Galileo E1-B/C仿真信号并行合成技术研究

针对Galileo E1-B/C信号合成中载波与码相位精确控制,以及片内台成通道大规模集成的难题,本文给出了NCO控制字长量化模型,以满足伪距各阶合成精度需求,并提出CBOC调制和功率控制的优化方法,实现了在单片FPGA内大规模集成仿真信号合成通道的需求。仿真结果表明:合成的E1-B/C信号具有理想CBOC调制特性,且接收机可利用该信号精确定位。     

MIMO雷达相位编码波形设计与实现

MIMO雷达为了避免通道间的相互干扰,为了获得对多目标检测的高分辨率,因此设计具有低自相关旁瓣峰值和互相关的正交信号集对于实现MIMO雷达系统是至关重要的,正交相位编码信号就具有上述优点.针对MIMO雷达发射波形正交的特点,以二相码为例的设计原理,设计了一种由主控计算机、波形控制模块和数字中频合成模块构成的二相码波形产生器.给出了基于AD9910单频调制方式产生单通道二相码信号的方法和OSK功能产生多通道二相码信号的方法,并给出了测试结果,验证了方案的正确性和可行性.     

一种基于再生伪码测距的遥测信号测距方法

为了简化深空探测器无线测量系统设计,解决下行系统受功率、带宽等因素限制遥测信号和测距信号权衡设计问题,在再生伪码测距技术的基础上,提出了一种基于遥测信号测距的新方法,以遥测数据符号代替测距伪码的功能,利用地面跟踪环路对遥测信号的跟踪测量实现下行测距,减少了独立的下行测距信号。分析和仿真结果表明:新方法简化了下行信号形式,降低了系统实现复杂度,在遥测码速率为100 kbit/s左右时,随机测距误差优于传统再生伪码测距模式,且随着遥测码速率的增加测距精度进一步改善。     

基于高增益接收系统的Galileo E1信号质量评估方法研究

Galileo系统在E1频点采用Interplex调制方式播发导航信号,由于缺乏E1信号功率分配和伪码序列等先验信息,一般的研究人员只能开展有限的信号质量特性研究.针对该问题,提出一套基于高增益天线的空间信号质量评估方法,实现了E1授权信号的解析,完善了E1信号评估体系.运用相关功率法来解决信号分量功率比问题,采用跟踪结果解决相位偏差估计问题,提出加权组合平均和码相位平均相结合的新型时域波形分离方法,克服了电文和码多普勒对时域波形特性评估的影响,采用S曲线过零点偏差（S-curve offset Biases,SCB）等参数进行信号测距偏差定量评估.通过该方法对Galileo GSAT-0214卫星进行了评估,结果显示：该卫星E1各信号分量SCB小于0.2ns,测距性能优异,其复用效率达到了97.8%,优于GPS L1信号和北斗三号系统（BDS-3） B1信号.     

基于遥测信号的测距技术及其发展趋势

基于遥测信号的测距技术可以有效解决深空测距下行链路同时传输遥测、测距信号时出现的遥测数据传输速率受限、频谱带宽增加等问题,应用前景广阔。介绍了基于遥测信号的测距技术发展历程,重点总结了其中的关键技术,包括上行测距码的选择、遥测帧的设计和传输、PN码相位估计算法,最后探讨了其发展趋势。基于遥测信号的测距技术适应未来深空测距的发展需求,是深空测距的重要发展方向之一。     

新颖的超宽带SSCI合成脉冲信号的最佳设计方法

超宽带CI脉冲是由多个相干载波合成的窄脉冲信号.该文在此基础上,提出了扩频CI合成窄脉冲技术.由此降低了功率谱密度,提高了频带使用效率和便于多址应用.通过对每个相干载波信号CI扩频且合成,其效果很好.在信道传播上拥有超宽带信号的抗多径高分辨率性能,同时又能对扩频相干副载波进行相关接收,这样大大地提高了相关接收增益,减少了码间串扰.该文运用信号最佳设计方法,将超宽带SSCI信号设计成符合FCC标准和ETSI标准的最佳信号,减少与其他无线系统的相互干扰.文中给出了理论分析、设计方法和计算机模拟仿真结果.该设计方法对于提高UWB通信系统的性能有很重要的意义.     

北斗系统导航信号标称失真研究

北斗卫星导航系统（BDS）信号均存在细微的标称失真,传统的研究聚焦于单星信号失真,无法从系统上定量测量各信号由于标称失真带来的测距偏差.该文以大口径天线接收系统采集数据结合软件接收机,从时域波形、通道特性和测距偏差上分析北斗系统B1I信号标称失真.首先利用码相位累加平均方法和标准码片相关技术提取信号时域失真细节,并计算各卫星数字失真量.其次,运用最小二乘法估计信号通道特性,对比分析所有卫星信号通道特性;最后以S曲线过零点偏差（S-Curve Bias,SCB）定量分析B1I信号自然测距偏差及最大测距偏差.文章从多维度定量对比研究了北斗系统B1I信号标称失真,给卫星导航空间信号质量评估和接收机设计提供了新的思路.     

一种利用混沌同步的测控系统测距方法

当前测控系统普遍采用的伪码测距体制中存在距离模糊问题和同步捕获问题,并且两者的性能要求是矛盾的。利用混沌信号的非周期、自同步和良好自相关特性,提出了将连续混沌信号作为测距信号应用于航天测控系统的方法,分析了该体制的工程应用可行性,并进行了仿真试验,给出了改进相关性能的方法。混沌测距方法相对于伪码测距的优势在于,混沌的同步特性能够自动实现测距信号的同步,省略了测距信号的捕获过程;混沌的非周期性消除了距离模糊。连续混沌信号在测控系统中的应用是可行且有优势的。     

用序列码测距

一、引言喷气推进实验室的测距系统正进行重新设计,其目的是在不降低其目前现有的精度的情况下来扩展弱信号门限的能力。简化设计也是一个重要目的。序列码可使每次步进搜索时具有充分的测距功率。功率不在单个码中分配。另一个优点是不受环境的限制,即码的长度相对来说不是主要的。对所有单码来说都选择了方波(长度为2的序列)。     

基于定向天线的导航信号参数估计方法研究

为了实现非合作导航信号的监测,必须估计非合作导航信号的多普勒频率、伪码速率、伪码周期、信号功率和码序列等多个参数。提出一套非合作导航信号盲检测与参数盲估计方法,利用导航信号循环平稳特性估计信号频率、码速率和信号功率,再根据周期信号自相关方法估计伪码周期,最后使用滑动相关和数据累加方法估计信号码序列。仿真结果验证了提出方法的正确性。     

CBOC信号处理中的二次采样方法

为了降低信号捕获跟踪运算量,针对Galileo信号CBOC调制提出了一种新的CBOC信号处理中的二次采样算法。分析了CBOC信号调制方式及功率谱密度,介绍了CBOC信号二次采样算法,提出了CBOC信号处理二次采样方法的处理模型。仿真结果表明,CBOC信号处理中的二次采样算法可以实现信号的CBOC解调,降低了运算量并简化了Galileo接收机的捕获跟踪设计。     

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。     

Galileo卫星导航系统单频模拟软件信号源的设计

Galileo模拟信号源既可以为Galileo接收机的设计与测试提供良好的仿真环境,同时也可为Galileo系统新技术新方案的验证提供平台。本文针对Galileo E1频段信号提出了一种基于C++软件平台的中频模拟信号源设计框架。文章在给出中频信号数学模型及模拟软源的设计原理框图的基础上,进一步将设计按功能分为5部分,分别为伪随机码产生,导航电文生成,信号MBOC调制,环境和误差模拟以及信号量化部分,详细的给出前3部分设计思路与流程是本文的重点。最后通过输出信号频谱仿真结果,及捕获验证结果证明了模拟软源设计的正确性。      

GNSS CBOC信号快速无模糊度捕获算法研究

新型CBOC导航信号的自相关函数存在多个过零点和侧峰,因此其捕获更具挑战性。针对CBOC信号提出了一种基于FFT的快速无模糊度捕获方法,该方法利用两路正交的本地亚载波消除了CBOC信号自相关函数的多峰特性,并采用了基于FFT的并行捕获结构来加速导航信号的捕获。此外,针对CBOC信号是一种时域组合BOC信号的特性,给出了所提方法的BOC(1,1)型、非相干CBOC型和相干CBOC型接收机的模型,并分析对比了其性能。仿真结果表明所提的并行SCPC方法能快速正确地捕获CBOC信号,且其相干CBOC型接收机比另外两种接收机具备更优的性能。此外,相比BPSK-like方法,所提方法最大能有1dB-Hz的性能提升。      

Galileo接收机中E1-BOC信号的捕获技术研究

在基于对Galileo系统中BOC信号的基本特性分析以及基于E1信号的信号模型建立的基础上,对目前流行的几种捕获算法进行了介绍,并提出了一种基于能量搜索的两路相干的对Galileo E1-BOC信号的捕获算法,并对其进行了仿真。仿真结果表明,该方法不仅具有更好的灵敏度指标,而且也能减小其频率搜索数目。     

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.

GalileoE1信号特征及其软件解调

GalileoE1民用信号采用新的BOC（1,1）扩频调制方式。针对E1信号进行信号建模,并对其信号特征进行了详细研究,最后设计了Galileo软件解调器中的信号处理模块。通过仿真验证表明,软件解调器成功实现了对GalileoE1信号的捕获、跟踪、解扩、解调全过程处理,克服了BOC解调的错锁问题。     

北斗B1C信号及导航电文的特点分析与比较

我国北斗全球卫星导航系统工程建设已经启动,北斗互操作信号B1C的接口控制文件已经发布。本文重点对北斗B1C信号及导航电文进行介绍,并对其信号及导航电文的设计特点进行分析,同时与GPS L1C和Galileo E1OS互操作信号进行比较。分析显示,北斗B1C的信号和导航电文编排,在充分借鉴GPS L1C和Galileo E1OS信号特点的基础上,进行了优化设计。B1C信号具有与L1C信号和E1OS信号相同的中心频点和频谱结构,采用了数据导频支路、MBOC调制、分层码结构等设计方案,导航电文与GPS L1C也较为相近,实现与GPS L1C、Galileo E1OS信号的互操作。同时B1C也具有自身独有特点,如B1C导频支路采用QMBOC(6,1,4/33)调制方式、导航电文采用64进制LDPC编码,在实现互操作的基础上,也创新了自身特色。相对于北斗B1I信号,北斗B1C信号具有更好的弱信号跟踪、更短的首次定位时间等服务性能。     

伽利略卫星导航系统E1信号的捕获算法分析

对伽利略卫星系统中E1信号的四种捕获算法:自相关旁瓣消除方法(ASPecT)、filtered相关法、类二进制相移键控法(BPSK-Like)和偏移正交BOC互相关法(OQCC)进行了详细理论分析。采集了真实的伽利略卫星E1信号进行捕获算法的仿真分析,并从基本捕获结果、计算复杂度、相关主峰均值比和检测性能等方面进行了对比分析。仿真结果表明OQCC相关法和其他算法相比,性能更优异,能更有效地提高主峰值与去除副峰。所以OQCC相关法更适合推广,具有更高的实用价值。