北斗通信衛(wèi)星多波束多用戶監(jiān)收裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及北斗二號RDSS通信裝置和方法，尤其北斗通信衛(wèi)星多波束多用戶監(jiān)收裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]北斗二號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BD2、Beidou-2)是中國獨立開發(fā)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。截止2012年底目前已有14顆衛(wèi)星服務(wù)于亞太地區(qū)，包括5顆GEO衛(wèi)星、5顆IGSO衛(wèi)星和4顆MEO衛(wèi)星。其中北斗二號5顆GEO衛(wèi)星提供短報文通信功能，其他衛(wèi)星提供導(dǎo)航定位功能。5顆GEO衛(wèi)星，其中每顆衛(wèi)星包含2個獨立波束信號，即共10個獨立波束信號提供短報文通信服務(wù)。每個波束信號包含1、Q兩路調(diào)制信息。
[0003]北斗“短報文”是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)特有功能，該功能是指衛(wèi)星定位終端和北斗衛(wèi)星或北斗地面服務(wù)站之間能夠直接通過衛(wèi)星信號進(jìn)行雙向的信息傳遞，不依賴于通信網(wǎng)絡(luò)。尤其是災(zāi)害地區(qū)移動通訊中斷、電力中斷等或移動通訊不能覆蓋的情況下，北斗終端就可以利用短報文進(jìn)行通訊，實現(xiàn)定位信息和遠(yuǎn)程信息交互等。該技術(shù)將應(yīng)用于應(yīng)急救災(zāi)、野外作業(yè)、遠(yuǎn)洋作業(yè)等系統(tǒng)。
[0004]短報文通訊是北斗的一大特色，即可為用戶機與用戶機、用戶機與地面中心站之間提供每次最多120個漢字或1680比特的短報文通訊服務(wù)。每個用戶機都有唯一的一個ID號，并采用I戶I密的加密方式，通訊均需經(jīng)過地面中心站轉(zhuǎn)發(fā)。其流程是:
[0005](I)短報文發(fā)送方首先將包含接收方ID號和通訊內(nèi)容的通訊申請信號加密后通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)入站；
[0006](2)地面中心站接收到通訊申請信號后，經(jīng)脫密和再加密后加入持續(xù)廣播的出站廣播電文中，經(jīng)衛(wèi)星廣播給用戶；
[0007](3)接收方用戶機接收出站信號，解調(diào)解密出站電文，完成一次通訊。
[0008]與定位功能相似，短報文通訊的傳輸時延約0.5秒，通訊的最高頻度也是I秒I次。
[0009]北斗用戶機一般都是一機一號的原則，即在每個用戶機上都將裝入一張北斗SM卡，此SM卡用于表示用戶的唯一身份，且存儲用戶的初項、多項式參數(shù)。北斗用戶機正常情況下只接收自己的衛(wèi)星短報文信息。在某些特殊的應(yīng)用場景，北斗用戶機需要接收多個用戶的短報文信息，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對多個用戶終端的監(jiān)控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明旨在提出一種方法解決北斗通信衛(wèi)星信號多波束多用戶接收的問題。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種北斗通信衛(wèi)星多波束多用戶監(jiān)收裝置，包括基帶模塊和控制模塊，所述基帶模塊和控制模塊通過EMC總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其中，
[0011]所述基帶模塊包括NXM個并行獨立的I支路通道、NXM個并行獨立獨立的Q支路通道和2XNXM個FIFO，所述NXM個I支路通道分別用于捕獲、跟蹤、解調(diào)對應(yīng)的北斗通信衛(wèi)星發(fā)射的NXM個波束的I支路信號；所述NXM個Q支路通道分別用于捕獲、跟蹤、解調(diào)對應(yīng)的北斗通信衛(wèi)星發(fā)射的NXM個波束Q支路信號；所述2XNXM個FIFO與NXM個I支路通道和NXM個Q支路通道對應(yīng)設(shè)置，分別用于接收和緩存對應(yīng)的I支路通道或Q支路通道發(fā)送的電文信息；其中N為對應(yīng)的北斗通信衛(wèi)星的數(shù)目，M為每個對應(yīng)的北斗通信衛(wèi)星發(fā)射的波束信號的數(shù)目；
[0012]所述控制模塊包括內(nèi)存隊列和中斷處理單元，所述中斷處理單元用于根據(jù)所述FIFO中的信息和預(yù)存在所述內(nèi)存隊列的需要監(jiān)收的北斗短報文用戶的ID信息來讀取并存儲所述需要監(jiān)收的北斗短報文用戶的電文信息。
[0013]所述需要監(jiān)收的北斗短報文用戶的ID信息包括該用戶的北斗SIM卡對應(yīng)的初相和多項式參數(shù)；所述M為5，N為2。
[0014]優(yōu)選地，所述NXM個Q支路通道中每個通道包括一個捕獲寄存器；所述FIFO的長度不小于所述基帶模塊接收的I幀信息的最大長度；所述控制模塊中中斷處理單元具有最高的處理優(yōu)先級。
[0015]優(yōu)選地，所述基帶模塊采用QPSK的調(diào)試方式，Q支路通道晚于I支路通道四分之一個相位周期。
[0016]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種北斗通信衛(wèi)星多波束多用戶監(jiān)收方法，包括以下步驟:
[0017]S1、基帶模塊的〗支路通道和Q支路通道分別接收并解析北斗通信衛(wèi)星發(fā)送的信息，并將解析的信息分別存入相應(yīng)的FIFO中；
[0018]S2、基帶模塊向控制模塊發(fā)送讀取FIFO中斷請求；
[0019]S3、控制模塊接收到基帶模塊發(fā)送的FIFO請求，控制中斷處理單元遍歷基帶模塊中的FIFO，將FIFO中的有效電文信息存入內(nèi)存隊列；
[0020]S4、中斷處理單元遍歷內(nèi)存隊列，讀取I支路通道對應(yīng)的電文信息，并解析出所述電文信息的IDl字段，在內(nèi)存隊列中預(yù)存的需要監(jiān)收的北斗短報文用戶的ID信息中查找所述IDl字段，若找到，則將所述用戶的ID信息對應(yīng)的初相和多項式參數(shù)寫入到所述I支路通道對應(yīng)的Q支路通道的捕獲寄存器中。
[0021]具體地，步驟SI包括以下步驟:
[0022]S101、基帶模塊的I支路通道和Q支路通道分別接收北斗通信衛(wèi)星發(fā)送的信息，進(jìn)行幀同步；
[0023]S102、基帶模塊讀取完整的I幀信息；
[0024]S103、基帶模塊將讀取的I幀信息交由維特比譯碼器譯碼得到幀內(nèi)容；
[0025]S104、基帶模塊將所述幀內(nèi)容存入對應(yīng)的FIFO中。
[0026]具體地，步驟S3中的中斷處理單元遍歷基帶模塊中的FIFO，將FIFO中的有效電文信息存入內(nèi)存隊列包括:中斷處理單元依次讀取基帶模塊中的FIFO，判斷每個FIFO中是否有可用的電文信息，若有，則將該FIFO中的數(shù)據(jù)通過EMC總線復(fù)制到控制模塊的內(nèi)存隊列中。
[0027]優(yōu)選地，步驟S4之后還包括以下步驟:
[0028]S5、控制模塊遍歷內(nèi)存隊列，讀取并存儲對應(yīng)的需要監(jiān)收的北斗短報文用戶的電文信息。
[0029]優(yōu)選地，步驟S4中的在內(nèi)存隊列中預(yù)存的需要監(jiān)收的北斗短報文用戶的ID信息中查找所述IDl字段采用二分查找法。
[0030]優(yōu)選地，步驟SI前還包括:將需要監(jiān)收的北斗短報文用戶的ID信息預(yù)存到內(nèi)存隊列。
[0031]應(yīng)用本發(fā)明，具有如下有益效果:
[0032]本發(fā)明包括基帶模塊和控制模塊兩大處理部分，基帶模塊包括10個I支路通道和10個Q支路通道，同時包含20個獨立的FIFO，用于緩存20個通道的一幀完整電文?？刂颇K部分采用預(yù)先存儲用戶北斗SIM卡的初項、多項式參數(shù)，結(jié)合Q支路通道參數(shù)的快速設(shè)置，最終實現(xiàn)了對北斗5顆通信衛(wèi)星10波束的多用戶電文的接收功能。本發(fā)明可應(yīng)用于北斗指揮型用戶機或普通型用戶機，為行業(yè)系統(tǒng)監(jiān)控實施方案提供了便捷的方式，降低了系統(tǒng)實施成本；且有利于加大北斗指揮型用戶機下屬用戶監(jiān)控的容量，以及降低北斗通信監(jiān)控行業(yè)應(yīng)用成本。
【附圖說明】
[0033]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案和優(yōu)點，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。
[0034]圖1是本發(fā)明實施例提供的北斗通信衛(wèi)星多波束多用戶監(jiān)收裝置的系統(tǒng)框圖；
[0035]圖2是本發(fā)明實施例提供的北斗通信衛(wèi)星多波束多用戶監(jiān)收裝置的基帶模塊控制流程圖；
[0036]圖3是本發(fā)明實施例提供的北斗通信衛(wèi)星多波束多用戶監(jiān)收裝置的控制模塊讀取FIFO的流程圖；
[0037]圖4是本發(fā)明實施例提供的北斗通信衛(wèi)星多波束多用戶監(jiān)收裝置的控制模塊設(shè)置Q支路通道寄存器的流程圖。
【具體實施方式】
[0038]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0039]實施例:
[0040]請參見圖1-圖4，本發(fā)明實施例提供了一種北斗通信衛(wèi)星多波束多用戶監(jiān)收裝置，包括基帶模塊和控制模塊，所述基帶模塊和控制模塊通過EMC總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其中，
[0041]所述基帶模塊包括NXM個并行獨立的I支路通道、NXM個并行獨立獨立的Q支路通道和2XNXM個FIFO，所述NXM個I支路通道分別用于捕獲、跟蹤、解調(diào)對應(yīng)的北斗通信衛(wèi)星發(fā)射的NXM個波束的I支路信號；所述NXM個Q支路通道分別用于捕獲、跟蹤、解調(diào)對應(yīng)的北斗通信衛(wèi)星發(fā)射的NXM個波束Q支路信號；所述2XNXM個FIFO與NXM個I支路通道和NXM個Q支路通道對應(yīng)設(shè)置，分別用于接收和緩存對應(yīng)的I支路通道或Q支路通道發(fā)送的電文信息；其中N為對應(yīng)的北斗通信衛(wèi)星的數(shù)目，M為每個對應(yīng)的北斗通信衛(wèi)星發(fā)射的波束信號的數(shù)目；
[0042]所述控制模塊包括內(nèi)存隊列和中斷處理單元，所述中斷處理單元用于根據(jù)所述FIFO中的信息和預(yù)存在所述內(nèi)存隊列的需要監(jiān)收的北斗短報文用戶的ID信息來讀取并存儲所述需要監(jiān)收的北斗短報文用戶的電文信息。<