本发明属于定位soc芯片,具体涉及北斗三号通讯定位soc芯片系统。
背景技术:
1、北斗三号的卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,提供两种服务方式,即开放服务和授权服务。开放服务是在服务区中免费提供定位、测速和授时服务,定位精度为10米,授时精度为50纳秒,测速精度0.2米/秒。授权服务是向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息,导航芯片通常由射频(包括天线、低噪声放大器和混频器)、基带(包括gps专用相关器、核心处理器等),以及后端应用部分构成。其中射频部分对微弱的模拟信号进行接收、滤波、放大、变频,其性能决定了后续信号处理的效果。基带部分则实现对码信号的解算,其中相关器模块实现对码信号的“读取”。然而市面上各种的定位芯片仍存在各种各样的问题。
2、如授权公告号为cn217282942u所公开的一种集成北斗定位和4g通讯的通信装置及通信系统,其虽然通信装置包括北斗定位模块、与北斗定位模块连接的微处理器、与微处理器连接的4g通信模块,北斗定位模块和微处理器设于同一pcb板,4g通信模块设于另一pcb板,两个pcb板之间通过柔性线路板连接。北斗定位模块包括北斗微带天线、与北斗微带天线连接的saw滤波器、与saw滤波器连接的lna、与lna连接的北斗定位soc芯片,北斗定位soc芯片连接微处理器模块。通信系统包括:基准站和移动站,基准站和移动站均分别设有所述通信装置。本技术的方案利于实现模块结构尺寸的小型化,但是并未解决现有定位芯片存在的不便于对芯片进行稳定性的供电,以及供电后不便于进行反馈调节电压的稳定,以及无法进行射频调节,保持信号稳定性等的问题,为此我们提出北斗三号通讯定位soc芯片系统。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供北斗三号通讯定位soc芯片系统,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:北斗三号通讯定位soc芯片系统,包括低功耗cpu核和时钟及复位模块,所述低功耗cpu核上电性连接有数据处理器,所述低功耗cpu核上电性连接有定位模块,所述定位模块与所述数据处理器电性连接,所述定位模块上电性连接有基带模块,所述基带模块与所述数据处理器电性连接,所述基带模块上电性连接有射频前端,所述数据处理器用于对接收和发射的数据信息进行计算处理,使得数据信息能够提高精准度,便于实现对数据信息进行传输和接收,所述定位模块用于确定空间位置,保证在任意时刻,任意一点获取空间位置,以保证观测点的经纬度和高度,以便实现导航、定位、授时功能,所述基带模块用于发出没有经过调制的原始电信号所固有的频带,所述射频前端用于对基带信号进行调制加工,便于基带信号进行发射和接收;
3、所述低功耗cpu核上电性连接有电池模块,所述低功耗cpu核上电性连接有电池管理集成,所述电池管理集成与所述电池模块电性连接,所述电池管理集成用于检测和调控供电过程的电压、电流、温度和控制供电过程,所述电池管理集成采用pid控制器进行控制,便于保持芯片的供电稳定性,所述电池管理集成中包括有检测单元、比例增益、积分增益、微分增益、阈值单元、比较单元和偏差数值,所述检测单元与所述比例增益电性连接,所述比例增益与所述积分增益电性连接,所述积分增益与所述微分增益电性连接,所述阈值单元与所述比较单元电性连接,所述比较单元和所述微分增益电性连接,所述偏差数值用于输送到所述比较单元中,所述检测单元用于对芯片的供电过程中的电压、电流和温度进行检测,所述检测单元中包括有电压电流检测电路,所述检测单元中还包括有检测温度的温度传感器,所述阈值单元用于所述低功耗cpu核进行阈值设定,所述比较单元用于对采集的电压电流数值和设定的阈值进行比较判定,所述pid控制器由所述比例增益、所述积分增益、所述微分增益、所述阈值单元和所述比较单元组成。
4、较佳的,所述pid控制器的数学表达式为:
5、
6、其中kp为比例增益,e(t)为偏差数,u(t)为被控输出量,ki为积分增益,kd为微分增益;
7、e(t)的计算如下:e(t)=t1-t2,求中t1为设定的电压数值,t2为实际测量的电压数值。
8、较佳的,所述数据处理器中包括有接收单元、转换单元和滤波单元,所述接收单元用于对数据信息进行获取,所述转换单元用于对数据信息进行模数转换,所述滤波单元用于对数据信息进行滤除杂波处理。
9、较佳的,所述滤波单元采用的是fir滤波器;
10、所述fir滤波器采用的是有限长单位冲激响应滤波器,一个m阶fir滤波器的定义如下:
11、长度为m的fir输出对应于输入时间序列z(n)的关系由一种有限卷积和的形式给出:
12、
13、上式表达的是一个m-1阶的fir滤波器,它有m个抽头,因此有m个乘法器,m-1个累加器组成,每一个抽头需要消耗逻辑资源的乘法器累加器单元;
14、其中z(n)为输入信号,h(j)为fir滤波系数,v(n)为经过滤波后的信号。
15、较佳的,所述低功耗cpu核上电性连接有存储模块,所述存储模块中包括有用于实现系统的运行程序体进行存储的rom存储器,包括有用于实现对数据信息进行存储的ram存储器,包括有用于实现对数据信息进行缓存的缓存存储器。
16、较佳的,所述低功耗cpu核上电性连接有接口模块,所述接口模块中包括有外设接口集成、spi、uart、12c、gpio。
17、较佳的,所述时钟及复位模块中包括有时钟电路和复位电路,所述时钟电路中设有晶振,所述时钟电路用于计时,所述复位电路用于关机重新启动。
18、较佳的,所述射频前端中包括有发射通道和接收通道;
19、所述发射通道中包括有ad转换器、混频器、调制器和发射滤波器,所述ad转换器、所述混频器、所述调制器和所述发射滤波器依次电性连接;
20、所述接收通道中包括有ad转换器、混频器、解调器和接收滤波器,所述ad转换器、所述混频器、所述解调器和所述接收滤波器依次电性连接。
21、较佳的,所述射频前端中还包括有射频通断电平、震荡器和功率放大器,所述射频通断电平分别与所述发射通道和所述接收通道中的所述ad转换器电性连接,用于控制发射和接收,所述震荡器分别与所述发射通道和所述接收通道中的所述混频器电性连接,用来产生重复电子讯号,所述功率放大器分别与所述发射通道和所述接收通道的所述发射滤波器和所述接收滤波器电性连接,用于放大发射和接收的数据信息。
22、较佳的,所述调制器和所述解调器采用的是单边带幅度调制与解调;
23、基带信号f是圆频率为wm、振幅为a、初相为0的余弦信号,载波g是圆频率为wc(远大于wm)、振幅为1、初相为0余弦波,在发射端,把基带信号加载到载波上,得到已调信号s:
24、
25、在接收端,令单边带信号乘以载波,可得解调信号:
26、
27、然后,对信号m作低通滤波,并对滤波后得到的信号的振幅乘以4,就在接收端完全地提取出了基带信号;
28、事实上,公式中的asinwmt是基带信号f的希尔伯特黄变换,因此,对于任意的信号f,都通过下式得到单边带的已调信号:
29、
30、其中,fh是信号f的希尔伯特黄变换。
31、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
32、本发明在使用的时候,通过基带模块发出没有经过调制的原始电信号所固有的频带,然后射频前端对基带信号进行调制加工,便于基带信号进行发射和接收,实现对信号进行处理,通过定位模块确定空间位置,保证在任意时刻,任意一点获取空间位置,以保证观测点的经纬度和高度,以便实现导航、定位、授时功能;
33、并且电池管理集成用于对供电过程的电压、电流、温度和控制供电过程,并且电池管理集成采用pid控制器进行控制,便于保持芯片的供电稳定性,即通过pid控制器进行反馈调节供电过程,使得芯片能够稳定性的供电运行。
1.北斗三号通讯定位soc芯片系统,包括低功耗cpu核和时钟及复位模块,其特征在于:所述低功耗cpu核上电性连接有数据处理器,所述低功耗cpu核上电性连接有定位模块,所述定位模块与所述数据处理器电性连接,所述定位模块上电性连接有基带模块,所述基带模块与所述数据处理器电性连接,所述基带模块上电性连接有射频前端,所述数据处理器用于对接收和发射的数据信息进行计算处理,使得数据信息能够提高精准度,便于实现对数据信息进行传输和接收,所述定位模块用于确定空间位置,保证在任意时刻,任意一点获取空间位置,以保证观测点的经纬度和高度,以便实现导航、定位、授时功能,所述基带模块用于发出没有经过调制的原始电信号所固有的频带,所述射频前端用于对基带信号进行调制加工,便于基带信号进行发射和接收;
2.根据权利要求1所述的北斗三号通讯定位soc芯片系统,其特征在于:所述pid控制器的数学表达式为:
3.根据权利要求1所述的北斗三号通讯定位soc芯片系统,其特征在于:所述数据处理器中包括有接收单元、转换单元和滤波单元,所述接收单元用于对数据信息进行获取,所述转换单元用于对数据信息进行模数转换,所述滤波单元用于对数据信息进行滤除杂波处理。
4.根据权利要求3所述的北斗三号通讯定位soc芯片系统,其特征在于:所述滤波单元采用的是fir滤波器;
5.根据权利要求1所述的北斗三号通讯定位soc芯片系统,其特征在于:所述低功耗cpu核上电性连接有存储模块,所述存储模块中包括有用于实现系统的运行程序体进行存储的rom存储器,包括有用于实现对数据信息进行存储的ram存储器,包括有用于实现对数据信息进行缓存的缓存存储器。
6.根据权利要求1所述的北斗三号通讯定位soc芯片系统,其特征在于:所述低功耗cpu核上电性连接有接口模块,所述接口模块中包括有外设接口集成、spi、uart、12c、gpio。
7.根据权利要求1所述的北斗三号通讯定位soc芯片系统,其特征在于:所述时钟及复位模块中包括有时钟电路和复位电路,所述时钟电路中设有晶振,所述时钟电路用于计时,所述复位电路用于关机重新启动。
8.根据权利要求1所述的北斗三号通讯定位soc芯片系统,其特征在于:所述射频前端中包括有发射通道和接收通道;
9.根据权利要求8所述的北斗三号通讯定位soc芯片系统,其特征在于:所述射频前端中还包括有射频通断电平、震荡器和功率放大器,所述射频通断电平分别与所述发射通道和所述接收通道中的所述ad转换器电性连接,用于控制发射和接收,所述震荡器分别与所述发射通道和所述接收通道中的所述混频器电性连接,用来产生重复电子讯号,所述功率放大器分别与所述发射通道和所述接收通道的所述发射滤波器和所述接收滤波器电性连接,用于放大发射和接收的数据信息。
10.根据权利要求8所述的北斗三号通讯定位soc芯片系统,其特征在于:所述调制器和所述解调器采用的是单边带幅度调制与解调;
