一种基于时域滤波的BOC无模糊捕获算法设计

针对二进制偏移载波(BOC)信号进行相关运算时存在多峰的特殊性,设计了一种基于时域滤波的BOC无模糊捕获算法。通过频域分析得到时域滤波器的频率响应,再反推出时域滤波器的系数,构建有限脉冲响应(FIR)滤波器。对不同算法进行仿真,结果证明该时域滤波器能很好地消除BOC信号自相关副峰。降低滤波器阶数,并设计可实现的基于时域滤波和多段匹配滤波器(MMF)－傅里叶变化(FFT)的BOC无模糊捕获算法,仿真分析表明该算法能很好地消除副峰,正确捕获信号。     

二进制偏移载波及其衍生信号的通用无模糊捕获算法

针对目前对二进制偏移载波(Binary Offset Carrier, BOC)及其衍生信号的通用无模糊捕获分析匮乏的问题,该文提出一种适用于所有BOC类型信号及所有调制阶数的无模糊捕获算法。该算法首先根据不同调制信号副载波形之间的联系构建出了通用副载波模型,得到信号的通用表达式,然后在此基础上将副载波形按半周期进行分解,再根据相关函数的合成方法构建出通用的捕获方法。理论与仿真实验表明,新提出的捕获方法适用于所有类型及所有调制阶数的BOC信号,能够完全消除副峰,实现无模糊捕获,捕获精度以及抗多径性能相比其他算法都有很大提高。     

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(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。     

一种新的BOC(n,n)调制信号的无模糊度同步方法

针对现代GNSS中BOC(n,n)调制信号存在的模糊同步问题,在传统并行码相位捕获结构与码跟踪环的基础上进行改进,通过简单的本地码与重构方法提出一种新的BOC(n,n)的无模糊度同步方法。理论分析与仿真结果证明,该方法在保证BOC(n,n)无模糊捕获与跟踪的同时,具有传统同步处理结构简单易实现的特点,并具有良好的捕获与跟踪性能。通过比较去模糊度有效性、捕获概率、比例峰值、鉴相曲线与抗多径性能,证明文中方法相比经典的SPCP与ASPeCT具有更好的捕获与跟踪性能。     

一种适用于BOC(1,1)信号的精准捕获结构

对于目前应用较多的BOC(1,1)型信号的自相关函数有两个峰值导致捕获不够精确,文章研究了一种新的捕获结构。该结构在本地设置一路正交BOC(1,1)信号,基于CCRW的思想来组合新的目标函数。理论分析与仿真都验证了新捕获结构的优良特性,该结构完全消除了副峰的同时,并提高了主峰的峰值,且算法简单易于实现。     

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。      

基于多相分解的BOC信号高效捕获算法

为了能够更好地利用频率资源,全球导航卫星系统的多种信号使用了二进制偏移载波（Binary Offset Carrier,BOC）调制.传统基于匹配滤波的BOC信号捕获算法为了防止相关峰中的零点降低检测概率,需要采用较小的码相位搜索间隔,这会大幅提升相关处理的计算复杂度.针对该问题,本文提出了基于多相分解的BOC信号高效捕获算法.该算法对捕获中的相关累加进行多相分解,通过基带数据重采样和选择特定码相位搜索间隔,实现了不同搜索相位下相关值的高效复用.对于北斗系统所采用的BOC(1,1)和BOC(14,2)调制,为了达到相同的检测性能,本文所提算法的计算复杂度仅约为传统算法的1/4和1/2,这对卫星导航终端的小型化和低功耗设计具有重要意义.     

用于BOC(1,1)信号捕获的非模糊算法

基于BOC(1,1)信号特性,建立了多载波模型,对几种BOC捕获的非模糊算法作了简要介绍和总结.通过比较各种算法的复杂度和性能,选择类BPSK方法作为研究对象,并对一阶类BPSK的方法作了改进,提出了二阶类BPSK,用最大合并准则(MRC)接收主瓣和旁瓣信号,降低了能量损失.通过载噪比分析和仿真发现,与传统的一阶类BPSK相比,二阶类BPSK能增加0.8 dB检测率,最后可以得到比较理想的捕获结果.     

一种“北斗”B1C信号无模糊捕获算法

针对"北斗"B1C信号同步过程中存在的捕获模糊性问题,根据"北斗"B1C信号的信号特点,基于伪相关函数方法,设计了一种适用于"北斗"B1C信号的无模糊捕获算法。该算法采用数据分量和导频分量非相干组合的捕获策略,实现了B1C信号数据分量和导频分量的无模糊捕获,提高了捕获灵敏度。利用导航终端接收的卫星信号数据,对所提捕获算法进行了仿真验证,并分析了其无模糊捕获性能和捕获灵敏度。仿真结果表明,所提算法能准确且快速地捕获"北斗"B1C信号。     

BOC信号解模糊通用模型的构建与应用

针对现有边峰消除方法缺乏理论分析模型的问题,提出了一种新的边峰消除理论分析通用模型,将现有的各种基于相关函数组合的二进制偏移载波(BOC)信号无模糊处理方法统一起来,同时为算法的设计提供了有力的数学工具.该模型通过建立泛化的扩频符号波形,构建接收BOC信号与本地辅助信号的互相关函数.基于现有方法对该模型进行了数学证明.并在此模型的基础上提出了一种新的基于合成相关函数的BOC信号无模糊跟踪方法.理论分析与仿真结果表明,新的无模糊跟踪方法能够在保持BOC自相关函数主峰宽度的前提下,完全消除其边峰,实现无模糊跟踪,同时该方法具有较好的多径抑制能力.     

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。     

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。     

基于局部相关函数插值的二进制偏移载波调制信号码相位估计与鉴相方法

为了进一步提高卫星导航接收机对BOC(1,1)及其衍生类型调制信号的码鉴相的质量和跟踪能力,尤其是在高动态下的跟踪性能。该文提出一种基于局部相关函数插值的方法确定BOC(1,1)调制信号的码相位。该方法基于相关器阵列的结构,根据相关器阵列的输出值判断相关峰值的大致范围。利用广义延拓逼近的方法估计码相位的位置,同时在缺少延拓空间的情况下构造一个虚拟的相关器以完成对码相位的估计。该文具体分析了单侧相关器个数对牵入范围的影响,在此基础上对所提方法进行了计算机仿真实验。理论和仿真证明：所提方法能够在不增加过多硬件资源的条件下扩大码鉴相函数的线性牵入范围,进而能够提高接收机对于BOC调制信号的跟踪精度。     

BOC(1,1)信号的自适应捕获

GPS现代化以及Galileo系统都将使用BOC调制信号,与单纯的扩频码相比,BOC信号有更小的跟踪抖动和更好的抗多径性能,但因为BOC信号自相关函数具有多峰性,使得捕获更具挑战性,跟踪时容易锁在假峰上.Julien提出的合成相关捕获算法完全删除了BOC(n,n)信号的边峰,保持主峰不变,因此不需要检查跟踪是否在主峰上.在此基础上推导了一种自适应捕获算法,在保证系统误捕率恒定的情况下,能根据接收卫星信号功率的不同自动的调整门限.     

高动态环境下高阶双二进制偏移载波信号的精确捕获

针对高动态环境下双二进制偏移载波(DBOC)调制信号无法精确捕获的问题,该文提出一种基于部分匹配滤波结合快速傅里叶变换(PMF-FFT)的捕获方法。又针对捕获过程中相关损失和扇贝损失引起的检测性能降低问题,提出一种改进的捕获方法。该方法首先利用离散多项式相位变换(DPT)去除接收信号的高阶动态项,然后针对DBOC信号重新设计PMF-FFT算法;最后利用频谱校正法对FFT后的功率谱最大值进行校正。仿真结果表明,在同一条件下,该方法将检测概率提高了2 dB左右,并且有效缩短了捕获时间。     

一种复合伪随机码跟踪环路设计及误差分析

该文针对当存在较大的载波相位跟踪误差时可能导致传统的复合码相干型跟踪环路失效的问题提出一种复合码非相干型跟踪环路。通过给出基于二进制偏移载波(BOC)调制的复合码的构造和相关特性分析,设计了具有非相干型鉴别器的跟踪环路,并分析了环路的跟踪误差。分析和仿真结果表明该环路解决了在存在较大载波相位误差时跟踪环路失效的问题,且具有良好的跟踪性能。     

Correlation Combination Ambiguity Removing Technology for Acquisition of Sine-Phased BOC(kn,n) Signals

Binary Offset Carrier(BOC) has been chosen as one of modulation methods in the future Global Navigation Satellite Systems(GNSS). Even though BOC signals can bring several advantages such as better track performance and higher positioning accuracy, there is a drawback that the autocorrelation functions have multiple side-peaks if BOC modulation is adopted. This characteristic will lead to false acquisition and the tracking loop will be locked in false phase point. The proposed Correlation Combination Ambiguity Removing Technology(CCART) cancelled all the side-peaks of the sine-phased BOC(kn,n) signals completely by making use of two kinds of correlation functions. Two kinds of sub-correlation functions were combined separately and then final correlation function without side-peaks was acquired. The simulation results are given and compared with other techniques. It is shown that acquisition will not be degraded with the increase of k.