一种新的BOC(n,n)调制信号的无模糊度同步方法

针对现代GNSS中BOC(n,n)调制信号存在的模糊同步问题,在传统并行码相位捕获结构与码跟踪环的基础上进行改进,通过简单的本地码与重构方法提出一种新的BOC(n,n)的无模糊度同步方法。理论分析与仿真结果证明,该方法在保证BOC(n,n)无模糊捕获与跟踪的同时,具有传统同步处理结构简单易实现的特点,并具有良好的捕获与跟踪性能。通过比较去模糊度有效性、捕获概率、比例峰值、鉴相曲线与抗多径性能,证明文中方法相比经典的SPCP与ASPeCT具有更好的捕获与跟踪性能。     

余弦相位BOC信号互相关延迟无模糊跟踪方法

二进制偏移载波调制信号（Binary Offset Carrier,BOC）是具有高精度和抗多径潜质的导航信号,然而余弦相位BOC(Cosine-phased BOC,CosBOC) 信号的自相关函数（Auto-correlation Function,ACF）的复杂多峰易引起跟踪模糊且难以消除。根据CosBOC信号形状码向量设计出本地辅助信号,与接收到信号相关运算形成子互相关函数,再进行延迟移位、线性组合和非线性处理获得无模糊相关函数,从而消除副峰并实现无模糊跟踪。针对CosBOC(10,5)的仿真结果表明,当载噪比大于27 dB-Hz时,该方法的码跟踪精度优于类二进制相位键控（Binary Phase Shift Keying Like,BPSK Like）法和伪相关函数（Pseudo-correlation Function,PCF）法,且该方法的多径误差包络面积小于BPSK Like方法和PCF方法。     

一种“北斗”B1C信号无模糊捕获算法

针对"北斗"B1C信号同步过程中存在的捕获模糊性问题,根据"北斗"B1C信号的信号特点,基于伪相关函数方法,设计了一种适用于"北斗"B1C信号的无模糊捕获算法。该算法采用数据分量和导频分量非相干组合的捕获策略,实现了B1C信号数据分量和导频分量的无模糊捕获,提高了捕获灵敏度。利用导航终端接收的卫星信号数据,对所提捕获算法进行了仿真验证,并分析了其无模糊捕获性能和捕获灵敏度。仿真结果表明,所提算法能准确且快速地捕获"北斗"B1C信号。     

基于伪相关函数的cosine-BOC调制信号无模糊跟踪算法

针对余弦二进制偏移载波（cosine-BOC）调制信号自相关函数的多峰特性会导致导航接收机同步阶段产生跟踪模糊度问题,提出了一种基于伪相关函数（PCF）的cosine-BOC调制信号无模糊跟踪算法。该算法通过分析cosine-BOC信号的时域模型,在本地设计两路辅助信号波形,与接收到的cosine-BOC信号进行相关运算,再将得到的两互相关函数利用伪相关函数表达式进行组合,从而消除cosine-BOC信号自相关函数的边峰。仿真结果表明,该算法能够消除cosine-BOC信号鉴相曲线中存在的误锁点,实现伪码无模糊跟踪,提高跟踪可靠性,且该算法适用于任意阶数的cosine-BOC信号。     

MBOC信号模拟及其性能评估

在全球卫星导航系统的现代化框架中,MBOC调制信号是新近提出的一种调制方式,将成为GalileoE1OS和GPSL1C的候选信号,因而MBOC数字中频信号的产生对于新的导航信号结构的研究和新一代接收机的研制具有极其重要的意义。对MBOC信号的时域和频域特性进行了理论分析、对其产生方式进行了仿真验证。设计开发了相应的数字中频信号模拟器,生成了CBOC和TMBOC两种实现方式下的MBOC信号,并采用软件接收机进行了闭环测试,得到了预期的结果。     

BOC调制打通共用载频的坦途——GNSS导航信号的收发问题之一

在着力培育北斗卫星导航国内民用市场之际．研发高精度、广用途、价格适度的GNSS导航信号接收机已成为当务之急。为此．我们需要深入了解GNSS导航信号所涉及的多学科知识．破解GNSS导航信号接收机研制难题。本讲座拟对此做一些解题探索．而对GNSS导航信号共用载波频率、所用伪随机噪声码特性、GNSS卫星所用的测距码多样性及其跟踪测量．卫星导航电文及其编码纠错法．GNSS导航信号接收天线的适应性,以及GNSS导航信号接收机的研制难点及其对策分别予以较深入的论述。本文主要论述BOC调制的作用与影响。     

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。     

AltBOC(15,10)信号合成相关函数的无模糊跟踪方法

交替二进制偏移载波(AltBOC)调制信号的自相关函数具有多峰性,导致全球导航卫星系统(GNSS)接收机同步阶段容易产生误捕和模糊跟踪。针对此问题,首先建立了AltBOC信号的模型,并在此基础上提出了一种基于合成相关函数的AltBOC(15,10)信号无模糊跟踪方法。该方法通过设计两路本地辅助信号的波形,与接收AltBOC信号进行相关运算,构造出无边峰的合成相关函数,实现无模糊跟踪。理论分析与仿真结果表明,该方法能够完全消除AltBOC信号自相关函数边峰,保持了主峰的宽度,有效地提高了码跟踪的可靠性,同时具有较好的多径抑制能力。     

一种新颖的CPM信号接收技术

以8CPFSK为例对连续相位调制（CPM）信号的同步技术和解调技术进行研究，并提出一种新颖的解调和同步联合的接收方案。该方案利用了“多符号差分检测”和CPM信号特有的相位特性，反馈地修正同步误差。仿真结果表明使用该方案不但能简便准确地同步信号接收。而且能大幅度提高连续相位调制信号的误码性能。     

一种GSM无源雷达信号模型及模糊函数性质研究

GSM无源雷达以广泛使用的数字蜂窝通信网GSM基站发射的无线电信号作探测源.本文提出了一种能方便地描述GSM信号的多突发映射模型,建立了GSM信号多突发映射结构图,提供了多突发映射方法,用一个矩阵多次映射可获得多突发的GSM信号数据码.然后在一个突发内,用合成法产生GMSK调制相位,从而得到GSM信号.另外通过观察大量的GSM信号模糊函数,发现GSM信号模糊函数在数据长度较长(多于一帧)时具有单峰性,即这时的GSM信号模糊函数属图钉型.对这个性质进行了多方面探讨说明,并用蒙特卡罗法进行了试验验证.     

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。     

Unambiguous method for DLL BOC signals tracking

In this paper, we propose an efficient method for eliminating ambiguity in the acquisition and tracking processes of binary offset carrier (BOC)‐modulated signals. Our contribution is realized in two stages. The first one is based on the use, at the receiver end, of optimized locally generated subcarrier sequences to get a completely unambiguous composite correlation function (CF). This first stage is used to initialize and control the second stage of the proposed method designed on the basis of a maximum likelihood algorithm (MLA) to mitigate, specifically, multipath (MP) effect. In fact, the idea is to combine, in this second stage, the received signal (affected by noise and MP) with a set of locally generated ideal BOC(m,n)‐modulated signals, which are delayed and weighted by the MLA‐estimated parameters of delays, amplitudes, and phases of all the MP signals, to obtain an unambiguous CF with better performance. The simulation results, based on MATLAB tool, have demonstrated that the proposed method effectively eliminates the ambiguity problem. Besides, a comparative study with several methods has shown that the proposed method grants better performance than the most popular techniques.     

BOC信号解模糊通用模型的构建与应用

针对现有边峰消除方法缺乏理论分析模型的问题,提出了一种新的边峰消除理论分析通用模型,将现有的各种基于相关函数组合的二进制偏移载波(BOC)信号无模糊处理方法统一起来,同时为算法的设计提供了有力的数学工具.该模型通过建立泛化的扩频符号波形,构建接收BOC信号与本地辅助信号的互相关函数.基于现有方法对该模型进行了数学证明.并在此模型的基础上提出了一种新的基于合成相关函数的BOC信号无模糊跟踪方法.理论分析与仿真结果表明,新的无模糊跟踪方法能够在保持BOC自相关函数主峰宽度的前提下,完全消除其边峰,实现无模糊跟踪,同时该方法具有较好的多径抑制能力.     

基于函数逼近方法的BOC信号跟踪策略研究

通过分析二进制偏移调制的裂谱性能与其自相关的伪峰特性,根据二进制偏移调制(BOC)信号跟踪同步中存在的模糊问题.提出一种利用变间隔的自互相关值来消除伪峰的方法.该方法考虑了通道数量、性能损失以及鉴相区间线性程度等多个参数,求出方差最小意义下的较优码鉴相函数,以便完成无模糊跟踪.在相同相关器数目的条件下,所提出的方法能得到更加线性的鉴相区间、较少的鉴相性能损失,无模糊的环路跟踪性能.     

用于BOC(1,1)信号捕获的非模糊算法

基于BOC(1,1)信号特性,建立了多载波模型,对几种BOC捕获的非模糊算法作了简要介绍和总结.通过比较各种算法的复杂度和性能,选择类BPSK方法作为研究对象,并对一阶类BPSK的方法作了改进,提出了二阶类BPSK,用最大合并准则(MRC)接收主瓣和旁瓣信号,降低了能量损失.通过载噪比分析和仿真发现,与传统的一阶类BPSK相比,二阶类BPSK能增加0.8 dB检测率,最后可以得到比较理想的捕获结果.     

伽利略系统BOC信号的特性及码跟踪方法研究

为了节省卫星频率资源并提高导航信号的可靠性,新一代的导航定位系统采用了一种更有效的调制方式-BOC调制,它具有与BPSK之间串扰小、抗衰落能力强等诸多优点.但由于BOC调制信号特性比较复杂,因此加大了接收处理的难度.本文主要从理论上介绍了BOC和Alt-BOC的调制方式和信号产生方法、调制后信号的频谱特性以及自相关函数特性,依此分析了BOC信号自相关结果的多峰值特性和由此特性造成的跟踪和锁定难度的增加,以及相应于其频谱特性栽的信号处理方法.并在此基础上提出了一种能提高码跟踪可靠性的基带信号相关处理方法,Matlab仿真结果表明此方法有较好的效果,能提高码跟踪的可靠性.     

二进制偏移载波及其衍生信号的通用无模糊捕获算法

针对目前对二进制偏移载波(Binary Offset Carrier, BOC)及其衍生信号的通用无模糊捕获分析匮乏的问题,该文提出一种适用于所有BOC类型信号及所有调制阶数的无模糊捕获算法。该算法首先根据不同调制信号副载波形之间的联系构建出了通用副载波模型,得到信号的通用表达式,然后在此基础上将副载波形按半周期进行分解,再根据相关函数的合成方法构建出通用的捕获方法。理论与仿真实验表明,新提出的捕获方法适用于所有类型及所有调制阶数的BOC信号,能够完全消除副峰,实现无模糊捕获,捕获精度以及抗多径性能相比其他算法都有很大提高。     

新体制GNSS信号应用性能分析

针对以二进制偏置载波调制(Binary Offset Carrier,BOC)信号为代表的新体制全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)下行信号在空间信号中所占比例逐渐增大的现状,结合应用需求,通过介绍新体制信号的常用基带同步方法,分析了单边带策略和联合边带策略对BOC信号伪距精度的影响,并对BOC信号调制阶数与其跟踪精度和基带处理资源的关系进行了推导,得出联合边带处理法比单边带处理法具有更优测距精度但需消耗更多硬件资源的结论。在通用接收机硬件平台上对上述结论进行验证,联合边带策略在获得较高同步精度的同时对硬件资源提出了更高的需求。该研究结果为各类具有新体制信号处理需求的GNSS接收机提供设计依据和优化方案。     

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。     

BOC(10,5)信号的调制与解调

讨论了卫星导航中BOC调制解调的原理和实现方法,并着重研究了接收机的码跟踪技术。首先阐述了BOC信号体制出现的国际背景及信号特点,并介绍了BOC（10,5）信号形式和频谱特性,然后简要介绍了信号调制的方法,最后重点讨论信号解调方法。针对BOC信号多峰结构的自相关特性,分别研究并比较了两种解调方案,最后综合两者特点提出了组合式解调恢复方法。