[发明专利]基于数字中频信号串行传输的卫星导航接收机和方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航领域，特别是一种基于数字中频信号串行传输的卫星导航接收机和 方法，可以提高接收机内部数字信号的传输效率，同时减少射频电路与基带电路间硬件接口 的个数，减小电路板的复杂度，有利于卫星导航接收机的小型化。

背景技术

卫星导航系统是由空间部分、地面监控部分、用户接收机三大部分组成的具备定位、导 航、授时功能的系统，应用于航海、航空、测量测绘、精密定位等行业领域。卫星导航系统 空间部分由分布在不同轨道平面上的多颗卫星组成，以保证地面接收机在任何时间、覆盖范 围内的任何地点都可以接收到足够多卫星的信号，并通过运算得到准确的位置、时间、速度 等信息。

目前，全球卫星导航系统（GNSS,Global Navigation Satellite System）主要包括美国的 GPS、俄罗斯的GLONASS，中国的北斗系统，以及欧洲正在建设部署中的GALILEO系统。 随着卫星数量和信号种类的增加，用户对接收机终端兼容性和抗干扰性的要求也逐步提高。

卫星导航接收机的组成原理如图1所示，卫星导航接收机通常包括硬件部分和软件部分， 硬件部分包括天线、射频部分和基带处理部分。卫星导航接收机的工作原理是：由天线部分 将空间中的导航卫星电磁波转换为电信号；然后由射频部分将导航卫星信号放大、下变频、 滤波、数模转换，最后输出数字中频信号；接着由基带处理部分通过信号相关、中频载波生 成、码时钟生成等部分完成对数字中频信号的处理。接收机的软件部分包含信号处理和解算 两部分，根据基带处理部分的结果进行运算，同时将控制参数写入基带处理部分。

一般的多模卫星导航接收机的每一路卫星信号都对应一路射频电路，每一路射频电路输 出一路数字中频信号，每一路数字中频信号主要由时钟线(CLK)和多比特的数据信号线 (BIT0…BITn-₁)组成，多路信号对应的多根信号线并行送给基带电路。并行传输的数字中频信 号的工作原理图如图2所示。图中m表示接收机的射频路数，n表示每路信号对应的数据位数， 相应的基带电路需要提供(n+1)×m位硬件接口接收数字中频信号。在多模卫星导航接收机或 抗干扰卫星导航接收机中，m和n都可能较大，这样的设计使硬件电路板复杂，接口占用较多， 空间利用率较低，成本较高，传输频率较低，不利于设备的小型化。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺陷和不足，优化卫星导航接收机的内部结构，提出一种 基于数字中频信号串行传输的卫星导航接收机和方法，将多路并行的数字中频信号转换成串 行数字中频信号，提高了信号传输效率，减少了射频电路与基带电路间硬件接口个数，有利 于卫星导航接收机的小型化。

本发明的技术方案是：

一种数字中频信号串行传输的方法，其特征在于，射频电路单元将多路射频电路输出的 多路并行数字中频信号进行编码分组形成一组或几组串行数字中频信号；每一路并行数字中 频信号包括时钟CLK和n个多比特数据信号BIT₀，…BITn-₁，每组串行数字中频信号包括时钟 MCLKi、字头定位信号CLK-FSi以及数据DATAi，其中，数据DATA包括n个多比特数据信号 BIT₀，…BITn-₁，i表示编码分组形成的串行数字中频信号的组数；基带电路单元具有i组串行 接口，接收射频电路单元输出的串行数字中频信号，再通过分频及解码运算将串行数字中频 信号还原为并行数字中频信号进行数据处理。

所述编码是指将时钟频率相同的k路并行数字中频信号，合并成一组串行数字中频信号。 编码后的串行数字中频信号的时钟频率为原并行数字中频信号的kn倍，编码后的串行数字中 频信号的传输速率也为原并行数字中频信号的kn倍，n为每路并行数字中频信号对应的数据 位数。

编码后的所有串行数字中频信号的个数小于射频电路输出的所有并行数字中频信号的个 数。

编码后的串行数字中频信号的时钟MCLK、字头定位信号CLK-FS以及数据DATA为单 端信号或差分信号。

所述信号的电平包括但不限于TTL或CMOS或LVDS。