CSK学习小结
什么是CSK
CSK（code shift Keying） 码位移键控
将原始的伪码序列进行整数位移位，该移位的长度即为调制到伪码上的数据信息
从上图可以看出，该原始码片长度为4，进行移位后有4种结果，二进制表示分别为00/01/10/11，即可以传输2bit的数据，相比BPSK调制，一个伪码上最多只能传输1bit的数据。
为什么要进行CSK调制
现代GNSS信号的发展，需要更高的比特速率，对于DSSS BPSK调制增加数据率，有一下几种办法：
- 提高码片速率 – 频谱变宽
- 减少伪码长度 – 降低了伪码的正交性的完备性
- 降低一个数据比特对应的伪码周期数 – 受限于伪码速率和干扰的强度
从以上三点可以得出：对BPSK调制信号提升数据率，会导致接收机性能的降低，需要寻找其它的调制办法，来提高数据的数据率。
另外，由于BPSK对接收机的载波相位估计较为敏感，因此在面对城市峡谷等恶劣传播环境时，该调制方式会产生显著的性能降低。相对的，CSK调制对信号的可用性有更好的提升，这主要归功于其调制原理是在时域（伪码位移）对数据比特进行映射，而不是在幅度/相位性方面。
当前有很多种调制方式，例如QPSK、QAM等，同样可以在保持相同的伪码速率的同时提高数据率，但是由于这些调制方式需要对伪码信号进行较大幅度的调整，相应的基带对其进行解调也需要修改。而CSK只是对伪码序列进行位移，其调制与解调过程都相对较为容易，不需要对硬件进行大量修改。
CSK的基本知识
一个CSK信号可以具体表示为CSK（U,N），代表每个符号映射U bit的数据，而一个符号由N个连续相同的伪码周期组成。
其最大移位数为M = 2^U， 由于最大伪码最大码片数为10230（LDPC），U的最大值为13。
各时刻的信号可表示为：
这里cd为原始伪码序列，伪码周期为Ts，码片周期为Tc，码片数C则可就按为Ts = C * Tc。mx代表第x个CSK符号对应的伪码移位数。
优点：
- 易于实现复杂环境下的非相干解调
- 伪码码长和码周期不需要调整
- 比特编码速率便于灵活修改
缺点： - 同步处理变得难以实现，本地伪码复制难以与之对应生成（通过导频完成同步，获得伪距观测量）
- 增加了接收机复杂度，主要在解调部分（可以通过基于FFT的解调器来降低复杂度）
由于CSK调制后每一个伪码序列都产生了一定的移位，如果直接使用匹配滤波对其进行解调，则需要多个相关器，IQ支付相关结果可表示为：
CSK的两种编码方式
CSK有两种编码方式，mapping A中多个连续符号的相同位组成一个码字（code word），而mapping B中多个连续符号首尾相连，组成一个码字。在解码过程中，需要依据其采用的编码方式采用对应的解码方法。
两种解码方法
Classical CSK Decoding Method(CD),易于实现，内存需求较低；
Bit-Interleaved Coded Modulation – Iterative Decoding（BICM-ID），性能优于前者，但是需要一定的存储空间以保持中间迭代结果，多次将解码输出重新输入到解调/解码中，可以按照迭代次数提升处理性能，实现较为复杂。
信道模型
对于通信信道模型，将其分为两类，一类为AWGN模型（加性高斯白噪声），另一类为LMS模型（Land Mobile Satellite, 地面移动卫星）。对于前者，采用相干解调，而后者采用非相干解调。
CSK性能分析
CSK对捕获跟踪性能影响
• 为了与数据/导频捕获方法有相同的捕获性能，单独导频捕获方法需要有75%的能量，如果只有50%，则会有2dB的捕获灵敏度降低
• 恶劣环境下，单独导频跟踪有更好的跟踪性能，即CSK跟踪相比BPSK没有跟踪性能降低
• 虽然数据/导频码延迟跟踪使用的是相同的鉴相器，但由于单导频码环跟踪可以实现更长时间的相干积分，其码环跟踪效果可以变得更好
上图给出了5种CSK调制下的BER（bit error ratio, 比特误码率）与C/N0的关系，它们的数据率都是相同的，U越大，其调制性能更优，但是随着参数提高，接收机的设计也会随之更加复杂。因此需要在U/N的参数选取与接收机设计之间作出协调。
从图中可以看出，在AWGM通道模型下，BICM-ID优于CD，mapping A优于mapping B。
从图中可以看出，在LMS通道模型下，BICM-ID算法相对CD算法的性能增益低于AWGN通道模型下的增益；AWGN 使用相干解调的性能优于LMS使用非相干解调的性能。
从该图可以看出，BPSK解调的乘法器的数目远低于CSK调制，对于CSK解调，有传统互相关，传统IFFT和以2位基的IFFT三种实现方法，其中伪码长度为10230下传统互相关算法进行解调需要的乘法器数目远对多余其余两者；互相关算法和传统IFFT算法的所需乘法器数目随着U的提高则显著增加，而以2为基的IFFT算法的乘法器数则只与伪码长度有关。