半无数据调制信号捕获跟踪算法研究

半无数据调制是指在每个节点发送的信号上都调制有同相和正交两路伪码,同相通道上无数据信息,正交通道上调制数据信息,两通道上的伪随机码相互正交。根据半无数据调制的信号样式,采用联合捕获及联合跟踪算法对信号进行基带处理。在捕获阶段,对单通道捕获与相干联合、非相干联合及差分相干联合等捕获算法在捕获概率及捕获时间方面的性能进行对比,在码跟踪、载波跟踪阶段,通过比较单通道跟踪与联合跟踪算法在不同干扰场景下的跟踪误差协方差,选择最佳的捕获及跟踪算法。仿真结果表明,相干联合捕获算法捕获概率最高且平均捕获时间较短,而码环和载波跟踪环的联合跟踪算法具有较高的跟踪精度及可靠性。     

BOC调制信号的抗干扰性能研究

BOC调制技术在扩频通信中的应用已日趋广泛.为此,本文在对BOC调制信号的功率谱和自相关特性进行深入研究,以及将其与BPSK调制相比存在的优势进行深入分析的基础上,以BOC(10,5),BPSK(10.23)为例,进行了基于FFT的同步捕获环路的设计与仿真,并重点就不同干信比条件下两者的捕获性能进行了分析.结果表明,在一定条件下BOC调制信号具有更好的抗干扰能力,为进一步抗干扰技术的研究提供了理论基础.     

基于ＢＯＣ调制信号的频域主瓣叠加捕获算法

提出了一种基于BOC调制信号的频域主瓣叠加捕获算法。该算法利用BOC调制信号功率谱主瓣与BPSK信号功率谱的相似性,在对接收的BOC调制信号进行上、下边带主瓣滤取,将两主瓣信号分别搬移到中心频率,实现两路信号叠加的基础上,通过与本地信号的相关处理,执行同步捕获。仿真分析表明,本文提出的频域主瓣叠加捕获算法不仅能够实现正确的信号同步捕获,而且捕获精度和性能优于现有的边带和BPSK-like捕获算法。     

基于ASPeCT的TMBOC信号码跟踪环路

二进制偏置载频调制（Binary offset carrier,BOC）调制相比传统的BPSK调制,可以实现频段共用、频谱分离和优越的抗干扰、抗多径等性能,但缺点是BOC信号相关峰存在多峰,接收机捕获时容易造成主峰错锁,从而影响导航定位性能。为解决多峰模糊问题,本文针对时分复合二进制偏置载频调制(Time multiplexed BOC,TMBOC)信号特点,在分析传统相干鉴相器特点的基础上,提出了一种新的基于自相关旁瓣消除技术(Autocorrelation side peak cancellation technique,ASPeCT)的TMBOC信号码跟踪环路设计方法。对该码跟踪环路的性能仿真分析和实测数据验证结果表明：相比传统非相干鉴相器,基于ASPeCT的码跟踪环路鉴相器,能够很好地解决稳定跟踪点模糊的问题。〖JP3〗本文证明了ASPeCT技术在TMBOC软件接收机中的可用性和有效性,对BOC信号软件接收机的设计有很好的参考价值和指导意义。     

基于ACF时移组合的卫星BOC调制信号无模糊捕获方法

二进制偏移载波(BOC)调制作为一种新型信号调制方式被广泛应用于全球导航卫星系统(GNSS)中,然而,BOC调制信号自相关函数(ACF)的固有多副峰特征使得当利用传统捕获方法时可能会发生捕获模糊问题,导致接收机最终给出错误的定位结果.对此,提出基于ACF时移组合的BOC调制信号无模糊捕获方法,并给出相应的捕获电路实现结构.所提出方法利用BOC调制信号ACF的分段线性及自相关值在一个码片宽度外为0的特性,将BOC调制信号的ACF分别左右时移,再将两时移的结果与BOC调制信号ACF相乘可以得到新的合成相关函数.同时为了提高主峰能量,将合成相关函数除以一个归一化系数,最终得到适用于所有调制阶数的无模糊相关函数.仿真实验结果表明,在具有一定检测性能衰减的情况下,所提出算法能够在保留单一窄主峰的同时消去所有不期望的副峰,从而实现BOC调制信号的无模糊捕获.     

基于伽利略系统的二进制偏移载波调制技术

论文针对伽利略卫星导航信号相对于传统卫星导航信号的不同,论述了该系统中采用的BOC调制技术和BOC调制信号的一些基本特性,提出应采用余弦副载波类型的BOC信号,并在此基础上对BOC信号的多径误差进行仿真验证。仿真结果表明,余弦副载波类型的BOC（1,1）和BOC（1.5,1）的抗多径能力要优于相同参数的正弦副载波类型BOC信号。     

一种适用于QAM和PSK信号的载波恢复算法

同步是数字传输系统中一个重要的实际问题。当采用同步解调或相干监测时，接收端需要提供一个与发射端调制栽波同频同相的相干载波。而由于正交幅度调制信号（MQAM）矢量点的分布特点，用多相移相键控（MPSK）的非线性处理方式就不可能完全消除它的调制信息。因此下面以16QAM信号为例，讨论多电平正交幅度调制信号的载波恢复。     

余弦BOC信号伪相关函数无模糊跟踪方法

二进制偏移载波 (binary offset carrier,BOC) 调制方式实现了频谱分离和频段共享,被应用于全球导航卫星系统中;但由于BOC信号自相关函数的主峰和副峰幅度差异较小,容易引起捕获和跟踪模糊,导致较大的测距误差;余弦相位BOC(Cosine-phased BOC,CosBOC)信号自相关函数形式相对复杂,给其无模糊处理带来了挑战;基于伪相关函数法(pseudo correlation function, PCF)思想,针对CosBOC信号设计本地参考信号的特殊码片波形,与接收信号相关后经过非线性组合可获得单峰无模糊相关函数,消除了跟踪模糊性;仿真结果表明:参数取值合适时该方法的跟踪和抗多径性能均优于同等条件下的BPSK-like方法。     

基于TDT的Hermite超宽带脉冲位置调制同步算法*

针对TDT（timing with a dirty temple）同步捕获算法只适于脉冲幅度调制（PAM）超宽带（UWB）系统的问题,提出了脉冲位置调制（PPM）下使用Hermite脉冲的基于脏模板（TDT）的同步捕获算法,推导出了PPM调制下接收信号的表达式,分析了接收信号在相邻符号的互相关函数的特点。分析结果表明,在不同于脉冲幅度调制（PAM）的互相关函数,由于PPM调制的非线性,同步参数不能通过互相关函数求期望获得。因此,分析利用正交Hermite脉冲的方法来解决这个问题,采用一串交替的正交Herm     

基于组合相关函数的CosBOC(10,5)信号无模糊跟踪方法

二进制偏移载波（BOC）调制信号是一种设计精妙的新型卫星导航信号,充分挖掘其性能的前提是解决好其跟踪模糊问题。余弦相位二进制偏移载波（CosBOC）信号的自相关函数相对更复杂且难以简洁统一地表示,其跟踪模糊问题的研究也相对薄弱,为此,以应用于伽利略系统的E6频段上的CosBOC（10,5）信号为研究对象,提出了一种基于组合相关函数的无模糊跟踪方法。该方法首先设计了由数目尽量少的本地复现信号及其移位加权来线性组合构成的本地参考信号;然后通过码跟踪环路该参考信号与接收信号相关后得到无副峰的相关函数,从而消除码鉴别器的跟踪模糊;最后分析了该方法的码跟踪误差。实验结果表明,该方法与类二进制相移键控法（BPSK Like）、峰跳法（Bump Jump）和伪相关函数法（PCF）相比,跟踪环路结构简单,完全抑制了跟踪模糊且整体上具有较好的码跟踪性能。     

数据驱动的RF信号深度调制识别方法

基于卷积结构的信号调制识别神经网络的识别性能受信号调制类型种类限制。例如,在12 dB信噪比条件下,同时对24种信号调制类型进行识别,其识别准确率仅为80%。若需要进一步提高识别性能,则要求更复杂的网络模型,导致网络训练所需数据集规模和硬件资源成本增大。鉴于此,针对无线电信号特征,设计一种适用于无线电信号调制识别的紧致残差神经网络,将其作为信号调制类型特征学习和特征提取工具,实现从原始I、Q数据到信号调制类型的端到端识别。利用迁移学习降低网络重新训练所需样本数,增强在无线信道响应发生变化时的环境适应能力,降低训练阶段所需的硬件资源和训练数据集规模。研究表明,当信道脉冲响应改变时,所提的信号调制识别神经网络在信噪比为12 dB条件下的识别性能达到95%,多个对比实验验证本文所设计神经网络的识别性能具有优势。     

一种基于BOC信号的多径抑制技术

针对卫星导航接收机容易受多径信号干扰的影响,提出了一种基于最大似然估计的加权ELS（超前/滞后斜率）技术BOC多径减弱方法。该方法先经过最大似然估计得到直射信号估计值,再检测多个BOC信号自相关函数峰两边的斜率,可以有效地减小多径信号对环路的影响,性能优于传统的窄相关技术和ELS技术,并且只增加较少的计算复杂度。通过对BOC（10,5）的多径误差包络仿真分析表明：该方法能有效减小多径干扰引起的跟踪误差。     

混合二进制偏移载波调制技术

针对即将在全球卫星导航定位系统GPS的L1民用信号和伽利略卫星导航定位系统的L1开放服务信号中使用的BOC调制技术的优化问题,对MBOC调制技术的基本概念作了重点介绍.并在此基础上用仿真方法验证MBOC(6,1,1/11)信号的多径误差和Gabor带宽,给出仿真结果,同时与BOC信号作比较.仿真结果表明:在采用正弦副载波时,MBOC(6,1,1/11)信号的抗多径性能相对于BOC(1,1)信号和BOC(2,2)信号有明显改善;但在采用余弦副载波时,MBOC(6,1,1/11)信号的抗多径性能相对于BOC(2,2)信号没有明显改善,并且BOC(2,2)信号在Gabor带宽方面还要优于MBOC(6,1,1/11),而BOC信号接收机结构的实现却更加容易.因此,余弦副载波类型的BOC(2,2)相对于MBOC(6,1,1/11)更有优势.     

多径环境下的BOC信号的通用模型及捕获方法*

针对BOC(binary offset carrier)信号在多径环境下缺乏将各种边峰消除方法统一起来的通用模型以及无法精确捕获的问题,提出了一种基于Rake模型的边峰消除通用精确捕获方法。该方法首先利用Rake接收机将多径BOC信号采用最大比合并的方法得到近似单径信号,然后通过建立泛化的扩频符号波形,得到其边峰消除通用模型,最后通过相关合成运算得到精确的无模糊捕获方法。理论和计算机仿真表明,该方法不仅消除了多径干扰,建立了边峰消除通用模型而且较其他方法有更精确的捕获精度,对于sinBOC(1,1)而言,检测性能比SCPC算法提高了4dB。     

伽利略导航卫星E1 B伪码跟踪技术研究

Galileo系统的BOC信号有更小的跟踪抖动和更好的抗多径性能,BOC信号自相关函数具有的多峰性使跟踪具有很大的难度,跟踪时容易误锁在边峰上。为了解决这个问题,利用Fante提出的自相关函数线性化算法推导了一组参数,仿真结果表明该组参数的归一化鉴别器输出的码片误差在-1到1之间具有线性特征,最后介绍利用此方法参数实现的接收机。     

新型的卫星导航信号体制设计

为进一步提高导航信号精度、频带效率及增强导航系统可靠性,提出一种基于低密度奇偶校验(LDPC)码的最小频移键控-二进制偏移载波(MSK-BOC)调制信号体制(LDPC-MSK-BOC)。以Compass和GPS信号典型参数为例,采用功率谱密度、码跟踪误差、多径误差包络、误比特率、解调抗窄带/匹配谱干扰品质因数、码跟踪抗窄带/匹配谱品质因数、谱分离系数等参数来评估二进制偏移载波(BOC)和MSK-BOC两种信号的导航性能。理论分析和仿真结果表明:在频带资源受限的条件下,与BOC信号体制相比,所提出的信号体制在码跟踪精度和抗多径方面有更好的性能;同时可进一步提高系统的可靠性,改善频带利用率。