FIR输出数据可以根据数据传输能力和需要进行截位，一般只截取最高的符号位或者选取其中2位。数据分三路进行FIR滤波之后，即可对每一路数据进行降采样处理。直接进行抽取就可以降低数据量和采样率，这将降低后续数据处理复杂度。
    在对三路滤波后信号进行传输过程中，通过以太网封装帧给不同频点信号赋予不同的MAC地址。主机捕获时可以通过识别MAC地址的方法，将三路数据进行分类存储。
1.4.2 以太网数据传输
    V5系列FPGA开发板上有以太网物理芯片88E1111实现开发板与电脑网卡的以太网物理层连接，ISE 11套装中的core generator可以生成Ethernet MAC IP核，直接例化它就可以进行以太网数据传输的开发[7]。其结构如图5所示。

    直接接收ADC的输出数据或者是FIR截位之后的数据作为图6模块中的用户输入数据。因为设置的MAC核按照字节来传输数据，所以在MAC核前面需要添加一个FIFO进行缓冲和串并转换，进入FIFO的数据是1 bit或2 bit，按照整字节输出数据。

    直接发送的数据帧是以太网物理层的数据帧，高层协议（TCP/IP协议）并没有使用到。
    以太网数据帧的包头首先是8 B的前导码(7 B原语和1 B帧起始）[7]，然后是6 B的目的MAC地址和6 B的源MAC地址，之后是2 bit的协议类型或数据包长度，中间是46~1 500 B的数据内容，以及4 bit的校验位，如图6所示。基于EMAC核实现以太网络协议数据报文的发送具体包括以下几个步骤：数据输出缓冲、MAC地址添加、数据FCS校验和原语添加。最终经过MAC封装以后，整个数据报文的长度为64~1 518 B。校验位和前导码是可以选择自动添加的，所以在输入数据时，通过编写状态机代码添加正确的MAC地址，设置固定字节的数据包大小就可以让数据正确地传输了。设计时设置每个数据帧除了帧头信息以外有1 024 B的数据，正好是1 KB，即可方便地观察数据包是否出错和衡量整体数据传输完整性。
    千兆位以太网使用的时钟是ML506板载的晶振分频出的125 MHz时钟，通过FPGA内部的PLL合成。
1.4.3 上位机数据捕获
    因为FPGA发送数据时仅使用了以太网的物理层，所以在主机抓包的时候仅需要关注数据包的MAC地址信息即可，不需要再对TCP/IP协议进行分析和处理。
    因此本文采用winpcap(windows PACket capture)开放代码来实现MAC数据报文的采集功能。winpcap能够为win32应用程序提供访问网络底层的能力，因此独立于TCP/IP协议的以太网数据包能够被上层应用程序捕获和保存。
    由于一般的SATA硬盘的写入速度在40 MB/s~80 MB/s，为了保证数据能够完整写入硬盘，应尽可能使用高速硬盘。同时，在编写捕捉和存储数据的软件时，应该设立一定的缓冲区域。将网络采集到的数据首先写入内存之中，待累积了一段数据之后将其一次性写入硬盘，以减少CPU时间分配对写入数据完整性的影响。
2 实验结果
    通过SPI配置的不同采样率对实际卫星信号进行采集，存储下来的数据文件采用实验室自研的捕获算法可以成功地捕获出GPS L1、L2、L5信号。图7是在采集的一段数据中L2、L5信号的捕获结果。通过与下变频前端采集的数据进行对比分析可以发现，两个系统捕获到的卫星数量、编号、多普勒频偏是一致的，但直接采样数据的信噪比要略高。该实验结果如表2所示。这说明该系统采集的数据是正确有效的。

    本文介绍了使用射频直接采样技术的多频GNSS数据采集系统的设计实现方法。本文首先提供了主要的硬件平台结构设计方案，并对于射频前端的电路设计和高速数据采集这两个关键技术进行了详细阐述。在此基础上，本系统实现了多频多系统卫星导航信号的采集功能，并且与下变频方法采集的数据进行了对比。实验表明，该系统在性能和可扩展性方面都要优于传统的下变频采集系统，具备很好的通用性。随着技术的发展，更多更高性能的射频放大滤波器件的价格不再昂贵，运用直接采样技术的多频卫星导航接收机将具备很大的发展空间。
参考文献
[1] RIVERA P E， CHASTELLAIN F， BOTTERON C， et al.Design of a GPS and Galileo Multi-Frequency[A].VTC Spring 2009. IEEE 69th Digital Object Identifier: 10.1109/VETECS. 2009.
[2] Liu Hongquan, Kou Yanhong. Design and implementation of a GNSS signal collection system using direct RF sampling [A]. MICroeleCTRonics & Electronics, 2009. PrimeAsia 2009. Asia Pacific Conference on Postgraduate Research in Digital Object Identifier: 10.1109/PRIMEASIA.2009.   
[3] 姜宇柏，游思晴. 软件无线电原理与工程应用[M].北京:机械工业出版社，2007.
[4] Mitel SEMIconductor. GP2015 GPS Receiver RF Front End. 1996.
[5] National Semiconductor Corporation. ADC08D500 High Performance, Low Power, Dual 8-Bit, 500 MSPS A/D Converter.2008.
[6] ADAM D. Design and implemetation of the LwIP TCP/IP stack[M]. Swedish: Institue of Computer Science. 2001.
[7] Xilinx Inc. UG194“Virtex-5 FPGA Embeded Tri-mode  Ethernet MAC User Guide”. 2008.

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