一种北斗RDSS终端多普勒频率补偿的方法及终端技术

技术编号:15068383 阅读:121 留言:0更新日期:2017-04-06 16:12
一种北斗RDSS终端多普勒频率补偿的方法,所述方法包括,当所述终端处于静止状态时,计算所述终端的本地晶体振荡器频偏;在所述终端高速运动时,利用所述本地晶体振荡器频偏和数字接收电路(4)输出的载波频率控制字,计算发射码NCO频率控制字和发射PLL参数,利用所述发射码NCO频率控制字控制所述发射码NCO输出,利用所述发射PLL参数控制BPSK调制。采用上面技术方案后,用户终端射频电路与普通用户终端电路相同,可使用市场主流RDSS射频芯片,只需修改软件即可使用户终端在高动态条件下稳定可靠地实现RDSS服务请求。与现有技术相比,本技术方案具有电路结构简单、通用型强、体积小、低功耗的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种北斗RDSS终端多普勒频率补偿的方法及终端,尤其是一种北斗RDSS高动态终端发射信号多普勒频率补偿的方法及相应的终端。
技术介绍
继1994年北斗卫星导航试验系统开始建设至今,北斗卫星导航系统RDSS(RadioDeterminationSatelliteService,无线电测定卫星业务)子系统在各行业中的应用日趋成熟,产生了广泛的社会和经济效益。其特有的快速定位、位置报告和短报文通信功能,使其在航空、航天领域的应用也日益增加,然而飞机等载体的高速运动使得北斗RDSS高动态用户终端所发射的信号被RDSS子系统接收时引入巨大的多普勒频率,导致用户终端的服务请求无法被RDSS子系统正常接收,从而致使用户终端无法正常定位和双向通信。因此北斗RDSS高动态用户终端必须在发射信号中对多普勒频率进行补偿。申请公开号为102223164A的中国专利《用于高动态过程的频差修正系统的实现方法》提出的技术方案使用3个晶体振荡器,采用计数法测量接收信号中的多普勒频率,调整发射码钟DDS频率控制字和发射BPSK调制电路本地晶体振荡器频率,实现发射信号多普勒频率补偿。但是,计数法具有较大延迟,超高动态时存在补偿不及时的问题;同时,采用3个晶体振荡器也增加了电路的复杂性。此外,该方案利用10M晶振作为频率基准,而未考虑10M晶振也存在频偏;其补偿发射载波多普勒频率是通过调整发射晶体振荡器频率实现。申请公开号为CN104252000A的中国专利《一种基于DDS的多普勒快速补偿电路及方法》提出的技术方案使用1个高稳度晶体振荡器,根据载波跟踪环输出计算接收信号中的多普勒频率,调整发射PN码钟DDS及发射中频载波DDS频率控制字,形成数字中频BPSK调制信号,经数模转换、滤波、放大、上变频及功率放大处理后发送至发射天线。此技术具有补偿实时的优点,但是,该方案未考虑晶体振荡器的频偏,当晶体振荡器频偏较大时会反而会引入额外多普勒频偏;同时,发射BPSK调制电路复杂,无法使用市面常用的RDSS射频芯片,无法达到小型化和低功耗的目的;其补偿发射载波多普勒频率是通过调整数字波形成型器DDS输入频率控制字实现的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种适用于北斗RDSS高动态用户终端发射信号多普勒频率补偿的技术方案,该技术方案可使用市场主流RDSS射频芯片,具有电路结构简单、体积小、低功耗的优点,可解决现有技术方案所存在的发射电路复杂、多普勒频率补偿滞后、未考虑晶体振荡器的频偏等实际应用缺陷。本专利技术提供一种北斗RDSS终端多普勒频率补偿的方法,所述方法包括,当所述终端处于静止状态时,计算所述终端的本地晶体振荡器频偏;在所述终端高速运动时,利用所述本地晶体振荡器频偏和数字接收电路输出的载波频率控制字,计算发射码NCO频率控制字和发射PLL参数,利用所述发射码NCO频率控制字控制所述发射码NCO输出,利用所述发射PLL参数控制BPSK调制。本专利技术还提供一种北斗RDSS终端,所述终端包括,接收天线、下变频、ADC、数字接收电路、本地晶体振荡器频偏计算单元、发射补偿参数计算单元、发射码NCO、扩频、BPSK调制、PA、发射天线,所述数字接收电路输出载波频率控制字和码频率控制字给所述本地晶体振荡器频偏计算单元和所述发射补偿参数计算单元,所述本地晶体振荡器频偏计算单元输出本地晶体振荡器频偏给所述发射补偿参数计算单元,所述发射补偿参数计算单元输出发射码NCO频率控制字和发射PLL参数分别给所述发射码NCO和所述BPSK调制,所述发射码NCO输出信号到所述扩频,所述扩频输出扩频码到所述BPSK调制。更进一步,当所述终端处于静止状态时,所述本地晶体振荡器频偏计算单元计算所述终端的本地晶体振荡器频偏;在所述终端高速运动时,利用所述本地晶体振荡器频偏和数字接收电路输出的载波频率控制字,所述发射补偿参数计算单元计算所述发射码NCO频率控制字和所述发射PLL参数。更进一步,所述本地晶体振荡器频偏计算单元利用从GNSS接收机输出的时标信号计算所述终端的本地晶体振荡器频偏。采用上面技术方案后,用户终端射频电路与普通用户终端电路相同,可使用市场主流RDSS射频芯片,只需修改软件即可使用户终端在高动态条件下稳定可靠地实现RDSS服务请求。与现有技术相比,本技术方案具有电路结构简单、通用型强、体积小、低功耗的优点。附图说明图1为本专利技术的北斗RDSS终端框架结构图;图2为本专利技术的北斗RDSS终端多普勒频率补偿的方法基本原理流程图。具体实施方式以下结合其中的较佳实施方式对本专利技术方案进行详细阐述。图1为本专利技术的北斗RDSS终端框架结构图。本方案所包含的基本组件包含接收天线1、下变频2、ADC(AnalogDigitalConverter,模数转换)3、数字接收电路4、本地晶体振荡器频偏计算单元5、发射补偿参数计算单元6、发射码NCO(NumericallyControlledOscillator,数控振荡器)7、扩频8、BPSK(BinaryPhaseShiftKey,二进制相移键控)调制9、PA(PowerAmplifier,功率放大器)10、发射天线11,其具体实施方式见图1所示。接收天线1输出与下变频2输入端连接,下变频2输出与ADC3输入端连接,ADC3输出与数字接收电路4输入端连接,数字接收电路4输出的载波频率控制字和码频率控制字均与本地晶体振荡器频偏计算单元5和发射补偿参数计算单元6输入端连接,同时GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem,全球导航卫星系统)接收机输出的时标信号与本地晶体振荡器频偏计算单元5输入端连接,本地晶体振荡器频偏计算单元5输出的本地晶体振荡器频偏与发射补偿参数计算单元6输入端连接,发射补偿参数计算单元6输出的发射码NCO频率控制字和发射PLL参数分别与发射码NCO7和BPSK调制9输入端连接,发射码NCO7输出与扩频8输入端连接,扩频8输出的扩频码与BPSK调制9输入端连接,BPSK调制9输出与PA10输入端连接,PA10输出与发射天线11输入端连接。图2为本专利技术的北斗RDSS终端多普勒频率补偿的方法基本原理流程图。本方法的实施主要分3个步骤进行,见图2所示。在步骤21,用户终端开机处于静止状态时利用数字接收电路4输出的载波频率控制字或码频率控制字、或利用GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem,全球导航卫星系统)接收机输出的时标本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种北斗RDSS终端多普勒频率补偿的方法,所述方法包括,当所述终端处于静止状态时,计算所述终端的本地晶体振荡器频偏;其特征在于,所述方法还包括,在所述终端高速运动时,利用所述本地晶体振荡器频偏和数字接收电路(4)输出的载波频率控制字,计算发射码NCO频率控制字和发射PLL参数,利用所述发射码NCO频率控制字控制所述发射码NCO输出,利用所述发射PLL参数控制BPSK调制。

【技术特征摘要】
1.一种北斗RDSS终端多普勒频率补偿的方法,所述方法包括,当所述终端处
于静止状态时,计算所述终端的本地晶体振荡器频偏;其特征在于,所述方
法还包括,在所述终端高速运动时,利用所述本地晶体振荡器频偏和数字接
收电路(4)输出的载波频率控制字,计算发射码NCO频率控制字和发射PLL
参数,利用所述发射码NCO频率控制字控制所述发射码NCO输出,利用所
述发射PLL参数控制BPSK调制。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括,所述终端的本地
晶体振荡器频偏计算公式为:
Δff=1-FCWcode_rx2N·fs_REFfPN;]]>其中,是所述终端的本地晶体振荡器频偏,FCWcode_rx是所述数字接收电
路(4)码跟踪环输出的码频率控制字,fPN是扩频码速率,fs_REF是所述数字接
收电路(4)工作标称频率,N是所述数字接收电路(4)码NCO相位宽度。
3.如权利要求1或2中任意一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括,
所述发射码NCO输入的频率控制字计算公式为:
FCWcode_tx=2fPNfs_REF·2N-FCWcode_rx-2Δff·fPNfs_REF·2N;]]>FCWcode_tx是所述发射码NCO输入的频率控制字,fPN是扩频码速率,
其中,
fs_REF是所述数字接收电路(4)和所述发射码NCO工作标称频率,N是所述发射
码NCO和所述数字接收电路(4)码NCO的相位宽度,FCWcode_rx是所述数字接
收电路(4)输出的码频率控制字,是所述本地晶体振荡器频偏;
所述发射PLL参数计算公式为:
其中,M是使所述发射PLL输入输出时钟频率满足的发射
PLL分频比参数,其中fPLL_in为所述发射PLL输入时钟频率,fPLL_out为所述发射
PLL输出时钟频率,M和R是整数,fPN是扩频码速率,fs_REF是所述数字接收

\t电路(4)和所述发射码NCO工作标称频率,N是发射码NCO和所述数字接
收电路(4)码NCO相位宽度,FCWcode_rx是所述数字接收电路(4)输出的码
频率控制字,是所述本地晶体振荡器频偏,M0是所述发射PLL标称参数,
运算符表示向下取整。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括,对于采用低本振
下混频方案的射频接收信道,所述终端的本地晶体振荡器频偏计算公式为:
Δff=(fIF_REF-FCWcarrier_rx2N·fs_REF)·1fdown_out;]]>其中,是所述终端的本地晶体振荡器频偏,fs_REF是所述数字接收电路(4)
工作标称频率,N是所述数字接收电路(4)载波NCO相位宽度,fIF_REF是数
字中频信号的标称载波频率,fdown_out是出站下行链路标称载波频率,
FCWcarrier_rx是所述数字接收电路(4)载波跟踪环输出的载波频率控制字。
5.如权利要求4或5中任意一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括,
对于采用低本振下混频方案的射频接收信道,所述发射码NCO输入的频率控
制字计算公式为:
FCWcode_t...

【专利技术属性】
技术研发人员:周波
申请(专利权)人:泰斗微电子科技有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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