CN115685268B - 基于低轨mcsk调制的数据解调判决方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于低轨MCSK调制的数据解调判决方法，所述方法包括如下步骤：S1：在多通道MCSK积分电路内设置FFT运算单元进行运算；S2：FFT运算单元支持4096点FFT，单个运算单元兼容计算FFT和IFFT，单个通道调度会做3轮FFT运算；S3：在进行运算的同时，MCSK多路积分电路完成数据的去载波和降采样d(i)并送出24通道的降采样d(i)；S4：对送出的24通道的每个通道降采样数据进行仲裁，并申请FFT运算单元计算循环积分；S5：通过预取机制在当前通道来临前的通道时刻先及计算PRN的FFT，记为y0。

Description

基于低轨MCSK调制的数据解调判决方法
技术领域
本发明涉及GNSS领域，具体涉及基于高动态GNSS跟踪的方法。
背景技术
传统GNSS 信号使用的二进制扩频调制方式中，若干个扩频周期的波形仅传播1bit信息，频带利用率不高。而低轨LEO卫星普遍采用的多进制调制，可以在不改变扩频码参数的情况下有效提高信息速率，CSK调制是一种新型的多进制调制方式，它具有信息速率快、灵活性高的优势。
但对比传统的导航比特信息解调，其每个码周期的导航比特信息判决运算量成数十倍增加，给硬件实现带来挑战。
发明内容
本发明的目的在于：多路卫星接收时，通道数将是卫星路数乘以通道数，此结果非常庞大，会占用大量硬件资源进行计算，为了解决上述技术问题，本发明采用如何实现在不大规模增加电路规模的情况下对MCSK信息进行判决解调进行解决。
本发明采用的技术方案如下：基于低轨MCSK调制的数据解调判决方法，所述方法包括如下步骤：S1：在多通道MCSK积分电路内设置FFT运算单元进行运算；S2：FFT运算单元支持4096点FFT，单个运算单元兼容计算FFT和IFFT，单个通道调度会做3轮FFT运算；S3：在进行运算的同时，MCSK多路积分电路完成数据的去载波和降采样d(i)并送出24通道的降采样d(i)；S4：对送出的24通道的每个通道降采样数据进行仲裁，并申请FFT运算单元计算循环积分；S5：通过预取机制在当前通道来临前的通道时刻先及计算PRN的FFT，记为y0，仲裁出的通道由FFT运算单元先计算降采样的数据FFT结果，记为y1；S5：通过运算公式计算后取IFFT结果的前64个值，比较64个值的模，最大值为需要的积分相位；S6：根据最大值的位置（0~63）确定MCSK的获得当前通道的6个比特解调结果。
传统的卫星通道调制常用CSK进行调制，CSK调制本质上是一种多进制正交信号，它的原理是:由一个基本扩频序列进行循环移位来表示不同的符号，在基本扩频码的基础上，每一位均向后循环位移n个位置，即可得到一段新的扩频码，这段码即可用来表示符号n。CSK调制由2个参数决定:每个符号包括的比特数U及每个符号周期内扩频码的重复数N，表示为CSK(U，N)
Figure 632998DEST_PATH_IMAGE001
Figure 118337DEST_PATH_IMAGE002
Figure 881894DEST_PATH_IMAGE003
其中:
Figure 60065DEST_PATH_IMAGE004
为基本扩频码，C为
Figure 213966DEST_PATH_IMAGE005
每个周期跨越的码片数，
Figure 627630DEST_PATH_IMAGE006
为通过循环位移产 生的一系列调制码，Tc为码片间距，
Figure 386638DEST_PATH_IMAGE007
为第x个符号的码与基本扩频码相比的移位数。
接收方面，传统的GNSS跟踪解调每个符号周期内，使用固定的码序列进行解扩，运算公式如下：
Figure 594766DEST_PATH_IMAGE008
C[m]为扩频序列，d[m]为跟踪降采样后的数据序列
对于MCSK信号的接收，需要同时计算多个码相位的结果，通过比较多个码相位各自的累加结果，判决当前的解调符号。公式如下：
Figure 436295DEST_PATH_IMAGE009
比如MCSK-R(6,1)调制，M就是64，并行计算64路的解扩结果。
进一步地，所述步骤S1中多通道MCSK积分电路通过MCSK信号的接收，获取调制数据。
进一步地，在通过MCSK信号接收后，通过同时计算若干个码相位的结果。
进一步地，通过比较若干个码相位各自的累加结果，判决当前的解调符号。
进一步地，所述步骤S5中的运算公式为将y1取共轭后与y0相乘，结果记为y2，将y2计算IFFT。
进一步地，所述步骤S4中的仲裁为单个通道积分值有效时，会申请进行FFT运算，运算采用先到先算的机制，若同时到达，则根据通道号进行排序，通道号低的排序位置靠前。
进一步地，所述步骤S1中的FFT运算采用长点数FFT运算。
进一步地，所述步骤S5中在进行64路通道并行运算时，取IFFT结果的前64个值，升级至128路并行运算后，取IFFT结果的对应前128个值。
进一步地，所述步骤S5中在进行64路通道并行运算时，取IFFT结果的前64个值，升级至256路并行运算后，取IFFT结果的对应前256个值。
进一步地，所述多通道MCSK积分电路采用64路相位并行运算。
进一步地，所述步骤S4中的仲裁为每毫秒对通道降采样数据进行仲裁。
本发明的有益效果如下：
本申请文件基于低轨MCSK调制的数据解调判决方法，本方法采用FFT方法并行计算64路相位结果，也采用结果择大进行判决解调结果，但FFT运算单元只有一路，这样就大大减小了硬件资源，同时，FFT做相关运算实现效率高，面积消耗甚至小于单通道的64路并行运算。FFT计算相关仅是方法之一，并非唯一方法。本方法采用的长点数FFT运算，对于多路（目前是64路）相位计算非常方便，后续升级至128路或256路，硬件电路仅做非常少的参数修改即可升级，而传统并行多路相关的方法就要复制相应增加的路数，升级非常不方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中方法中多通道MCSK积分电路操作算法框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
如图1所示，基于低轨MCSK调制的数据解调判决方法，所述方法包括如下步骤：S1：在多通道MCSK积分电路内设置FFT运算单元进行运算；S2：FFT运算单元支持4096点FFT，单个运算单元兼容计算FFT和IFFT，单个通道调度会做3轮FFT运算；S3：在进行运算的同时，MCSK多路积分电路完成数据的去载波和降采样d(i)并送出24通道的降采样d(i)；S4：对送出的24通道的每个通道降采样数据进行仲裁，并申请FFT运算单元计算循环积分；S5：通过预取机制在当前通道来临前的通道时刻先及计算PRN的FFT，记为y0，仲裁出的通道由FFT运算单元先计算降采样的数据FFT结果，记为y1；S5：通过运算公式计算后取IFFT结果的前64个值，比较64个值的模，最大值为需要的积分相位；S6：根据最大值的位置（0~63）确定MCSK的获得当前通道的6个比特解调结果。
本申请算法的具体操作步骤为：由于并行计算64路积分会消耗巨大资源，因此，本设计将64路计算和最大判决设计成一个独立的计算模块，各个通道共享此计算资源。
计算64路移位相关的运算，采用FFT来计算相关函数，因而消除了码相位滑动过程所需的时间。基于FFT的捕获方法的优势在于FFT计算的快速性可以进一步减小资源消耗，为了进一步缩短计算时间，通道会做预计算，节省一轮计算FFT的时间。其算法框图如图1所示。
传统实现方法是每个通道内部单独设计64路相关运算，并行计算后根据结果判断某一路功率最大作为解调的判决结果，这样，多路卫星接收时，通道数将是卫星路数乘以64，此结果非常庞大，会占用大量硬件资源。本方法采用FFT方法并行计算64路相位结果，也采用结果择大进行判决解调结果，但FFT运算单元只有一路，这样就大大减小了硬件资源，同时，FFT做相关运算实现效率高，面积消耗甚至小于单通道的64路并行运算。FFT计算相关仅是方法之一，并非唯一方法。本方法采用的长点数FFT运算，对于多路（目前是64路）相位计算非常方便，后续升级至128路或256路，硬件电路仅做非常少的参数修改即可升级，而传统并行多路相关的方法就要复制相应增加的路数，升级非常不方便。
所述步骤S1中多通道MCSK积分电路通过MCSK信号的接收，获取调制数据。在通过MCSK信号接收后，通过同时计算若干个码相位的结果。通过比较若干个码相位各自的累加结果，判决当前的解调符号。所述步骤S5中的运算公式为将y1取共轭后与y0相乘，结果记为y2，将y2计算IFFT。所述步骤S4中的仲裁为单个通道积分值有效时，会申请进行FFT运算，运算采用先到先算的机制，若同时到达，则根据通道号进行排序，通道号低的排序位置靠前。所述步骤S1中的FFT运算采用长点数FFT运算。
所述步骤S5中在进行64路通道并行运算时，取IFFT结果的前64个值，升级至128路并行运算后，取IFFT结果的对应前128个值。所述步骤S5中在进行64路通道并行运算时，取IFFT结果的前64个值，升级至256路并行运算后，取IFFT结果的对应前256个值。所述多通道MCSK积分电路采用64路相位并行运算。所述步骤S4中的仲裁为每毫秒对通道降采样数据进行仲裁。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.基于低轨MCSK调制的数据解调判决方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1：在多通道MCSK积分电路内设置FFT运算单元进行运算；
S2：FFT运算单元支持4096点FFT，单个运算单元兼容计算FFT和IFFT，单个通道调度会做3轮FFT运算；
S3：在进行运算的同时，MCSK多路积分电路完成数据的去载波和降采样d(i)并送出24通道的降采样d(i)；
S4：对送出的24通道的每个通道降采样数据进行仲裁，并申请FFT运算单元计算循环积分；
S5：通过预取机制在当前通道来临前的通道时刻先及计算PRN的FFT，记为y0，仲裁出的通道由FFT运算单元先计算降采样的数据FFT结果，记为y1；
S5：通过运算公式计算后取IFFT结果的前64个值，比较64个值的模，最大值为需要的积分相位；
S6：根据最大值的位置确定MCSK的获得当前通道的6个比特解调结果；
所述步骤S5中的运算公式为将y1取共轭后与y0相乘，结果记为y2，将y2计算IFFT。
2.根据权利要求1所述的基于低轨MCSK调制的数据解调判决方法，其特征在于，所述步骤S1中多通道MCSK积分电路通过MCSK信号的接收，获取调制数据。
3.根据权利要求2所述的基于低轨MCSK调制的数据解调判决方法，其特征在于，在通过MCSK信号接收后，通过同时计算若干个码相位的结果。
4.根据权利要求3所述的基于低轨MCSK调制的数据解调判决方法，其特征在于，通过比较若干个码相位各自的累加结果，判决当前的解调符号。
5.根据权利要求1所述的基于低轨MCSK调制的数据解调判决方法，其特征在于，所述步骤S4中的仲裁为单个通道积分值有效时，会申请进行FFT运算，运算采用先到先算的机制，若同时到达，则根据通道号进行排序，通道号低的排序位置靠前。
6.根据权利要求1所述的基于低轨MCSK调制的数据解调判决方法，其特征在于，所述步骤S1中的FFT运算采用长点数FFT运算。
7.根据权利要求1所述的基于低轨MCSK调制的数据解调判决方法，其特征在于，所述步骤S5中在进行64路通道并行运算时，取IFFT结果的前64个值，
升级至128路并行运算后，取IFFT结果的对应前128个值;
或升级至256路并行运算后，取IFFT结果的对应前256个值。
8.根据权利要求1所述的基于低轨MCSK调制的数据解调判决方法，其特征在于，所述多通道MCSK积分电路采用64路相位并行运算。
9.根据权利要求1所述的基于低轨MCSK调制的数据解调判决方法，其特征在于，所述步骤S4中的仲裁为每毫秒对通道降采样数据进行仲裁。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL114924A (en) * 1994-08-18 2000-02-17 Omnipoint Corp Multi-land multi-mode communication system
US8495363B2 (en) * 2009-04-03 2013-07-23 Qualcomm Incorporated Securing messages associated with a multicast communication session within a wireless communications system
US8139399B2 (en) * 2009-10-13 2012-03-20 Mosys, Inc. Multiple cycle memory write completion
CN104280751A (zh) * 2013-07-08 2015-01-14 成都国腾电子技术股份有限公司 基于相位差分匹配滤波的gnss***比特同步方法
CN104468451B (zh) * 2014-12-10 2017-10-24 北京理工大学 一种基于变换域通信的多级循环移位键控调制解调方法
WO2017023055A1 (en) * 2015-07-31 2017-02-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and system for identity management across multiple planes
JP6395958B1 (ja) * 2017-07-04 2018-09-26 三菱電機株式会社 レーザレーダ装置
CN108181632B (zh) * 2017-12-29 2019-09-10 武汉大学 基于模糊度全微分的gnss单频数据周跳探测与修复方法
US10742258B1 (en) * 2018-09-26 2020-08-11 Novatel Inc. System and method for demodulating code shift keying data utilizing correlations with combinational PRN codes generated for different bit positions
CN112020830B (zh) * 2019-12-18 2022-03-04 航天恒星科技有限公司 基于相位非连续r-csk调制的电文信号播发方法及装置
CN114337934B (zh) * 2021-12-30 2024-06-21 重庆两江卫星移动通信有限公司 一种csk调制信号解调***
CN115022128B (zh) * 2022-04-27 2024-03-15 湖南开放大学(湖南网络工程职业学院、湖南省干部教育培训网络学院) 一种基于奇偶分块fft的csk调制高效解调算法
CN114826325B (zh) * 2022-06-27 2022-11-25 浙江时空道宇科技有限公司 双频复合mcsk信号的接收方法、接收组件及存储介质

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