一种正交复用BOC调制信号的接收方法技术

本发明专利技术提供了一种正交复用BOC调制信号的接收方法，基于正交分相解调技术，采用窄带分量BOC(n,n)和宽带分量BOC(m,n)分离接收方法，增强了接收机的灵活性，对于不同精度要求的情形，可灵活裁剪；采用分步匹配接收技术，先对能量集中的BOC(n,n)完成捕获跟踪后，再接收BOC(m,n)信号分量，同时结合多相关器检测技术，消除捕获模糊度，提升接收灵敏度；采用窄距相关器技术，实现对QMBOC(m,n,γ)精确跟踪，提升信号测量精度。对于测量精度和接收灵敏度要求较高的场景，可采用BOC(n,n)和BOC(m,n)同时跟踪方法完成信号接收测量；在低成本通用测量应用场合，仅采用BOC(n,n)即可完成信号的接收测量。

An orthogonal multiplexing BOC modulation signal receiving method

The invention provides an orthogonal multiplexing BOC modulation signal receiving method, based on the orthogonal phase demodulation technology, using the narrowband component BOC (n, n) and the broadband component BOC (m, n) separation and receiving methods to enhance the flexibility of the receiver, and can be flexibly cut for the cases with different precision requirements, and the step matching reception technology is used first. The BOC (n, n) in the energy center completes the capture and tracking, then receives the BOC (m, n) signal component, and combines the multi correlator detection technology to eliminate the capture blur and improve the receiving sensitivity. The narrow distance correlator technology is used to realize the precise tracking of QMBOC (m, n, gamma) and improve the precision of the signal measurement. BOC (n, n) and BOC (m, n) simultaneous tracking method can be used to complete the signal receiving and measurement for the high precision and sensitivity of the receiving sensitivity. In low cost general measurement applications, only BOC (n, n) can be used to complete the signal receiving and measurement.

【技术实现步骤摘要】
一种正交复用BOC调制信号的接收方法
本专利技术属于卫星导航信号处理领域，涉及一种新型MBOC调制的卫星导航信号，即正交复合二进制偏移载波调制(QMBOC)的卫星导航信号的无模糊度接收方法。
技术介绍
全球卫星导航系统(GNSS)在全球范围内为覆盖用户提供全天候、高精度、高可靠性的导航服务，在国防建设和国民经济等各领域广泛应用。随着全球卫星导航系统的持续建设和不断发展，各卫星导航系统在同一频段上播发的信号种类不断增多，有限的频谱资源也愈加拥挤。为了更有效地利用有限频谱资源、同时增强各系统间的兼容性和互操作能力，新体制导航信号采用复合偏移二进制载波(MBOC)调制技术，实现了频带共享和频谱分离。MBOC调制由宽带BOC(m,n)信号与窄带BOC(n,n)信号以一定功率配比复合而成的，其复合实现即可在时域也可在频域进行。目前全球卫星导航系统采用的MBOC调制应用有：现代化GPSL1C信号采用时分复用TMBOC调制，GalileoE1信号采用时域幅度叠加复合CMBOC调制，我国北斗卫星导航系统(BDS)最新公开的北斗三号B1C信号采用正交复用QMBOC调制，B1C信号中心频率在1575.42MHz，与同频点其它信号具有很好的兼容性。正交复用QMBOC信号由宽带BOC(m,n)信号和窄带BOC(n,n)信号分量组成，两信号分量分别调制在两个相互正交的相位上，简记为QMBOC(m,n,γ)，其中第1参数m和第2参数n分别为子载波和伪码频率系数，取正整数，即子载波频率为m*fb、伪码频率为n*fb，频率基数fb一般为1.023MHz，第3参数γ为宽带BOC(m,n)信号分量功率与复合信号的功率比。相比传统BPSK调制信号捕获，QMBOC(m,n,γ)信号具有较高的测量精度和较强的抗干扰能力，但其宽带分量会使接收机相关峰出现多侧峰现象，且侧峰的峰值与各信号分量功率比γ有密切关系，多侧峰带会来捕获模糊度，造成误捕或错捕，使接收机得到错误的伪码测距结果，导致定位偏离；如果采用类似BOC(m,n)的单边带捕获方式，虽然可消除多峰特性，但会造成相关能量损失一半，降低捕获灵敏度，在弱信号环境中甚至无法正常接收信号。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种正交复用BOC调制信号的接收方法，基于正交分相解调技术，采用分步匹配接收技术、多相关器及窄距相关检测技术实现了QMBOC信号的全能量无模糊度接收。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：1)接收机通过天线接收导航卫星下发的导航信号，对接收到的导航信号进行滤波放大；2)经过滤波放大的信号送入射频单元进行下变频，根据信号中心频点的不同，分别将不同载频的信号下变频变换到不同的信道，得到相应的中频信号IF；其中，A为信号幅度，sd(t)为基带信号，γ为宽带BOC(m，n)信号分量功率与复合信号的功率比，cd(t)为伪码，d(t)为调制的电文，fIF为中频信号角频率，sBOC(n，n)为频率为n*fb的子载波，sBOC(m，n)为频率为n*fb的子载波，n(t)为高斯白噪声信号；3)中频信号IF经模数转化得到至少两位位宽的数字中频信号；4)本地载波发生器在本地载波NCO产生时钟的驱动下分别生成同相载波信号和正交载波信号，用生成的两路载波分别与量化的数字中频信号IF混频，除去中频载波和多普勒，得到同相基带信号i和正交基带信号q；5)码NCO产生频率为fc＝[m，n]*fb的基准频率时钟C，其中[m，n]为m和n的公倍数，基准频率时钟C通过分频器生成频率为fn、fm的时钟Cn和Cm，fc可以被nfn整除，fc可以被mfm整除；采用Cn驱动子载波1发生器和伪码发生器分别生成子载波SCn和伪码Code，采用Cm驱动子载波2发生器生成子载波SCm；6)子载波1SCn和伪码Code送入BOC(n，n)发生器进行模二和运算生成BOC(n，n)，子载波2SCm和伪码Code送入BOC(m，n)发生器进行模二和运算生成BOC(m，n)，且子载波分别通过子载波开关信号控制实现子载波的打开与关闭；7)将BOC发生器产生的序列BOC(n，n)经过延迟寄存器，分别生成五路甚早EE、早E、即时P、迟L、甚迟LL信号，延迟寄存器延迟间距等同相关器相关间距，五路信号采用等间距延迟，且延迟间距保证EE和LL支路对准BOC相关峰两侧的第一副峰；8)将同相基带信号i分别与甚早、早、即时、迟、甚迟信号送入相关器进行相关运算，并分别送入积分清零单元，得到五路相关值I1_EE、I1_E、I1_P、I1_L、I1_LL，同样，正交基带信号q与五路延迟信号相乘得到五路相关值Q1_EE、Q1_E、Q1_P、Q1_L、Q1_LL；9)利用积分结果计算采用同样方法计算并将与设定的参考门限E进行比较，如果将原始BOC序列延迟1个相关间距，并重复步骤7)至9)，直至且10)开启子载波2SCm，采用BOC(m,n)进行步骤7)～8)；分别得到三路同相支路相关值I2_E、I2_P、I2_L，以及三路正交支路相关值Q2_E、Q2_P、Q2_L；按照步骤9)计算11)利用上述结果计算计算将经过滤波器作为码NCO的输入；同时计算并将经过滤波器作为载波NCO的输入；同时确保且否则转入步骤8)重复以上步骤；12)当伪码及载波环路均锁定后，此时利用码相位和载波相位进行测量，并根据能量值提取导航电文，完成信号接收。本专利技术的有益效果是：充分利用QMBOC(m,n,γ)调制信号的能量分布和相关峰特性，提出了一种基于正交分相解调技术，采用窄带分量BOC(n,n)和宽带分量BOC(m,n)分离接收方法，增强了接收机的灵活性，对于不同精度要求的情形，可灵活裁剪；采用分步匹配接收技术，先对能量集中的BOC(n,n)完成捕获跟踪后，再接收BOC(m,n)信号分量，同时结合多相关器检测技术，消除捕获模糊度，提升接收灵敏度；采用窄距相关器技术，实现对QMBOC(m,n,γ)精确跟踪，提升信号测量精度。对于测量精度和接收灵敏度要求较高的场景，可采用BOC(n,n)和BOC(m,n)同时跟踪方法完成信号接收测量；在低成本通用测量应用场合，仅采用BOC(n,n)即可完成信号的接收测量。附图说明图1是QMBOC信号捕获接收原理框图；图2是伪码序列及子载波发生器原理框图；图3是产生的伪码(1MHz)、BOC(1，1)和BOC(6，1)子载波序列波形及相位关系图；图4是采用分步匹配接收技术在不同副载波下的相关结果；图5是QMBOC(6，1，4/33)信号与BPSK(1)信号的相关峰对比图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明，本专利技术包括但不仅限于下述实施例。本专利技术所采用的技术方案包括以下步骤：1)接收机通过天线接收导航卫星下发的导航信号，对接收到的导航信号通过内置低噪声放大器进行滤波，以消除带外噪声和强干扰信号，并对有用信号进行放大；2)经过滤波放大的信号送入射频单元进行下变频，根据信号中心频点的不同，分别将不同载频的信号下变频变换到不同的信道，得到相应的中频信号IF；其中，A为信号幅度，sd(t)为基带信号，γ为宽带BOC(m，n)信号分量功率与复合信号的功率比，cd(t)为伪码，d(t)为调制的电文，fIF为中频信号角频率，sBOC(n，n)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正交复用BOC调制信号的接收方法，其特征在于包括下述步骤：1)接收机通过天线接收导航卫星下发的导航信号，对接收到的导航信号进行滤波放大；2)经过滤波放大的信号送入射频单元进行下变频，根据信号中心频点的不同，分别将不同载频的信号下变频变换到不同的信道，得到相应的中频信号IF；

【技术特征摘要】
1.一种正交复用BOC调制信号的接收方法，其特征在于包括下述步骤：1)接收机通过天线接收导航卫星下发的导航信号，对接收到的导航信号进行滤波放大；2)经过滤波放大的信号送入射频单元进行下变频，根据信号中心频点的不同，分别将不同载频的信号下变频变换到不同的信道，得到相应的中频信号IF；其中，A为信号幅度，sd(t)为基带信号，γ为宽带BOC(m,n)信号分量功率与复合信号的功率比，cd(t)为伪码，d(t)为调制的电文，fIF为中频信号角频率，sBOC(n，n)为频率为n*fb的子载波，sBOC(m，n)为频率为n*fb的子载波，n(t)为高斯白噪声信号；3)中频信号IF经模数转化得到至少两位位宽的数字中频信号；4)本地载波发生器在本地载波NCO产生时钟的驱动下分别生成同相载波信号和正交载波信号，用生成的两路载波分别与量化的数字中频信号IF混频，除去中频载波和多普勒，得到同相基带信号i和正交基带信号q；5)码NCO产生频率为fc＝[m，n]*fb的基准频率时钟C，其中[m,n]为m和n的公倍数，基准频率时钟C通过分频器生成频率为fn、fm的时钟Cn和Cm，fc可以被nfn整除，fc可以被mfm整除；采用Cn驱动子载波1发生器和伪码发生器分别生成子载波SCn和伪码Code，采用Cm驱动子载波2发生器生成子载波SCm；6)子载波1SCn和伪码Code送入BOC(n,n)发生器进行模二和运算生成BOC(n,n)，子载波...

【专利技术属性】
技术研发人员：麻军伟，满丰，关红宾，田宇，李路程，王宇飞，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61