一种高阶BOC信号捕获方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高阶BOC信号捕获方法及系统。方法包括：S1、对基带数据作点快速傅立叶变换，得到点频域变换结果；S2、将满足预设条件的序号所对应的变换结果置零：S3、对频域处理后的作点快速傅里叶逆变换，得到点频域滤波后的基带数据；S4、对频域滤波后的基带数据进行倍抽取，得到抽取后的基带数据，对应的采样率为，其中，，为满足的最大整数；S5、对抽取后采样率为的基带数据按照预设公式计算检测量：S6、根据所述检测量进行捕获判决。本发明专利技术使得抽取后的信号保留了原始信号的绝大部分能量，同时没有引起频谱混叠，可以保证其检测性能与抽取前的信号相当。证其检测性能与抽取前的信号相当。证其检测性能与抽取前的信号相当。

【技术实现步骤摘要】
一种高阶BOC信号捕获方法及系统


[0001]本专利技术涉及卫星导航
，更具体地说，特别涉及一种高阶BOC信号捕获方法及系统。

技术介绍

[0002]为了能够更好地利用宝贵的频率资源，全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)采用了多种参数的二进制偏移载波（Binary Offset Carrier, BOC）调制技术。相比传统导航信号所采用的二进制相移键控（Binary Phase Shift Keying, BPSK）调制技术，BOC调制技术在扩频码上增加了方波副载波调制，将信号频谱搬移至中心频点的两侧，实现了不同信号间的频谱分离。
[0003]BOC调制的测距码是在扩频码的基础上增加副载波调制，其表达式为：=其中，和的取值均为，表示取符号函数，表示副载波速率。BOC调制副载波速率通常为扩频码速率的整数倍，并将副载波速率为，扩频码率为的BOC调制简记为BOC(m,n)，并将的BOC调制称为高阶BOC信号。
[0004]受成本限制，民用导航接收机通常采用较低的采样率，因此为了实现军民用信号的频谱分离，各卫星系统的民用信号通常采用低速率的BPSK调制，而授权信号均采用高阶BOC调制。
[0005]假设接收到的高阶BOC信号经过数字采样和正交下变频后得到的基带复信号为，其表达式为：其中，表示信号功率，表示电文符号，表示测距码，表示传输延迟，表示标称的射频频率，表示多普勒频率，表示载波初相，表示基带数据的采样周期，表示基带复信号中的噪声分量。
[0006]由于最优检测量需要遍历所有可能的码相位延迟、多普勒频率和电文符号，实际接收机通常是将整个时频不确定范围按一定的间隔分为若干搜索方格，并采用分段相干和包络累加的来代替长时间的相干积累，检测量具体的表达式为：其中，表示相干积分时间，表示后积累次数，是以采样周期为单位的码相位
搜素间隔，为多普勒频率搜索间隔，和分别对应码相位和多普勒搜索方格的序号，表示后积累次数的序号。
[0007]信号捕获的过程就是计算上述检测量，并将其与预设的门限比较，当检测量超过门限时，即判定信号存在，反之则判定信号不存在。因此信号捕获的计算复杂度主要就取决于上述检测量的计算。
[0008]信号捕获的计算复杂度与基带数据速率成正比，由于高阶BOC信号具有较宽的频谱，其基带数据速率至少为，而相同码率的BPSK信号的最低基带数据速率为，因此高阶BOC信号捕获的计算复杂度远高于相同码率的BPSK信号。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种高阶BOC信号捕获方法及系统，以克服现有技术所存在的缺陷。
[0010]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种高阶BOC信号捕获方法，包括：S1、对基带数据作点快速傅立叶变换，得到点频域变换结果；S2、将满足预设条件的序号所对应的变s换结果置零：S3、对频域处理后的作点快速傅里叶逆变换，得到点频域滤波后的基带数据；S4、对频域滤波后的基带数据进行倍抽取，得到抽取后的基带数据，对应的采样率为，其中，，为满足的最大整数；S5、对抽取后采样率为的基带数据按照预设公式计算检测量；S6、根据所述检测量进行捕获判决。
[0011]进一步地，所述步骤S2中的预设条件计算公式为： ；其中，表示基带数据的采样率，，表示BOC调制的副载波速率，为，表示BOC调制的扩频码率，为。
[0012]进一步地，所述步骤S5中的计算公式为：；其中，和分别对应码相位和多普勒搜索方格的序号，表示后积累次数的序号，L表示后积累次数，表示抽取后的采样周期，是以采样周期为单位的码相位搜索间隔，c表示功率信号，为多普勒频率搜索间隔，T
i
为相干积分时间。
[0013]本专利技术还提供一种根据上述的高阶BOC信号捕获方法的系统，包括：快速傅立叶变换模块，用于对基带数据作点快速傅立叶变换，得到点频域
变换结果；判断模块，用于将满足预设条件的序号所对应的变换结果置零：快速傅里叶逆变换模块，用于对频域处理后的作点快速傅里叶逆变换，得到点频域滤波后的基带数据；抽取模块，用于对频域滤波后的基带数据进行倍抽取，得到抽取后的基带数据，对应的采样率为，其中，，为满足的最大整数；计算模块，用于对抽取后采样率为的基带数据按照预设公式计算检测量；捕获判决模块，用于根据所述检测量进行捕获判决。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术采用了高阶BOC信号频谱的特点，对两个边带间的频谱进行了频域滤波，使得抽取后的信号保留了原始信号的绝大部分能量，同时没有引起频谱混叠，可以保证其检测性能与抽取前的信号相当，对于BOC(m,n)信号，在实现相当检测性能的情况下，计算复杂度仅为传统捕获方法的n/(m+n)倍。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1是本专利技术高阶BOC信号捕获方法的流程图。
[0017]图2是本专利技术高阶BOC信号捕获系统的原理图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0019]实施例一参阅图1所示，本实施例以BOC(14,2)信号为例，假设BOC(14,2)基带复信号的原始采样率，本实施例的具体步骤如下：步骤S1、对基带数据作点快速傅立叶变换（FFT），得到点频域变换结果；步骤S2、将满足如下条件的序号所对应的变换结果置0： ；其中，表示基带数据的采样率，，表示BOC调制的副载波速率，为，表示BOC调制的扩频码率，为。
[0020]步骤S3、对频域处理后的作点快速傅里叶逆变换（IFFT），得到点频域滤波后的基带数据。
[0021]步骤S4、对频域滤波后的基带数据进行倍抽取，得到抽取后的基
带数据，对应的采样率为。
[0022]步骤S5、对抽取后采样率为的基带数据按照下式计算检测量： ；其中，和分别对应码相位和多普勒搜索方格的序号，表示后积累次数的序号，L表示后积累次数，表示抽取后的采样周期，是以采样周期为单位的码相位搜索间隔，c表示功率信号，为多普勒频率搜索间隔，T
i
为相干积分时间。
[0023]步骤S6、使用计算得到的检测量进行捕获判决。
[0024]本实施例采用了高阶BOC信号频谱的特点，对两个边带间的频谱进行了频域滤波，使得抽取后的信号保留了原始信号的绝大部分能量，同时没有引起频谱混叠，可以保证其检测性能与抽取前的信号相当，对于BOC(m,n)信号，在实现相当检测性能的情况下，计算复杂度仅为传统捕获方法的n/(m+n)倍。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高阶BOC信号捕获方法，其特征在于，包括：S1、对基带数据作点快速傅立叶变换，得到点频域变换结果；S2、将满足预设条件的序号所对应的变换结果置零；S3、对频域处理后的作点快速傅里叶逆变换，得到点频域滤波后的基带数据；S4、对频域滤波后的基带数据进行倍抽取，得到抽取后的基带数据，对应的采样率为，其中，，为满足的最大整数；S5、对抽取后采样率为的基带数据按照预设公式计算检测量；S6、根据所述检测量进行捕获判决。2.根据权利要求1所述的高阶BOC信号捕获方法，其特征在于，所述步骤S2中的预设条件计算公式为：；其中，表示基带数据的采样率，，表示BOC调制的副载波速率，为，表示BOC调制的扩频码率，为。3.根据权利要求1所述的高阶BOC信号捕获方法，其特征在于，所述步骤S5中的计算公式为：；其中，和分别对应码相位和多普勒搜索方格的序号，表示后...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴礼杰，胡浩，成葵交，鲁志勇，
申请(专利权)人：湖南跨线桥航天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：