[发明专利]一种卫星导航信号调制解调中乘法运算实现方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航信号处理技术领域，尤其涉及一种卫星信号调制解调中乘法运算的实现方法。

背景技术

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)利用导航卫星进行定时、定位和测距，能在全世界范围内实现全天候、全方位连续为海上、陆地和空中的用户提供实时高精度的三维空间、速度和时间信息。目前，GNSS包含了美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo系统、中国的北斗导航系统，以GPS系统为例，该系统主要由三部分组成，即空间部分、地面控制部分和用户装置部分。空间部分由24颗卫星组成，分布在6个道平面上。地面控制部分由负责管理、协调整个地面控制系统的工作的主控站、在主控站的控制下，向卫星注入寻电文的地面天线、作为数据自动收集中心的监测站和通讯辅助系统组成。用户装置部分主要由GPS接收机和卫星天线组成。     　　

在当前的卫星导航系统接收装置设计中，为了能够跟踪淹没于噪声之中的卫星信号，必须首先将输入I/Q路中频信号进行一定时长的积分，而在进行积分之前需要首先对中频信号进行混频相乘，将信号频谱从频带搬移到基带，然后再与本地产生伪随机码相关对其进行解扩频，最后将得到的结果送入积分模块。由于在常见的基带跟踪芯片设计中，芯片都被设计成支持多个硬件通道，能够同时对不同模式下或相同模式下多颗卫星信号进行跟踪，因此载波与伪随机码剥离模块也被硬件中构建多次。因此为了节省芯片总面积，降低功耗，实现更加高效的设计，有必要对现有的设计进行改进。

在现有的载波与伪随机码剥离模块中，首先将载波NCO（数控振荡字）的值分别生成用于I/Q路混频的SIN值（正弦值）以及COS值（余弦值），然后将其与中频信号对应相乘，相乘操作是通过一个定点的乘法器完成，如附图1所示，输入数据101经过乘法器102和乘法器103进行乘法操作。通过上述混频过程之后的结果则进入到伪随机码剥离电路，该操作是由伪随机码相关器完成的，最后才将结果送到积分累加电路。当前的设计中每一通道都需要一个SIN值（正弦值）以及COS值（余弦值）产生电路，至少一个用于混频的定点乘法器，还需要多个伪随机码相关器，因此需要较大的硬件开销。由于模块在跟踪开始之后就稳定不间断地运行直到关闭该通道，较大的硬件开销也带来功耗的提升。

随着接收机的小型化和定位要求越来越高，如何减少硬件开销和功耗，提升接收机的运算效率，是当前接收机发展的重要问题。

目前接收机的调制解调电路中主要涉及到的就是乘法运算，传统的做法通常使用乘法器来完成。如附图1所示，输入信号101在乘法器102和乘法器103中进行乘法运算，假设在电路中参与运算的输入量的位数为n，同时输入量的状态数为2的n次幂，那么乘法器是最好的选择。但是如果输入量的状态数小于2的n次幂，这时使用乘法器便会造成资源的浪费。

 

发明内容

本发明的目的是提供一种卫星导航信号调制解调中乘法运算实现方法和装置，通过基本的选择电路和乘法运算表解决参与乘法运算的输入量的实际状态不能遍历它能表示的最大状态量（2的n次幂）时，使用乘法器造成的逻辑电路资源的浪费问题。

本发明提供一种卫星导航信号调制解调中乘法运算实现方法，所述方法包括：获取中频数据和本地产生的载波数据；根据所述中频数据和所述载波数据，在乘法运算表中查找对应的乘法结果；输出所述对应的乘法结果。

更进一步，所述乘法运算表，是由所述中频数据与所述载波数据生成的二维遍历乘法表。

更进一步，所述乘法运算表，是由所述中频数据的取值域与所述载波数据的取值域生成的二维遍历乘法表。

更进一步，所述二维乘法遍历表根据乘法结果的对称性生成绝对值结果表和符号结果表。

本发明还提供一种应用一种卫星导航信号调制解调中乘法运算实现方法的实现装置。

更进一步，所述乘法运算表，是由所述中频数据与所述载波数据生成的二维遍历乘法表。

更进一步，所述乘法运算表，是由所述中频数据的取值域与所述载波数据的取值域生成的二维遍历乘法表。

更进一步，所述二维乘法遍历表根据乘法结果的对称性生成绝对值结果表和符号结果表。

采用本发明的技术方案后，采用基本的选择电路和乘法运算表代替了乘法运算器，简化了电路的设计，提高了运算的效率和减少了资源的开销。

 

附图说明

图1是传统采用乘法器结构示意图；

图2是本发明实施例乘法实现结构示意图；

图3是本发明实施例流程示意图；