一种基于码片级脉冲跳时的卫星导航信号生成方法技术

本发明专利技术涉及一种基于码片级脉冲跳时的卫星导航信号生成方法，包括基带扩频调制；信号伪码发生器生成信号伪码，进行码片赋形后，与编码后的电文调制在一起，得到基带扩频信号；码片跳时调制；跳频伪码发生器生成跳频伪码序列，控制码片选通脉冲发生器，生成码片选通脉冲，与所述基带扩频信号进行码片跳时调制，得到码片跳时信号；射频调制；载波发生器生成射频载波，与所述码片跳时信号进行射频调制，生成射频信号，经放大、滤波后，完成基于码片级脉冲跳时的卫星导航信号的生成，通过天线播发给用户。本发明专利技术实现抗干扰能力的提升，同时保持与现有卫星导航信号体制的兼容性，并支持基于载波相位测量的高精度应用。

A method of satellite navigation signal generation based on chip level pulse time hopping

【技术实现步骤摘要】
一种基于码片级脉冲跳时的卫星导航信号生成方法
本专利技术属于卫星导航领域，特别涉及一种基于码片级脉冲跳时的卫星导航信号生成方法。
技术介绍
当前的卫星导航信号，容易受到干扰和遮挡，主要原因是由于导航卫星是一个功率受限系统，信号的平均发射功率是受限的。而卫星导航信号，主要采用的是直接序列扩频调制的连续播发信号，卫星导航信号落地电平低，一般是-160dBW左右。而且卫星导航信号的频率、调制方式是公开的，特别容易受到匹配谱干扰的影响。为了提升信号的抗干扰能力，最有效直接的方法就是增加信号的发射功率，为此，在GPS现代化进程中，针对M码信号，设计了点波束功率增强模式，能够对区域进行功率增强20dB以上。另一种方法就是采用抗干扰信号体制，比如直扩跳频信号或者直扩跳时信号，通过在时域或者频域上与干扰信号分离来提升抗干扰能力。在抗干扰信号体制方面，专利“扩跳频体制的无线电导航系统”(专利号：CN200910072086.8)给出一种跳扩频体制的无线电导航系统，导航电文在扩跳频调制模块中进行直扩调制和跳频调制，再经过高通滤波器和功率放大器由天线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于码片级脉冲跳时的卫星导航信号生成方法，其特征在于步骤如下：/n(1)基带扩频调制；信号伪码发生器生成信号伪码，进行码片赋形后，与编码后的电文调制在一起，得到基带扩频信号；/n(2)码片跳时调制；跳频伪码发生器生成跳频伪码序列，控制码片选通脉冲发生器，生成码片选通脉冲，与所述基带扩频信号进行码片跳时调制，得到码片跳时信号；/n(3)射频调制；载波发生器生成射频载波，与所述码片跳时信号进行射频调制，生成射频信号，经放大、滤波后，完成基于码片级脉冲跳时的卫星导航信号的生成，通过天线播发给用户。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于码片级脉冲跳时的卫星导航信号生成方法，其特征在于步骤如下：
(1)基带扩频调制；信号伪码发生器生成信号伪码，进行码片赋形后，与编码后的电文调制在一起，得到基带扩频信号；
(2)码片跳时调制；跳频伪码发生器生成跳频伪码序列，控制码片选通脉冲发生器，生成码片选通脉冲，与所述基带扩频信号进行码片跳时调制，得到码片跳时信号；
(3)射频调制；载波发生器生成射频载波，与所述码片跳时信号进行射频调制，生成射频信号，经放大、滤波后，完成基于码片级脉冲跳时的卫星导航信号的生成，通过天线播发给用户。


2.根据权利要求1所述的一种基于码片级脉冲跳时的卫星导航信号生成方法，其特征在于：所述的基带扩频调制，具体通过以下方法得到：
(1.1)信号伪码生成；信号伪码发生器生成的伪码序列为{cl}，cl∈{1,-1}，l＝0,1,2,…；
(1.2)码片波形赋形；对伪码序列进行码片波形赋形，得到伪码波形：



式中，为码片波形，Tc＝1/Rc为码片宽度，Rc为码速率，t为时间变量；
(1.3)基带扩频调制；将电文d(t)与伪码波形C(t)进行调制，得到基带扩频调制信号sb(t)＝d(t)·C(t)，电文d(t)∈{1,-1}。


3.根据权利要求2所述的一种基于码片级脉冲跳时的卫星导航信号生成方法，其特征在于：所述步骤(1.2)对伪码序列进行码片波形赋形，具体为：
在卫星导航信号中，采用矩形码片波形或者二进制偏移载波波形；
对于矩形码片波形，有：



二进制偏移载波波形即为正弦BOC码片波形，对于正弦BOC码片波形，有



式中，fs为BOC调制的子载波频率，2fs/Rc为整数。


4.根据权利要求2所述的一种基于码片级脉冲跳时的卫星导航信号生成方法，其特征在于：步骤(2)码片跳时调制，具体为：
(2.1)将基带扩频调制信号sb(t)在时域上按照码片宽度Tc进行分组，每N个码片分为一组，记为0,1,2,…,N-1个，每N个码片中只有一个码片被选通，N个码片的功率集中在一个码片上；其中N为大于1的整数，表示每个分组包含的码片个数；
(2.2)跳时伪码发生器生成一个跳时伪码序列{cTH,l}，通过跳时伪码序列映射，对应于每隔NTc时间，在第i个码片分组，输出一个属于{0,1,2,…,N-1}的数Li，控制码片选通脉冲发生器生成码片选通脉冲ppulse(t)；
(2.3)在时间t∈[i·N·Tc,(i+1)·N·Tc)，跳时伪码发生器生成的伪随机数为Li；其中i表示第i个分组，码片选通脉冲发生器生成的码片选通脉冲ppulse(t)为：



(2.4)将基带扩频信号sb(t)与码片选通脉冲ppulse(t)相乘，实现码片跳时调制，得到码片跳时信号sTH(t)：
sTH(t)＝sb(t)·ppulse(t)。


5.根据权利要求4所述的一种基于码片级脉冲跳时的卫星导航信号生成方法，其特征在于：步骤(2.2)中所述跳时伪码序列映射，通过以下方法实现：
(2.2.1)将跳时伪码序列{cTH,l}，cTH,l∈{1,0}，l＝0,1,2,…，进行串并转换为路，表示向上取整，即每M个码片映射出一个整数Li，第i个分组，对应的M路二进制码序列为{c1,i}、{c2,i}、…、{cM,i}。
(2.2.2)译码器将第i个分组对应的M个二进制码片值译为一个属于{0,1,2,…,2M-1}的十进制数，即



(2.2.3)将LM,i对N进行求模，得到属于{0,1,2,…,N-1}的数Li，即
Li＝LM,imodN。


6.根据权利要求4所述的一种基于码片级脉冲跳时的卫星导航信号生成方法，其特征在于：步骤(3)射频调制，通过以下方法实现：
(3.1)载波发生器生成射频载波cos(2πfRFt)；fRF是射频载波频率，t是时间变量；
(3.2)码片跳时信号sTH(t)与射频载波相乘，有sTH,RF(t)＝sTH...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒙艳松，严涛，王瑛，周昀，雷文英，王国永，边朗，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61