[发明专利]Weil码生成装置和卫星导航信号接收机

说明书

技术领域

本申请属于卫星导航信号测距领域，涉及Weil码生成装置以及卫星导航信号接收机。

背景技术

全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite Systems,GNSS）可以完成定位、导航、授时等许多工作，已成为支持国民经济、保障国家安全的重要基础设施。卫星导航需要利用测距码来实现，寻找性质优良的测距码成为设计导航信号的关键。

目前，GPS的L1信号采用C/A码作为测距码，C/A码属于Gold码。Gold码的长度为2ⁿ-1，但除了1023外均需要截短或增长实现。但是，过多的截短或增长会影响到Gold码的相关性能。例如，GPS准备投入使用的L1C信号的测距码码长是10230，与码长为2ⁿ-1的Gold码相差很远，很难通过Gold码来实现。

Weil码具有良好的相关性，并且码长为质数，能够设计出特定码长的测距码。例如，为了设计测距码码长是10230的GPSL1C信号，可以生成长度为10223的Weil码，再补7个数字就可以设计出长度10230附近的质数，也可以先生成长度为10243的码长，再去掉其中的13位就可以设计出长度10230附近的质数。这些截短或增长较小，能保证Weil码的良好的相关性。

现有的Weil码一般采用软件生成。例如，设需要生成的Weil码长度为N，移序值为w。实现时，先定义数组L，长度为N，所有元素值均为0。让整数k从0到N-1做循环，每次计算出t=k^2mod N，再令L(t)=0。循环结束后，L中存储的就是长度为N的勒让德序列。再定义一个长度为N的数组Wi。让整数k从0到N-1做循环，每次计算出Wi(k)=L(k)⊕L((k+w)mod N)。这样便生成出了Weil码，存储在数组Wi中。

从上面的计算过程可以看出，Weil码的生成需要进行循环运算，而且必须在循环全部完成后才能确定出某一特定位置的数值。然而，在导航信号接收机中，为了实现信号的捕获和跟踪，需要实时使用多个通道的测距码。采用软件方法生成多通道Weil码的运算量复杂，无法通过实时生成的方式满足卫星导航信号的捕获和跟踪速度需要。

所以目前卫星导航信号接收机使用Weil码的方法都是先用软件生成好Weil码，再通过得到的Weil码生成测距码，然后在接收机中将软件方法生成的测距码存储在存储器中，每次从存储器中实时读取。但是由于卫星导航需要很多组Weil码，会消耗大量的存储空间。例如，一个GPSL1C信号的导频和数据各有64种，即，需要预先生成64种Weil码并在接收机中存储这64种Weil码相应的测距码。而一个测距码码长为10230，那么大约需要1.3兆bit左右的存储量。此外，如果接收机同时接收M颗卫星的信号，则总共需要输出M个通道，最极端的情况是M个通道都需要同1个Weil码序列对应的测距码，例如，同时要输出20路，即M=20，则需要26兆bit的存储量。这种直接将64种Weil码存储在存储芯片中的方式占用的硬件资源较多。并且，由于通常并不需要同时在M个通道使用64种Weil码，因此浪费了大量存储空间。

发明内容

本申请的目的是提供一种Weil码生成装置，通过硬件方式实现，能够实时生成多通道Weil码，满足卫星导航信号的捕获和跟踪需要。

根据本申请的一个方面，公开了一种Weil码生成装置，包括：存储装置，存储勒让德序列；地址指示单元，指示待生成的多个Weil码中每一个Weil码所对应的勒让德序列的第一读取地址和勒让德序列的第二读取地址；多个缓存组，每个缓存组包括第一缓存单元和第二缓存单元，根据与各缓存组相应的Weil码的第一读取地址所述各缓存组的第一缓存单元从所述存储装置中顺序读取勒让德序列，根据与各缓存组相应的Weil码的第二读取地址所述各缓存组的第二缓存单元从所述存储装置中顺序读取勒让德序列；以及运算器，将多个缓存组中每一个缓存组的第一缓存单元所获得的数据与该缓存组的第二缓存单元所获得的数据进行异或运算，以实时生成多个Weil码。

根据本申请的另一个方面，公开了一种卫星导航信号接收机，包括：如前所述的Weil码生成装置，接收模块，以及处理模块，所述接收模块接收由多颗卫星发送的多个测距码；所述Weil码生成装置实时生成多个Weil码；处理模块根据所述Weil码生成装置所实时生成的多个Weil码获得本地测距码，并将本地测距码与接收到的测距码进行比对，完成卫星测距、定位和/或导航。

附图说明

图1显示了根据本申请的一种实施方式的Weil码生成装置。