BOC(10,5)卫星导航信号捕获算法研究及软件仿真

二进制偏移载波（BOC）调制是一种新的导航信号调制方式，能够实现频谱分离并能够充分利用整个频带，具有十分重要的应用价值和发展前景。详细分析了BOC(10,5)调制信号的特性，并对功率谱密度函数、自相关特性等进行了分析和仿真。提出了一种基于快速傅里叶变换（FFT）的分段迭代快速捕获算法，旨在提高信号快速捕获的准确性。通过仿真验证表明，软件接收机成功实现了对BOC(10,5)调制信号的捕获，可以为导航信号处理算法研究以及导航接收机开发提供良好的技术支撑。     

基于扫频二进制偏移副载波的伪码扩频调制体制及其特性的研究

该文基于常规二进制偏移载波(BOC)调制体制的数学模型,提出一种新型的基于扫频二进制偏移载波调制(FC-BOC)的伪码扩频体制。在这种调制体制中,BOC调制体制数学模型中的固定频率二进制偏移载波被改进为线性扫频二进制偏移载波,使之不仅继承了BOC信号的性质,还具有更加独特的性质。仿真研究和算法实验表明:FC-BOC调制体制保留了BOC调制体制的主要优点,特别是具有狭窄的主相关峰和出色的副峰抑制特征而避免了多相关峰模糊性,功率谱密度函数呈现类似带通白噪声功率谱密度函数的形态。FC-BOC调制体制信号生成算法、接收算法的结构与常规BOC调制体制类似,算法复杂度相当于常规BOC调制体制,适合纯数字编程设计实现。     

调制方式及扩频码对码跟踪精度的影响

针对近年来导航信号中出现的新的调制方式及扩频码结构,分析了影响码跟踪精度的因素和调制方式及扩频码对码跟踪的影响。基于Matlab仿真,比较了二进制相移键控(BPSK)、二进制偏移载波(BOC)、复合二进制偏移载波(MBOC)和二进制编码符号(BCS)调制方式及不同扩频码结构对码跟踪精度的影响。     

时分数据调制偏移载波信号的多参数盲估计

针对时分数据调制二进制偏移载波(TDDM-BOC)信号副载波速率、伪码速率以及载频等参数盲估计问题,该文提出一种基于频域累积的循环自相关算法。首先在接收端对TDDM-BOC信号求循环自相关函数,再在频域累积,通过检测不同切片上的谱峰间隔,可以同时估计以上多个参数。仿真实验证明了改进型的循环自相关算法能在低信噪比下达到较为精确的估计性能,这为我国北斗导航接收机的研发提供了一定的理论参考。     

一种AltBOC信号无模糊捕获方法

交替二进制偏移载波调制(Alternate Binary Offset Carrier,Alt BOC)信号是从二进制偏移载波调制(Binary Offset Carrier,BOC)衍生来的一种调制信号,应用于Galileo和北斗卫星全球导航定位系统中。但由于Alt BOC调制信号自相关函数有多个副峰,易引起捕获模糊。在环路中增加远超前支路,并与即时相关器输出相相加,可以获得无副峰捕获观测量。分析了该方法的捕获性能,结果表明该方法能消除模糊问题,硬件实现上相对简单,捕获性能较好。     

基于谱相关的CBOC信号参数盲估计

针对低信噪比下组合二进制偏移载波(CBOC)调制信号的参数盲估计问题,提出了利用谱相关对CBOC信号进行参数估计方法。首先给出了CBOC信号模型,然后根据CBOC信号的数据通道和导频通道之间有良好的正交性特点,详细推导出其谱相关函数可以化简为两个BOC信号谱相关函数的叠加,最后根据CBOC信号循环频率截面的特点进行峰值检索后,实现对伪码速率、载频速率和副载波速率的盲估计。推导结果和计算机仿真分析表明,该方法可以实现在低信噪比下对伪码速率、载频速率和副载波速率的有效估计。     

MC-BOC:应用于导航通信一体化系统的新型调制技术

针对导航通信一体化系统面临的在有限带宽内实现高速率信号传输和高精度测量的难题,结合正交频分调制与恒包络调制思想,提出了多载波二进制偏移载波（multi-carrier binary offset carrier,MC-BOC）调制,其能够有效利用频谱资源,提升信号的接收性能,并具备恒包络特性.分析北斗无线电测向卫星业务（radio determination satellite service,RDSS）采用该调制后的性能,结果表明:该调制方式具备优良的通信性能、抗干扰能力、测距性能以及抗多径能力.本文提出的MC-BOC调制技术为导航通信一体化系统信号体制设计和优化提供了一种可行的参考方案,可以用于北斗RDSS和站间时间同步/数据传输网络的信号设计.     

北斗B1C频点正交复用二进制偏移载波信号闸波设计方法

第3代北斗卫星导航系统中B1C频点信号将使用正交复用二进制偏移载波调制方式。为了增强北斗卫星导航接收机码跟踪环路的抗多径性能并且解决码跟踪中的模糊跟踪问题,该文针对正交复用二进制偏移载波调制信号QMBOC(6, 1, 4/33)提出一种双闸波码跟踪环路结构。根据理想的目标鉴相函数和二进制偏移载波调制信号自相关函数的特点分别设计出针对BOC(1, 1)和BOC(6, 1)信号的闸波,并在本地码跟踪环路中使用这两种不同的闸波分别与输入信号相关,最后将所得的两个相关函数进行加权合并以用于鉴相过程。计算机仿真结果表明所提方法不仅能够有效消除QMBOC(6, 1, 4/33)信号的模糊跟踪可能性,且能够大幅增强接收机的抗多径性能,其对应多径误差包络面积相比于现有的方法能够减少约33%。     

二进制偏移载波调制技术研究

伽利略系统采用二进制偏移载波(BOC)调制,这种调制方式极大改善了导航信号的抗干扰性能。介绍了BOC调制方式的原理与性质,阐述了BOC调制与传统的二相编码复合(BPSK)调制相比较的优缺点,分析了BOC调制的功率谱密度和自相关函数,并在现场可编辑门阵列(FPGA)平台上实现了BOC调制,最后给出仿真实验结果和实现频谱图,实验结果表明,该实现方式正确可行。     

正交叉积副载波调制与导航信号复用

针对卫星导航现代化条件下的导航信号复用问题,在对正交叉积正弦副载波调制信号和正交叉积方波副载波调制信号的调制方法进行详细分析的基础上,提出了一种新的基于正弦波采样的正交叉积副载波调制方法.应用周期信号的傅立叶级数展开方法,给出了以上三种调制信号的调制表达式和功率效率,并根据这些结果比较了三种副载波调制信号的性能.分析和仿真结果表明:正交叉积正弦副载波调制和正交叉积方波副载波调制都是正交叉积抽样正弦副载波调制的特例,而当抽样指数大于16时,正交叉积抽样正弦副载波调制信号在性能上与正交叉积正弦副载波调制信号接近,但实现方式却比较简单.     

一种基于BOC信号的导航发射信道预失真技术

由于卫星导航系统中导航卫星发射信道的记忆非线性效应,使带宽受限的二进制偏移载波（BOC）调制信号失真加剧,导航系统性能将受到严重影响。针对这个问题,建立并分析了导航发射信道模型,提出将等效简化信道模型的主体部分（HPA及其前后置滤波器）等效为Wiener—Hammerstein模型的思想,同时设计了一种针对此模型的基于直接学习结构的自适应LMS预失真方案。仿真结果表明,该方案能有效抑制BOC信号的带外频谱扩展,优化星座图,可以很好地消除导航信道对BOC信号的失真影响,在卫星导航系统中有着重要的意义和良好的应用前景。     

卫星导航系统中的BOC调制和接收技术分析

BOC调制是一种新的调制方式,能够实现频谱分离并能够充分利用整个频带,比传统的BPSK调制拥有更好的自相关特性,以至于能够改善定位精度。由于BOC调制信号在载波频率点处有较低的功率谱密度,因而,在未来的卫星导航系统中使用BOC调制信号将能够减少信号间的干扰。本文详细地分析了BOC调制信号的特点,通过对功率谱密度函数、自相关函数、Gabor带宽和码跟踪精度等参数的分析和仿真,验证了BOC调制信号在相关特性、抗干扰能力和码跟踪精度方面的优越性。并针对BOC调制信号自相关峰的多峰带来的跟踪不确定性会使捕获复杂度增加和带来跟踪误差的问题,本文介绍了几种BOC调制信号的接收技术,可为我国自主研发的导航系统的信号体制设计和系统优化提供技术支撑。     

ALTBOC调制信号功率谱推导新方法

伽利略导航系统将在E5频段发射交替二元偏置载波(Alternate Binary Offset Carrier,ALTBOC)信号,但国内外学者对其特性的研究还很不充分。基于随机信号分析理论,在对Galileo ALTBOC(15,10)信号各分量正交性证明基础上,提出采用多进制符号编码调制信号功率谱和正交信号功率谱公式推导Galileo ALTBOC信号的功率谱的新方法,并将其与传统双向偏移QPSK-R(10)信号功率谱近似算法进行比对,ALTBOC功率谱密度与双向偏移QPSK-R(10)功率谱密度最大差0.9 dB。     

带残余频偏的QPSK-DSSS信号参数盲估计

本文对带残余频偏的正交相移键控(QPSK)调制的直接序列扩频(DSSS)信号参数估计问题展开研究.将二次谱法拓展到带残余频偏的QPSK-DSSS信号伪码周期估计中,即对信号的功率谱再进行傅氏变换并取模平方.其原理在于信号的二次谱将在伪码周期的整数倍处出现代表信号存在的尖锐三角形脉冲.对于残余频偏大小以及伪码码片速率的估...     

Link-16信号MSK调制模式识别方法

针对Link-16信号采用的最小频移键控(MSK)调制模式,提出了一种基于瞬时特征参量与频谱特征的识别方法。该方法分2个层次进行调制识别,首先利用瞬时特征参量对幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)、MSK信号进行识别,然后再利用频谱特征对MSK、PSK信号进行识别。最后,在特定的数据长度、信号幅度和信噪比的条件下,理论分析与仿真验证该算法易于实现、识别性能较好(90%)。     

基于循环谱的MPSK信号识别

多进制数字相位调制信号（MPSK）是一类载波受抑制的相位调制信号,它们具有相位连续,幅度恒定以及抗干扰性强的特性,在军用和民用通信的很多领域都有广泛的应用,研究分类该类信号具有重要的实际价值。在研究分析MPSK信号谱相关特性的基础上提出一种MPSK信号的子类识别算法,利用MPSK（M≥4）平方降阶的性质,提取出MPSK信号的循环谱在循环频率f=0截面的特征,并根据该特征分类完成调制识别。计算机仿真实验证明了该算法在信噪比高于5dB时调制识别率高于95%。     

我国未来卫星导航信号的优先选择——BOC调制信号

对BOC调制信号的产生、谱特性、自相关、码跟踪和接收处理方法进行了分析。结果表明,与BPSK信号相比,该信号可以实现频段共用,同时实现频谱分离,具有较强的抗干扰能力;在相同码速率条件下,其相关函数曲线更陡峭,具有更高的码跟踪精度和更好的多径分辨能力;采取有效处理方法可以消除BOC信号相关函数中多峰造成的模糊问题。鉴于BOC信号的优点,建议我国未来卫星导航信号优先选用该信号。     

数字GFSK调制解调的研究与实现

高斯频移键控（GFSK）是一种广泛应用于低数据速率的个人通信标准（如蓝牙）的调制方式。限于低功耗和低成本,GFSK收发机通常在模拟域设计。为了改进误比特率和提高不同的复杂设备之间的综合能力,数字GFSK解调技术应运而生。本文对数字GFSK调制解调算法进行研究与仿真,重点研究一种载波同步算法的实现。本文采用的这种载波同步方式是利用判决反馈差值补偿的方法来消除载波频率偏移。通过在MATLAB上进行仿真,在高斯白噪声环境中实现了理想误码率的GFSK传输仿真。