[发明专利]一种基于奇偶分块FFT的CSK调制高效解调算法

说明书

本发明公开了一种基于奇偶分块FFT的CSK调制高效解调算法，包括S1、对基带信号进行相位旋转，得到剥离载波后的基带复信号；S2、对基带复信号进行重采样得到基带数据；S3、根据码相位时延，按照采样率对扩频码序列进行采样，产生本地伪码数据；S4、对基带数据按照序号进行奇偶分块，对奇偶数分块进行N点的补零FFT，得到奇偶数分块频域结果；S5、对本地伪码数据按照序号进行奇偶分块，对奇偶数分块进行N点的补零FFT，得到奇偶数分块频域结果；S6、基带数据和伪码数据频域结果计算循环相关值；S7、将循环相关值实部最大值对应的序号转换为二进制序列，完成电文解调。本发明大幅降低CSK调制所需的硬件资源，降低计算复杂度。

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，更具体地说，特别涉及一种基于奇偶分块FFT的CSK调制高效解调算法。

背景技术

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)作为信息化时代重要的基础设施，在军事、民用、科学等领域发挥着重要的作用。随着卫星导航系统应用的不断深入，目前GNSS系统已无法满足智能驾驶等场景中用户对厘米级定位精度的需求，而基于低轨导航增强系统的精密单点定位技术被广泛认为是最具潜力的解决方案。精密单点定位技术要求用户能够通过导航电文中的精密星历实时解算得到卫星的精密轨道和精密钟差。为了实现精密星历数据的实时播发，电文速率要达到Kbps(bit per second，bps)量级，这远高于目前GNSS系统所采用的100bps左右的电文速率。为了能够在不影响测距性能的前提下提高电文速率，同时兼具测距精度和电文速率的码移键控(Code ShiftKeying，CSK)调制成为低轨导航增强系统信号调制技术的重要选项。

CSK调制的基本原理是通过增加伪码相位偏移这一维度，在不改变信号带宽、幅度等参数的情况下提高信息传输速率。CSK调制是一种M进制正交信号，每个符号都是通过对一个原始的伪码序列进行循环移位得到。如果每个扩频码周期需要发送U个比特，那么需要M＝2^U个不同的伪码相位偏移来表示。假设CSK调制相位偏移为0的原始伪码序列为c₀(t)，那么剩下的M-1个伪码序列c_m(t)(1≤m≤M)可表示为：

c_m(t)＝c₀(mod[t-b_mT_c,N_cT_c])

其中，b_m表示第m个伪码序列的伪码相位偏移数，N_c表示扩频码周期数，T_c表示每个扩频码码片时长，mod(x，y)表示x对y取模。对于比特数为U、扩频码周期为N的CSK调制，通常简记为CSK(U，N)。

理论上而言，伪码序列c_m(t)对应的U比特电文序列(表示第m种比特序列中的第i比特，取值为0或1)与其对应伪码相位偏移数b_m只需满足一一映射的要求即可。在实际使用中，为了简化接收端的解调，伪码相位偏移数b_m通常正好对应着比特电文序列d_m的十进制数(d_m)₁₀，即：

根据上述CSK调制符号的表达式，可以得到用户接收到的CSK调制信号的模型为：

其中，C表示信号功率，τ₀表示信号传输时延，f₀表示标称的射频频率，f_d表示多普勒频率，θ₀表示载波初相，n(t)表示噪声。