申请/专利权人：成都秀为科技发展有限公司

申请日：2022-12-26

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN115834313B

主分类号：H04L27/227

分类号：H04L27/227;H04L27/26

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2023.04.07#实质审查的生效;2023.03.21#公开

摘要：本发明涉及GPU并行技术技术领域，具体涉及一种基于帧结构的GPU并行计算QPSK相干解调方法，主要包括位同步和载波同步以及符号判决，一帧数据采用并行处理方案，位同步误差和载波同步误差一帧更新一次，一帧采用相同的位同步插值位置和载波同步相位补偿。当信道条件良好，频偏波动很小时，帧长可以很大，并行度增大运行速度随之增大；由于gardner位同步算法可以独立于载波同步运行，故本方法先对IQ数据进行位同步，位同步后一个符号一个采样点，数据量大幅减小，随后给载波同步模块；载波同步采用鉴频和鉴相相结合的方案，使环路锁定更稳定，抗频偏能力更强。

主权项：1.一种基于帧结构的GPU并行计算QPSK相干解调方法，其特征在于：AD数据经过DDC正交下变频后变为符号率8倍的基带IQ数据，DDC模块将数据分段为固定包长的一包数据传送到GPU解调模块，增益控制模块对一包数据做增益控制，增益控制后传输给位同步模块以及载波同步模块；包括如下步骤：步骤1，位同步的数据拼接模块对本包数据和上次未处理的末尾数据进行拼接，拼接长度固定为L0×8+1，L0为一帧码元数，8为一个码元过采样8次，初始拼接IQ数据均为0+0i，i为虚数单位，拼接后的一包数据长度变为Len2＝Len+L0×8+1，记拼接数据向量为IQ_last,其长度为L0×8+1，记拼接后向量为IQ_all,长度为Len2；步骤2，取数模块根据取数位置k以及参数L0进行取数，k的初始值为L0×8+2；如果位置k≥Len+1,则说明剩余的数据不足一帧长度，则保存本包末尾的一帧数据以便和第二包数据拼接，同时更新下包数据取数位置k＝L0×8-Len2-k+1；如果kLen+1,则按照如下规则取数：IQ2sym2n-1＝IQ_allk+4n-1IQ2sym2n＝IQ_allk+4n-1+1,n＝1,2,3...2L0+1其中，IQ2sym2n-1代表取数后的奇数位，IQ2sym2n表示取数的偶数位，IQ_all表示拼接后的IQ数据；步骤3，线性插值模块根据插值间隔deta对IQ2sym线性插值，其中deta初始值为0.5,插值结果记为IQ2sym_i，公式可表示为：IQ2sym_in＝IQ2sym2n-1+detaIQ2sym2n-IQ2sym2n-1,n＝1,2,3...2L0+1对上述IQ2sym_in从第一个数开始二倍抽取，得到符号序列IQsym，IQsym作为位同步输出，送入载波同步模块，IQsym公式表示为：IQsymn＝IQ2sym_i2n-1,n＝1,2,3,...,L0步骤4，位同步误差模块：对上一步的插值结果利用gardner算法计算位同步误差e_t: 上式中Is表示插值结果IQ2sym_i的实部，Qs表示IQ2sym_i的虚部；步骤5，二阶环路滤波器：对上式计算的误差进行环路滤波，更新积分部分cum_i：cum_i＝cum_i+pid_i*e_t积分加上比例：deta＝deta+cum_i+pid_p*e_t上式cum_i为二阶环路滤波的积分部分，初始值为0，deta为环路滤波器的输出，初始值为0.5，pid_i为滤波器的积分部分常数系数，pid_p为比例系数；更新整数位置k和插值间隔deta模块：本模块对上述deta做如下判断，如果deta1,则deta＝deta-1，k＝k+L0*8+1；如果deta0,则deta＝deta+1，k＝k+L0*8-1；如果0deta1,则deta不变，k＝k+L0*8；步骤6，载波同步复数乘法模块：对位同步输出IQsym，复乘补偿载波，得到补偿后的IQ数据记为IQcom，公式表示为：IQcomn＝IQsymn×IQcn,n＝1,2,3,...,L0IQcn为复数载波产生模块的输出，初始值均为0+0i，不难理解IQcom即为最终的解调输出；极性costas环鉴频和鉴相模块：本模块对IQcom向量计算当前频率和相位偏移方向，公式表示为：相位符号输出：记点积：dotn＝IcnIcn+1+QcnQcn+1,n＝1,2,3,...,L0-1记互积：crossn＝IcnQcn+1-QcnIcn+1,n＝1,2,3,...,L0-1则频率符号输出： 上式中Qc表示IQcom虚部，Ic表示IQcom实部，signx表示符号函数，x≥0，则signx＝1,否则signx＝0；步骤7，补偿相位计算模块：对补偿相位进行更新,若pd＝0,fd＝0，则ct_cum＝ct_cum+1.5*cos_i，ct_out＝ct_cum+1.5*cos_p若pd＝0,fd＝1，则ct_cum＝ct_cum-cos_i，ct_out＝ct_cum-cos_p若pd＝1,fd＝0，则ct_cum＝ct_cum+cos_i，ct_out＝ct_cum+cos_p若pd＝1,fd＝1，则ct_cum＝ct_cum-1.5*cos_i，ct_out＝ct_cum-1.5*cos_p其中cos_i为积分因子，cos_p为比例因子，ct_out为补偿相位输出；步骤8，复数载波产生模块： 其中，i是虚数单位，φ0为初始相位，初始条件为φ0＝0，更新φ0：φ0＝φ0+L0·ct_out。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 成都秀为科技发展有限公司 一种基于帧结构的GPU并行计算QPSK相干解调方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD