擴頻信號基于FFT碼捕獲的計算量分析
圖4說明了4點的IFFT運算,稱做基4蝶型運算。4個輸入x0,x1,x2,x3經(jīng)過簡單的相加和相位旋轉(zhuǎn),生成4個輸出y0,y1,y2,y3,例如y1=x0+jx1-x2-jx3。本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/153638.htm
基4蝶型算法可以用于高效的計算大規(guī)模的IFFT。圖5說明了利用基4蝶型算法實施16點的IFFT,其中包括2級運算,每級內(nèi)包含4個基4蝶型運算,在兩級之間存在中間過渡級別,用于對16個中間過渡結(jié)果實施相位旋轉(zhuǎn)ωi,其中ωi=exp(j2πi/N)。在N=16的情況下,當(dāng)i=0,2,4,8,12時,與ωi相乘就可以簡化為與{1,-1,j,-j)相乘。
2.2.2 計算量分析
根據(jù)1.2.2節(jié)中介紹的循環(huán)相關(guān)捕獲的具體步驟以及FFT算法的計算量,對基于FFT的循環(huán)相關(guān)捕獲法計算量分析如下。
首先,根據(jù)式(2)將21個頻率分量下的C/A碼與射頻相乘,需要運算次數(shù)為:
S1=21·N (4)
另外,N點基4FFT的運算量為(3/8)·N·(log N-2),考慮21個多普勒頻率分量以及FFT和IFFT雙向變換,計算量為:
S2=2·21·(3/8)·N·(log N-2) (5)
因此,總的計算量為:
S=S1+S2=21·N·[(3/4)(log N-2)+1] (6)
這里數(shù)據(jù)點數(shù)N=5 000,則總計算量為915 180次,與滑動相關(guān)法相比,少了3個數(shù)量級。
3 結(jié)語
本文從擴頻信號捕獲的角度出發(fā),描述了傳統(tǒng)捕獲方法和基于FFT的快速捕獲方法的原理和步驟,并對不同捕獲方法的計算量進(jìn)行了分析和比較。在文中可以看到,基于FFT的循環(huán)相關(guān)捕獲法其計算量比傳統(tǒng)方法少了3個數(shù)量級以上,該方法在硬件實現(xiàn)中,與傳統(tǒng)滑動相關(guān)法相比大大節(jié)省了資源,減少了耗時,是一種比較好的捕獲方法。
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