CBOC调制方式及其性能分析

Galileo卫星导航系统在E1频段使用CBOC(6,1,1/11)调制方式取代原计划的BOC(1,1)调制方式.介绍了CBOC(6,1,1/11)的频谱、实现方式及其相关函数,并通过仿真计算,对比分析了CBOC(6,1,1/11)和BOC(1,1)调制方式在谱分离系数、根均方带宽和多径误差包络的差别.结果表明:CBOC(6,1,1/11)和BOC(1,1)频谱相近,但增加了部分高频分量,且CBOC(6,1,1/11)不同的实现方式相关函数上有一定的差别;CBOC(6,1,1/11)在与同频段其它服务信号间的谱分离系数整体上小于BOC(1,1),降低了系统内和系统间的干扰;CBOC(6,1,1/11)根均方带宽大于BOC(1,1),减小了跟踪抖动;CBOC(6,1,1/11)的多径误差包络整体上小于BOC(1,1),提高了系统的抗多径能力.     

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。     

BOC调制信号发生器的设计与实现

BOC调制信号应用在卫星导航系统中有很多优势,其具有良好的抗多径、抗干扰性能和很高的研究价值。针对目前国内没有功能完善的BOC调制信号发生器,无法深入展开BOC调制信号相关研究的现状,开展了BOC调制信号发生器的研究并设计了一种基于FPGA的BOC调制信号发生器。详细介绍了BOC调制信号发生器的系统组成,各个模块的实现方式,指出了实现的关键技术。使用频谱仪对BOC调制信号发生器进行了测试,验证了其产生BOC调制信号的正确性。     

BOC调制导航信号关键技术研究

BOC调制作为一种导航信号体制,具有良好的抗多径和抗干扰性能,同时实现共用载波频率条件下的频谱分离。与BPSK调制信号相比,BOC调制信号具有多径误差小、码跟踪热噪声误差小的优点。通过对BOC调制技术和合路方式的深入分析,给出了各种BOC调制的自相关和功率谱函数,以及各种合路方式的分析比较。通过仿真验证了BOC信号的码跟踪性能和抗多径性能的优越性。     

Galileo系统中MBOC调制信号及性能分析

MBOC(Multiplexed Binary Offset Carrier)调制是GalileoE1频段以及GPS L1C频段推荐使用的一种优化调制方式。与BOC调制相比,MBOC调制方式的功率谱密度函数提供了更为丰富的高频分量,因此具有更高的伪码跟踪精度和抗多径性能。Galileo E1 OS采用了CBOC(6,1,1/11)(Composite Binary Offset Carrier)的方式实现MBOC调制。通过MATLAB仿真,对该信号的自相关函数、频谱特性进行了研究,并且通过与BOC调制信号的比对,证明了MBOC在码跟踪特性和抗多径性能方面的优越性。     

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。     

基于偏移载波组合调制的卫星通信扩容设计与分析

针对卫星通信系统应用中可能遇到的扩容问题进行了研究,提出了通过采用偏移载波的组合调制信号体制设计以提高卫星通信系统入站服务能力的基本思路和设想。基于新的设计方法,在保持已有系统和链路资源不变的情况下,可以实现系统入站服务能力的大幅度提高,仿真实验结果表明采用Alt BOC与BPSK调制的组合方式可使入站能力提高100%,而采用BOC与BPSK调制的组合方式可以使入站服务能力提高66.35%。这种组合调制方式对未来卫星通信系统的设计与改进提供了新的途径和参考。     

AltBOC恒包络调制及Matlab仿真

Alt BOC(Alternate Binary Offset Carrier)首先在伽利略E5频段上被提出,该调制信号具有频谱利用率高,跟踪精度好及抗多径等性能,目前北斗导航系统也计划采用这种调制信号。文章首先介绍了Alt BOC的基本原理,然后详细阐释了恒包络Alt BOC调制的实现方法,特别是用查表法来方便地实现Alt BOC恒包络调制,最后在Matlab中对查表法进行了仿真。     

一种适用于BOC(m,n)的无模糊捕获算法

BOC信号的研究主要集中在BOC(n,n)族类,对于不限制m和n取值的无模糊捕获跟踪算法研究较少。该文提出一种适用于BOC(m,n)的基于相关函数的无模糊捕获算法,通过平移重构BOC信号自相关函数构造它的互补函数,再与原函数叠加以消除副相关峰。该算法在消除BOC调制带来的副峰的同时,保留了单一的窄主峰,保持主峰宽度不变,利用BOC调制方式高精度易跟踪的特点,解决了一般BOC信号捕获和跟踪过程中的模糊问题。仿真验证了新算法的特性,并与其他的算法进行了比较分析。     

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。     

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。     

BOC调制技术研究

伽利略卫星导航系统是欧洲自主的、独立的全球多模式卫星定位导航系统，提供高精度、高可靠性的定位服务，同时它实现完全非军方控制、管理。伽利略系统采用BOC调制方式。现介绍BOC调制的性质及和BPSK调制方式相比较的优点。     

导航信号的BOC调制方式

BOC调制方式适应导航发展的新需要,它实现了频谱分裂以充分利用现有频段资源,且具有比传统BPSK调制方式更好的相关性能,从而可以提高根据相关特性测距的精度。介绍了BOC调制信号的频谱、功率谱和相关函数的特点。针对BOC调制信号相关函数的多峰结构容易造成捕获模糊,提出了3种相应的接收处理方法:类似BPSK的单边带处理方法、峰跳法和一种无模糊跟踪鉴相器算法。     

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。     

BOC(10,5)与BPSK(10)信号的同步性能研究

BOC调制方式在卫星通信中的应用已十分普遍,文章以在GPS上应用的BOC(10,5)与BPSK(10)信号为例,首先判定了把CRB(克拉美罗界)作为同步精度标准的原因,用修改的MCRB代替CRB,来去除扩频序列对CRB的影响。从理论上得到了BOC的同步方差下限小于BPSK的方差下限。通过仿真,得出了其方差在不同信噪比下的表现。搭建了通信仿真系统,得出了在不同信噪比下BOC和BPSK的捕获概率和同步精度,证明了BOC拥有更好的同步性能。     

基于Matlab／Simulink的BOC调制仿真

在过去的30多年里,美国致力于将GPS应用于军事领域.而GPS给美国军方确实带来了诸多好处.但由于其信号的抗干扰性和保密性较弱,美国随即提出了下一代GPS系统的新型括号形式,作为下一代GPS信号的关键技术,BOC(Binary Offset Carrier)调制技术显得特别重要.文中在阐述了BOC调制技术的基本原理的基础上,基于Matlab/Simulink技术,介绍了一种在Matlab环境下建立BOC调制仿真模型的方法.通过理论验证其可行性,该技术对于后期的BOC工程实现有着特殊的指导的意义.     

BOC调制伪码跟踪热噪声误差研究

介绍了BOC调制的定义,研究了BOC调制伪码跟踪热噪声误差Cremer-Rao界与调制参数之间的关系,所得结论可为BOC调制信号参数设计提供理论指导。分析了GPS和Galileo接收机伪码跟踪热噪声的理论误差,可为GPS和Galileo接收机伪码跟踪算法性能评价提供参考。     

一种BOC调制导航信号功率标定方法

随着各类二进制偏移副载波(Binary Offset Carrier,BOC)调制信号的广泛应用,特别是AltBOC,TD-AltBOC及ACEBOC等,其复杂的发射方式,使得传统的信号功率标定方法不能用于标定其单支路信号功率。提出了一种功率分配功率标定方法,该方法在高功率条件下标定信号总功率,在正常功率条件下分配各支路信号功率。给出了该方法的原理、步骤,分析了其使用要求。实例测试表明,该方法可实现BOC调制信号单支路功率标定,且误差优于0.5 dB。     

新旧体制兼容的卫导信号捕获方法研究

以 BOC 调制方式为基础的新体制信号在现代化全球卫星导航系统中已展开应用， 相较传统 BPSK 调制，新体制信号在提高导航性能的同时也带来捕获模糊度。文中针对信号新旧信号的捕获问题，分析了 BOC 调制方式及其信号特性，介绍了一种兼容新旧体制信号的快速捕获方法。结果表明，该方法可有效解决捕获模糊度和兼容性问题。     

基于多相分解的BOC信号高效捕获算法

为了能够更好地利用频率资源,全球导航卫星系统的多种信号使用了二进制偏移载波（Binary Offset Carrier,BOC）调制.传统基于匹配滤波的BOC信号捕获算法为了防止相关峰中的零点降低检测概率,需要采用较小的码相位搜索间隔,这会大幅提升相关处理的计算复杂度.针对该问题,本文提出了基于多相分解的BOC信号高效捕获算法.该算法对捕获中的相关累加进行多相分解,通过基带数据重采样和选择特定码相位搜索间隔,实现了不同搜索相位下相关值的高效复用.对于北斗系统所采用的BOC(1,1)和BOC(14,2)调制,为了达到相同的检测性能,本文所提算法的计算复杂度仅约为传统算法的1/4和1/2,这对卫星导航终端的小型化和低功耗设计具有重要意义.