分别产生N×M与(N-L)×M个本地载波与PN码信号，在捕获线程启动前拷贝到GPU中；捕获线程在GPU上首先执行N点并行下变频操作，接着并行地在L个PN码相位上依次执行PN码解扩、累加、平方、K点FFT、取模运算得到L×K个FFT数据，最后捕获线程搜索这L×K个数据的峰值以及峰值下标并拷贝到主线程。主线程依照每个频率槽的峰值下标计算出PN码相位与载波多普勒频偏，将峰值最大频率槽对应的PN码相位与载波多普勒频偏值作为捕获结果输出。

主权项

一种扩频信号快速捕获方法，在特征在于包括如下步骤：捕获线程启动前，主线程在中央处理器CPU上产生本地载波与伪随机PN码信号；主线程依照伪随机PN码相位搜索点数L、频率开槽数M、捕获数据长度N，以及对应频率槽上的载波多普勒分别产生N×M与(N‑L)×M个本地载波与PN码信号，并通过PCIE总线拷贝到图形处理器GPU显存中；捕获线程在GPU上执行载波多普勒与PN码相位二维搜索操作，当捕获线程启动时，主线程将采集设备上报的N点零中频复信号拷贝到GPU显存中，接着，捕获线程在GPU中依照频率槽的顺序进行L点PN码相位并行搜索操作；在每个频率槽上，捕获线程首先在GPU上并行执行采集数据N点数字下变频操作，随后捕获线程对数字下变频后的数据并行地在L个PN码相位上依次执行PN码解扩、相干累加、取平方、K点快速傅氏变换FFT以及取模运算后得到L×K个FFT数据，捕获线程搜索这L×K个数据中的峰值以及峰值下标并将其拷贝到主线程；主线程在CPU上依照捕获线程输出的FFT信号峰值下标完成载波多普勒与PN码相位计算，主线程在CPU串行搜索每个频率槽对应峰值的最大值，将峰值最大频率槽对应的PN码相位与载波多普勒频偏值作为捕获结果输出。