基于GPU的北斗B1宽带复合信号实时发生器设计

来源：系统工程与电子技术杂志2024年第3期北京时间：

作者：王子涵, 巴晓辉, 姜维, 蔡伯根, 王剑, 文韬

单位：1. 北京交通大学电子信息工程学院, 北京 100044；2. 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；3. 北京市电磁兼容与卫星导航工程技术研究中心, 北京 100044；4. 北京交通大学计算机与信息技术学院, 北京 100044

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。

关键词：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

基金资助：国家自然科学基金(U1934222);国家自然科学基金(62027809);国家自然科学基金(U2268206);北京交通大学人才基金(2022XKRC003)