[发明专利]基于二进制偏移载波调制信号同步方法、系统及介质在审

专利信息
申请号: 201811367286.1 申请日: 2018-11-16
公开(公告)号: CN109490917A 公开(公告)日: 2019-03-19
发明(设计)人: 耿煜;齐家敏;王正源;周岳斌 申请(专利权)人: 湖北文理学院
主分类号: G01S19/24 分类号: G01S19/24;G01S19/25
代理公司: 南京纵横知识产权代理有限公司 32224 代理人: 姚兰兰;董建林
地址: 441053 *** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 算法 二进制偏移载波 中频BOC信号 调制信号 载波解调 互相关函数 抗多径能力 多径信号 天线接收 相关函数 运算合成 同步的 旁峰 延时 余弦 正弦 主峰 保证
【说明书】:

发明公开了一种基于二进制偏移载波调制信号同步的算法,包括对天线接收到的高频BOC信号进行载波解调,将其变为中频BOC信号;将载波解调后得到的中频BOC信号与本地PRN序列的互相关函数通过运算合成仅含有一个主峰的相关函数实现信号的同步。本发明完全适用于正弦BOC(n,n)和余弦BOC(n,n)信号,不同于ASPeCT算法(仅适用于sinBOC(n,n)信号);采用本算法不仅可以完全消除旁峰的影响,对中等延时的多径信号也有较好的抗多径能力,从而保证了信号的可靠性和安全性。

技术领域

本发明属信号处理技术领域,具体涉及一种基于二进制偏移载波调制信号同步的方法。

背景技术

欧洲空间局(ESA,European Space Agency)正在实施筹建他们拥有自主知识产权的全球卫星导航系统(GNSS),称之为伽利略计划,以克服美国对卫星导航的垄断。一种被称为BOC调制的信号被伽利略计划和美国的GPS现代化同时采用。BOC调制信号是在伪随机序列(PRN,pseudo random noise)调制的基础上继续用子载波进行调制,子载波是幅值为±1,它一般用BOC(kn,n)来表示,其中k是一个整数,是子载波频率与PRN伪随机序列码片周期的比值,n表示PRN伪随机序列码片周期1.023MHz.采用BOC调制技术的主要目的有以下两点:第一个原因是BOC调制信号有比较尖锐的自相关峰值,这个特性可以改善接收机在多径和噪声环境中的接受性能。第二个原因是BOC调制采用了分裂普技术可以和其他导航系统共享同一个频段,克服在同一频段的能量重叠,实现多个导航系统共存。这种特性的重要意义在于多个导航系统可以共享频谱而减少各个系统之间的相互干扰,比如伽利略计划的L1开放服务信号与美国GPS的C/A码等。BOC信号的优点是很明显的,但是它将导致接收机结构更加复杂,同时BOC信号自相关函数的多峰值特性对捕获和跟踪会使接收机同步到自相关函数的其他峰值之上,对同步带来很大的影响,这就是我们说的同步模糊性(ambiguity)。由于伽利略卫星导航系统对高定位精度的需求,所以在设计伽利略导航接收机时研究BOC信号的同步技术就显得异常重要。由于BOC信号的多峰值特性,传统的用于BPSK调制的卫星信号同步技术不可以直接适用于伽利略导航接收机。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足,提供了一种基于二进制偏移载波调制信号同步的方法,能够避免误捕获或者跟踪到错误的跟踪点。

本发明是通过以下技术方案实现的:

第一方面,提供了一种基于二进制偏移载波调制信号同步的算法,所述方法包括如下步骤:

对天线接收到的高频BOC信号进行载波解调,将其变为中频BOC信号;

将载波解调后得到的中频BOC信号与本地PRN序列的互相关函数通过运算合成仅含有一个主峰的相关函数实现信号的同步。得到该仅含有一个主峰的函数即能实现信号的同步。

结合第一方面,进一步的,所述仅含有一个主峰的函数如下式所示:

当用于捕获正弦信号时,其中z为本地码的延时,z=0.5,当用于捕获余弦信号时z=0.75。

结合第一方面,进一步的,在接收机并行结构的实现方式下运算合成仅含有一个主峰的相关函数具体如下式所示:

当用于捕获正弦信号时,其中z为本地码的延时,z=0.5,当用于捕获余弦信号时z=0.75。

第二方面,提供了一种基于二进制偏移载波调制信号同步系统,包括:

解调模块:用于对天线接收到的高频BOC信号进行载波解调,将其变为中频BOC信号;

同步模块:用于将载波解调后得到的中频BOC信号与本地PRN序列的互相关函数通过运算合成仅含有一个主峰的相关函数实现信号的同步。

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