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。     

我国未来卫星导航信号的优先选择——BOC调制信号

对BOC调制信号的产生、谱特性、自相关、码跟踪和接收处理方法进行了分析。结果表明,与BPSK信号相比,该信号可以实现频段共用,同时实现频谱分离,具有较强的抗干扰能力;在相同码速率条件下,其相关函数曲线更陡峭,具有更高的码跟踪精度和更好的多径分辨能力;采取有效处理方法可以消除BOC信号相关函数中多峰造成的模糊问题。鉴于BOC信号的优点,建议我国未来卫星导航信号优先选用该信号。     

BOC(10,5)信号的调制与解调

讨论了卫星导航中BOC调制解调的原理和实现方法，并着重研究了接收机的码跟踪技术。首先阐述了BOC信号体制出现的国际背景及信号特点，并介绍了BOC（10，5）信号形式和频谱特性，然后简要介绍了信号调制的方法，最后重点讨论信号解调方法。针对BOC信号多峰结构的自相关特性，分别研究并比较了两种解调方案，最后综合两者特点提出了组合式解调恢复方法。     

BOC(1,1)信号处理方法研究和码跟踪精度分析

本文介绍了BOC（1,1）信号的调制原理、信号的频谱特性和自相关函数特性,分析了BOC（1,1）信号自相关结果的多峰值特性和由此特性造成的跟踪和锁定难度的增加。介绍了基于高精度测距技术的码跟踪环路的设计方案。实验表明,该环路设计可以可靠地跟踪BOC（1,1）信号并提供较高的测距精度。     

BOC信号捕获的设计与实现

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,实现共用载波频率条件下的频谱分离.分析了BOC信号的频谱特性及自相关特性,提出了基于并行码相位搜索的改进算法,设计了正交IQ捕获算法,对两路并行捕获,仿真结果显示算法的正确性以及优越性.     

卫星导航系统中的BOC调制和接收技术分析

BOC调制是一种新的调制方式,能够实现频谱分离并能够充分利用整个频带,比传统的BPSK调制拥有更好的自相关特性,以至于能够改善定位精度。由于BOC调制信号在载波频率点处有较低的功率谱密度,因而,在未来的卫星导航系统中使用BOC调制信号将能够减少信号间的干扰。本文详细地分析了BOC调制信号的特点,通过对功率谱密度函数、自相关函数、Gabor带宽和码跟踪精度等参数的分析和仿真,验证了BOC调制信号在相关特性、抗干扰能力和码跟踪精度方面的优越性。并针对BOC调制信号自相关峰的多峰带来的跟踪不确定性会使捕获复杂度增加和带来跟踪误差的问题,本文介绍了几种BOC调制信号的接收技术,可为我国自主研发的导航系统的信号体制设计和系统优化提供技术支撑。     

导航信号的BOC调制方式

BOC调制方式适应导航发展的新需要,它实现了频谱分裂以充分利用现有频段资源,且具有比传统BPSK调制方式更好的相关性能,从而可以提高根据相关特性测距的精度。介绍了BOC调制信号的频谱、功率谱和相关函数的特点。针对BOC调制信号相关函数的多峰结构容易造成捕获模糊,提出了3种相应的接收处理方法:类似BPSK的单边带处理方法、峰跳法和一种无模糊跟踪鉴相器算法。     

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。     

GPSM码信号的BOC调制

在导航战需求的基础上给出了BOC调制信号的定义频谱和自相关函数。为了说明GPS新军用信号采用BOC调制的原因，第4节按照由信息理论给出的4个参数的GPS的所有可能的信号作了比较，证明BOC调制具有最大的频谱隔离特性。第5和6节讨论调制信号的接收机处理说明BOC调制有良好的抗     

Galileo系统中MBOC调制信号及性能分析

MBOC(Multiplexed Binary Offset Carrier)调制是GalileoE1频段以及GPS L1C频段推荐使用的一种优化调制方式。与BOC调制相比,MBOC调制方式的功率谱密度函数提供了更为丰富的高频分量,因此具有更高的伪码跟踪精度和抗多径性能。Galileo E1 OS采用了CBOC(6,1,1/11)(Composite Binary Offset Carrier)的方式实现MBOC调制。通过MATLAB仿真,对该信号的自相关函数、频谱特性进行了研究,并且通过与BOC调制信号的比对,证明了MBOC在码跟踪特性和抗多径性能方面的优越性。     

同阶二元偏移载波调制信号跟踪技术

针对同阶二元偏移载波调制卫星导航信号,提出一种高效新算法解决信号跟踪中的模糊性。分析了同阶二元偏移载波调制原理、信号跟踪模糊性及解决方法,利用本地扩频码与接收信号的相关函数特点,构建了码跟踪环路鉴相曲线,选择了合适的相关间距作为符号判决,联合构成鉴相器,推导了算法设计的正确性,给出了实现架构。仿真结果表明,码相位捕获误差±0.9个码片内均可正确跟踪。该方法可进一步应用于全球卫星导航系统新体制信号的接收处理。     

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。     

BOC调制技术研究

伽利略卫星导航系统是欧洲自主的、独立的全球多模式卫星定位导航系统，提供高精度、高可靠性的定位服务，同时它实现完全非军方控制、管理。伽利略系统采用BOC调制方式。现介绍BOC调制的性质及和BPSK调制方式相比较的优点。     

一种基于BOC信号的导航发射信道预失真技术

由于卫星导航系统中导航卫星发射信道的记忆非线性效应,使带宽受限的二进制偏移载波（BOC）调制信号失真加剧,导航系统性能将受到严重影响。针对这个问题,建立并分析了导航发射信道模型,提出将等效简化信道模型的主体部分（HPA及其前后置滤波器）等效为Wiener—Hammerstein模型的思想,同时设计了一种针对此模型的基于直接学习结构的自适应LMS预失真方案。仿真结果表明,该方案能有效抑制BOC信号的带外频谱扩展,优化星座图,可以很好地消除导航信道对BOC信号的失真影响,在卫星导航系统中有着重要的意义和良好的应用前景。     

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%。     

Application of generalized binary offset carrier modulation in BeiDou satellite navigation system

As quickly growing of global navigation satellite system community, there is increasing interest in new signals for military and civilian uses. New signals must provide more robustness, higher performance, and greater capacity than already-existing signals and compliant with the radio frequency compatibility rule with existing and planned signals. This paper presents a class of particularly attractive modulations called Generalized Binary Offset Carrier (GBOC) modulations, and demonstrates their essential characteristics and performance in the signal design of BeiDou system. The GBOC modulations can offer additional degrees of freedom for shaping the signal’s spectrum and provide superior performance in code tracking, multipath and compatibility than other BPSK and BOC modulations. The results show that the proposed modulation can provide potential opportunities for BeiDou satellite navigation system modernization and construction.