基于BOC族调制信号的捕获方法及性能研究

来源 :沈阳理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:zhouyulu1200
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随着卫星导航技术的发展,全球卫星导航系统不断成熟且已成为一个国家综合国力的重要标志。随着各国卫星导航系统的投入使用,有限频带资源变得日益紧张,传统PSK-R导航信号面临重大挑战,为缓解频带资源短缺压力相继提出BOC族调制信号。现有卫星导航系统已大量使用BOC(Binary Offset Carrier)族调制信号,然而这种调制方式利用频谱分裂缓解频带资源短缺的同时也使相关函数产生了多峰特性,该特性使信号在捕获阶段易发生错捕。捕获技术是接收机的核心,因此基于BOC族调制信号的捕获方法研究十分重要。为此,研究了BOC族调制信号产生机理,对信号时域和频域特性进行了归纳总结。依据调制系数基于码相关波形(CCRW,Code Correlation Waveform)变换思想,进一步归纳总结了BOC信号相关函数特性。本文重点研究了BOC族调制信号捕获方法,通过研究了现有相关重构捕获算法和非相关重构捕获算法实现机理,在引入辅助PRN(Pseudo Random Noise)和QBOC(Quadratic BOC)信号的基础上,提出了CCRF(Cross-correlation Function Reconstruction)和NCCRF(New CCRF)相关重构捕获算法。其中,CCRF引入辅助信号对相关函数进行固定相位偏移,利用重构函数与自相关函数在相关峰上的重合性,实现在消除相关第一副峰的基础上,达到提高主峰显现能力和抑制其余副峰的目的。而为适应对高阶系数BOC族信号的精确捕获,NCCRF依据系数的不同,对相关函数进行非固定偏移,实现在提高信号相关主峰峰值的同时,达到消除第一副峰和抑制其余副峰的目的。针对BOC族调制信号的多峰性,为验证新算法捕获性能,本文从相关峰值比和捕获概率角度出发,仿真分析了不同信噪比下经算法捕获后信号的主峰均值比、副峰均值比、主副峰值比、主次峰值比和相关峰检测概率大小。在此基础上,通过对比分析仿真结果,验证了各算法对信号主峰提升和副峰抑制能力,以及接收机对信号相关峰检测能力。仿真结果表明,新算法对BOC族调制信号具有很好的主峰显现能力和副峰抑制能力。
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