一种兼容B1C信号与B2a信号的捕获方法技术

本发明专利技术提供了一种兼容B1C信号与B2a信号的捕获方法，同时兼容各阶BOC调制信号与QPSK信号的捕获。可以在不增加资源消耗的前提下，实现BOC信号的双边带捕获。本发明专利技术捕获结构更改较小，结构简单，其中最复杂的PMF‑FFT模块部分可直接沿用传统的捕获模块，减小了基带开发及调试的任务量；降低BOC信号的捕获运算量，在资源及时间消耗不变的条件下实现了BOC信号的双边带捕获，可有效的提升BOC信号的捕获灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
一种兼容B1C信号与B2a信号的捕获方法
本专利技术涉及卫星导航领域，尤其是一种信号的捕获方法。
技术介绍
北斗三代新增了B1C信号，实现了与GPSL1C/GalileoE1信号的兼容与互操作，B1C信号采用了二进制偏移载波(BOC)调制技术。另外B1C信号分为数据信号部分，导频信号无数据比特跳变而带来的高灵敏度载波跟踪，以及使用分层码而带来的良好伪相关特性等等，它们都将对未来用户端定位性能和抗干扰性能的提升产生重大影响。但是BOC调制方式会带来的扩频码自相关函数的多峰特性，如果不能准确捕捉到自相关函数的主峰，那么就无法对信号进行稳定跟踪；北斗三代同时新增B2a信号将取代B2I信号，作为新的RNSS定位频点。B1C信号与B2a信号的调制方式如下：表1B1C与B2a的调制方式未来的北斗卫星导航接收机，尤其是高精度应用接收机必须考虑到多信号兼容的问题。
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兼容B1C信号与B2a信号的捕获方法，同时兼容各阶BOC调制信号与QPSK信号的捕获。可以在不增加资源消耗的前提下，实现BOC信号的双边带捕获。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案步骤如下：步骤一：对输入中频数据进行AD采样并下变频至零频；步骤二：对于BOC信号先分别进行上下边带滤波，然后分别进行2K倍减采样并存储2ms上下边带数据；对于QPSK(10)信号进行下变频后，进行K倍减采样后存储2ms数据；步骤三：存储2ms长度的本地码数据；步骤四：对于BOC信号，先选择2ms的上边带信号与2ms的本地码进入PMF-FFT模块进行PMF-FFT运算，存储上边带的PMF-FFT结果，然后选择2ms的下边带信号与2ms的本地码进入PMF-FFT模块，存储下边带的PMF-FFT结果；对于QPSK信号，选择2ms的采样数据与2ms的本地码进入PMF-FFT模块，进行PMF-FFT运算；步骤五：对于BOC信号将上下边带的PMF-FFT结果进行相干累加并进行检测判决，将BOC信号上下边带的结果进行相干累加送入检测判决模块；对于QPSK信号，直接进行检测判决；当接收的伪码与本地伪码对齐时，得RU(τ)＝1，RD(τ)＝1，对应的即为捕获到的码相位和多普勒频率偏移。本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术对传统QPSK信号的捕获结构更改较小，结构简单，其中最复杂的PMF-FFT模块部分可直接沿用传统的捕获模块，减小了基带开发及调试的任务量。2.相较于QPSK(10)信号K倍的采样速率，本专利技术步骤二利用B1C(BOC(1,1)调制)信号码速率较低的特点，采用了2K倍的减采样速率，这样可降低BOC信号的捕获运算量，在资源及时间消耗不变的条件下实现了BOC信号的双边带捕获。3.本专利技术的步骤五将BOC信号上下边带的捕获结果进行相干累加，可有效的提升BOC信号的捕获灵敏度。附图说明图1是传统QPSK捕获结构图2是本专利技术兼容B1C信号与B2a信号的捕获方法示意图。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。传统的QPSK信号的捕获流程如图1所示。本专利技术是一种B1C信号与B2a信号的捕获方法，结合图2说明本专利技术的具体实施方式。步骤一：对输入中频数据进行AD采样并下变频至零频。在不考虑多普勒对码速率的影响和数据位影响的情况下,接收机端单颗星的伪码信号模型为：r(t)＝UpDp(t)Cp(t+τ)cos(wt+φ)+n(t)式中：Up为信号幅度，Dp为调制的数据，Cp(t+τ)为一定延时的伪码；w＝2π(fi+fd)，fi为数字中频频率，fd为载波多普勒频移，n(t)是均值为0，方差为σ2的带限高斯白噪声。步骤二：对BOC信号进行上下边带滤波并进行2K倍减采样，对QPSK信号直接进行K倍减采样。BOC调制信号由于存在副载波调制，其自相关函数存在多峰特性，本算法使用双边带法去除自相关函数的多峰性。考虑到B2aQPSK(10)信号的码速率为10.23Mhz，BOC(1,1)信号的码速率为1.023MHz，因此选择对QPSK(10)信号进行K倍减采样，对BOC(1，1)信号进行2K倍减采样。对BOC(1，1)信号选择更高的减采样速率可以在不增加时间及资源消耗的情况下完成对BOC信号的无损无模糊捕获。输入信号同本地上边带载波和下边带载波混频后，进入匹配滤波器组的信号模型为：式中，SIU，SQU，SID，SQD分别为经过边带滤波及2k倍减采样后的上边带I路信号、上边带Q路信号、下边带I路信号、下边带Q路信号；nIU(t)、nQU(t)、nID(t)、nQD(t)为进入匹配滤波器组的噪声。步骤三：存储2ms长度的本地码数据。存储2ms长度的本地码数据用于和输入的信号进行相关操作。步骤四：对输入信号进行PMF-FFT操作。在接收机端，需要通过预检测积分时间提高信噪比，设整个系统的预检测积分时间为PIT，将它分为n段，每段的积分时间为T＝PIT/n。令采样频率为fs，对于BOC信号第m段的部分匹配滤波器的结果如下：式中，IU(m)、QU(m)、ID(m)、QD(m)分别是上下边带的I,Q路相关结果。Ts是采样间隔，RU(τ)是上边带信号在部分积分时间Tp内的码相关值，RD(τ)是下边带信号在部分积分时间Tp内的码相关值。令Z(m)＝I(m)+JQ(m)进行N(N≥n)点的FFT：式中，k＝0,……,N–1，则FFT的实部和虚部分别为：步骤五：对于BOC信号将上下边带的PMF-FFT结果进行相干累加并进行检测判决，将BOC信号上下边带的结果进行相干累加：I(k)＝IU(k)+ID(k)Q(k)＝QU(k)+QD(k)将I(k)2+Q(k)2送入检测判决模块；对于QPSK信号，直接进行检测判决；当接收的伪码与本地伪码对齐时,可得RU(τ)＝1，RD(τ)＝1，对应的即为捕获到的码相位和多普勒频率偏移。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种兼容B1C信号与B2a信号的捕获方法，其特征在于包括下述步骤：/n步骤一：对输入中频数据进行AD采样并下变频至零频；/n步骤二：对于BOC信号先分别进行上下边带滤波，然后分别进行2K倍减采样并存储2ms上下边带数据；对于QPSK信号进行下变频后，进行K倍减采样后存储2ms数据；/n步骤三：存储2ms长度的本地码数据；/n步骤四：对于BOC信号，先选择2ms的上边带信号与2ms的本地码进入PMF-FFT模块进行PMF-FFT运算，存储上边带的PMF-FFT结果，然后选择2ms的下边带信号与2ms的本地码进入PMF-FFT模块，存储下边带的PMF-FFT结果；对于QPSK信号，选择2ms的采样数据与2ms的本地码进入PMF-FFT模块，进行PMF-FFT运算；/n步骤五：对于BOC信号将上下边带的PMF-FFT结果进行相干累加并进行检测判决，将BOC信号上下边带的结果进行相干累加送入检测判决模块；对于QPSK信号，直接进行检测判决；/n当接收的伪码与本地伪码对齐时，得R

【技术特征摘要】
1.一种兼容B1C信号与B2a信号的捕获方法，其特征在于包括下述步骤：
步骤一：对输入中频数据进行AD采样并下变频至零频；
步骤二：对于BOC信号先分别进行上下边带滤波，然后分别进行2K倍减采样并存储2ms上下边带数据；对于QPSK信号进行下变频后，进行K倍减采样后存储2ms数据；
步骤三：存储2ms长度的本地码数据；
步骤四：对于BOC信号，先选择2ms的上边带信号与2ms的本地码进入PMF-FFT模块进行PMF-FFT运算，存储上边带的PMF-FFT结果，然...

【专利技术属性】
技术研发人员：王哲，钟小敏，韦建成，
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