[发明专利]一种基于正弦脉冲三级符号偏移载波调制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种卫星导航系统信号的实现方法，具体涉及一种基于正弦脉冲三级符号偏移载波调制方法。

背景技术

导航调制信号波形是导航信号体制设计中的关键环节，信号波形通过影响导航信号的自相关函数和功率谱，进而影响导航系统的性能。为了使多种信号可以更好地共享全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem,GNSS)的有限频段，同时进一步提高信号的测距精度及抗干扰性能，新的信号调制方式不断呈现。二进制偏移载波(BinaryOffsetCarrier,BOC(n,m))是一种能够满足上述要求的新型调制方式，其中扩频码频率为m×1.023MHz，子载波频率为n×1.023MHz，其实现方法详见文献Betz.J,“TheOffsetCarrierModulationforGPSModernization,”IONNTM,SanDiego,CA,January25-27,1999.

Betz.J在文献“BinaryOffsetCarrierModulationsforRadionavigation,”Navigation:JournaloftheInstituteofNavigation,vol.48,No.4,Winter2001-2002.中指出，在同一波段、占用相同带宽以及对信号发射器和接收机做同样简单设计的条件下，BOC调制信号的性能比BPSK调制信号更优越。BOC调制目前已经广泛应用于GPS、Galileo和Compass等全球卫星导航系统中。

随着卫星导航信号数量的不断增加，频谱资源紧张，在有限带宽下提高信号性能以及减小相邻信号间的干扰成为目前的研究重点。文章中给出的BOC调制方法会带来带外大幅度旁瓣使功放效率降低，且信号的码跟踪性能、抗多径和抗干扰能力仍不够理想，因此本发明提出一种基于正弦脉冲三级符号偏移载波调制方法(SinusoidalThree-levelsOffsetCarrier,STOC(n,m,ρ))，其中子载波信号可取值为±1和0，且±1信号波形由正弦脉冲表示，该方法可以灵活调整子载波信号波形码片时间占空比，为导航信号的设计提供了更多的选择，并通过所选适当的参数，可以灵活调节信号功率谱的主瓣及旁瓣的分裂程度，使得导航信号具有良好的码跟踪性能、抗干扰和抗多径能力、与其它系统信号兼容能力，对于提升卫星导航系统的导航和定位性能有重要的意义，同时也为我国未来Compass卫星导航系统的信号波形设计提供了一个新的选择。

发明内容

本发明的目的在于提出一种可以灵活调节信号功率谱的主瓣及旁瓣的分裂程度，使得导航信号具有良好的码跟踪性能、抗干扰和抗多径能力、与其它系统信号兼容能力的基于正弦脉冲三级符号偏移载波调制方法。

本发明的目的是这样实现的：

(1)首先确定扩频码周期T_c，子载波周期T_sc，正弦脉冲时间宽度占空比ρ，正弦或余弦相位子载波调制方式，构造出一种基于正弦脉冲三级符号正弦或余弦相位子载波信号，具体表示为：

基于正弦脉冲三级符号正弦相位子载波信号X_S-sub(t,ρ)为：