MBOC调制及Matlab仿真

MBOC(Mulitplexed Binary Offset Carrier)调制信号具跟踪精度好和抗多径等性能,目前GPS、伽利略、北斗均有计划采用这种调制信号。文章首先介绍了MBOC的基本原理,然后分别具体阐释了TMBOC和CBOC调制方法相关特点,最后在Matlab中对这两种调制MBOC调制进行了仿真。     

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。     

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。     

电离层色散效应对宽带BOC信号的影响

电离层色散特性导致宽带二进制偏移载波(Binary Offset Carrier,BOC)信号的码片时域波形和相关函数曲线产生畸变,影响BOC信号完好性和跟踪性能。为了评估电离层对BOC信号传输的影响,构建了宽带BOC信号的电离层影响分析框架,分析了电离层色散效应对码片时域波形和相关特性的影响,并评估了三类典型BOC信号的带内电离层色散效应在码跟踪环路和载波跟踪环路引入的偏差。研究结果表明,电离层色散效应会导致宽带BOC信号时域码片实部和虚部边缘产生抖动现象,色散信号与标准信号间的互相关函数会产生明显的相关损耗;在电离层活跃期间,电离层色散效应在码跟踪与载波相位跟踪中均引入明显的鉴别误差。该结果对BOC信号的电离层误差的评估与校正有一定的参考意义。     

BOC调制信号研究

随着新一代导航系统一欧洲Galileo卫星导航系统的建设和美国GPS现代化研究的进展,新型的卫星导航信号结构成为关注的热点,尤其是新型的调制方式-BOC调制(Binary Offset Carrier)有利于降低信号问的互相干扰,改善定位性能,成为新一代GPS M码和Galileo导航系统的主要选择.本文重点讨论BOC调制信号的定义、功率谱密度、相关函数以及"峰值跳跃"的捕获方法.     

BOC调制信号研究

随着新一代导航系统一欧洲Galileo卫星导航系统的建设和美国GPS现代化研究的进展,新型的卫星导航信号结构成为关注的热点,尤其是新型的调制方式--BOC调制（Binary Offset Carrier）有利于降低信号问的互相干扰,改善定位性能,成为新一代GPSM码和Galileo导航系统的主要选择。本文重点讨论BOC调制信号的定义、功率谱密度、相关函数以及“峰值跳跃”的捕获方法。     

北斗B1C频点正交复用二进制偏移载波信号闸波设计方法

第3代北斗卫星导航系统中B1C频点信号将使用正交复用二进制偏移载波调制方式。为了增强北斗卫星导航接收机码跟踪环路的抗多径性能并且解决码跟踪中的模糊跟踪问题,该文针对正交复用二进制偏移载波调制信号QMBOC(6, 1, 4/33)提出一种双闸波码跟踪环路结构。根据理想的目标鉴相函数和二进制偏移载波调制信号自相关函数的特点分别设计出针对BOC(1, 1)和BOC(6, 1)信号的闸波,并在本地码跟踪环路中使用这两种不同的闸波分别与输入信号相关,最后将所得的两个相关函数进行加权合并以用于鉴相过程。计算机仿真结果表明所提方法不仅能够有效消除QMBOC(6, 1, 4/33)信号的模糊跟踪可能性,且能够大幅增强接收机的抗多径性能,其对应多径误差包络面积相比于现有的方法能够减少约33%。     

BOC中频信号模拟研究

BOC(Binary Offset Carrier)信号是卫星导航中一种新的信号体制,对其中频信号模拟是验证基带处理算法的重要基础。针对BOC信号相关函数具有多个峰值特点,中频信号模型考虑了对相关峰值有影响的因素,并综合了信号从卫星到接收机传播中的多普勒效应、多径效应和噪声,以及接收机的处理等过程,以模块化结构进行了实现,并给出其中的运行结果。     

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。     

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。     

Complex Step-Shape Binary Offset Carrier Modulation for a Unitary Analytical Framework of GNSS Signals

The Binary Offset Carrier and Binary Coded Symbol modulation family is widely used in the existing Global Navigation Satellite Systems (GNSS). There are several modulation types in this family and new types are still being developed. However, the analysis of these modulations is still scarce of uniform theoretical frame. This paper presents a novel Complex Step-shape Binary Offset Carrier (CSBOC) modulation to build a unitary analytical framework for all these modulation types. This framework contains a unified signals expression based on the extended concept of step-shape symbols bits vector. It can denote sine and cosine phase, odd and even order, time division multiplex and complex modulations. Moreover, the unified formulas of important signal characteristics which include the power spectral density, the auto-correlation function, and the cross-correlation function are derived. The proposed formulas are verified through comparing with the results came from existing theories and signal simulations. The applications of the CSBOC in analyzing side-peaks cancellation methods of GNSS signals are also provided to show that this framework is a useful tool to analyze and design locally generated signals of side-peaks cancellation methods.     

导航发射信道对双频复用信号质量的影响

在新一代全球导航卫星系统建设中,双频联合恒包络复用技术得到了广泛的应用。由于信号在星上传输过程中会产生失真,所以需要分析不同双频复用信号通过发射信道后的信号质量。首先建立了一个基于实际发射信道的模型,然后主要分析了AltBOC(Alternate Binary Offset Carrier)、TD-AltBOC(Time Division Alternate Binary Offset Carrier)、ACE-BOC(Asymmetric Constant Envelope Binary Offset Carrier)等不同双频复用方案通过发射信道后的功率谱、星座图、鉴相曲线过零点偏差、相关损失。对三种调制方式进行对比,结果表明在考虑捕获灵敏度的情况下,应优先考虑ACE-BOC调制方式。     

直接序列扩频谐波载波偏移调制

该文提出直接序列扩频谐波载波偏移(HOC)调制方法。HOC信号的扩频码流由成谐波关系的子载波调制扩频波形构成,其自相关函数是包络和阵因子的乘积。分析表明,HOC信号的相关函数具有窄主峰,主峰宽度为信号的撑张带宽的倒数。该文分别就理想随机码和周期性伪随机码给出HOC信号自相关函数的解析表示式。该文指出,类似二相载波偏移(BOC)调制信号的周期性子载波偏移调制的信号均可表示成HOC信号。HOC信号具有可分解性,可时分实现。HOC信号的窄主峰,次峰可控制以及可分解性,决定其具有更好的距离分辨力和抗多径干扰以及抗人为干扰性能。该文通过HOC信号的具体构成例,给出了峰值平均功率比抑制的找平法。该文最后特别讨论了大撑张带宽HOC信号的性质。     

卫星导航信号MSK-DBOC调制方式研究

针对卫星导航新频段的信号体制设计问题,基于最小频移键控(MSK)调制,提出了一种新的调制方式——最小频移键控-双二进制偏移载波（MSK-DBOC）调制,建立了MSK-DBOC调制的数学模型,推导了MSK-DBOC调制信号的功率谱密度和自相关函数的理论表达式,研究了MSK-DBOC调制和MSK-BOC调制的关系,并分析比较了MSK-DBOC调制信号与相应的MSK-BOC调制信号的跟踪精度、抗干扰能力、兼容性等方面的性能。研究结果表明,MSK-DBOC调制信号虽然带外损耗较大,但在跟踪精度、抗干扰和兼容性方面具备一定的优势,是一种可行的替代MSK-BOC调制或BOC调制的卫星导航信号调制方案。      

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。     

ALTBOC调制信号抗干扰性能研究

由于环境中存在诸多电磁辐射干扰,因此如何有效评估全球卫星导航系统（GNSS）信号的抗干扰性能是一个亟待解决的问题。首先,本文利用干扰误差包络曲线对交替二进制偏移载波（ALTBOC）信号进行了在单音干扰和白噪声干扰两种情况下的抗干扰仿真分析,并和其他调制信号的抗干扰性能进行对比,仿真结果可为后续的信号体制研究提供参考。     

Generalized Modulation Scheme of GBOC for Global Navigation Satellite System

Journal of Communications Technology and Electronics - The Generalized Binary Offset Carrier (GBOC) modulations can offer additional degrees of freedom for shaping the spectrum of navigation signal...     

Performance of the Proposed Galileo CBOC Modulation in Heavy Multipath Environment

In the framework of the modernization plans of Global Navigation Satellite Systems (GNSS) a new Multiplexed Binary Offset Carrier (MBOC) modulation has been proposed as a possible Signal-In-Space (SIS) with improved performance with respect to the robustness against external sources of degradation. Discussion around such signal format are still on-going at the time of writing, anyway it is the most probable candidate signal that will be adopted by both GPS L1C and the Galileo E1 Open Service (OS) signals [(, 2004)] as modernization of the present BOC(1,1). In the context of the integration between wireless communication and satellite navigation, one of the major problems is that usually the GNSS receiver has to work in a critical environment characterized by a heavy presence of multipath or interference sources. Some examples are urban canyons or light indoor spaces. These are also typical situations for the usage of personal communications systems. The new MBOC modulation have been studied with the specific goal to create a signal more robust with respect to multipath, bringing the high performance of Galileo in situations in which the present BOC(1,1) shows limitations. In this sense, future Location Based Services (LBS) provided on the basis of the GNSS OS will benefits from this intrinsic robustness of the signal. Throughout the paper a review of the MBOC structure will be presented, specifying that in the Galileo framework such a structure has been proposed in a version named Composite BOC (CBOC). In particular, the paper presents the simulation of the CBOC behavior in presence of multipath showing the extreme improvement with respect to other BOC solutions.