[发明专利]基于合成相关函数的BOC（15，2.5）调制方式捕获方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种GNSS（全球卫星导航系统）中接收机的捕获处理方法，具体涉及将要应用于Compass Navigation Satellite System（北斗卫星导航系统）中中心频率为1268.52MHz，带宽为24MHz的B3频段，B3频段将要使用BOC（15，2.5）调制方式。

背景技术

北斗卫星导航系统，是我国自主研制建设的卫星导航定位系统。我国于2003年建成了北斗区域导航系统（北斗1代）。该系统可以实现在中国以及周边区域定位、授时、报文等多项功能。目前我国正在对该系统进行进一步建设，现已建成区域导航系统，覆盖整个亚太地区，可以为整个亚太地区提供导航服务，第三步是计划在2020年形成一个全球导航系统，即北斗2号导航定位系统，该系统由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，可以实现为全球用户提供开放服务和授权服务。

随着卫星导航技术的快速发展，使得新一代卫星导航系统（GNSS—Global Navigation Satellite Systems）呈现出一种多级竞争与优势互补的崭新局面。卫星导航系统也从独立建设开始走向合作开发利用，为了使多个导航系统之间实现兼容，使卫星导航频段能够频带共享以及频谱分离，同时达到较高的检测精度和性能要求，所以新一代卫星导航信号均采用二进制偏移载波（BOC—Binary Offset Carrier）调制方式。与BPSK(双相移位键控)调制方式相比较，BOC调制使系统在性能上拥有多方面的优势：BOC调制在信道噪声和抗多径方面，可以获得比BPSK调制更好的性能，该性能的提高主要源于BOC调制可以将信号能量更多的集中到信号所在带宽的边缘位置，增加信号的有效带宽；可以通过不同的频带占有方式减少与公共频带上已有导航信号间的干扰；改进的BOC调制方式既可以实现在信号上下边带分别承载不同信号的功率，又能简化发射端基带发生器和高频功率放大器的设计。当然BOC调制方式也是存在缺点的，那就是自相关函数（ACF—Autocorrelation Function）具有多边峰特性，并且边峰的个数会随着调制阶数的提高而增加，容易使信号在捕获或跟踪时出现模糊点，从而造成误捕获或误跟踪现象，给测距带来模糊性。

目前，已经提出了一些方法来解决BOC调制信号模糊问题，主要有以下几种方法：（1）bump and jump通过增加两路额外的相关器，即远超前和远滞后相关器，通过比较相邻两峰的接收功率，确保即时支路所产生的本地码能够与接收信号对齐，保证即时支路捕获到主峰，降低误锁概率。该方法优势在于一旦锁定主峰，具有较高的跟踪精度，缺点是由于它是基于主峰和两侧边峰功率大小比较，所以当信噪比较低时会有很高的漏检和虚警概率，并且一旦发生误锁情况，所需的恢复时间较长，因此对于实时性的场合不太适合。（2）BPSK-like方法，该方法主要有两种典型的代表应用，分别被命名为“B&F”法和“M&H”法，其核心思想是利用BOC调制信号功率谱主瓣与BPSK调制信号功率谱相似的特性，实现BOC自相关函数的单峰特性，但该方法也是存在着不足和局限的，例如由于采用了滤波器，对于单边带处理情况会存在3db的衰减，对于双边带来说，会有0.5db的衰减，而且该方法也丧失了BOC调制信号高精度跟踪性能的优势，所以需要进一步改进和优化处理。（3）三路并行相关的捕获算法，该算法是基于时域串行操作的，通过附加两条支路避免BOC调制信号相关零点的影响。过程是通过本地产生3路BOC信号，并以其中一路的相位为基准，另外两路分别为超前和滞后支路。三路信号并行处理，最大值超过门限则认为捕获到信号，该方法的缺点是只适用于BOC(n,n)型信号。（4）自相关边峰消除技术（ASPeCT——auto-correlation side-peak cancellation technique）,通过利用BOC自相关函数平方与BOC／PRN互相关函数平方之间的特殊特点来实现去除边峰的目的，但是该方法只适用于SinBOC(n,n)型。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以有效消除边峰，并且能够保持主峰宽度不变的基于合成相关函数的BOC（15，2.5）调制方式捕获方法。

本发明的目的是这样实现的：

步骤1：选取一段1ms的BOC(15,2.5)中频信号作为接收机接收数据信号，同时对该信号选取多普勒频移范围(ω_Dmin,ω_Dmax)，以及搜索频率步进Δω_D，同时设定检测阈值γ；