[发明专利]一种基于正弦脉冲三级符号偏移载波调制方法

摘要

本发明的目的在于提出一种基于正弦脉冲三级符号偏移载波调制方法，其实现过程如下：首先确定扩频码频率f_c、子载波频率f_sc、正弦脉冲时间宽度占空比ρ以及正弦或余弦相位子载波调制方式，并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。然后利用伪随机序列对导航信号进行扩频，再进行子载波调制，最终将所得信号进行正交支路的载波调制。本方法产生的信号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。

主权项

一种基于正弦脉冲三级符号偏移载波调制方法，其特征在于包括以下步骤：(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：$X_{S-sub}(t,\mathrm{\ρ})=sign\left(sin\right(2{\mathrm{\πf}}_{sc}t\left)\right)\×\underset{i=0}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\Σ}}{P}_{\frac{T_{sc}}{2}}(t-i\frac{T_{sc}}{2},\mathrm{\ρ}),t\>0;$基于正弦脉冲三级符号余弦相位子载波信号X_C‑sub(t,ρ)为：$X_{C-sub}(t,\mathrm{\ρ})=sign\left(cos\right(2{\mathrm{\πf}}_{sc}t\left)\right)\×\underset{i=0}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\Σ}}{P}_{\frac{T_{sc}}{4}}(t-i\frac{T_{sc}}{4},\mathrm{\ρ}),t\>0;$其中P_τ(t,ρ)是时间宽度为ρτ的正弦脉冲波形，即sign(t)为符号函数，即$sign\left(t\right)=\{\begin{array}{cc}1,& t\>0\\ -1,& t\<0\end{array};$(2)根据确定的扩频码周期T_c，子载波周期T_sc，利用伪随机序列对导航信号进行扩频，然后将得到的扩频信号与步骤(1)所确定的正弦或余弦相位子载波信号进行时域相乘，得到一种基于正弦脉冲三级符号正弦或余弦相位偏移载波基带调制信号，具体表示为：基于正弦脉冲三级符号正弦相位偏移载波基带调制信号S_{STOCs(n,m,ρ)}(t)为：$S_{STOCs(n,m,\mathrm{\ρ})}\left(t\right)=d\left(t\right)\underset{l=0}{\overset{L-1}{\Σ}}{a}_{l}rect(t-{\mathrm{lT}}_c)\×X_{S-sub}(t,\mathrm{\ρ}),t\>0;$基于正弦脉冲三级符号余弦相位偏移载波基带调制信号S_{STOCc(n,m,ρ)}(t)为：$S_{STOCc(n,m,\mathrm{\ρ})}\left(t\right)=d\left(t\right)\underset{l=0}{\overset{L-1}{\Σ}}{a}_{l}rect(t-{\mathrm{lT}}_c)\×X_{C-sub}(t,\mathrm{\ρ}),t\>0;$其中d(t)为导航信号数据通道信息；a_l是伪随机扩频序列的第l个扩频码；L为伪随机序列的码片长度；rect(t)是矩形门函数，即或$n=\frac{1}{T_{sc}\×1.023MHz};m=\frac{f_c}{1.023MHz}$或$m=\frac{1}{T_c\×1.023MHz};$(3)将步骤(2)所述的一种基于正弦脉冲三级符号正弦或余弦相位偏移载波基带调制信号进行正交支路的载波调制，得到基于正弦脉冲三级符号正弦或余弦相位偏移载波调制信号，具体表示为：基于正弦脉冲三级符号正弦相位偏移载波调制信号M_{STOCs(n,m,ρ)}(t,ρ)为：$\begin{array}{c}{M}_{STOCs(n,m,\mathrm{\ρ})}(t,\mathrm{\ρ})=\[d\left(t\right)\underset{l=0}{\overset{L-1}{\Σ}}{a}_{l}rect(t-{\mathrm{lT}}_c)\×sign\left(\sin \right(2{\mathrm{\πf}}_{sc}t\left)\right)\×\underset{i=0}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\Σ}}{P}_{\frac{T_{sc}}{2}}\left(t-i\frac{T_{sc}}{2},\mathrm{\ρ}\right)\]\cos \left(2{\mathrm{\πf}}_{car}t\right)\\ +\[p\left(t\right)\underset{k=0}{\overset{L-1}{\Σ}}{b}_{k}rect(t-{\mathrm{kT}}_c)\×sign\left(\sin \right(2{\mathrm{\πf}}_{sc}t\left)\right)\×\underset{i=0}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\Σ}}{P}_{\frac{T_{sc}}{2}}\left(t-i\frac{T_{sc}}{2},\mathrm{\ρ}\right)\]\sin \left(2{\mathrm{\πf}}_{car}t\right)\end{array};$基于正弦脉冲三级符号余弦相位偏移载波调制信号M_{STOCc(n,m,ρ)}(t,ρ)为：$\begin{array}{c}{M}_{STOCc(n,m,\mathrm{\ρ})}(t,\mathrm{\ρ})=\[d\left(t\right)\underset{l=0}{\overset{L-1}{\Σ}}{a}_{l}rect(t-{\mathrm{lT}}_c)\×sign\left(\cos \right(2{\mathrm{\πf}}_{sc}t\left)\right)\×\underset{i=0}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\Σ}}{P}_{\frac{T_{sc}}{4}}\left(t-i\frac{T_{sc}}{4},\mathrm{\ρ}\right)\]\cos \left(2{\mathrm{\πf}}_{car}t\right)\\ +\[p\left(t\right)\underset{k=0}{\overset{L-1}{\Σ}}{b}_{k}rect(t-{\mathrm{kT}}_c)\×sign\left(\cos \right(2{\mathrm{\πf}}_{sc}t\left)\right)\×\underset{i=0}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\Σ}}{P}_{\frac{T_{sc}}{4}}\left(t-i\frac{T_{sc}}{4},\mathrm{\ρ}\right)\]\sin \left(2{\mathrm{\πf}}_{car}t\right)\end{array};$其中d(t)为导航信号数据通道信息；p(t)为导频通道信息，取值为全+1或‑1；a_l是同相支路伪随机扩频序列的第l个扩频码；b_k是正交支路伪随机扩频序列的第k个扩频码；f_car是载波频率。(4)将步骤(3)中得到的基于正弦脉冲三级符号偏移载波调制信号进行导航信号的性能评估，若信号的码跟踪精度、抗多径和兼容性不满足所设计的导航系统性能需求及约束条件，则返回步骤(1)，重新确定扩频码周期T_c，子载波周期T_sc，正弦或余弦相位子载波调制方式，以及正弦脉冲时间宽度占空比ρ。