基于GPU的北斗B1宽带复合信号实时发生器设计

作     者：王子涵 巴晓辉 姜维 蔡伯根 王剑 文韬 WANG Zihan;BA Xiaohui;JIANG Wei;CAI Bogen;WANG Jian;WEN Tao

作者机构：北京交通大学电子信息工程学院北京100044 北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044 北京市电磁兼容与卫星导航工程技术研究中心北京100044 北京交通大学计算机与信息技术学院北京100044 

出 版 物：《系统工程与电子技术》 (Systems Engineering and Electronics)

年 卷 期：2024年第46卷第3期

页      面：795-804页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081601[工学-大地测量学与测量工程] 0816[工学-测绘科学与技术] 0701[理学-数学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(U1934222,62027809,U2268206) 北京交通大学人才基金(2022XKRC003)资助课题 

主　　题：B1宽带复合信号 软件无线电 单边带复数二进制偏移载波调制 统一计算设备架构流 实时生成 

摘      要：为了实现北斗B1C+B1I信号的联合生成,提出一种基于软件无线电和图形处理器(graphics processing unit,GPU)加速的北斗B1宽带复合信号的实时生成方法,该方法针对单边带复数二进制偏移载波(single-sideband complex binary offset carrier,SCBOC)调制方式的信号体制进行设计,系统根据用户配置的接收机运动轨迹和星历文件,生成中频信号并通过射频端发射。为了进一步提升GPU并行运算速度,从优化设备内存结构、设计并行线程架构和统一计算设备架构流(compute unified device architecture stream,CUDA)加速3个方面,设计了基于异步运算的加速采样点数据计算的CUDA优化实现方案。测试结果证明,优化后的算法可以基于SCBOC调制实时生成北斗B1I+B1C信号,基于GTX3060的GPU平台,信号90 M采样率下能实现8颗卫星复合信号的实时生成。