POCET恒包络调制技术的研究与实现

在研究GNSS信号POCET恒包络调制技术的基础上,分析讨论了牛顿法和梯度算法在POCET技术中搜索最优解时的情况,并选取牛顿法实现了L1频点四信号的POCET恒包络调制;同时研究了不同初始相位产生的不同相位组合,并对不同相位组合后的复合信号功率谱进行了分析,对比了四信号时Interplex技术和POCET技术复合效率。研究表明POCET技术的结果一致性较好,效率比较高。

POCET最优相位搜索的数值算法

现代化的卫星导航信号要求在星上高功率放大器之前恒包络复用同频点甚至临近的双频点/三频点的多个导航信号分量。最优相位恒包络发射(POCET)技术能够恒包络复用任意路数信号且达到最高复用效率。已见诸报道的POCET最优相位搜索的数值算法存在计算量大、收敛速度慢、当迭代点远离最优解或要求提高计算精度时难以收敛到局部最优解等问题。针对导航信号最优恒包络复用论证的需求,首先在优化目标函数中引入增广拉格朗日乘子法以解决当终止误差减小无法收敛到局部最优解的问题;其次对于搜索步长的确定摈弃了已有的精确线搜索算法而采用基于Armijo准则的非精确线搜索算法,并比较研究了最速下降法、共轭梯度法、拟牛顿法(包括BFGS法和对称秩1法)等多种搜索方向优化算法的优缺点和适用性;最后通过对BDS B1频点不同功率分配下的最优相位搜索和合成损耗评估,验证了改进后算法的精度高、计算量小、收敛性强等优点,为导航信号调制复用方案的设计和优化提供参考。

基于改进POCET技术的通导一体化信号设计

随着低轨卫星组网的发展,结合我国北斗三号全球卫星导航系统的全面建成,研究兼容北斗的通信导航一体化技术日益迫切。为使卫星上的高功率放大器工作在非线性饱和区,以达到较高的发射功率效率,需要保证合成信号的恒包络特性。考虑北斗导航信号与低轨卫星通信信号频点不同,且待复用信号分量较多,以相位优化恒包络发射(POCET)技术为基础,提出了一种改进的多频点多非独立信号分量恒包络复用技术,对七路信号进行复用,利用罚函数进行目标函数优化得到最优解。通过分析其信号特性,表明该方法具有较高的复用效率,并能有效抑制非独立分量造成的波形畸变,从而实现通信导航一体化信号设计,为未来基于低轨卫星的通信导航一体化波形设计提供了思路。

卫星导航系统中恒包络复用算法的研究

随着全球卫星导航系统的发展,各导航频点需要同时发射的信号数量显著增加。针对这一问题,本文重点对卫星导航信号的恒包络复用技术进行了研究和仿真分析。文章首先介绍了3种常用的导航信号恒包络复用算法——互复用(Interplex/CASM)、多数表决算法及最优相位恒包络发射技术(POCET)。然后以复用四路信号为例进行了仿真实现,在不同信号功率配比的条件下对这3种恒包络复用算法进行了比较分析。根据仿真结果,在不同功率配比下POCET算法都具有最高复用效率。然后给出了采用POCET算法进行四路复用的复信号星座图及功率谱密度,结果表明复信号是非常理想的恒包络信号,且携带有各路子信号的导航信息。