交替二进制偏移载波信号的多参数盲估计

针对恒包络交替二进制偏移载波(alternate binary offset carrier,AltBOC)信号调制方式复杂,导致信号参数盲估计困难的问题,提出一种基于频域累积的循环谱盲估计算法。首先根据信号模型求取AltBOC信号的循环自相关函数,并将该循环自相关函数等效为16个子信号的循环自相关函数之和;其次利用傅里叶变换分别对其循环谱进行表示,并在此基础上进行频域累积,最后利用信号在循环频率截面上的尖锐脉冲间隔规律估计AltBOC信号的伪码速率、副载波速率以及载频。仿真结果和理论分析表明,该算法对AltBOC信号的多参数估计能得到较为精确的结果。

交替二进制偏移载波信号捕获算法

为实现交替二进制偏移载波(AltBOC)信号数据和导频分量的相干累加处理,提出了一种改进的边带捕获处理算法。综合利用数据和导频通道信号,提高捕获灵敏度。通过分量合成与比较,后验估计数据和导频信号的相对符号关系。实现数据和导频通道相关器输出结果的相干累加,降低平方损耗。利用蒙特卡罗仿真分析了该算法的工作性能,并与传统的非相干累加算法进行了比较。结果表明,在恒虚警概率条件下,该算法可有效提高AltBOC信号的捕获概率,减少平均捕获时间。

卫星导航信号AltBOC调制方式分析

在二进制偏移载波(binary offset carrier,BOC)调制的副载波相位跳变的基础上,研究两路交替二进制偏移载波(alternate binary offset carrier,Alt BOC)信号的性能及特点,引出4路非恒包络Alt BOC调制,通过副载波重建使信号变为恒定包络,最终得到恒包络Alt BOC调制信号.分析恒包络Alt BOC调制信号功率谱密度和自相关函数,结果表明恒包络Alt BOC调制信号具有更好的码跟踪性能和抗多径性能.

AltBOC非相干鉴相曲线赋形无模糊跟踪方法

针对全球导航卫星系统中使用的交替二进制偏移载波(Alternative Binary Offset Carrier,AltBOC)调制信号存在跟踪模糊的问题,提出了一种非相干鉴相曲线赋形无模糊跟踪方法。该方法使用两个线性组合码与接收信号的互相关组合来实现非相干鉴相曲线。讨论了具有良好抗多径性能的非对称无模糊目标曲线的设定原则。提出了一种基于线性方程组最小二乘解的鉴相曲线赋形方法。给出了针对AltBOC(15,10)导频信道的权值计算结果并设计了易于硬件实现的跟踪环路。仿真结果表明,该方法能够使鉴相曲线在最小二乘意义下接近于目标曲线。设计出的跟踪环路相对于传统的AltBOC无模糊跟踪环路,具有更好的抗噪声和抗多径性能。

改进K-means算法对AltBOC信号组合码序列的盲估计

针对恒包络交替二进制偏移载波(Alternate Binary Offset Carrier,AltBOC)调制信号组合码序列难以估计的问题,提出了利用改进K-means算法进行信号组合码盲估计方法。该方法首先通过引入互调分量以及重建副载波的方式构建AltBOC信号模型,然后在接收端将AltBOC信号分段成单倍组合码周期窗长的不重叠观测数据矩阵,并利用相似性原理从观测数据中选择最优的样本作为K-means聚类中的初始均值向量,最后通过K-means算法迭代优化数据样本与其聚类均值向量的平方误差,完成对AltBOC信号组合码序列的盲估计。计算机仿真结果表明,利用该算法在信噪比-15 dB下能够较为精确地估计AltBOC信号组合码序列。

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。

基于组合相关函数的AltBOC(15,10)信号的无模糊跟踪方法

针对由于自相关函数的多峰性质导致的交替二进制偏移载波(AltBOC)(15,10)信号的跟踪模糊问题提出一种基于组合相关函数的无模糊跟踪方法。首先设计了两个特殊的本地信号,然后通过码跟踪环路实现本地参考信号与接收信号的相关运算,从而获得两个互相关函数,最后将这两个互相关函数相乘以获得无模糊相关函数来消除模糊问题。分析了该方法的热噪声跟踪精度以及抗多径干扰性能,结果表明:1)该方法实现了无模糊跟踪;2)其跟踪精度介于类二进制相位键控(BPSK Like)方法和伪相关函数(PCF)法之间,当载噪比大于40 dB·Hz时跟踪精度与PCF方法相当;3)当多径延迟大于0.1个码片时,多径误差明显小于BPSK Like方法和PCF方法。

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。

北斗全球系统导航信号恒包络调制和复用技术

出于以导频通道为代表的北斗全球导航卫星系统现代化信号结构升级以及后向兼容的需求,北斗系统近几年提出了多种新型恒包络调制和复用技术,包括适用于北斗系统B1频点的正交复用二进制偏移载波(QMBOC)调制和非对称双正交相移键控(ADualQPSK)调制,适用于B2频点的时分复用AltBOC(TDAlt BOC)调制与非对称恒包络二进制偏移载波(ACE-BOC)调制,适用于B3频点的双正交相移键控(DualQPSK)调制,适用于双边带任意信号路数、任意功率配比的广义恒包络二进制偏移载波(GCE-BOC)调制。本文系统性地论述了北斗全球系统中提出的多种新型恒包络调制和复用技术,在此基础上基于GCEBOC调制总结出了一种恒包络调制的统一解析表示形式,对全面理解北斗全球系统信号设计思路及在此基础上发展设计新型的恒包络调制和复用技术均能提供重要的借鉴。

现代化GNSS信号恒包络复用方法

现代化GNSS信号具有多调制、多分量、多频点的特点,为了最大化星上高功放的效率并减少失真,需要采用恒包络复用技术。介绍了现代化GNSS信号的单频、双频恒包络复用技术,研究了通过相位查找表求解恒包络复用信号解析表达式的方法。通过仿真,对比分析了带限对恒包络特性的影响。结果表明,带限时单频恒包络复用方法比信号分量的直接线性组合的峰均比改善约2d B;对于双频恒包络复用方法,带限时信号的峰均比并不随带宽的增加而单调下降,为GNSS信号设计和带宽选择提供了一定的理论参考。

Galileo E5频段的Matlab/Simulink仿真与FPGA硬件实现

阐述了交替二进制偏移载波(AltBOC)调制技术的基本原理,分析了其调制方式和信号产生方法及调制后信号的频谱特性,与普通BOC调制进行了比较,提出了一种基于Matlab/Simulink环境实现AltBOC调制仿真模型构建的方法,并对每个模块的实现进行了说明,获得了调制后信号的频谱图和星座图。给出了基于VHDL的FPGA调制硬件实现,以及实验测得的调制频谱图、眼图和星座图。研究结果证明仿真方法有效可靠,实验结果与仿真结果吻合好,用FPGA实现E5频段的调制简单易行。

伽利略E5频段信号及其性能研究

在伽利略卫星导航系统的E5频段上,采用的是交替二进制偏移载波(Alt BOC)的调制方式,这种调制技术与传统的PSK-R调制技术相比,频带利用率高,且信号有更好的捕获跟踪性能和抗干扰能力。从伽利略E5频段的信号结构出发,结合数学仿真,研究了E5调制信号的调制方式、功率谱密度、自相关函数、码跟踪精度和抗多径性能,验证了伽利略E5频段的优越性,为E5信号的接收提供了理论依据。

AltBOC无模糊双重估计跟踪环路设计

针对在交替二进制偏移载波(AltBOC)调制方式中,由于自相关函数存在多个相关峰值,会导致接收机在码同步过程中产生跟踪模糊,造成很大的跟踪误差的问题,提出了一种基于双重估计技术的AltBOC无模糊跟踪方法.该方法使用双跟踪环路结构,并采用易于硬件实现的组合伪随机扩频码和余弦信号来设计双跟踪环路.推导出了AltBOC二维相关函数,并根据相关函数得到了信号延时的估计值.仿真结果表明:该方法能够实现AltBOC的无模糊跟踪,相对于传统的AltBOC无模糊跟踪方法,该方法具有更好的抗噪声和抗多径性能.