● 摘要
在GPS现代化、Galileo系统建设以及BDS逐步实现全球覆盖的过程当中,信号体制设计人员提出了多种新型导航信号体制。比如GPS系统、Galileo系统采用了TDDM-BPSK、TMBOC、CBOC、AltBOC等新的调制方式,我国科研人员提出了TD-AltBOC、QMBOC和ACE-BOC等调制方式作为下一代导航系统的备选信号体制。这些新的信号体制对模拟器设计提出了新的要求。
本文采用CPU+FPGA的架构对新型导航模拟器进行实现。CPU在Windows操作系统下工作,人机交互方便、软件开发灵活;FPGA作为可编程的硬件开发平台,开发周期短、算法更新快。EPC-K7平台集成了Intel i7 CPU和Xilinx K7 FPGA,通过PCIE实现两种处理器的通信。Intel i7 CPU和Xilinx K7 FPGA的运行速度、通信速度以及系统资源为模拟器的高精度、高动态、多通道提供了保证。
模拟器CPU模块主要实现卫星运动状态、用户运动状态、信号NCO参数的计算,电文的编写,以及数据的下发;FPGA模块主要实现数据接收,信号分量产生和中频调制,以及与DAC的数据交互。
本文完整实现了TMBOC信号模拟器,同时调制产生了未携带电文信息的QMBOC、AltBOC、TD-AltBOC、ACE-BOC、TDDM-BOC等信号,为后续模拟器的开发打下了基础。本文还对模拟器的部分性能做了测试,模拟器性能测试结果基本符合设计要求,同时对部分新型信号的静态性能进行了测试。开展新型导航信号模拟器的实现技术研究,将会为BDS信号体制性能的测试与评估以及新型导航信号接收机的开发提供重要支持。