CN115314068B - 一种gnss和rsmc一体化芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种GNSS和RSMC一体化芯片，一体化芯片中集成了RSMC信号接收模块、RSMC信号发射模块以及RNSS信号接收模块，能够实现RSMC信号的收发功能以及RNSS信号的接收功能，并且在收发RSMC信号和接收RNSS信号的过程中，复用了信号处理模块对射频信号进行处理，从而不必为RSMC信号以及RNSS信号设置单独的信号处理芯片，在减少芯片的面积的同时，也减少了芯片的整体功耗，减少了芯片的生产成本，解决了现有技术中RSMC终端的面积较大和整体功耗较大的技术问题。
Description
技术领域
本申请实施例涉及芯片领域，尤其涉及一种GNSS和RSMC一体化芯片。
背景技术
随着我国卫星技术的不断发展，北斗全球卫星导航系不仅能够作为全球导航卫星系统(GNSS，Global Navigation Satellite System)，还能够向用户提供区域短报文通信(RSMC，Regional Short Message Communication)等服务。目前RSMC芯片和GNSS芯片是两种相互独立的芯片，RSMC芯片用于完成北斗RDSS信号(Radio Determination SatelliteSystem，卫星无线电测定业务)的收发和信号处理功能，而GNSS芯片用于完成北斗RNSS信号(卫星无线电导航业务，Radio Navigation Satellite System)的接收和信号处理功能。RSMC芯片和GNSS芯片上各自集成了捕获、跟踪等部分的基带处理电路，但是RSMC芯片对收发信道的要求较高，需要搭配单独的RDSS射频芯片使用，在增加了功耗的同时，也增加了成本；而GNSS芯片集成度高，射频电路、基带处理电路、FLASH和SOC单元都集成到了一块芯片上，GNSS芯片追求极致低的成本和极致小的面积，一般不集成RDSS功能。导致目前在开发RSMC终端时，需要使用GNSS芯片、RDSS射频芯片以及RDSS基带处理芯片，不仅使得RSMC终端所占用的面积较大，同时也增加了RSMC终端的生产成本和整体功耗。
综上所述，如何降低RSMC终端的面积和整体功耗，成为了目前亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种GNSS和RSMC一体化芯片，解决了现有技术中RSMC终端的面积较大和整体功耗较大的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种GNSS和RSMC一体化芯片，包括RSMC信号接收模块、RSMC信号发射模块、RNSS信号接收模块以及信号处理模块，所述RSMC信号接收模块的输出端以及所述RNSS信号接收模块的输出端均与所述信号处理模块的输入端相连接，所述信号处理模块的输出端与所述RSMC信号发射模块的输入端相连接；
所述RSMC信号接收模块用于接收第一RSMC信号，对所述第一RSMC信号进行滤波处理以及放大处理，得到第一射频信号；
所述RNSS信号接收模块用于接收RNSS信号，对所述RNSS信号进行滤波处理以及放大处理，得到第二射频信号；
所述信号处理模块用于对所述第一射频信号或所述第二射频信号进行预处理得到数字信号，并对所述数字信号进行解析以对卫星进行捕获和跟踪；以及用于，生成调制信号，对所述调制信号进行预处理得到第三射频信号；
所述RSMC信号发射模块用于对所述第三射频信号进行滤波处理以及放大处理，得到第二RSMC信号，并发射所述第二RSMC信号。
优选的，所述RSMC信号接收模块包括第一天线、第一滤波器、第一低噪音放大器以及第二滤波器，所述第一天线的输出端和第一滤波器的输入端相连接，所述第一滤波器的输出端与所述第一低噪音放大器的输入端相连接，所述第一低噪音放大器的输出端与所述第二滤波器的输入端相连接，所述第二滤波器的输出端与所述信号处理模块的输入端相连接。
优选的，所述RSMC信号发射模块包括第三天线、低通滤波器、第一放大器以及第五滤波器，所述第三天线的输入端与所述低通滤波器的输出端相连接，所述低通滤波器的输入端与所述第一放大器的输出端相连接，所述第一放大器的输入端与所述第五滤波器的输出端相连接，所述第五滤波器的输入端与所述信号处理模块的输出端相连接。
优选的，所述信号处理模块的输出端还分别与所述第一低噪音放大器的控制端以及所述第一放大器的控制端相连接；
所述信号处理模块还用于控制所述第一低噪音放大器的开启和关闭，控制所述第一放大器的开启和关闭。
优选的，所述RNSS信号接收模块包括第二天线、第三滤波器、第二低噪音放大器以及第四滤波器，所述第二天线的输出端和第三滤波器的输入端相连接，所述第三滤波器的输出端与所述第二低噪音放大器的输入端相连接，所述第二低噪音放大器的输出端与所述第四滤波器的输入端相连接，所述第四滤波器的输出端与所述信号处理模块的输入端相连接。
优选的，所述第二天线复用为所述第三天线，所述GNSS和RSMC一体化芯片还包括第一单刀双掷开关，所述第一单刀双掷开关的不动端与所述第二天线相连接，所述所述第一单刀双掷开关的第一动端与所述第三滤波器的输入端相连接，所述第一单刀双掷开关的第二动端与所述低通滤波器的输出端相连接，所述信号处理模块的输出端还与所述第一单刀双掷开关的控制端相连接；
所述信号处理模块还用于，响应于用户发送的第一控制指令，切换所述第一单刀双掷开关。
优选的，所述信号处理模块包括射频电路单元、基带单元以及发射机单元；所述射频电路单元的输入端分别与所述RSMC信号接收模块的输出端以及所述RNSS信号接收模块的输出端相连接，所述射频电路单元的输出端与所述基带单元的输入端相连接，所述基带单元的输出端与所述发射机单元的输入端相连接，所述发射机单元的输出端与所述RSMC信号发射模块的输入端相连接；
所述射频电路单元用于对所述第一射频信号或所述第二射频信号进行下变频以及模数转换，得到数字信号；
所述基带单元用于对所述数字信号进行解析以对卫星进行捕获和跟踪，以及用于生成调制信号；
所述发射机单元用于对所述调制信号进行上变频以及数模转换，得到第三射频信号。
优选的，所述射频电路单元包括第二放大器、第三放大器、下变频子单元以及模数转换子单元；所述第二放大器的输入端和所述RNSS信号接收模块的输出端相连接，所述第三放大器的输入端和所述RSMC信号接收模块的输出端相连接，所述第二放大器的输出端和所述第三放大器的输出端均与所述下变频子单元的输入端相连接，所述下变频子单元的输出端与所述模数转换子单元的输入端相连接，所述模数转换子单元的输出端与所述基带单元的输入端相连接。
优选的，所述射频电路单元还包括第二单刀双掷开关，所述第二单刀双掷开关的不动端与所述下变频子单元的输入端相连接，所述第二单刀双掷开关的第一动端与所述第二放大器的输出端相连接，所述第二单刀双掷开关的第二动端与所述第三放大器的输出端相连接，所述基带单元的输出端还与所述第二单刀双掷开关的控制端相连接；
所述基带单元还用于，响应于用户发送的第二控制指令，切换所述第二单刀双掷开关。
优选的，所述发射机单元包括数模转换子单元以及上变频子单元，所述数模转换子单元的输入端与所述基带单元的输出端相连接，所述数模转换子单元的输出端与所述上变频子单元的输入端相连接，所述上变频子单元的输出端与所述RSMC信号发射模块的输入端相连接。
上述，本发明实施例提供的GNSS和RSMC一体化芯片中集成了RSMC信号接收模块、RSMC信号发射模块以及RNSS信号接收模块，能够实现RSMC信号的收发功能以及RNSS信号的接收功能，并且在收发RSMC信号和接收RNSS信号的过程中，复用了信号处理模块对射频信号进行处理，从而不必为RSMC信号以及RNSS信号设置单独的信号处理芯片，在减少芯片的面积的同时，也减少了芯片的整体功耗，减少了芯片的生产成本，解决了现有技术中RSMC终端的面积较大和整体功耗较大的技术问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种GNSS和RSMC一体化芯片的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的一种GNSS和RSMC一体化芯片的电路原理图。
附图标记
信号处理模块1、RNSS信号接收模块2、RSMC信号接收模块3、RSMC信号发射模块4、第一天线ANT1、第一滤波器BPF1、第一低噪音放大器LNA1、第二滤波器BPF2、第一单刀双掷开关S1、低通滤波器LPF、第一放大器PA1、第五滤波器BPF5、第二天线ANT2、第三滤波器BPF3、第二低噪音放大器LNA2、第四滤波器BPF4、射频电路单元11、基带单元12、发射机单元13、第二放大器PA2、第三放大器PA3、下变频子单元111、模数转换单元112、第二单刀双掷开关S2、数模转换子单元131、上变频子单元132、捕获子单元121、跟踪子单元122、基带调制子单元123、处理器子单元124。
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本申请的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本申请的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，各实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的结构、产品等而言，由于其与实施例公开的部分相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
如图1所示，图1为本发明实施例提供的一种GNSS和RSMC一体化芯片的结构示意图，包括RSMC信号接收模块3、RSMC信号发射模块4、RNSS信号接收模块2以及信号处理模块1，RSMC信号接收模块3的输出端以及RNSS信号接收模块2的输出端均与信号处理模块1的输入端相连接，信号处理模块1的输出端与RSMC信号发射模块4的输入端相连接。
RSMC信号接收模块3用于接收第一RSMC信号，对第一RSMC信号进行滤波处理以及放大处理，得到第一射频信号。
RSMC信号接收模块3用于接收北斗卫星发送的第一RSMC信号，并在接收到第一RSMC信号后，对第一RSMC信号进行滤波处理以及放大处理，从而得到第一射频信号。其中，滤波处理的目的在于过滤第一RSMC信号中的噪声。另外，由于接收到的第一RSMC信号一般都非常微弱，因此需要对第一RSMC信号进行放大处理，以便后续信号处理模块1能够对第一射频信号进行处理。
RNSS信号接收模块2用于接收RNSS信号，对RNSS信号进行滤波处理以及放大处理，得到第二射频信号。
同理，RNSS信号接收模块2用于接收北斗卫星发送的RNSS信号，并对RNSS信号进行滤波处理和放大处理，从而得到第二射频信号。
信号处理模块1用于对第一射频信号或第二射频信号进行预处理得到数字信号，并对数字信号进行解析以对卫星进行捕获和跟踪；以及用于，生成调制信号，对调制信号进行预处理得到第三射频信号。
在本实施例中，RSMC信号接收模块3在生成第一射频信号后，将第一射频信号发送到信号处理模块1中，信号处理模块1在接收到第一射频信号后，进一步对第一射频信号进行预处理得到数字信号，之后对数字信号进行解析处理，从而完成北斗卫星的捕获和跟踪。示例性的，信号处理模块1在接收到第一射频信号后，对第一射频信号进行预处理，得到第一数字信号，并对第一数字信号进行解析以对卫星进行捕获和跟踪。信号处理模块1在接收到第二射频信号后，对第二射频信号进行预处理，得到第二数字信号，并对第二数字信号进行解析以对卫星进行捕获和跟踪。
需要进一步说明的是，对北斗卫星的捕获，也就是搜星过程，其基本的目的就是获得输入信号C/A码的起始相位并补捉正确的载波频率。在捕获过程中，信号处理模块1要不断地保持本地的参照码和第一RSMC信号的接收码的相位差小于一个码元的宽度，且收发码的时钟频率基本一致，同时载波相互对准。或者说，捕获就是实现第一RSMC信号和本地信号的粗同步，既要同步上伪码C/A码相位，又要同步上载波。在完成北斗卫星的捕获后，即可对北斗卫星进行跟踪，在北斗卫星的跟踪过程中，可以使用跟踪通道的伪码跟踪环和载波跟踪环对第一RSMC信号进行跟踪，载波跟踪环是用来补偿多普勒效应引起载波频率发生动态偏移；伪码跟踪环是为了防止伪随机码的起始时间回随着卫星与接收机间距离的变化而变化。因此在跟踪过程中，一方面需要从伪码中提取伪距观测量，而另一方面需要中从第一RSMC信号中获取轨道数据，从而完成北斗卫星的跟踪定位。同理，RNSS信号接收模块2在生成第二射频信号后，将第二射频信号发送至信号处理模块1中，信号处理模块1对第二射频信号进行预处理，得到数字信号，之后对数字信号进行解析处理，从而完成北斗卫星的捕获和跟踪。
在本实施例中，为了发送RSMC信号，信号处理模块1还用于生成调制信号并对调制信号进行预处理得到第三射频信号，以便于后续RSMC信号发射模块4能够根据第三射频信号生成第二RSMC信号并进行发射。
RSMC信号发射模块4用于对第三射频信号进行滤波处理以及放大处理，得到第二RSMC信号，并发射第二RSMC信号。
RSMC信号发射模块4在接收到信号处理模块1发送的第三射频信号后，进一步对第三射频信号进行滤波处理和放大处理，得到第二RSMC信号，并发射第二RSMC信号。
需要说明的是，为了避免RSMC信号发射过程中对RNSS信号接收模块2造成干扰，在RSMC信号发射模块4工作时，停用RNSS信号接收模块2；或者在RNSS信号接收模块2工作时，停用RSMC信号发射模块4。即信号处理模块1无法在接收第二射频信号的同时，通过RSMC信号发射模块4发射第三射频信号。
在一个实施例中，GNSS和RSMC一体化芯片还与屏幕相连接，用户可通过屏幕与GNSS和RSMC一体化芯片进行交互。具体的，用户可通过屏幕向GNSS和RSMC一体化芯片发送指令，从而切换GNSS和RSMC一体化芯片的工作模式。当用户需要接收或者发送RSMC信号时，则通过屏幕向GNSS和RSMC一体化芯片发送第一指令，信号处理模块1在接收第一指令后，将工作模式切换为RSMC收发模式，并禁用RNSS信号接收模块2。当用户需要接收RNSS信号时，则通过屏幕向GNSS和RSMC一体化芯片发送第二指令，信号处理模块1在接收第二指令后，将工作模式切换为GNSS接收模式，启用RNSS信号接收模块2，并禁用RSMC信号发射模块4和RSMC信号接收模块3。
在一个实施例中，如图1所示，信号处理模块1上还设置有SPI接口以及UART接口，外接设备通过SPI接口可以与RSMC信号发射模块4进行通信，实现RSMC信号发射模块4的配置。另外，SPI接口以及UART接口分别支持不同的通讯方式，均可实现与用户之间进行交互，完成信息处理，并且GNSS和RSMC一体化芯片的BootRoom支持SPI和UART两种程序加载方式，适用范围更加广泛。
上述，本发明实施例提供的GNSS和RSMC一体化芯片中集成了RSMC信号接收模块、RSMC信号发射模块以及RNSS信号接收模块，能够实现RSMC信号的收发功能以及RNSS信号的接收功能，并且在收发RSMC信号和接收RNSS信号的过程中，复用了信号处理模块对射频信号进行处理，从而不必为RSMC信号以及RNSS信号设置单独的信号处理芯片，在减少芯片的面积的同时，也减少了芯片的整体功耗，减少了芯片的生产成本，解决了现有技术中RSMC终端的面积较大和整体功耗较大的技术问题。
在上述实施例的基础上，RSMC信号接收模块3包括第一天线ANT1、第一滤波器BPF1、第一低噪音放大器LNA1以及第二滤波器BPF2，第一天线ANT1的输出端和第一滤波器BPF1的输入端相连接，第一滤波器BPF1的输出端与第一低噪音放大器LNA1的输入端相连接，第一低噪音放大器LNA1的输出端与第二滤波器BPF2的输入端相连接，第二滤波器BPF2的输出端与信号处理模块1的输入端相连接。
如图2所示，图2为本发明实施例提供的另一种GNSS和RSMC一体化芯片的电路原理图。其中，RSMC信号接收模块3包括第一天线ANT1、第一滤波器BPF1、第一低噪音放大器LNA1以及第二滤波器BPF2。第一天线ANT1为S频点天线，S频点天线在接收到第一RSMC信号后，第一滤波器BPF1对第一RSMC信号进行过滤，并将过滤后的第一RSMC信号发送到第一低噪音放大器LNA1中，第一低噪音放大器LNA1对第一RSMC信号进行放大后发送到第二滤波器BPF2中再次进行过滤，得到第一射频信号，最后再将第一射频信号通过RFIN_S(S频段射频信号输入接口)发送至信号处理模块1中进行处理。
在上述实施例的基础上，RSMC信号发射模块4包括第三天线、低通滤波器LPF、第一放大器PA1以及第五滤波器BPF5，第三天线的输入端与低通滤波器LPF的输出端相连接，低通滤波器LPF的输入端与第一放大器PA1的输出端相连接，第一放大器PA1的输入端与第五滤波器BPF5的输出端相连接，第五滤波器BPF5的输入端与信号处理模块1的输出端相连接。
在一个实施例中，RSMC信号发射模块4包括第三天线、低通滤波器LPF、第一放大器PA1以及第五滤波器BPF5。其中，信号处理模块1在得到第三射频信号后，通过RFOUT_L(L频段射频信号输出接口)将第三射频信号发送到第五滤波器BPF5中，第五滤波器BPF5在对第三射频信号进行过滤后，将第三射频信号发送到第一放大器PA1中，第一放大器PA1对第三射频信号进行放大后发送到低通滤波器LPF中进行过滤，从而得到第二RSMC信号，第三天线再将第二RSMC信号发射出去。
在上述实施例的基础上，信号处理模块1的输出端还分别与第一低噪音放大器LNA1的控制端以及第一放大器PA1的控制端相连接；
信号处理模块1还用于控制第一低噪音放大器LNA1的开启和关闭，控制第一放大器PA1的开启和关闭。
在一个实施例中，信号处理模块1还与第一低噪音放大器LNA1的控制端以及第一放大器PA1的控制端相连接，从而使得信号处理模块1能够对第一低噪音放大器LNA1的启停和第一放大器PA1的启停进行控制。示例性的，如图2所示，信号处理模块1还分别通过LNA_ON接口与第一低噪音放大器LNA1的控制端相连接，通过PA_ON接口与第一放大器PA1的控制端相连接，当需要收发RSMC信号时，则信号处理模块1通过LNA_ON接口控制第一低噪音放大器LNA1开启，通过PA_ON接口控制第一放大器PA1开启；当不需要收发RSMC信号时，则信号处理模块1通过LNA_ON接口控制第一低噪音放大器LNA1关闭，通过PA_ON接口控制第一放大器PA1关闭。从而在不需要收发RSMC信号时，通过关闭第一低噪音放大器LNA1和关闭第一放大器PA1，能够进一步降低GNSS和RSMC一体化芯片的整体功耗。
在上述实施例的基础上，RNSS信号接收模块2包括第二天线ANT2、第三滤波器BPF3、第二低噪音放大器LNA2以及第四滤波器BPF4，第二天线ANT2的输出端和第三滤波器BPF3的输入端相连接，第三滤波器BPF3的输出端与第二低噪音放大器LNA2的输入端相连接，第二低噪音放大器LNA2的输出端与第四滤波器BPF4的输入端相连接，第四滤波器BPF4的输出端与信号处理模块1的输入端相连接。
在一个实施例中，RNSS信号接收模块2包括第二天线ANT2、第三滤波器BPF3、第二低噪音放大器LNA2以及第四滤波器BPF4。其中，第二天线ANT2为L频点天线，L频点天线在接收到RNSS信号后，第三滤波器BPF3对RNSS信号进行过滤，并将过滤后的RNSS信号发送到第二低噪音放大器LNA2中，第二低噪音放大器LNA2对RNSS信号进行放大后发送到第四滤波器BPF4中再次进行过滤，得到第二射频信号，最后再将第二射频信号通过RFIN_L(L频段射频信号输入接口)发送至信号处理模块1中进行处理。
在上述实施例的基础上，第二天线ANT2复用为第三天线，GNSS和RSMC一体化芯片还包括第一单刀双掷开关S1，第一单刀双掷开关S1的不动端与第二天线ANT2相连接，第一单刀双掷开关S1的第一动端与第三滤波器BPF3的输入端相连接，第一单刀双掷开关S1的第二动端与低通滤波器LPF的输出端相连接，信号处理模块1的输出端还与第一单刀双掷开关S1的控制端相连接；
信号处理模块1还用于，响应于用户发送的第一控制指令，切换第一单刀双掷开关S1。
在一个实施例中，为了进一步节省面积以及成本，还可以将第二天线ANT2复用为第三天线，并在第二天线ANT2中设置第一单刀双掷开关S1，如图2所示。具体的，用户发送的第一控制指令，即为指示信号处理模块1切换工作模式的第一指令或第二指令。当信号处理模块1接收到第一指令后切换到RSMC收发模式，同时信号处理模块1控制第一单刀双掷开关S1将第二天线ANT2与低通滤波器LPF的输出端相连接；当信号处理模块1接收到第二指令时，切换到GNSS接收模式，同时控制第一单刀双掷开关S1将第二天线ANT2与第三滤波器BPF3的输入端相连接。从而使得RSMC信号发射模块4在发射RSMC信号的过程中，RNSS信号接收模块2无法接收RNSS信号，或者在RNSS信号接收模块2在接收RNSS信号的过程中，RSMC信号发射模块4无法发射RSMC信号，即在本申请中，RNSS信号接收模块2以及RSMC信号发射模块4无法同时工作，从而能够避免发射RSMC信号过程中的强干扰烧毁RNSS信号接收模块2，保证RNSS信号接收模块2的安全，提高芯片的可靠性。需要进一步说明的是，在图2中的GNSSReceiver是预留的RNSS信号接口，可供其它导航芯片使用。
在上述实施例的基础上，如图2所示，信号处理模块1包括射频电路单元11、基带单元12以及发射机单元13；射频电路单元11的输入端分别与RSMC信号接收模块3的输出端以及RNSS信号接收模块2的输出端相连接，射频电路单元11的输出端与基带单元12的输入端相连接，基带单元12的输出端与发射机单元13的输入端相连接，发射机单元13的输出端与RSMC信号发射模块4的输入端相连接。
射频电路单元11用于对第一射频信号或第二射频信号进行下变频以及模数转换，得到数字信号。
在本实施例中，RSMC信号接收模块3在生成第一射频信号后，将第一射频信号发送至信号处理模块1的射频电路单元11中；或者RNSS信号接收模块2在接收到第二射频信号后，将第二射频信号发送至信号处理模块1的射频电路单元11中。射频电路单元11在接收到第一射频信号或者第二射频信号后，对第一射频信号或者第二射频信号进行下变频和模数转换，从而得到数字信号。其中，下变频处理，是指将把调制在低频载波上的信号或中频信号与一个频率较高的本振信号进行混频的过程，然后取混频之后的下边带信号。模数转换，是指将时域上的频域信号转换为频域上的数字信号。
基带单元12用于对数字信号进行解析以对卫星进行捕获和跟踪，以及用于生成调制信号。
射频电路单元11在得到数字信号后，将数字信号发送给基带单元12，基带单元12则进一步对数字信号进行解析，从而实现对北斗卫星的捕获和跟踪。在需要发射第二RSMC信号时，则基带单元12则用于生成调制信号，并将调制信号发送给发射机单元13。
在一个实施例中，在根据第一RSMC信号对北斗卫星进行捕获和跟踪时，可利用对与RNSS信号相对应的第二数字信号进行解析后得到的辅助信息，降低第一RSMC信号的接收难度。具体的，在根据第一RSMC信号对北斗卫星进行捕获的过程中，可利用对第二数字信号进行解析后得到的星历信息计算出北斗卫星的当前速度与位置；可利用对第二数字信号进行解析后得到的自身当前速度与位置以及北斗卫星的当前速度与位置，得到北斗卫星与GNSS和RSMC一体化芯片之间的径向速度，并根据该径向速度推算出载波信号的多普勒频率偏移；可利用对第二数字信号进行解析后得到的当前位置以及北斗卫星的当前位置，得到北斗卫星与GNSS和RSMC一体化芯片之间的距离，并根据该距离推算出载波信号的码相位，完成对北斗卫星的捕获。
在根据第一RSMC信号对北斗卫星进行跟踪过程中，获取被捕获北斗卫星各波束的信号投射点，并根据GNSS和RSMC一体化芯片的当前位置，计算出该北斗卫星的当前可见波束号，通过对比找出其中的最佳波束号，对最佳波束号的波束展开跟踪。另外，在第一RSMC信号接收过程中，可利用对第二数字信号进行解析后得到的1PPS信号，统计出本地晶振的频率偏移，从而对本地晶振进行校正，并将校正后的晶振信号用于RSMC接收。
在本实施例中，在根据第一RSMC信号对北斗卫星进行捕获和跟踪时，可利用对与RNSS信号相对应的第二数字信号进行解析后得到的辅助信息，降低第一RSMC信号的接收难度，实现北斗卫星的快速捕获，降低卫星波束号盲搜成本，加速进入跟踪阶段，同时，还能够降低卫星捕获阶段消耗资源过多的问题。
发射机单元13用于对调制信号进行上变频以及数模转换，得到第三射频信号。
在本实施例中，发射机单元13在接收到基带单元12方法送的调制信号后，进一步对调制信号进行上变频以及数模转换，从而得到第三射频信号。其中，上变频处理，是指将把调制在低频载波上的信号或中频信号与一个频率较高的本振信号进行混频的过程，然后取混频之后的上边带信号。数模转换，是指将频域上的数字信号转换为时域上的频域信号。
在上述实施例的基础上，射频电路单元11包括第二放大器PA2、第三放大器PA3、下变频子单元111以及模数转换子单元112；第二放大器PA2的输入端和RNSS信号接收模块2的输出端相连接，第三放大器PA3的输入端和RSMC信号接收模块3的输出端相连接，第二放大器PA2的输出端和第三放大器PA3的输出端均与下变频子单元111的输入端相连接，下变频子单元111的输出端与模数转换子单元112的输入端相连接，模数转换子单元112的输出端与基带单元12的输入端相连接。
在一个实施例中，如图2所示，射频电路单元11包括第二放大器PA2、第三放大器PA3、下变频子单元111以及模数转换子单元112。其中，第二放大器PA2的输入端和RNSS信号接收模块2的输出端相连接，第三放大器PA3的输入端和RSMC信号接收模块3的输出端相连接，第二放大器PA2在接收到RNSS信号接收模块2的第二射频信号后，对于第二射频信号进行放大处理，之后，将第二射频信号输入到下变频子单元111中下变频，再将下变频后得到的信号输入到模数转换子单元112中进行转换，得到数字信号。同理，第三放大器PA3在接收到RSMC信号发射模块4的第一射频信号后，对第一射频信号进行放大处理，之后，将第二射频信号输入到下变频子单元111中下变频，再将下变频后得到的信号输入到模数转换子单元112中进行转换，得到数字信号。
在上述实施例的基础上，射频电路单元11还包括第二单刀双掷开关S2，第二单刀双掷开关S2的不动端与下变频子单元111的输入端相连接，第二单刀双掷开关S2的第一动端与第二放大器PA2的输出端相连接，第二单刀双掷开关S2的第二动端与第三放大器PA3的输出端相连接，基带单元12的输出端还与第二单刀双掷开关S2的控制端相连接；
基带单元12还用于，响应于用户发送的第二控制指令，切换第二单刀双掷开关S2。
在一个实施例中，如图2所示，射频电路单元11还包括第二单刀双掷开关S2，第二单刀双掷开关S2的不动端与下变频子单元111的输入端相连接，第二单刀双掷开关S2的第一动端与第二放大器PA2的输出端相连接，第二单刀双掷开关S2的第二动端与第三放大器PA3的输出端相连接，且在基带单元12的控制下，第二单刀双掷开关S2能够连接第二放大器PA2和下变频子单元111，或者连接第三放大器PA3和下变频子单元111。具体的，用户发送的第二控制指令，即为指示基带单元12切换工作模式的第一指令或第二指令。当基带单元12接收到第一指令后，切换到RSMC收发模式，同时基带单元12控制第二单刀双掷开关S2连接第三放大器PA3和下变频子单元111，使得下变频子单元111能够接收RSMC信号接收模块3发送的第一射频信号并进行下变频处理；当基带单元12接收到第二指令时，切换到GNSS接收模式，同时控制第二单刀双掷开关S2连接第二放大器PA2和下变频子单元111，使得下变频子单元111能够接收RNSS信号接收模块2发送的第二射频信号并进行下变频处理。在本实施例中通过切换第二单刀双掷开关S2，从而使得后续基带单元12能够分别对第一射频信号或第二射频信号进行处理，以实现RSMC业务或者GNSS业务。在一个实施例中，第二单刀双掷开关S2还能够与第一单刀双掷开关S1相互配合使用，在RSMC收发模式下，第二单刀双掷开关S2连接第三放大器PA3和下变频子单元111，第一单刀双掷开关S1连接第二天线ANT2和低通滤波器LPF；在GNSS接收模式下，第二单刀双掷开关S2连接第二放大器PA2和下变频子单元111，第一单刀双掷开关S1连接第二天线ANT2和第三滤波器BPF3，从而使得GNSS和RSMC一体化芯片能够完成对RSMC信号或者RNSS信号进行接收以及解析的过程。
在上述实施例的基础上，基带单元12包括捕获子单元121、跟踪子单元122以及基带调制子单元123；模数转换子单元112的输出端分别与捕获子单元121的输入端以及跟踪子单元122的输入端相连接，基带调制子单元123的输出端与发射机单元13的输入端相连接；
捕获子单元121用于对数字信号进行解析以对卫星进行捕获。
跟踪子单元122用于对数字信号进行解析以对卫星进行跟踪。
基带调制子单元123用于生成调制信号。
在本实施例中，基带单元12包括捕获子单元121、跟踪子单元122以及基带调制子单元123。其中，捕获子单元121用于对模数转换子单元112输出的数字信号进行解析，从而完成对北斗卫星的捕获，基带调制子单元123则用于对模数转换子单元112输出的数字信号进行解析，从而完成对北斗卫星的跟踪。另外，基带调制子单元123则用于生成调制信号。在一个实施例中，基带单元中还包括处理器子单元124，如图2所示。其中，处理器子单元124用于根据预设的逻辑代码执行相应的流程控制、模块调度以及相关算法的实现等。例如，处理器子单元124用于根据用户发送的第一控制指令对第一单刀双掷开关S1进行控制，根据用户发送的第二控制指令对第二单刀双掷开关S2进行控制；或者用于根据用户发第一指令或第二指令，将工作模式切换为RSMC收发模式或者GNSS接收模式，并根据不同的工作模式调用相对应的代码逻辑以执行相对应的流程，以及根据所执行的流程对捕获子单元121、跟踪子单元122以及基带调制子单元123进行控制，从而完成RSMC信号的收发过程以及GNSS信号的接收过程。
在上述实施例的基础上，发射机单元13包括数模转换子单元131以及上变频子单元132，数模转换子单元131的输入端与基带单元12的输出端相连接，数模转换子单元131的输出端与上变频子单元132的输入端相连接，上变频子单元132的输出端与RSMC信号发射模块4的输入端相连接。
在一个实施例中，如图2所示，发射机单元13为L波段发射机，L波段发射机中包括数模转换子单元131以及上变频子单元132。其中，模数转换子单元用于对基带单元12输出的调制信号进行数模转换，得到模拟信号，之后再将模拟信号输入到上变频子单元132中进行上变频处理，从而得到第三射频信号，并将第三射频信号发送给RSMC信号发射模块4，使得RSMC信号发射模块4根据第三射频信号得到第二RSMC信号并进行发射。
上述，本发明实施例提供的GNSS和RSMC一体化芯片中集成了RSMC信号接收模块、RSMC信号发射模块以及RNSS信号接收模块，能够实现RSMC信号的收发功能以及RNSS信号的接收功能，并且在收发RSMC信号和接收RNSS信号的过程中，复用了信号处理模块对射频信号进行处理，从而不必为RSMC信号以及RNSS信号设置单独的信号处理芯片，在减少芯片的面积的同时，也减少了芯片的整体功耗，减少了芯片的生产成本，解决了现有技术中RSMC终端的面积较大和整体功耗较大的技术问题。
注意，上述仅为本发明实施例的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明实施例不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明实施例的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明实施例进行了较为详细的说明，但是本发明实施例不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明实施例构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明实施例的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (6)
1.一种GNSS和RSMC一体化芯片，其特征在于，包括RSMC信号接收模块、RSMC信号发射模块、RNSS信号接收模块以及信号处理模块，所述RSMC信号接收模块的输出端以及所述RNSS信号接收模块的输出端均与所述信号处理模块的输入端相连接，所述信号处理模块的输出端与所述RSMC信号发射模块的输入端相连接；
所述RSMC信号接收模块用于接收第一RSMC信号，对所述第一RSMC信号进行滤波处理以及放大处理，得到第一射频信号；
所述RNSS信号接收模块用于接收RNSS信号，对所述RNSS信号进行滤波处理以及放大处理，得到第二射频信号；
所述信号处理模块用于对所述第一射频信号或所述第二射频信号进行预处理得到数字信号，并对所述数字信号进行解析以对卫星进行捕获和跟踪；以及用于，生成调制信号，对所述调制信号进行预处理得到第三射频信号；
所述RSMC信号发射模块用于对所述第三射频信号进行滤波处理以及放大处理，得到第二RSMC信号，并发射所述第二RSMC信号；
所述RSMC信号接收模块包括第一天线、第一滤波器、第一低噪音放大器以及第二滤波器，所述第一天线的输出端和第一滤波器的输入端相连接，所述第一滤波器的输出端与所述第一低噪音放大器的输入端相连接，所述第一低噪音放大器的输出端与所述第二滤波器的输入端相连接，所述第二滤波器的输出端与所述信号处理模块的输入端相连接；
所述RSMC信号发射模块包括第三天线、低通滤波器、第一放大器以及第五滤波器，所述第三天线的输入端与所述低通滤波器的输出端相连接，所述低通滤波器的输入端与所述第一放大器的输出端相连接，所述第一放大器的输入端与所述第五滤波器的输出端相连接，所述第五滤波器的输入端与所述信号处理模块的输出端相连接；
所述RNSS信号接收模块包括第二天线、第三滤波器、第二低噪音放大器以及第四滤波器，所述第二天线的输出端和第三滤波器的输入端相连接，所述第三滤波器的输出端与所述第二低噪音放大器的输入端相连接，所述第二低噪音放大器的输出端与所述第四滤波器的输入端相连接，所述第四滤波器的输出端与所述信号处理模块的输入端相连接；
所述第二天线复用为所述第三天线，所述GNSS和RSMC一体化芯片还包括第一单刀双掷开关，所述第一单刀双掷开关的不动端与所述第二天线相连接，所述所述第一单刀双掷开关的第一动端与所述第三滤波器的输入端相连接，所述第一单刀双掷开关的第二动端与所述低通滤波器的输出端相连接，所述信号处理模块的输出端还与所述第一单刀双掷开关的控制端相连接；
所述信号处理模块还用于，响应于用户发送的第一控制指令，切换所述第一单刀双掷开关。
2.根据权利要求1所述的一种GNSS和RSMC一体化芯片，其特征在于，所述信号处理模块的输出端还分别与所述第一低噪音放大器的控制端以及所述第一放大器的控制端相连接；
所述信号处理模块还用于控制所述第一低噪音放大器的开启和关闭，控制所述第一放大器的开启和关闭。
3.根据权利要求1所述的一种GNSS和RSMC一体化芯片，其特征在于，所述信号处理模块包括射频电路单元、基带单元以及发射机单元；所述射频电路单元的输入端分别与所述RSMC信号接收模块的输出端以及所述RNSS信号接收模块的输出端相连接，所述射频电路单元的输出端与所述基带单元的输入端相连接，所述基带单元的输出端与所述发射机单元的输入端相连接，所述发射机单元的输出端与所述RSMC信号发射模块的输入端相连接；
所述射频电路单元用于对所述第一射频信号或所述第二射频信号进行下变频以及模数转换，得到数字信号；
所述基带单元用于对所述数字信号进行解析以对卫星进行捕获和跟踪，以及用于生成调制信号；
所述发射机单元用于对所述调制信号进行上变频以及数模转换，得到第三射频信号。
4.根据权利要求3所述的一种GNSS和RSMC一体化芯片，其特征在于，所述射频电路单元包括第二放大器、第三放大器、下变频子单元以及模数转换子单元；所述第二放大器的输入端和所述RNSS信号接收模块的输出端相连接，所述第三放大器的输入端和所述RSMC信号接收模块的输出端相连接，所述第二放大器的输出端和所述第三放大器的输出端均与所述下变频子单元的输入端相连接，所述下变频子单元的输出端与所述模数转换子单元的输入端相连接，所述模数转换子单元的输出端与所述基带单元的输入端相连接。
5.根据权利要求4所述的一种GNSS和RSMC一体化芯片，其特征在于，所述射频电路单元还包括第二单刀双掷开关，所述第二单刀双掷开关的不动端与所述下变频子单元的输入端相连接，所述第二单刀双掷开关的第一动端与所述第二放大器的输出端相连接，所述第二单刀双掷开关的第二动端与所述第三放大器的输出端相连接，所述基带单元的输出端还与所述第二单刀双掷开关的控制端相连接；
所述基带单元还用于，响应于用户发送的第二控制指令，切换所述第二单刀双掷开关。
6.根据权利要求3所述的一种GNSS和RSMC一体化芯片，其特征在于，所述发射机单元包括数模转换子单元以及上变频子单元，所述数模转换子单元的输入端与所述基带单元的输出端相连接，所述数模转换子单元的输出端与所述上变频子单元的输入端相连接，所述上变频子单元的输出端与所述RSMC信号发射模块的输入端相连接。
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