曾慶喜，張鵬娜，祝雪芬，潘樹國，裴 凌

（1. 南京航空航天大學 車輛電子研究中心，南京 210016；2. 東南大學 儀器科學與工程學院，南京 210096；3. 上海交通大學 北斗導航與位置服務上海市重點實驗室，上海 200240）

基于組合FFT的多核北斗軟件接收機并行捕獲算法

曾慶喜1，張鵬娜1，祝雪芬2，潘樹國2，裴 凌3

（1. 南京航空航天大學 車輛電子研究中心，南京 210016；2. 東南大學 儀器科學與工程學院，南京 210096；3. 上海交通大學 北斗導航與位置服務上海市重點實驗室，上海 200240）

目前數(shù)字信號處理器已經(jīng)由單核系統(tǒng)發(fā)展為多核并行系統(tǒng)，可通過并行執(zhí)行任務加快信號處理速度。北斗CB2I碼是GPS C/A碼碼長的兩倍，若使用傳統(tǒng)捕獲算法將會延長信號捕獲時間?；诖藛栴}，提出了一種基于組合 FFT的并行捕獲算法。該算法將信號奇偶點分開進行并行處理，可將單次FFT變換點數(shù)減半，并通過高效利用多核資源加快信號捕獲速度。為了驗證算法性能，對比了傳統(tǒng)算法和改進后算法的PTP值。仿真結果表明，兩算法PTP均值分別為2.961和2.938，改進后算法未降低捕獲精度。最后，以多核嵌入式平臺為基礎分析了兩算法的單核運算量，結果表明：當待處理的信號點數(shù)由1000增加到256 000時，改進后算法單核乘法運算量減少比例由33%增加到了40%，而加法計算量始終減少50%，改進后算法可達到快速捕獲的效果。

軟件接收機；北斗B2信號；快速捕獲算法；組合FFT

智能車輛是一個集規(guī)劃決策、自動駕駛等于一體的綜合系統(tǒng)，涉及環(huán)境感知、導航定位及決策控制等科學領域，受到世界各國的高度重視。衛(wèi)星定位導航技術是智能車輛不可缺少的關鍵技術之一，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是我國正在實施的自主發(fā)展、獨立運行的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，目前已經(jīng)逐漸開始應用于汽車導航領域。為了保證無人駕駛車輛導航的可靠性，現(xiàn)多采用衛(wèi)星導航和多個輔助傳感器配合使用來增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性[1]。因此要求衛(wèi)星定位接收機具有良好的開放性便于與其他傳感器信息進行深度耦合來進一步提高定位導航精度。軟件接收機基于通用嵌入式平臺，可深入到接收機信號通道內(nèi)部控制衛(wèi)星信號的處理過程，具有良好的開放性，現(xiàn)已成為未來定位接收機的發(fā)展方向。隨著衛(wèi)星信號長度的增加和接收機處理算法的復雜化，對信號處理平臺處理性能的要求也越來越高。為了滿足信號處理系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)需求，數(shù)字信號處理器（DSP）已經(jīng)從一開始的單處理器多板卡系統(tǒng)發(fā)展為現(xiàn)在的多處理器并行系統(tǒng)，大大提高了算法運算速度。2015年德州儀器對多核DSP大點數(shù)FFT運算時間做了測試，相較于單核運算多核運算性能均有了不同程度的提高，其對比如圖1所示[2]。因此通過改進衛(wèi)星信號捕獲算法合理的利用嵌入式平臺的硬件資源，將能達到快速捕獲的效果。

圖1 多核運算性能對比Fig.1 Multi-core computing performance comparison

本文在分析了北斗 B2信號結構及調(diào)制原理和傳統(tǒng)并行碼相位算法的基礎上，提出了基于組合FFT的北斗B2信號快速捕獲算法。該算法可將單次FFT運算點數(shù)減半，將信號處理任務合理的分配到不同核中并行處理，可有效減少信號捕獲時間，為后續(xù)北斗軟件接收機嵌入式實現(xiàn)提供理論基礎。

1 北斗B2信號結構

2013年12月，中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室公布了北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)空間信號接口控制文件公開服務信號（2.0 版），正式闡述了北斗B2信號的結構、基本參數(shù)、測距碼特征和導航電文格式等相關內(nèi)容[3]。不同于 GPS信號的相移鍵控( Binary Phase Shift Keying，BPSK)調(diào)制方式，北斗二代采用正交相移鍵控( Quadrature Phase Shift Keying，QPSK)的調(diào)制方式，由調(diào)制在I支路的普通測距碼（C碼）和調(diào)制在Q支路的精密測距碼（P碼）、導航電文機載波組成。其數(shù)學模型為：

式中：上角標j表示衛(wèi)星編號；AB2I、AB2Q分別為I、Q支路信號強度；CB2I、CB2Q為I、Q支路偽隨機碼，DB2I、DB2Q為I、Q支路導航電文；fB2為B2信號載波速率，大小為1207.14 MHz；φB2I、φB2Q為信號I、Q支路載波初相。由于Q支路為授權信號，不對民用開放，因此本文只研究I支路信號。

在軟件接收機基帶信號處理算法開發(fā)過程中，需要衛(wèi)星號、載噪比等各種參數(shù)確定的數(shù)字中頻信號用于測試算法的性能。因此，本文使用Matlab軟件產(chǎn)生偽隨機碼和載波信號，通過疊加噪聲、帶通濾波等處理模擬產(chǎn)生北斗衛(wèi)星中頻信號。圖2為北斗衛(wèi)星中頻信號產(chǎn)生流程圖。

圖2 北斗中頻信號產(chǎn)生流程圖Fig.2 Flowchart of Beidou intermediate frequency signal generation

北斗B2信號I支路信號結構與GPS L1信號結構相似，均采用碼分多址的信號復用方式。不同的是B2信號CB2I碼由11個線性移位產(chǎn)生，L1信號C/A碼由10個線形移位寄存器產(chǎn)生，CB2I碼速率是C/A碼速率的兩倍，兩信號周期相同，因此CB2I碼是C/A碼長的兩倍。為了保證信號捕獲的精度，相應的 B2信號采樣頻率較L1信號也會有所提高。

2 現(xiàn)有的算法以及存在的問題

衛(wèi)星信號經(jīng)射頻前端下變頻、重采樣后，由軟件接收機完成信號捕獲工作。傳統(tǒng)的信號捕獲算法有順序搜索捕獲算法、并行頻域捕獲算法和并行碼相位捕獲算法。由于并行碼相位捕獲算法計算量較小，實時性較好，目前軟件接收機廣泛采用該算法對衛(wèi)星信號進行捕獲。該算法由Nee D.V.于1991年提出，其將碼相位的時域相關運算通過FFT運算轉換為頻域的乘法運算，從而很大程度上降低了算法的運算量，提高了捕獲速度[4]。算法原理如下所示。

兩個長度為N的有限序列x(n)與h(n)的時域相關形式如式(2)所示，其中x(n)、h(n)分別對應輸入信號和本地測距碼CB2I，N為一周期內(nèi)信號的采樣點數(shù)。

長度為N的有限序列x(n)的離散傅里葉變換為

根據(jù)公式(2)和公式(3)可將時域相關運算轉換為頻域相乘運算，具體過程如式(4)所示：

式中，H*(k)為H(k)的復共軛。

利用公式(5)即可得到信號時域相關結果?；贔FT的并行碼相位捕獲算法只需對多普勒頻率進行一維搜索，無需對信號碼相位進行順序搜索，從而很大程度上降低了算法的運算量。

基于FFT的并行碼相位捕獲算法原理圖如圖3所示：第一步，根據(jù)衛(wèi)星信號中頻頻率和多普勒頻移范圍確定本地載波頻率fd和搜索步長，并對輸入中頻信號進行去載波操作得到混頻信號；第二步，取1 ms混頻信號和本地測距碼h(n)進行 FFT變換和取共軛操作，得到X(k)和H*(k)；第三步，將兩信號FFT結果相乘，通過頻域相乘運算得到頻域相關結果Y(k)；第四步，對頻域相關結果Y(k)進行IFFT操作，即可得到該頻率下信號捕獲碼相位結果。如果相關結果超過所設門限值，則捕獲成功，否則調(diào)整本地載波頻率重復上述操作。

由并行碼相位捕獲算法原理圖可知FFT運算是算法的核心，當單次FFT運算的點數(shù)較大時，算法的運算復雜度和硬件的實現(xiàn)難度都會有所增加，進而影響信號捕獲的實時性。

北斗B2信號CB2I碼碼速率是GPS L1信號C/A碼速率的兩倍，為了保證信號捕獲的精度需提高信號采樣頻率，這樣將使捕獲算法運算量大大增加。本文中設置的中頻信號采樣頻率為18.073 MHz，每個CB2I碼周期（1 ms）就有18073個采樣點，計算量較大硬件資源耗費較高，不利于衛(wèi)星信號的實時處理。

圖3 傳統(tǒng)并行碼相位算法原理圖Fig.3 Traditional parallel code phase acquisition algorithm

2012年，文獻[5]將FIR濾波器原理與并行碼相位捕獲算法相結合對 GPS L1信號進行了捕獲[9]，并在FPGA平臺上實現(xiàn)了該算法，達到了快速捕獲的效果。但該算法基于 FPGA硬件邏輯結構，不利于發(fā)揮軟件接收機的靈活性。2013年，文獻[6][7]將分段FFT算法應用到了GPS L2C信號的捕獲中，有效解決了信號FFT運算點數(shù)較大的問題[5-6]。該算法可有效減少單次 FFT運算點數(shù)，但算法組合結果步驟較復雜，B2信號CB2I碼是CM碼碼長的1/10，使用該算法將增加捕獲算法的復雜度。同年，文獻[8]提出了基于分段折疊算法的北斗 CB2I碼快速捕獲算法，通過折疊信號可將算法處理點數(shù)減半，加快信號捕獲速度。但是該算法在折疊過程中也引入了噪聲，降低了捕獲算法的靈敏度，在信號較弱的環(huán)境下將無法使用。針對上述算法存在的問題，本文提出一種基于組合FFT的并行捕獲算法。

3 基于組合FFT的并行捕獲算法

3.1 算法原理

2005年Marvi Teixeira將DFT矩陣因式分解應用到了循環(huán)卷積算法中，減小了單個循環(huán)矩陣的維數(shù)[9]。將該思想與傳統(tǒng)并行碼相位捕獲算法相結合可減少單次FFT變換的點數(shù)，達到快速捕獲的目的。

算法具體原理如下所示：首先對式(2)中y(n)進行z變換，將結果由頻域變換到復頻域，如式(6)所示：

同時Y(z)可表示為

同理有：

將式(2)帶入式(6)有：

將公式(8)帶入公式(9)中有：

當i為0時為偶序列頻域值，當i為1時為奇系列頻域值。

得到Y0(k)與Y1(k)后通過 FFT逆變換即可到時域相關結果y0(n)與y1(n)。

將y0(n)、y1(n)進行組合得到最終捕獲結果。以y0(n)為例分析信號相關運算的過程。由式(12)可知，在頻域內(nèi)Y0(k)為混頻信號偶序列與測距碼偶序列對應相乘，再與奇序列對應相乘值做加和；對應在時域內(nèi)，兩信號偶序列與偶序列做互相關運算，奇序列與奇序列做互相關運算，然后再進行加和。兩信號互相關運算過程如圖4所示。

圖4中，當n增加1時，測距碼奇序列與偶序列均向左移動一位，相應地作相關運算的兩序列相對于原序列移動了兩個采樣點。當n=m時，y(n)代表第m個采樣點處兩信號的相關值，yi(n)則代表第2m+i個采樣點處的相關值?；谏鲜龇治觯瑈0(n)、y1(n)組合方式如式(15)所示，y(n)為最終捕獲結果。

圖4 B2信號相關運算過程Fig.4 B2 signal correlation operation process

3.2 算法實現(xiàn)步驟

算法實現(xiàn)步驟及原理圖如圖5所示。

圖5 基于組合FFT的并行捕獲算法原理圖Fig.5 Parallel acquisition algorithm based on combined FFT

步驟 1：首先根據(jù)接收衛(wèi)星信號中頻頻率和多普勒頻移范圍確定本地載波頻率fd和搜索步長，產(chǎn)生本地載波信號和本地偽隨機碼h(n)，并對輸入信號x(n)進行去載波操作產(chǎn)生混頻信號。然后，將混頻信號和本地測距碼奇偶采樣點分開，分別h0(n)構成奇序列x1(n)、h1(n)和偶序列x0(n)、h0(n)。

步驟2：對x1(n)、x0(n)、h1(n)并行進行FFT和IFFT變換，將信號由時域變換到頻域，其中IFFT變換等同于對序列進行FFT變換再取共軛操作。

步驟3：通過融合算法獲得相關結果Y0(k)、Y1(k)。

步驟4：對Y0(k)、Y1(k)進行IFFT運算得到時域相關結果y0(n)、y1(n)，將時域相關結果組合得到信號最終捕獲結果y(n)。當y(n)峰值超過門限值時，則捕獲成功，未超過門限值時則改變載波頻率重復步驟1到步驟4過程。

由步驟2和式(12)(13)可知，基于組合FFT的并行捕獲算法單次FFT變換點數(shù)為N/2，相比于傳統(tǒng)算法減少了一半。從算法原理圖可知，四個N/2點序列獨立進行FFT變換中間沒有數(shù)據(jù)交換，因此可利用多核數(shù)字信號處理平臺并行對四個序列進行FFT變換，可有效利用多核嵌入式平臺資源加快信號捕獲速度[10]。

4 算法性能分析

4.1 算法仿真結果

根據(jù)第一節(jié)模擬產(chǎn)生北斗B2中頻信號的方法，用Matlab仿真出北斗中頻信號，信號相關參數(shù)如表1所示。仿真信號一周期內(nèi)時域波形和時域自相關圖如圖6所示。

表1 北斗衛(wèi)星中頻信號相關參數(shù)Tab.1 Parameters of Beidou intermediate frequency signal

圖6 北斗B2信號時域波形和自相關圖Fig.6 Waveform and correlation of Beidou B2 signal

使用組合FFT并行捕獲算法對北斗B2中頻信號進行捕獲。設置輸入信號碼相位位于第 1547個碼片處，多普勒頻率偏移為 1 kHz。衛(wèi)星信號最終捕獲結果如圖7、圖8所示。圖7(a)、圖7(b)為y0(n)與y1(n)結果，圖7(c)為y0(n)與y1(n)組合結果。從圖7中顯示的峰值數(shù)據(jù)可知，y0(n)第6831個采樣點處的相關值大于y1(n)第6832個采樣點處的值，因此最終捕獲碼相位位于第6831×2=13662個采樣點處，即位于第(13662/18073)×2046≈1547個碼片處，與預設碼相位相同。圖8為多普勒頻移圖，峰值位于第12個采樣點處。在捕獲算法中設置的多普勒頻移范圍為±10 kHz，搜索步長為1 kHz，因此該采樣點處對應的多普勒頻移值為(12-11)×1 kHz =1 kHz。與預設多普勒頻率偏移 1 kHz相同，改進后算法可成功地對北斗 B2信號進行捕獲。

圖7 北斗B2信號捕獲碼相位圖Fig.7 Code phase diagram of B2 signal

圖8 多普勒頻移圖Fig.8 Doppler shift map

4.2 算法靈敏度對比

信號時域的相關運算對應頻域的相乘運算，F(xiàn)FT變換可將信號由時域變換到頻域。為了驗證組合 FFT運算與傳統(tǒng)基 2-FFT運算具有相同的運算結果，分別基于傳統(tǒng)FFT和組合FFT對北斗B2信號測距碼進行自相關運算，當組合FFT運算與基2-FFT變換結果不同時，CB2I碼自相關值也將有所區(qū)別。為了便于觀察，將碼相位設置在第10001個采樣點處。CB2I碼自相關結果如圖9所示，由圖形峰值顯示值可知，自相關值相同，因此組合FFT與傳統(tǒng)基2-FFT變換結果相同，組合FFT在將信號由時域變換到頻域的過程中未引入誤差。

圖9 CB2I碼相關結果Fig.9 Correlation result of CB2Icode

為了對比改進后算法與傳統(tǒng)算法的捕獲效果，本文引入峰峰值PTP（最大相關峰值和次相關峰值的比值）對兩算法捕獲性能進行分析。首先模擬產(chǎn)生100 ms北斗B2信號，相關參數(shù)如表1所示。使用兩捕獲算法對該信號進行捕獲。如此循環(huán)一百次，可得到2×100個PTP值，如圖10所示，

圖10 兩算法PTP值Fig.10 PTP values of two algorithms

圖10中水平虛線表示兩算法的平均PTP值。經(jīng)計算，基于組合FFT的并行捕獲算法PTP平均值為2.938，傳統(tǒng)捕獲算法PTP平均值為2.961。兩者捕獲效果基本相同，改進后算法未降低捕獲靈敏度。

4.3 運算量及處理速度分析

為了對比傳統(tǒng)捕獲算法和基于組合FFT并行捕獲算法的信號處理速度，均以多核信號處理器平臺為基礎，分析兩算法的總運算量和單核運算量，其中單核運算量對應算法的執(zhí)行時間[11]。

由算法原理圖圖5可知，基于組合FFT的并行捕獲算法并未減少算法整體處理的信號采樣點數(shù)，而是通過減少單次FFT變換點數(shù)，多核并行處理的方法加快了算法處理速度。因此兩算法總運算量相當。

當基于組合FFT的并行捕獲算法在多核嵌入式平臺上實現(xiàn)時，算法計算量較大的FFT和IFFT部分可由四核并行進行處理[12]。計算量較小的部分如去載波、組合結果等可由主核完成。當在多核嵌入式平臺上實現(xiàn)傳統(tǒng)捕獲算法時，其FFT運算部分執(zhí)行流程與改進后算法類似，均可利用多核進行處理。不同的是，由圖3及圖5可知，傳統(tǒng)算法同時對兩個N點序列進行FFT變換，改進后算法同時對四個N/2點序列進行FFT變換。由于單個FFT變換序列各點間運算相互關聯(lián)，因此僅可由多核數(shù)字信號處理平臺中單核完成N點序列的FFT變換，兩個N點序列FFT變換可由雙核并行完成。同樣，去載波等運算量較小的操作由主核完成。相應的兩算法執(zhí)行過程中對于的運算量如表2所示。當信號采樣頻率為18.073 MHz時，一個周期內(nèi)的采樣點數(shù)為 18073，對于基-2FFT算法，需將信號采樣點數(shù)補0為2的次冪，因此32768，ceil()為向右取整函數(shù)。此時傳統(tǒng)算法單核加法次數(shù)為983 040，乘法次數(shù)為557 056；組合FFT并行捕獲算法單核加法次數(shù)為491 520，乘法次數(shù)為344 064。在該采樣頻率下，加法運算量減少了約 50%，乘法運算量減少了約38%。

當信號的采樣頻率或者所需處理的信號周期數(shù)發(fā)生變化時，即捕獲算法處理的信號采樣點數(shù)發(fā)生變化時，兩算法單核乘法計算量變化趨勢如圖11所示。

圖 11包含了兩算法單核乘法計算量的對比和改進后算法單核乘法次數(shù)減少的比例。由圖11可知，隨著算法處理的采樣點數(shù)由1000增加到256 000，改進后算法乘法次數(shù)減少比例由33%增加到了40%，加法運算次數(shù)始終減少50%左右。當時鐘頻率相同時，基于組合FFT的并行捕獲算法相較于傳統(tǒng)算法處理時間也將會相應減少。基于多核的軟件接收機即可達到快速捕獲的目的。

表2 兩算法總運算量和單核計算量對比Tab.2 Comparison on total computational load and single-core computational load of two algorithms

圖11 同采樣點下兩算法單核乘法計算量變化趨勢Fig.11 Single-core multiplication calculation’s trend of two algorithms with different sampling points

5 結 論

本文針對北斗 B2信號測距碼碼速率高于 GPS C/A碼碼速率，采樣頻率較高，使用傳統(tǒng)算法捕獲速度較慢的問題，提出了基于組合FFT的并行捕獲算法。該算法將單次FFT變換點數(shù)減少為原來一半，可有效利用多核嵌入式平臺的資源，加快信號捕獲速度。而在進行快速捕獲的同時，算法并未降低信號捕獲精度。仿真結果表明傳統(tǒng)算法與改進算法PTP值基本相同。

最后，本文以多核嵌入式平臺為基礎分析了兩算法的運算量，結果表明：當算法單次處理的信號點數(shù)由1 000增加到256 000時，改進后算法單核乘法運算量減少比例由33%增加到了40%，而且加法計算量始終減少50%。因此，改進后算法可達到快速捕獲的目標，提高了軟件接收機初始定位速度。

（References）：

[1] Wang Hong-yu, Zhang Xiao-xia, Li Xiao-lin, et al. GPS/DR information fusion for AGV navigation[C]// World Automation Congress Proceedings. IEEE Computer Society. 2012: 1-4.

[2] Texas Instruments. Very large FFT for TMS320C6678 processors[Z]. 2015: 1-5.

[3] 中國衛(wèi)星導航管理辦公室. 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)空間信號接口控制文件公開服務信號[M]. 2.0版. 北京: 中國標準出版社, 2013. China Satellite Navigation Office. BeiDou navigation satellite signal in space interface control document open service signal[M]. Version 2.0. Beijing: China Standardization, 2013.

[4] Nee D V. A New Fast GPS Code-acquisition technique using FFT[J]. Electronic Letters, 1991, 27(2): 158-160.

[5] Leclère J, Botteron C, Farine P A. Improving the performance of the fft-based parallel code-phase search acquisition of GNSSS signals by decomposition of the circular correlation[C]//25th International Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation ION. Nashville TN, 2012: 1406-1416.

[6] 曾慶喜, 唐琳琳, 王慶, 等. 基于分段FFT的GPS L1/L2C信號快速捕獲算法[J]. 中國慣性技術學報, 2013, 21(5): 640-645. Zeng Qing-xi, Tang Lin-lin, Wang Qing, et al. Algorithm of GPS L1/L2C fast acquisition based on segmented FFT[J]. Journal of Chinese Inertial Technology, 2013, 21(5): 640-645.

[7] Zeng Qing-xi, Tang Lin-lin, Huang Yu-hua, et al. GPS L1 aided fast acquisition of L2C signal based on segmented split-radix FFT[J]. Journal of Chinese Inertial Technology, 2015, 23(1): 93-97.

[8] 曾慶喜, 徐亮, 唐琳琳, 等. 基于分段折疊算法的北斗CB2I碼快速捕獲[J]. 中國慣性技術學報, 2015, 23(4): 505-510. Zeng Qing-xi, Xu Liang, Tang Lin-lin, et al. Beidou CB2I code fast acquisition based on dividing and folding algorithm[J]. Journal of Chinese Inertial Technology, 2015, 23(4): 505-510.

[9] Teixeira M, De Jesus M, Rodriguez Y. Parallel FFT and parallel cyclic convolution algorithms with regular structures and no processor intercommunication[J]. High Performance Embedded Computing, 2005: 1-2.

[10] Kuan C B, Wang S C, Shih W L, et al. Parallelization of a Boken application on embedded multicore DSP systems[J]. Embedded Systems for Real-Time Multi-media, 2011, 9(10): 13-14.

[11] 袁琪, 楊康, 周建江, 等. 大點數(shù)FFT算法C6678多核DSP的并行實現(xiàn)[J]. 電子測量技術, 2015, 38(2): 74-80. Yuan Qi, Yang Kang, Zhou Jian-jiang, et al. Implementation of large points FFT based on C6678 multi-core DSP[J]. Electronic Measurement Technology, 2015, 2(38): 74-80.

[12] Vityazev S, Kharin A, Kalinkin A, et al. Parallel form of FIR filter for implementation on multicore DSP[C]//2014 3rd Mediterranean Conference on Embedded Computing. Budva: IEEE Press, 2014: 177-179.

Parallel acquisition algorithm for multi-core Beidou software receiver based on combined FFT

ZENG Qing-xi1, ZHANG Peng-na1, ZHU Xue-fen2, PAN Shu-guo2, PEI Ling3
(1.Department of Vehicle electronic, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China; 2. School of Instrument Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, China; 3. Shanghai Key Laboratory of Navigation and Location Based service, Shanghai Jiao tong University, Shanghai 200240, China)

The digital signal processor has been developed from single-core system into multi-core parallel system, which can speed up the signal processing by executing task in parallel. The length of Beidou CB2Icode is twice that of GPS C/A code, thus the acquisition time would be extended if using the traditional algorithm. Aiming at this problem, a parallel acquisition algorithm based on combined FFT is proposed, which separates the signal to odd and even sequences and processes them in parallel. By this way, the single FFT points are halved and the speed is increased by efficiently using the multi-core resource. In order to verify the algorithm’s performance, the PTP values of the two algorithms are compared. Simulation results show that the mean PTP values of the two algorithms are 2.961 and 2.938, respectively. Therefore the proposed algorithm does not reduce the acquisition accuracy. Finally, the computational loads of the two algorithms are analyzed based on the multi-core embedded platform, and the results show that the single-core multiplication computational load is decreased by 40% from the original 33%, and the addition computational load is decreased by 50% when the signal sampling points needed to be processed are increased to 256 000 from 1000. Thus the proposed algorithm can achieve the effect of fast acquisition.

software receiver; Beidou B2 signal; fast acquisition algorithm; combined FFT

V448.2

：A

2016-04-17；

：2016-07-27

國家自然科學基金（51505221）；南京航空航天大學研究生創(chuàng)新實驗競賽（5645004）

曾慶喜（1980—），男，講師，從事智能車輛高精度導航研究。E-mail: jslyzqx@163.com

1005-6734(2016)04-0496-08

10.13695/j.cnki.12-1222/o3.2016.04.014