CN117590437B - 一种卫星导航信号解调方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提出一种卫星导航信号解调方法及装置，包括：获取卫星导航信号中T组窗口信号对应的T组频域窗口信号；将第i组频域窗口信号分别与第一共轭频域码序列、第二共轭频域码序列做复数乘法，以获得第i组第一运算结果和第i组第二运算结果；获取第i组第一运算结果对应的第i个一类能量极值和第i组第二运算结果对应的第i个二类能量极值；基于T个一类能量极值和T个二类能量极值，获取解调结果；其中，解调结果包括码周期边界位置、第一码片相位偏移值以及第二码片相位偏移值。可以准确快速地获取码片复用的码移键控调制的卫星导航信号的解调结果。
Description
技术领域
本申请涉及卫星导航领域，具体而言，涉及一种卫星导航信号解调方法及装置。
背景技术
准天顶卫星导航系统（Quasi-Zenith Satellite System，简称QZSS）主要覆盖范围包括东亚和大洋洲。QZSS系统是对GPS系统的增强和补充，提高了在山区或城市多遮挡环境下的卫星可用性和定位成功率。
QZSS系统除了在L1、L2、L5频段发射和GPS系统完全兼容的米级定位精度的卫星导航信号以外，还在L6频段发射了能提供厘米级精度增强服务的卫星导航信号。该卫星导航信号的调制方式与常规卫星导航信号有较大区别，且更为复杂。该卫星导航信号采用了码片复用的码移键控调制方式，需要使用新的解调方法进行处理，缺少现成可行的技术方案。
发明内容
本申请的目的在于提供一种卫星导航信号解调方法及装置，以至少部分改善上述问题。
为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供一种卫星导航信号解调方法，应用于接收机，所述接收机用于接收卫星终端传输的卫星导航信号，所述卫星导航信号为所述卫星终端基于第一扩频码序列和第二扩频码序列，进行码片复用的码移键控调制方式所得到的信号，所述方法包括：
获取所述卫星导航信号中T组窗口信号对应的T组频域窗口信号；
将第i组频域窗口信号分别与第一共轭频域码序列、第二共轭频域码序列做复数乘法，以获得第i组第一运算结果和第i组第二运算结果；
其中，1≤i≤T，所述窗口信号的长度为T，T表示所述接收机在一个采样周期内所采样的数据长度，所述第一共轭频域码序列与所述第一扩频码序列对应，所述第二共轭频域码序列与所述第二扩频码序列对应；
获取所述第i组第一运算结果对应的第i个一类能量极值和所述第i组第二运算结果对应的第i个二类能量极值；
基于T个所述一类能量极值和T个所述二类能量极值，获取解调结果；
其中，所述解调结果包括码周期边界位置、第一码片相位偏移值以及第二码片相位偏移值。
第二方面，本申请实施例提供一种卫星导航信号解调装置，应用于接收机，所述接收机用于接收卫星终端传输的卫星导航信号，所述卫星导航信号为所述卫星终端基于第一扩频码序列和第二扩频码序列，进行码片复用的码移键控调制方式所得到的信号，所述卫星导航信号解调装置包括：
第一处理单元，用于获取所述卫星导航信号中T组窗口信号对应的T组频域窗口信号；
第二处理单元，用于将第i组频域窗口信号分别与第一共轭频域码序列、第二共轭频域码序列做复数乘法，以获得第i组第一运算结果和第i组第二运算结果；
其中，1≤i≤T，所述窗口信号的长度为T，T表示所述接收机在一个采样周期内所采样的数据长度，所述第一共轭频域码序列与所述第一扩频码序列对应，所述第二共轭频域码序列与所述第二扩频码序列对应；
所述第二处理单元还用于获取所述第i组第一运算结果对应的第i个一类能量极值和所述第i组第二运算结果对应的第i个二类能量极值；
所述第二处理单元还用于基于T个所述一类能量极值和T个所述二类能量极值，获取解调结果；
其中，所述解调结果包括码周期边界位置、第一码片相位偏移值以及第二码片相位偏移值。
第三方面，本申请实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。
第四方面，本申请实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现上述的方法。
相对于现有技术，本申请实施例所提供的一种卫星导航信号解调方法及装置，包括：获取卫星导航信号中T组窗口信号对应的T组频域窗口信号；将第i组频域窗口信号分别与第一共轭频域码序列、第二共轭频域码序列做复数乘法，以获得第i组第一运算结果和第i组第二运算结果；获取第i组第一运算结果对应的第i个一类能量极值和第i组第二运算结果对应的第i个二类能量极值；基于T个一类能量极值和T个二类能量极值，获取解调结果；其中，解调结果包括码周期边界位置、第一码片相位偏移值以及第二码片相位偏移值。可以准确快速地获取码片复用的码移键控调制的卫星导航信号的解调结果。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
图1为本申请实施例提供的码片复用的码移键控调制方式的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的卫星导航信号解调方法的流程示意图之一；
图4为本申请实施例提供的卫星导航信号解调方法的流程示意图之二；
图5为本申请实施例提供的卫星导航信号解调方法的流程示意图之三；
图6为本申请实施例提供的卫星导航信号解调装置的单元示意图。
图中：10-处理器；11-存储器；12-总线；13-通信接口；201-第一处理单元；202-第二处理单元。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种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、物品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，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
码移键控是一种较为复杂的信号调制方式，将两路码移键控信号的码片再次交替复用进行传输，进一步提升了接收端的解调难度。
卫星终端在调制信号时，输入信号包含两路信息。两路信息中的每8比特数据分别使用第一扩频码序列和第二扩频码序列进行码移键控调制。两路调制后的信号再用码片复用的方式交替并入，合并成为一路信号进行传输。
例如QZSS系统采用码片复用的码移键控调制方式，在L6频段发射的卫星导航信号包括两路信息。请参考图1，图1为本申请实施例提供的码片复用的码移键控调制方式的流程示意图。两路信息（图中的第一路信息和第二路信息）初始的信息速率都是1744比特/秒。经过8比特/符号里德-所罗门（255，233）编码之后，按照2000比特/秒向后输出，分别与码产生器输出的第一扩频码序列和第二扩频码序列做码移键控（Code Shift Keying，简称CSK）调制。第一扩频码序列和第二扩频码序列的周期都是4毫秒，码速率都是2.5575兆码片/秒。QZSS系统的信号输出端采用双倍码速率的5.115兆赫兹时钟，交替选通两路码移键控调制后的信号，从而将两路信号合并成为一路码片复用的码移键控信号进行传输。
为了对码片复用的码移键控信号进行解调，本申请实施例提供了一种卫星导航信号解调方法，应用于下文中的电子设备。
本申请实施例提供了一种电子设备，可以是接收机或包括接收机的终端设备，可以但不限定于卫星电话、部署有接收机的运载设备等。
请参照图2，电子设备的结构示意图。电子设备包括处理器10、存储器11、总线12。处理器10、存储器11通过总线12连接，处理器10用于执行存储器11中存储的可执行模块，例如计算机程序。
处理器10可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，卫星导航信号解调方法的各步骤可以通过处理器10中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器10可以是通用处理器，包括中央处理器（Central Processing Unit，简称CPU）、网络处理器（Network Processor，简称NP）等；还可以是数字信号处理器（Digital Signal Processor，简称DSP）、专用集成电路（Application SpecificIntegrated Circuit ，简称ASIC）、现场可编程门阵列（Field－Programmable GateArray，简称FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
存储器11可能包含高速随机存取存储器（RAM：Random Access Memory），也可能还包括非不稳定的存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。
总线12可以是ISA（Industry Standard Architecture）总线、PCI（PeripheralComponent Interconnect）总线或EISA（Extended Industry Standard Architecture）总线等。图2中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线12或一种类型的总线12。
存储器11用于存储程序，例如卫星导航信号解调装置对应的程序。卫星导航信号解调装置包括至少一个可以软件或固件（firmware）的形式存储于存储器11中或固化在电子设备的操作系统（operating system，OS）中的软件功能模块。处理器10在接收到执行指令后，执行所述程序以实现卫星导航信号解调方法。
可能地，本申请实施例提供的电子设备还包括通信接口13。通信接口13通过总线与处理器10连接。
可选地，接收机还部署有射频模块，该射频模块与处理器10通信连接，射频模块用于接收卫星终端传输的卫星导航信号，并将卫星导航信号传输给处理器10进行解调。其中，卫星导航信号为卫星终端基于第一扩频码序列和第二扩频码序列，进行码片复用的码移键控调制方式所得到的信号。
应当理解的是，图2所示的结构仅为电子设备的部分的结构示意图，电子设备还可包括比图2中所示更多或者更少的组件，或者具有与图2所示不同的配置。图2中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
本申请实施例提供的一种卫星导航信号解调方法，可以但不限于应用于图2所示的电子设备，具体的流程，请参考图3，卫星导航信号解调方法包括：S102、S109、S110以及S111，具体阐述如下。
S102，获取卫星导航信号中T组窗口信号对应的T组频域窗口信号。
可选地，获取卫星导航信号中连续的T组窗口信号，窗口信号的长度为T，T表示接收机在一个采样周期内所采样的数据长度。
例如T为4，第1组窗口信号为卫星导航信号中第1位到第4位，第2组窗口信号为卫星导航信号中第2位到第5位，第3组窗口信号为卫星导航信号中第3位到第6位，第4组窗口信号为卫星导航信号中第4位到第7位，相邻的两组导航信号仅相差一位，从而获取连续的T组窗口信号。
可选地，对连续的T组窗口信号做快速傅里叶变换运算，可以得到对应的T组频域窗口信号。
S109，将第i组频域窗口信号分别与第一共轭频域码序列、第二共轭频域码序列做复数乘法，以获得第i组第一运算结果和第i组第二运算结果。
其中，1≤i≤T，第一共轭频域码序列与第一扩频码序列对应，第二共轭频域码序列与第二扩频码序列对应。
第i组第一运算结果为第一共轭频域码序列与第i组频域窗口信号的复数乘法结果，第i组第二运算结果为第二共轭频域码序列与第i组频域窗口信号的复数乘法结果。
需要说明的是，复数乘法指将第i组频域窗口信号和第一共轭频域码序列（或第二共轭频域码序列）进行复数相乘。
S110，获取第i组第一运算结果对应的第i个一类能量极值和第i组第二运算结果对应的第i个二类能量极值。
S111，基于T个一类能量极值和T个二类能量极值，获取解调结果。
其中，解调结果包括码周期边界位置、第一码片相位偏移值以及第二码片相位偏移值。
通过以上方式，可以准确快速地获取码片复用的码移键控调制的卫星导航信号的解调结果。
在图3的基础上，对于S110中的内容，本申请实施例还提供了一种可选的实施方式，请参考下文，S110，获取第i组第一运算结果对应的第i个一类能量极值和第i组第二运算结果对应的第i个二类能量极值的步骤，包括：S110A、S110B、S110C、S110D、S110E以及S110F，具体阐述如下。
S110A，对第i组第一运算结果做快速傅里叶反变换运算，以得到第i组第一反变换运算结果。
需要说明的是，通过反复进行快速傅里叶变换、快速傅里叶反变换、共轭运算以及复数乘法等，对窗口信号中的数据流与第一扩频码序列进行一轮完成的循环匹配。
S110B，获取第i组第一反变换运算结果中每一个点位的能量值。
可选地，S110B，获取第i组第一反变换运算结果中每一个点位的能量值的步骤，包括：S110B-1和S110B-2，具体阐述如下。
S110B-1，对第i组第一反变换运算结果进行求模运算，以得到第i组第一反变换运算结果中每一个点位的模值。
可选地，模值为点位的实部与虚部的平方和。
S110B-2，将点位的模值作为点位的能量值。
S110C，将第i组第一反变换运算结果中的最大能量值确定为第i个一类能量极值。
S110D，对第i组第二运算结果做快速傅里叶反变换运算，以得到第i组第二反变换运算结果。
需要说明的是，通过反复进行快速傅里叶变换、快速傅里叶反变换、共轭运算以及复数乘法等，对窗口信号中的数据流与第二扩频码序列进行一轮完成的循环匹配。
S110E，获取第i组第二反变换运算结果中每一个点位的能量值。
可选地，S110E，获取第i组第二反变换运算结果中每一个点位的能量值的步骤，包括：S110E-1和S110E-2，具体阐述如下。
S110E-1，对第i组第二反变换运算结果进行求模运算，以得到第i组第二反变换运算结果中每一个点位的模值。
S110E-2，将点位的模值作为点位的能量值。
S110F，将第i组第二反变换运算结果中的最大能量值确定为第i个二类能量极值。
在图3的基础上，关于S111中的内容，本申请实施例还提供了一种可选的实施方式，请参考下文。S111，基于T个一类能量极值和T个二类能量极值，获取解调结果的步骤，包括：S111A、S111B、S111C、S111D以及S111E，具体阐述如下。
S111A，将T个一类能量极值中最大的一个确定一类最大能量值。
S111B，将T个二类能量极值中最大的一个确定二类最大能量值。
需要说明的是，一类最大能量值和二类最大能量值属于同一组频域窗口信号。
可选地，目标窗口信号为第K组窗口信号，第K组窗口信号对应的一类能量极值为一类最大能量值，第K组窗口信号对应的二类能量极值为二类最大能量值。这意味着，第K组窗口信号的数据分别与第一扩频码序列、第二扩频码序列在某个码片相位偏移上达到了完全匹配对齐的状态。
S111C，将一类最大能量值和二类最大能量值对应的目标窗口信号的第一位确定为码周期边界位置。
S111D，将一类目标点在目标窗口信号中的位置偏移值确定为第一码片相位偏移值。
需要说明的是，第一码片相位偏移值为一类目标点相对于目标窗口信号的第一位的位置偏移值。
S111E，将二类目标点在目标窗口信号中的位置偏移值确定为第二码片相位偏移值。
需要说明的是，第二码片相位偏移值为二类目标点相对于目标窗口信号的第一位的位置偏移值。
其中，一类目标点为一类最大能量值对应的点位，二类目标点为二类最大能量值对应的点位。
在一种可选的实施方式中，接收机部署有存储单元，该存储单元可以是上述的存储器11，例如内存。
关于如何对卫星导航信号进行存储，本申请实施例还提供了一种可选的实施方式，请参考图4，在执行S102，获取卫星导航信号中T组窗口信号对应的T组频域窗口信号之前，卫星导航信号解调方法还包括：S101，具体阐述如下。
S101，将接收到的卫星导航信号写入存储单元。
请继续参考图4，关于S102中的内容，本申请实施例还提供了一种可选的实施方式，请参考下文，S102，获取卫星导航信号中T组窗口信号对应的T组频域窗口信号的步骤，包括：S102A和S102B，具体阐述如下。
S102A，从存储单元中读取卫星导航信号的第i组窗口信号。
S102B，对第i组窗口信号进行快速傅里叶变换，以得到第i组频域窗口信号。
需要说明的是，快速傅里叶傅里叶变换能把时域信号转换到频域。
可选地，先获取第i组窗口信号，以写入存储单元的起始地址+（i-1）位作为起点，开始调取窗口信号，窗口信号的长度为T。i的初始值为1，当i为1时，从写入存储单元的起始地址开始调取第1组窗口信号。
在第i组窗口信号运算结束后，即在S110结束后或在S102B结束后，确定i+1是否大于T，在i+1小于或等于T的情况下，令i=i+1，重复执行S102A，从存储单元中读取卫星导航信号的第i组窗口信号，直至i+1大于T。随着i变化，从不同的起点选取数据段进行处理，由于数据已经存入存储单元，可以控制读出数据的起点来等效实现移动数据的操作方式。
在图3的基础上，关于如何获取第一共轭频域码序列、第二共轭频域码序列，本申请实施例还提供了一种可选的实施方式，请参考图5，在S109，将第i组频域窗口信号分别与第一共轭频域码序列、第二共轭频域码序列做复数乘法，以获得第i组第一运算结果和第i组第二运算结果之前，卫星导航信号解调方法还包括：S103、S104、S105、S106、S107以及S108，具体阐述如下。
S103，在第一扩频码序列中任意两个相邻码片之间插零。
可选地，在接收机本地产生与卫星终端（发射端）相同的第一扩频码序列，用于和接收到的数据进行匹配，从中找出码片相位的偏移信息。
可选地，在第一扩频码序列的第1个码片之后，每两个相邻码片之间插入一个零值，使其在和接收数据进行匹配时，只能从两路码片复用信号中对应的那路匹配到结果，而不会受到另一路信号的影响。
S104，对插零后的第一扩频码序列做快速傅里叶变换运算，以得到第一频域码序列。
可选地，通过快速傅里叶变换运算将插零后的第一扩频码序列转换到频域。
S105，对第一频域码序列做共轭运算，以得到第一共轭频域码序列。
可选地，S104所得到的第一频域码序列为复数，保持实部不变，对其虚部乘以-1，得到共轭结果，即第一共轭频域码序列。
S106，在第二扩频码序列中任意两个相邻码片之间插零。
可选地，在接收机本地产生与卫星终端（发射端）相同的第二扩频码序列，用于和接收到的数据进行匹配，从中找出码片相位的偏移信息。
可选地，在第二扩频码序列的第1个码片之后，每两个相邻码片之间插入一个零值，使其在和接收数据进行匹配时，只能从两路码片复用信号中对应的那路匹配到结果，而不会受到另一路信号的影响。
S107，对插零后的第二扩频码序列做快速傅里叶变换运算，以得到第二频域码序列。
可选地，通过快速傅里叶变换运算将插零后的第二扩频码序列转换到频域。
S108，对第二频域码序列做共轭运算，以得到第二共轭频域码序列。
可选地，S107所得到的第二频域码序列为复数，保持实部不变，对其虚部乘以-1，得到共轭结果，即第二共轭频域码序列。
需要说明的是，本申请方案中并不限定S103、S104以及S105与S106、S107以及S108执行的先后顺序，可以并行执行。
可选地，在存储单元中所写入的一组卫星导航信号解调完毕后，可以将其丢弃，并写入新的卫星导航信号，持续进行解调。
相对于把两路码片复用在一起的信号互相分离出来，得到两路独立的信号，然后再各自进行处理。本申请方案提供的卫星导航信号解调方法中，码片分离与码移键控解调同时进行，直接得到两路信号处理结果。通过在本地产生的码移键控码序列中交替插零，然后与输入信号进行循环滑动匹配。一旦循环滑动匹配到输出能量最大的位置，就意味着两路码片复用的信号中的一路和本地产生的码移键控码序列中的非插零码片完全对齐了，并且码移键控码序列循环移动的相位值就是期望得到的解调结果。同理，同时在本地产生的另一路码移键控码序列中插零，也去和输入信号进行循环滑动匹配，就解调出了另一路码片复用的码移键控信号。而且，两路信号都解调正确的情形应该是，两路循环滑动匹配都达到输出能量最大的位置，并且两路本地产生的插零码序列的插零位置应该正好互相错开，以此来互相验证解调的准确性。
本申请方案提供的卫星导航信号解调方法可以适配大多数主流导航产品的信号捕获方法。可以在时域上对数据流进行一定范围的滑动，同时又采用了频域正/反快速傅里叶变换的方式对码移键控信号进行循环匹配，部分流程有一定的共通性。对于当前尚不支持QZSS系统的L6频段卫星导航信号的导航产品，可通过技术方案升级来支持该信号以提高定位性能。
请参阅图6，图6为本申请实施例提供的一种卫星导航信号解调装置，可选的，该卫星导航信号解调装置被应用于上文所述的电子设备。
卫星导航信号解调装置包括：第一处理单元201和第二处理单元202。
第一处理单元201，用于获取卫星导航信号中T组窗口信号对应的T组频域窗口信号；
第二处理单元202，用于将第i组频域窗口信号分别与第一共轭频域码序列、第二共轭频域码序列做复数乘法，以获得第i组第一运算结果和第i组第二运算结果；
其中，1≤i≤T，窗口信号的长度为T，T表示接收机在一个采样周期内所采样的数据长度，第一共轭频域码序列与第一扩频码序列对应，第二共轭频域码序列与第二扩频码序列对应；
第二处理单元202还用于获取第i组第一运算结果对应的第i个一类能量极值和第i组第二运算结果对应的第i个二类能量极值；
第二处理单元202还用于基于T个一类能量极值和T个二类能量极值，获取解调结果；
其中，解调结果包括码周期边界位置、第一码片相位偏移值以及第二码片相位偏移值。
可选地，第一处理单元201可以执行上,述的S101和S102，和第二处理单元202可以执行上,述的S103-S111。
需要说明的是，本实施例所提供的卫星导航信号解调装置，其可以执行上述方法流程实施例所示的方法流程，以实现对应的技术效果。为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。
本申请实施例还提供了一种存储介质，该存储介质存储有计算机指令、程序，该计算机指令、程序在被读取并运行时执行上述实施例的卫星导航信号解调方法。该存储介质可以包括内存、闪存、寄存器或者其结合等。
下面提供一种电子设备，可以是接收机或包括接收机的终端设备，该电子设备如图2所示，可以实现上述的卫星导航信号解调方法；具体的，该电子设备包括：处理器10，存储器11、总线12。处理器10可以是CPU。存储器11用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被处理器10执行时，执行上述实施例的卫星导航信号解调方法。
综上所述，本申请实施例提供的一种卫星导航信号解调方法及装置，包括：获取卫星导航信号中T组窗口信号对应的T组频域窗口信号；将第i组频域窗口信号分别与第一共轭频域码序列、第二共轭频域码序列做复数乘法，以获得第i组第一运算结果和第i组第二运算结果；获取第i组第一运算结果对应的第i个一类能量极值和第i组第二运算结果对应的第i个二类能量极值；基于T个一类能量极值和T个二类能量极值，获取解调结果；其中，解调结果包括码周期边界位置、第一码片相位偏移值以及第二码片相位偏移值。可以准确快速地获取码片复用的码移键控调制的卫星导航信号的解调结果。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (8)
1.一种卫星导航信号解调方法，其特征在于，应用于接收机，所述接收机用于接收卫星终端传输的卫星导航信号，所述卫星导航信号为所述卫星终端基于第一扩频码序列和第二扩频码序列，进行码片复用的码移键控调制方式所得到的信号，所述方法包括：
获取所述卫星导航信号中T组窗口信号对应的T组频域窗口信号；
将第i组频域窗口信号分别与第一共轭频域码序列、第二共轭频域码序列做复数乘法，以获得第i组第一运算结果和第i组第二运算结果；
其中，1≤i≤T，所述窗口信号的长度为T，T表示所述接收机在一个采样周期内所采样的数据长度，所述第一共轭频域码序列与所述第一扩频码序列对应，所述第二共轭频域码序列与所述第二扩频码序列对应；
获取所述第i组第一运算结果对应的第i个一类能量极值和所述第i组第二运算结果对应的第i个二类能量极值；
基于T个所述一类能量极值和T个所述二类能量极值，获取解调结果；
其中，所述解调结果包括码周期边界位置、第一码片相位偏移值以及第二码片相位偏移值；
所述获取所述第i组第一运算结果对应的第i个一类能量极值和所述第i组第二运算结果对应的第i个二类能量极值的步骤，包括：
对所述第i组第一运算结果做快速傅里叶反变换运算，以得到第i组第一反变换运算结果；
获取所述第i组第一反变换运算结果中每一个点位的能量值；
将第i组第一反变换运算结果中的最大能量值确定为所述第i个一类能量极值；
对所述第i组第二运算结果做快速傅里叶反变换运算，以得到第i组第二反变换运算结果；
获取所述第i组第二反变换运算结果中每一个点位的能量值；
将第i组第二反变换运算结果中的最大能量值确定为所述第i个二类能量极值；
基于T个所述一类能量极值和T个所述二类能量极值，获取解调结果的步骤，包括：
将所述T个所述一类能量极值中最大的一个确定一类最大能量值；
将所述T个所述二类能量极值中最大的一个确定二类最大能量值；
将所述一类最大能量值和所述二类最大能量值对应的目标窗口信号的第一位确定为所述码周期边界位置；
将一类目标点在所述目标窗口信号中的位置偏移值确定为所述第一码片相位偏移值；
将二类目标点在所述目标窗口信号中的位置偏移值确定为所述第二码片相位偏移值；
其中，所述一类目标点为所述一类最大能量值对应的点位，所述二类目标点为所述二类最大能量值对应的点位。
2.如权利要求1所述的卫星导航信号解调方法，其特征在于，所述获取所述第i组第一反变换运算结果中每一个点位的能量值的步骤，包括：
对所述第i组第一反变换运算结果进行求模运算，以得到所述第i组第一反变换运算结果中每一个点位的模值；
将所述点位的模值作为所述点位的能量值。
3.如权利要求1所述的卫星导航信号解调方法，其特征在于，所述获取所述第i组第二反变换运算结果中每一个点位的能量值的步骤，包括：
对所述第i组第二反变换运算结果进行求模运算，以得到所述第i组第二反变换运算结果中每一个点位的模值；
将所述点位的模值作为所述点位的能量值。
4.如权利要求1所述的卫星导航信号解调方法，其特征在于，所述接收机部署有存储单元，在所述获取所述卫星导航信号中T组窗口信号对应的T组频域窗口信号之前，所述方法还包括：
将接收到的所述卫星导航信号写入所述存储单元。
5.如权利要求4所述的卫星导航信号解调方法，其特征在于，所述获取所述卫星导航信号中T组窗口信号对应的T组频域窗口信号的步骤，包括：
从所述存储单元中读取所述卫星导航信号的第i组窗口信号；
对所述第i组窗口信号进行快速傅里叶变换，以得到第i组频域窗口信号。
6.如权利要求1所述的卫星导航信号解调方法，其特征在于，在所述将第i组频域窗口信号分别与第一共轭频域码序列、第二共轭频域码序列做复数乘法，以获得第i组第一运算结果和第i组第二运算结果之前，所述方法还包括：
在所述第一扩频码序列中任意两个相邻码片之间插零；
对插零后的第一扩频码序列做快速傅里叶变换运算，以得到第一频域码序列；
对所述第一频域码序列做共轭运算，以得到所述第一共轭频域码序列。
7.如权利要求1所述的卫星导航信号解调方法，其特征在于，在所述将第i组频域窗口信号分别与第一共轭频域码序列、第二共轭频域码序列做复数乘法，以获得第i组第一运算结果和第i组第二运算结果之前，所述方法还包括：
在所述第二扩频码序列中任意两个相邻码片之间插零；
对插零后的第二扩频码序列做快速傅里叶变换运算，以得到第二频域码序列；
对所述第二频域码序列做共轭运算，以得到所述第二共轭频域码序列。
8.一种卫星导航信号解调装置，其特征在于，应用于接收机，所述接收机用于接收卫星终端传输的卫星导航信号，所述卫星导航信号为所述卫星终端基于第一扩频码序列和第二扩频码序列，进行码片复用的码移键控调制方式所得到的信号，所述卫星导航信号解调装置包括：
第一处理单元，用于获取所述卫星导航信号中T组窗口信号对应的T组频域窗口信号；
第二处理单元，用于将第i组频域窗口信号分别与第一共轭频域码序列、第二共轭频域码序列做复数乘法，以获得第i组第一运算结果和第i组第二运算结果；
其中，1≤i≤T，所述窗口信号的长度为T，T表示所述接收机在一个采样周期内所采样的数据长度，所述第一共轭频域码序列与所述第一扩频码序列对应，所述第二共轭频域码序列与所述第二扩频码序列对应；
所述第二处理单元还用于获取所述第i组第一运算结果对应的第i个一类能量极值和所述第i组第二运算结果对应的第i个二类能量极值；
所述第二处理单元还用于基于T个所述一类能量极值和T个所述二类能量极值，获取解调结果；
其中，所述解调结果包括码周期边界位置、第一码片相位偏移值以及第二码片相位偏移值；
所述获取所述第i组第一运算结果对应的第i个一类能量极值和所述第i组第二运算结果对应的第i个二类能量极值，包括：对所述第i组第一运算结果做快速傅里叶反变换运算，以得到第i组第一反变换运算结果；获取所述第i组第一反变换运算结果中每一个点位的能量值；将第i组第一反变换运算结果中的最大能量值确定为所述第i个一类能量极值；对所述第i组第二运算结果做快速傅里叶反变换运算，以得到第i组第二反变换运算结果；获取所述第i组第二反变换运算结果中每一个点位的能量值；将第i组第二反变换运算结果中的最大能量值确定为所述第i个二类能量极值；
基于T个所述一类能量极值和T个所述二类能量极值，获取解调结果，包括：将所述T个所述一类能量极值中最大的一个确定一类最大能量值；将所述T个所述二类能量极值中最大的一个确定二类最大能量值；将所述一类最大能量值和所述二类最大能量值对应的目标窗口信号的第一位确定为所述码周期边界位置；将一类目标点在所述目标窗口信号中的位置偏移值确定为所述第一码片相位偏移值；将二类目标点在所述目标窗口信号中的位置偏移值确定为所述第二码片相位偏移值；其中，所述一类目标点为所述一类最大能量值对应的点位，所述二类目标点为所述二类最大能量值对应的点位。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101718874A (zh) * | 2009-12-14 | 2010-06-02 | 浙江大学 | 高灵敏度导航卫星接收机中的信号快速捕获方法及装置 |
| CN106338749A (zh) * | 2015-12-30 | 2017-01-18 | 深圳艾科创新微电子有限公司 | 北斗卫星导航接收机及其nh码剥离、自相关方法及装置 |
| CN109039975A (zh) * | 2018-09-07 | 2018-12-18 | 航天恒星科技有限公司 | 一种多次重复移相的码移键控调制方法及其解调方法 |
| CN115426230A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-12-02 | 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) | 一种基于部分输出fft的csk调制高效解调算法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003001698A1 (fr) * | 2001-06-25 | 2003-01-03 | Sony Corporation | Procede de demodulation de signaux d'etalement du spectre et appareil correspondant |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101718874A (zh) * | 2009-12-14 | 2010-06-02 | 浙江大学 | 高灵敏度导航卫星接收机中的信号快速捕获方法及装置 |
| CN106338749A (zh) * | 2015-12-30 | 2017-01-18 | 深圳艾科创新微电子有限公司 | 北斗卫星导航接收机及其nh码剥离、自相关方法及装置 |
| CN109039975A (zh) * | 2018-09-07 | 2018-12-18 | 航天恒星科技有限公司 | 一种多次重复移相的码移键控调制方法及其解调方法 |
| CN115426230A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-12-02 | 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) | 一种基于部分输出fft的csk调制高效解调算法 |
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