[发明专利]一种并行AltBOC导航信号中频生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种并行AltBOC导航信号中频生成方法，属于卫星导航技术领域。

背景技术

在导航卫星信号中，AltBOC信号被欧洲Galileo卫星导航系统选为E5信号的复合和调制方式，中国BDS也计划采用。AltBOC信号带宽较宽，其副载波、伪码和恒包络生成的查表方法较为特殊，系统对时钟频率要求严格。

目前，可以通过以下方法来进行AltBOC导航信号的生成：

方法1，利用I、Q正交上变频方式；

方法2，利用中频生成，再变频调制的方式；

然而，上述方法存在如下问题：

(1)方法1虽然在基带信号带宽较小(较射频信号带宽小一半)，但是I、Q在数字基带生成之后经历不同路径到达正交调制器，不同的路径其通道特性的差别导致最终信号质量恶化。

(2)方法2是较常用的导航信号生成方法，但是通用的方法存在重要的约束：AltBOC的大带宽使得中频频率较高，采样频率需要很高。这对生成器件的时钟频率和速度资源要求较高，在现有高可靠器件中实现难度较大。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种并行AltBOC导航信号中频生成方法，本发明可以以较低频率实现AltBOC信号生成，保证I、Q支路通道特性一致，保证信号质量。

本发明的技术解决方案是：

一种并行AltBOC导航信号中频生成方法，包括步骤如下：

(1)生成基带信号；

在122.76MHz时钟域下，生成4路两电平导航信号Ad、Ap、Bd、Bp，所述四路导航信号包含测距所需的数据、次码和伪码，并经过AltBOC恒包络生成处理，生成I、Q两路基带正交信号；

(2)复数滤波；

利用复数滤波对I、Q进行幅频失真补偿，生成cI、cQ两路基带正交信号，；

(3)低通滤波；

对步骤(2)生成的cI、cQ两路信号进行低通滤波，并进行串并转换，并行输出4路滤波后的基带信号cI_O、cI_E、cQ_O、cQ_E；

(4)生成中频载波；

(4a)在245.52MHz时钟域下，使用2bit计数器计数，得到0、1、2、3这4个相位；

(4b)按照表1中的关系进行并行相位分配，组合为cos_O、cos_E、sin_O、sin_E。在时间上，cos_O和sin_O为一个时刻的载波值，cos_E和sin_E为一个时刻的载波值，cos_E、sin_E滞后cos_O、sin_O一个245.52MHz时钟周期；

表1载波信号两电平量化表

(5)并行调制；

将步骤(3)生成的4路滤波后的基带信号cI_O、cI_E、cQ_O、cQ_E与步骤(4)生成的4路载波信号cos_O、cos_E、sin_O、sin_E进行并行调制输出调制信号S_O、S_E：

(6)并串转换；

将步骤(5)生成的2路并行信号S_O、S_E转为串行输出，并进行数模转换。

步骤(2)的复数滤波的具体实现方式如下：

(2a)对步骤(1)生成本地数字基带信号I、Q，进行FFT变换得到幅频和相频特性；

(2b)将复数滤波直通，采集射频通道输出的实际信号，并将采集到的信号变换至基带信号I、Q，对基带信号I、Q进行FFT得到幅频和相频特性；

(2c)将(2b)与(2a)结果比对，得到通道幅频和相频特性，取反，通过最小二乘方法，得到补偿滤波器冲击响应；

(2d)使用(2c)中设计的滤波器进行复数滤波。

步骤(3)的低通滤波的具体实现方式如下：：

122.76MHz时钟域低通滤波使用并行方法进行：将122.76MHz时钟域下信号cI、cQ分别插1个0并转为串行成为4路信号，再并行滤波，滤波之后直接并行输出4路滤波结果cI_O、cI_E、cQ_O、cQ_E。

步骤(5)的并行调制输出调制信号S_O、S_E的具体实现方式如下：

S_O(t)＝cI_O(t)·cos_O(t)-cQ_O·sin_O(t)

S_E(t)＝cI_E(t)·cos_E(t)-cQ_E·sin_E(t)。

步骤(2b)采集信号的采样频率大于500MHz，同源采样，采样频率不能是导航信号中伪码的码片速率的整数倍；采样时间大于伪码周期长度的两倍。