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。     

BOC、MBOC和CBCS三种子载波调制方式的性能分析

根据自相关函数、功率谱密度、多径误差包络和Cramer Rao跟踪误差下边界等性能指标,分析和评估了BOC、MBOC和CBCS的性能.结果表明,MBOC和CBCS的功率谱密度的两个分裂主瓣在±1.023MHz附近,保证了与BOC(1,1)的互操作性,但它们的高频分量幅度都明显高于BOC(1,1);MBOC和CBCS的自相关函数比BOC(1,1)窄;从抗多径误差能力和Cramer Rao跟踪误差下边界这两方面来比较,MBOC和CBCS的性能比BOC(1,1)好.     

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%。     

Galileo接收机中窄相关技术的分析与研究

将窄相关技术应用到Galileo系统中进行分析和研究具有非常实际的意义。主要介绍了Galileo信号的基本结构,根据延迟锁相环的基本结构分析了其多径误差函数。通过对跟踪误差函数方差的仿真分析,可以看出窄相关技术对跟踪误差有很好的抑制能力,能提高测量精度。     

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。     

Galileo接收机的多径误差分析与研究

多径是影响卫星定位系统的主要因素,因此如何消除多径成为提高定位精度的重要任务。以Galileo接收机为基础来研究多径的抑制。主要介绍了Galileo信号和多径信号的基本结构,通过对多径消除方法——窄相关技术的仿真,可以看出,窄相关技术对跟踪误差有很好的抑制能力,能提高测量精度。     

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。     

一种新颖的GNSSBOC信号无模糊相关技术研究

现代GNSS卫星导航系统建设中,采用了BOC、MBOC和AltBOC等新体制信号。新体制信号虽然有优于BPSK信号的性能,但其相关函数的多副峰特性导致其较传统BPSK信号难于捕获和跟踪,特别是在多径环境下,难度进一步加大。本文首先对BOC信号的数学特性及模糊问题成因进行了分析,进而提出了一种新的BOC相关函数无模糊相关技术。最后,通过Matlab仿真验证了算法的有效性,为BOC信号无模糊跟踪的工程实现奠定理论基础。     

带宽对BOC信号边带跟踪算法性能的影响分析

边带跟踪（BPSK-Like）算法由于实现复杂度低且可以继承BPSK信号成熟的技术而被广泛应用于BOC信号的跟踪中。它的基本思想是将BOC信号的上下边带建模为理想的BPSK信号,但是在对抗多径性能具有较高要求的场合,较宽的信号带宽使得上述建模存在较大的误差。针对这一不足,本文推导了BOC信号单边带接收的相关函数的解析表达形式,指出接收机带宽较宽时边带跟踪算法相关函数在整数倍的调制阶数的导数位置处会产生变形并影响相应早迟码间隔下的跟踪精度。      

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。