[发明专利]一种基于GPU的长码分段重叠局部相关捕获方法

摘要

针对长周期伪码直接捕获时大量码相位搜索问题，本发明提出一种基于GPU的长码分段重叠局部相关捕获方法，对输入数据分段划分，降低了数据处理的规模和存储要求，适应不同性能的GPU实现，对数据的划分同时有利于多核处理器对数据进行并行任务处理，可以充分发挥多核的并行处理优势。基于GPU的长码分段重叠局部相关捕获方法，利用FFT并行搜索伪码相位，利用GPU中数以百计的浮点运算单元批处理分段数据加速FFT运算，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

1.一种基于GPU的长码分段重叠局部相关捕获方法，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[t0t0+t]时间段持续时间为t的长码数据，根据采样率fs生成本地参考信号序列p(n)，p(n)为{p(0) p(1) … p(tfs)}；步骤S2 输入信号剥离载波；以采样率fs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，剥离载波后生成输入信号复信号序列s(n)，s(n)为{s(0) s(1) … s[(T+t)fs]}；步骤S3 分配数据存储空间，传输数据到GPU设备端；在GPU设备端为输入信号复信号序列s(n)和本地参考信号序列p(n)分配存储空间，使用cudaMemcpy()函数将输入信号复信号序列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 输入信号复信号序列重叠分段划分，本地参考信号序列补零扩展；将输入信号复信号序列部分重叠分段划分，得到m个序列si(n)i＝0,1,…,(m‑1)，将本地参考信号序列p(n)补充Tfs/m个0，得到序列p0m(n)；步骤S5 创建傅里叶变换计划；调用函数cufftPlan1d()、cufftPlanMany()创建傅里叶变换计划；步骤S6 批处理计算信号序列傅里叶变换；调用函数cufftExecC2C()、cufftExecR2C()，批处理计算分段划分的m个序列si(n)的傅里叶变换序列Si(k)和序列p0m(n)的傅里叶变换序列P0m(k)；步骤S7 频域共轭乘运算；在GPU中逐点计算Si(k)与P0m(k)的共轭乘积，得到序列Yim(k)；步骤S8 逆FFT得到多段相关值序列，拼接后得到整个相关值序列；调用函数cufftExecC2C()计算Yim(k)的逆FFT，得到m个循环相关序列yim(n)，截取每个相关序列的前Tfs/m个值yi(n)，拼接后得到整个不确定时间范围内的相关值序列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td。