一种TD‑AltBOC信号的接收方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种TD‑AltBOC信号的接收方法，属于全球卫星导航领域。该发明专利技术方法包含如下步骤：将TD‑AltBOC射频信号转换为中频，带通过滤信号并采样，本地载波用于剥离采样信号载波，得到采样基带信号；将本地波形和采样基带信号逐码片时分相关；根据相关输出信号进行数据解调，根据相关输出信号获取载波相位偏差估计值和码相位偏差估计值；根据码相位偏差估计值生成本地波形；根据载波相位偏差估计值生成本地载波。本发明专利技术同时还实现了一种TD‑AltBOC信号的接收装置，本发明专利技术技术方案实现简单，降低接收复杂度，节省硬件资源。

A method and a device for receiving TD signals AltBOC

The invention discloses a method for receiving TD AltBOC signal, belonging to the field of global satellite navigation. The method includes the following steps: converting TD AltBOC RF signal to an intermediate frequency band signal, by filtering and sampling, the local carrier for stripping the sampled signal carrier, sampled baseband signal; the local sampling waveform and the baseband signal by chip time; data demodulation according to the output signal according to the output signal to obtain carrier the phase error estimation and phase error estimation code value; according to the code phase error estimation value generating local waveform; according to the carrier phase error estimation value generating local carrier. The present invention also realizes the receiving device of a TD AltBOC signal, the technical scheme of the invention is simple, reducing the receiver complexity, saving hardware resources.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于全球卫星导航领域，更具体地，涉及一种TD-AltBOC信号的接收方法和装置。
技术介绍
北斗导航系统B2频带包含B2a和B2b两个子带：B2a为下边带，中心频率位于1176.45MHz，与GPSL5C载波频率相同；B2b为上边带，中心频率位于1207.14MHz，与北斗导航系统B2信号频率相同。由于AltBOC调制方式具备在上下边带承载不同服务的能力，既可独立接收处理单边带信号达到传统BPSK信号性能，也可联合处理以实现更高的定位精度，它被采纳为GalileoE5a和E5b频带导航信号的调制方式。采用中心频率为1191.795MHz的AltBOC(15,10)调制方式既可实现与GalileoE5和GPSL5C信号的互操作，又可兼顾与北斗区域系统B2信号的兼容问题。为了实现4信号恒包络AltBOC调制，引入了乘积项，复用效率降低，一定程度上降低了信号性能。华中科技大学2011年04月公开的专利《一种导航信号调制方法》提供了名为TD-AltBOC的导航信号调制方法。与AltBOC调制方式相比，由于TD-AltBOC调制方式采用了逐码片时分复用方式，在任一时刻仅需传输2个信号分量，从而无需引入乘积项即可实现，复用效率达到100％。TD-AltBOC调制虽然是以AltBOC调制为基础，但由于TD-AltBOC信号的时分特性，无法用现有的AltBOC接收机进行接收。航天恒星科技有限公司2016年06月公开的专利《TD-AltBOC跟踪方法和装置》提供了一种TD-AltBOC信号的跟踪方案。该方案根据TD-AltBOC信号的特性，采用对上下边带共四个通道分别建立伪码跟踪环路，并对各个通道的跟踪效果进行判决，将四通道的跟踪结果进行比较，可以得到环路稳定时间和码环路相位锁定误差抖动值，根据环路稳定时间和码环路相位锁定误差抖动值查询码跟踪环路带宽预置表得到跟踪环路的优化参数，反馈到码环滤波器，从而实现智能化跟踪。但是该方案实现复杂度高，未充分利用信号本身的时分复用特性在接收上的优势。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种TD-AltBOC信号的接收方法和装置，其目的在于TD-AltBOC信号载波、伪码同步和数据解调，由此解决现有TD-AltBOC信号解调方法实现复杂的技术问题。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种TD-AltBOC信号的接收方法，该方法包括：(1)将TD-AltBOC射频信号转换为中频，之后对信号进行带通滤波并采样，利用本地载波剥离采样信号载波，得到采样基带信号；(2)将采样基带信号和本地波形逐码片时分相关；(3)根据相关输出信号进行数据解调，并根据相关输出信号获取载波相位偏差估计值和码相位偏差估计值；(4)根据码相位偏差估计值更新本地波形；根据载波相位偏差估计值更新本地载波。进一步地，所述步骤(2)具体为：奇数码片时刻，采样基带信号和本地波形数据部分相关；偶数码片时刻，采样基带信号和本地波形导频部分相关。进一步地，所述步骤(3)中码偏差估计值获取方式具体为根据数据解调输出的数据或者外界已知的电文数据确定相关输出信号的组合方式，组合并计算得到码偏差估计值。进一步地，所述步骤(4)中本地波形的产生具体为：(31)根据码相位偏差估计值分别产生上下边带导频伪码、上下边带数据伪码和正余弦子载波；(32)上下边带导频伪码和正余弦子载波组合相移生成至少一超前、即时和至少一滞后本地导频基带波形；上下边带数据伪码和正余弦子载波组合相移生成至少一超前、即时和至少一滞后本地数据基带波形。按照本专利技术的另一方面，提供了一种TD-AltBOC信号的接收装置，该系统包括：预处理模块，用于将TD-AltBOC射频信号转换为中频，之后对信号进行带通滤波并采样，利用本地载波剥离采样信号载波，得到采样基带信号，并将基带信号发送至时分复数相关模块；时分复数相关模块，用于将本地波形和采样基带信号逐码片时分相关，并将相关输出信号发送至数据解调模块、载波相位鉴别模块和码相位鉴别模块；码相位鉴别模块，用于根据数据解调输出的数据位或者外界已知的电文数据确定相关输出信号的组合方式，组合并计算得到码偏差估计值，并将码相位偏差值发送至本地波形生成模块；载波相位鉴别模块，用于由将相关输出信号获取载波相位偏差估计值，并由载波相位偏差估计值生成本地载波发送至预处理模块；本地波形生成模块，用于由码相位偏差估计值生成本地波形，并将本地波形发送至时分复数相关模块；数据解调模块，用于基于相关输出信号进行数据解调，输出解调信号。进一步地，所述时分复数相关模块具体用于在奇数码片时刻，采样基带信号和本地波形数据部分相关；在偶数码片时刻，采样基带信号和本地波形导频部分相关。进一步地，所述本地波形生成模块具体分为以下单元：伪码子载波生成单元，用于根据码相位偏差估计值分别产生上下边带导频伪码、上下边带数据伪码和正余弦子载波；本地波形生成单元，用于由上下边带导频伪码和正余弦子载波组合相移生成至少一超前、即时和至少一滞后本地导频基带波形；上下边带数据伪码和正余弦子载波组合相移生成至少一超前、即时和至少一滞后本地数据基带波形。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术特征及有益效果：(1)本专利技术技术方案实现简单，降低接收复杂度，节省硬件资源；(2)本专利技术技术方案针对TD-AltBOC的时分特性具体设计，很好的体现TD-AltBOC调制的优越性。附图说明图1是本专利技术方法的流程图；图2是本专利技术中TD-AltBOC调制信号分量传送时序关系；图3是本专利技术中TD-AltBOC调制信号接收装置原理框图；图4是本专利技术中接收装置中本地基带参考波形产生器的原理框图；图5是本专利技术中接收装置中时分复数相关器的原理框图；图6是本专利技术中接收装置中数据解调器的原理框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。如图1所示，本专利技术方法包括以下步骤：(1)将TD-AltBOC射频信号转换为中频，之后对信号进行带通滤波并采样，利用本地载波剥离采样信号载波，得到采样基带信号；(2)将采样基带信号和本地波形逐码片时分相关；(3)根据相关输出信号进行数据解调，并根据相关输出信号获取载波相位偏差估计值和码相位偏差估计值；(4)根据码相位偏差估计值更新本地波形；根据载波相位偏差估计值更新本地载波。为了实现4信号恒包络AltBOC调制，引入了乘积项，复用效率降低，一定程度上降低了信号性能。北斗二代二期系统拟采用TD-AltBOC调制方式进行信号传输。与AltBOC调制方式相比，由于TD-AltBOC调制方式采用了逐码片时分复用方式，在任何时刻仅需传输2个信号分量，从而无需引入乘积项即可实现恒包络调制，复用效率达到100％。如图2所示，给出了TD-AltBOC各信号分量传送的时序关系。TD-AltBOC基带信号定义如下：Is+jQs＝[dA(t)cAD(t)+cAP(t)][SCB,cos(t)-jSCB,sin(t)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种TD‑AltBOC信号的接收方法，其特征在于，该接收方法包括：(1)对TD‑AltBOC射频信号进预处理得到采样信号，利用本地载波剥离采样信号载波，得到采样基带信号；(2)将采样基带信号和本地波形逐码片时分相关；(3)根据相关输出信号进行数据解调，并根据相关输出信号获取载波相位偏差估计值和码相位偏差估计值；(4)根据码相位偏差估计值更新本地波形；根据载波相位偏差估计值更新本地载波。

【技术特征摘要】
1.一种TD-AltBOC信号的接收方法，其特征在于，该接收方法包括：(1)对TD-AltBOC射频信号进预处理得到采样信号，利用本地载波剥离采样信号载波，得到采样基带信号；(2)将采样基带信号和本地波形逐码片时分相关；(3)根据相关输出信号进行数据解调，并根据相关输出信号获取载波相位偏差估计值和码相位偏差估计值；(4)根据码相位偏差估计值更新本地波形；根据载波相位偏差估计值更新本地载波。2.根据权利要求1所述的一种TD-AltBOC信号的接收方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为：奇数码片时刻，采样基带信号和本地波形数据部分相关；偶数码片时刻，采样基带信号和本地波形导频部分相关。3.根据权利要求1所述的一种TD-AltBOC信号的接收方法，其特征在于，所述步骤(3)中码偏差估计值获取方式具体为根据数据解调输出的数据或者外界已知的电文数据确定相关输出信号的组合方式，组合并计算得到码偏差估计值。4.根据权利要求1所述的一种TD-AltBOC信号的接收方法，其特征在于，所述步骤(4)中本地波形的产生具体为：(31)根据码相位偏差估计值分别产生上下边带导频伪码、上下边带数据伪码和正余弦子载波；(32)上下边带导频伪码和正余弦子载波组合相移生成至少一超前、即时和至少一滞后本地导频基带波形；上下边带数据伪码和正余弦子载波组合相移生成至少一超前、即时和至少一滞后本地数据基带波形。5.一种TD-AltBOC信号的接收装置，其特征在于，该接收装置包括：预处理模块，用于对TD-AltBO...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐祖平，魏蛟龙，肖璇，李天，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42