伽利略导航卫星E1 B伪码跟踪技术研究

Galileo系统的BOC信号有更小的跟踪抖动和更好的抗多径性能,BOC信号自相关函数具有的多峰性使跟踪具有很大的难度,跟踪时容易误锁在边峰上。为了解决这个问题,利用Fante提出的自相关函数线性化算法推导了一组参数,仿真结果表明该组参数的归一化鉴别器输出的码片误差在-1到1之间具有线性特征,最后介绍利用此方法参数实现的接收机。     

基于伽利略系统的二进制偏移载波调制技术

论文针对伽利略卫星导航信号相对于传统卫星导航信号的不同,论述了该系统中采用的BOC调制技术和BOC调制信号的一些基本特性,提出应采用余弦副载波类型的BOC信号,并在此基础上对BOC信号的多径误差进行仿真验证。仿真结果表明,余弦副载波类型的BOC（1,1）和BOC（1.5,1）的抗多径能力要优于相同参数的正弦副载波类型BOC信号。     

混合二进制偏移载波调制技术

针对即将在全球卫星导航定位系统GPS的L1民用信号和伽利略卫星导航定位系统的L1开放服务信号中使用的BOC调制技术的优化问题,对MBOC调制技术的基本概念作了重点介绍.并在此基础上用仿真方法验证MBOC(6,1,1/11)信号的多径误差和Gabor带宽,给出仿真结果,同时与BOC信号作比较.仿真结果表明:在采用正弦副载波时,MBOC(6,1,1/11)信号的抗多径性能相对于BOC(1,1)信号和BOC(2,2)信号有明显改善;但在采用余弦副载波时,MBOC(6,1,1/11)信号的抗多径性能相对于BOC(2,2)信号没有明显改善,并且BOC(2,2)信号在Gabor带宽方面还要优于MBOC(6,1,1/11),而BOC信号接收机结构的实现却更加容易.因此,余弦副载波类型的BOC(2,2)相对于MBOC(6,1,1/11)更有优势.     

多径BOC(n,n)信号的精确跟踪方法

针对卫星导航定位接收机易受多径的影响,提出了一种基于最大似然估计和卡尔曼滤波相结合的多径BOC(n,n)信号的精确跟踪方法。该方法首先对接收的多径BOC(n,n)信号进行相干积分累加;然后用最大似然法估计出多径信号的幅度和时延,再将这些估计结果进行卡尔曼滤波,得到了在较低载噪比下比较准确的多径幅度和时延估计值;最后采用多径估计延迟锁定环(MEDLL)来分析使用该方法前后的鉴相曲线,并通过仿真实验验证了该方法的有效性。理论和仿真结果表明,在较低载噪比下,该方法能够精确地跟踪多径BOC(n,n)信号。     

伽利略E5段信号结构分析及仿真

本文介绍了伽利略卫星导航系统E5段的信号结构,新型调制方式BOC的基本原理和在E5中的应用,并对伽利略E5信号的结构作了分析和简化,验证了E5段的Alt BOC信号在接收端可以近似为一个QPSK信号,最后给出了对于Alt BOC信号的接收和捕获的Matlab仿真结果。     

一种新的BOC(n,n)无模糊跟踪算法

针对BOC(n,n)信号相关峰的多峰性引起信号跟踪模糊的问题,提出一种新的BOC(n,n)无模糊跟踪算法,通过重构本地BOC码合成无边峰的相关函数解决BOC信号的模糊跟踪问题.仿真与分析表明,提出的算法完全消除了自相关函数的多个边峰并保持窄相关,去模糊效果更好,具有良好的跟踪性能.相比于传统跟踪算法、自相关边锋消除法(ASPeCT)和副载波相位消除法(SCPC),新算法的鉴相曲线斜率较大,且鉴相曲线更加稳定.对于BOC-sin(n,n)和BOC-cos(n,n)信号,新算法的码相位测量误差均方差比副载波相位消除法更低,抗噪声性能最好.在抗多径性能方面,多径包络面积最小,多径抑制效果最优.     

基于相关函数的二进制偏移载波调制信号无模糊捕获模型

针对二进制偏移载波(BOC)调制信号捕获模糊问题,提出了一种基于本地BOC信号分解-合成的算法。首先,将副载波按照本地BOC信号的阶数n进行分解;其次,把分解得到的函数分别与伪随机码相乘,得到2n个 BOC信号子函数,再分别与接收BOC信号作互相关得到2n个互相关函数;最后,将上一步得到的2n个互相关函数按照分解-合成算法进一步处理。理论分析和仿真结果表明,与OQCC算法相比,在捕获BOC(1,1)和BOC(2,1)信号时,该分解-合成算法的主副峰分离度(ASDMSP)有21.51 dB和3.4 dB的提高。实验结果表明,该分解-合成算法能够有效解决BOC信号捕获模糊问题。     

基于ＢＯＣ调制信号的频域主瓣叠加捕获算法

提出了一种基于BOC调制信号的频域主瓣叠加捕获算法。该算法利用BOC调制信号功率谱主瓣与BPSK信号功率谱的相似性,在对接收的BOC调制信号进行上、下边带主瓣滤取,将两主瓣信号分别搬移到中心频率,实现两路信号叠加的基础上,通过与本地信号的相关处理,执行同步捕获。仿真分析表明,本文提出的频域主瓣叠加捕获算法不仅能够实现正确的信号同步捕获,而且捕获精度和性能优于现有的边带和BPSK-like捕获算法。     

基于压缩信号处理的BOC信号解调

为了降低二进制偏移载波调制(BOC)信号的采样频率,提出一种基于压缩信号处理的BOC信号解调方案。采用该方法可以降低A/D的采样速率和系统功耗,并且硬件结构比其他方案更加简单。仿真实验表明,压缩感知可以成功地应用在BOC信号接收机中。受噪声折叠的影响,压缩信号处理BOC接收机的性能要比传统接收机略低,其优势在于降低实现的复杂度。考虑信号的量化,噪声折叠对接收机的性能影响要小得多。     

基于VSLMS-Rake模型的高阶多径BOC信号捕获方法

针对高阶多径BOC信号捕获存在模糊性的问题,提出了一种基于VSLMS-Rake模型的捕获方法;该方法首先将接收的多径BOC信号经过VSLMS-Rake模型,然后再对处理后的信号进行功率谱估计;通过二者结合,不仅可以抑制多径干扰增强信号能量,还可以减小估计误差提高捕获概率,最终实现对高阶多径BOC信号的精确捕获;理论和仿真表明,在较低信噪比下,该方法优于现有其它捕获算法.     

Galileo系统BOC（1，1）信号码跟踪算法研究

对Galileo系统BOC(1,1)信号码跟踪问题进行了针对性研究,首先分析了已有的ASPeCT BOC(n,n)信号码跟踪技术的性能,然后对ASPeCT的相关函数做线性拟合处理,在不增加软硬件资源开销的前提下得到了新的比例鉴相器,从而改善了跟踪环路的性能。仿真结果表明,相对于ASPeCT技术的EMLP鉴相器,新的鉴相器保持了码跟踪环不存在误跟踪现象的特点,扩大了码跟踪环路的稳定域,并且提高了环路抗噪声的性能。     

优化组合相关函数方法的BOC无模糊跟踪性能研究

二进制偏移载波(Binary-Offset-Carrier)调制广泛应用于现代化的全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)中,但BOC信号的自相关函数(Autocorrelation Function, ACF)的多副峰性质易产生跟踪模糊。针对该问题,提出了一种基于优化组合相关函数方法来实现BOC信号无模糊跟踪。该方法以自相关函数主峰为无模糊跟踪目标函数,采用最小二乘法获得多组不同时延BOC信号自相关函数组合的加权系数,并将获得的无模糊相关函数与原自相关函数相乘构成非相干鉴相器实现无模糊跟踪。分析了正弦相位和余弦相位BOC信号的跟踪性能,仿真结果表明该方法消除了BOC信号的跟踪模糊,同时保持了良好的跟踪性能。     

基于组合相关函数的CosBOC(10,5)信号无模糊跟踪方法

二进制偏移载波（BOC）调制信号是一种设计精妙的新型卫星导航信号,充分挖掘其性能的前提是解决好其跟踪模糊问题。余弦相位二进制偏移载波（CosBOC）信号的自相关函数相对更复杂且难以简洁统一地表示,其跟踪模糊问题的研究也相对薄弱,为此,以应用于伽利略系统的E6频段上的CosBOC（10,5）信号为研究对象,提出了一种基于组合相关函数的无模糊跟踪方法。该方法首先设计了由数目尽量少的本地复现信号及其移位加权来线性组合构成的本地参考信号;然后通过码跟踪环路该参考信号与接收信号相关后得到无副峰的相关函数,从而消除码鉴别器的跟踪模糊;最后分析了该方法的码跟踪误差。实验结果表明,该方法与类二进制相移键控法（BPSK Like）、峰跳法（Bump Jump）和伪相关函数法（PCF）相比,跟踪环路结构简单,完全抑制了跟踪模糊且整体上具有较好的码跟踪性能。     

Sinc interpolation based method for compensation of ionospheric dispersion effects on BOC signals with high subcarrier rate高速率子载波BOC信号基于sinc插值的电离层色散效应补偿方法

Binary Offset Carrier (BOC) signals with high subcarrier rate such as AltBOC(15,10) and cos-BOC(15,2.5) have been adopted for the next generation of Global Navigation Satellite System (GNSS) to make full use of the allocated spectrum. However, the two main lobes of the BOC signals are tremendously separated in the frequency spectrum and the group delay of the two lobes are greatly dispersed due to ionospheric dispersion. The signals will suffer extremely severe distortion caused by the group delay dispersion including waveform ripples, power losses and correlation function asymmetries. In this paper, a novel time domain sinc interpolation based ionospheric dispersion compensation method is proposed to eliminate the distortion to the BOC signals. Firstly, the time domain model of BOC signal under the dispersive ionosphere is developed. Afterwards, based on the model, the two signal main lobes are aligned by sinc interpolation so that the ionospheric dispersion effects are almost mitigated. Taking Galileo E5 AltBOC(15,10) signal as an example, the performance of the proposed method is evaluated by simulation and test. The results show that the proposed method is able to more effectively compensate the ionospheric dispersion with fewer computational loads versus existing methods.     

一种新的BOC(n,n)型信号的精确捕获算法

针对BOC(n,n)型信号自相关函数存在三个峰值导致伪码捕获模糊性的问题,提出了一种新的基于相关函数的精确无模糊的捕获算法。该算法将信号进行频域的多普勒补偿,通过本地增设QBOC(n,n)支路,利用BOC(n,n)信号自相关以及BOC(n,n)和QBOC(n,n)互相关,经移位±TC/4、取模、求和、平方运算而实现。理论与仿真分析表明,该算法在不改变自相关主峰宽度的情况下完全消除相关副峰的同时,显著提高了主峰峰值;比传统捕获算法的性能好4.5 dB左右,并且捕获精度良好、易于实现。     

半无数据调制信号体制设计

分布式系统的节点时间自同步通常采用双向单程伪距测量（dual one-way ranging,DOWR）的方法来实现。针对DOWR中存在双向多路径时延差异,基于双支路半无数据调制技术,提出采用BOC（binary offset carrier）调制克服多路径误差。半无数据调制是指同相支路不调制数据,主要完成信号的捕获及跟踪,数据的解调在调制数据的正交支路上完成。为提高同相支路信号的捕获跟踪精度,增强正交支路数据的传输可靠性和抗干扰能力,分别对PSK-R（1）、PSK-R（10）、BOC（1,1）和BOC（10,5）等信号调制样式进行了对比分析。仿真结果表明,采用BOC（10,5）调制有效地提高了信号的码跟踪精度,增强了信号的抗多径和抗干扰能力。