本发明专利技术公开了一种基于MSK或者GMSK调制方式产生卫星导航信号的系统和方法，所述系统包括：第一伪随机序列导航数据相加单元，第二伪随机序列导航数据相加单元，第一副载波输入单元，第二副载波输入单元，多个模二加单元，MSK或GMSK调制器。所述方法包括：将伪随机序列I和导航数据I通过模二加组成一个序列后与副载波I模二加得到信号CI；将伪随机序列Q和导航数据Q通过模二加组成一个序列后与副载波Q模二加得到信号CQ；对信号CI和CQ模二加后得到的信号CIQ进行MSK或者GMSK调制。本发明专利技术保留了MSK或GMSK功率衰减较快和恒包络的特点，同时可使用普通BPSK方式接收机接收，特别适合于带宽受限的导航频段，并且便于卫星使用高功率放大器，且不会大幅增加接收机复杂度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及卫星导航
，是一种使用MSK或者GMSK调制方式产生卫星导航信号的方法，是MSK或者GMSK技术在卫星导航信号产生上的应用。
技术介绍
目前卫星导航领域普遍采用BPSK (Binary Phase Shift Keying, 二相相移键控)、QPSK (Quadrature Phase Shift Keying,正交相移键控)和 BOC (Binary Offset Carrier,二进制偏移载波)技术实现数据调制和接收，这几种技术都使用方波信号作为基带信号波形，在实际传输中，陡峭的上升沿使得频谱较宽，功率较为分散。在电磁频谱充裕的情况下，这些技术完全满足要求，但随着卫星导航等空间微波系统的增多，频率资源日益紧张，这就需要未来的卫星导航系统减少频谱资源占用，从而不致影响频率相邻的其他微波系统的工作。MSK(Minimum Shift Keying,最小频移键控)和 GMSK(Gaussian FilteredMinimum Shift Keying，高斯最小频移键控，一种特殊的MSK)具有同时承载两路信号的功能，同时具有恒包络属性，可以充分利用卫星功率放大器。但是其直接应用于卫星导航的缺陷是在最后一级，由于基带数字信号携带的信息不具有伪随机序列的自相关特性，因此在卫星导航信号到达地面时极其微弱的情况下，无法利用伪随机序列的相关性检测和跟踪信号，这使得MSK和GMSK无法直接应用于这种系统。本专利技术所提供的卫星导航信号产生方法增加了一个比较简单的预处理单元，然后直接使用普通的MSK或者GMSK调制器获得基带1、Q支路(I支路为复信号的实部，Q支路为复信号的虚部)信号，再调制到射频进行发射，这样接收基带处理单元就可以充分利用其信号的相关性进行检测和跟踪。
技术实现思路
为了解决上述现有技术所存在的问题，本专利技术的目的是使MSK或者GMSK调制器应用于卫星导航信号的产生，以便所产生的卫星导航信号获得较好的幅频衰减特性和恒包络特性。根据本专利技术的一方面，提出一种基于MSK或者GMSK调制方式的卫星导航信号产生系统，该系统包括:第一伪随机序列导航数据相加单元，第二伪随机序列导航数据相加单元，第一副载波输入单元，第二副载波输入单元，多个模二加单元，MSK或GMSK调制器，其中:所述第一伪随机序列导航数据相加单元，用于将需要调制到同相部分的伪随机序列I和导航数据I通过模二加组成一个序列；所述第二伪随机序列导航数据相加单元，用于将需要调制到正交部分的伪随机序列Q和导航数据Q通过模二加组成一个序列；所述第一副载波输入单元，用于输入副载波的同相部分I ;所述第二副载波输入单元，用于输入副载波的正交部分Q ;所述多个模二加单元分别用于将所述副载波的同相部分I与所述第一伪随机序列导航数据相加单元的输出进行模二相加得到信号Cl、将所述副载波的正交部分Q与所述第二伪随机序列导航数据相加单元的输出进行模二相加得到信号CQ、以及将信号Cl和CQ进行模二相加得到信号CIQ ；所述MSK或者GMSK调制器，用于对所述信号CIQ进行MSK或者GMSK调制，从而得到基带同相支路信号和基带正交支路信号。根据本专利技术的另一方面，还提出一种基于MSK或者GMSK调制方式的卫星导航信号产生方法，该方法包括以下步骤:步骤1，将需要调制到同相部分的伪随机序列I和导航数据I通过模二加组成一个序列，并与副载波的同相部分进行模二相加得到信号Cl ；步骤2，将需要调制到正交部分的伪随机序列Q和导航数据Q通过模二加组成一个序列，并与副载波的正交部分进行模二相加得到信号CQ ；步骤3，将信号Cl和CQ进行模二相加得到信号CIQ ；步骤4，对所述信号CIQ进行MSK或者GMSK调制，从而得到基带同相支路信号和基带正交支路信号。本专利技术保留了 MSK或者GMSK功率衰减较快和恒包络的特点，同时可以使用普通BPSK方式接收机接收，因此特别适合于带宽受限的导航频段，例如C波段的5010 5030MHz，并且便于卫星使用高功率放大器，而且不会大幅增加接收机复杂度。附图说明图1是本专利技术基于MSK或者GMSK调制方式的卫星导航信号产生系统结构图。图2是本专利技术中各信号的信息相位对应关系示意图。图3是本专利技术基于MSK或者GMSK调制方式的卫星导航信号产生方法流程图。图4是根据本专利技术一实施例所产生的卫星导航信号的功率谱密度对比示意图。图5是根据本专利技术一实施例所产生的卫星导航信号的恒包络属性示意图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。图1是本专利技术基于MSK或者GMSK调制方式的卫星导航信号产生系统结构图，如图1所示，所述卫星导航信号产生系统包括:第一伪随机序列导航数据相加单元，第二伪随机序列导航数据相加单元，第一副载波输入单元，第二副载波输入单元，多个模二加单元，MSK或GMSK调制器，信号沿着图1中所示的箭头方向流动，其中:所述第一伪随机序列导航数据相加单元，用于将需要调制到同相部分的伪随机序列(记为伪随机序列I)和导航数据(记为导航数据I)通过模二加组成一个序列，所述需要调制到同相部分的伪随机序列和导航数据为由两个数值组成的序列:由O和I组成，或者由I和-1组成，该序列的速率记为fcode(单位为bps),初相位记为zeta (单位为度)；所述第二伪随机序列导航数据相加单元，用于将需要调制到正交部分的伪随机序列(记为伪随机序列Q)和导航数据(记为导航数据Q)通过模二加组成一个序列，所述需要调制到正交部分的伪随机序列和导航数据为由O或者I组成的序列，该序列的速率等于fcode (单位为bps),相位为zeta+90度；所述第一副载波输入单元，用于输入副载波的同相部分(记为副载波I)，该部分为方波，频率等于fcode/2 (单位为Hz),初相位为zeta度；所述第二副载波输入单元，用于输入副载波的正交部分(记为副载波Q)，该部分为方波，频率等于fcode/2 (单位为Hz)，初相为zeta+180度；所述多个模二加单元分别用于将所述副载波的同相部分与所述第一伪随机序列导航数据相加单元的输出进行模二相加得到信号Cl、将所述副载波的正交部分与所述第二伪随机序列导航数据相加单元的输出进行模二相加得到信号CQ、将信号Cl和CQ进行模二相加得到信号CIQ ；所述MSK或者GMSK调制器，用于对所述信号CIQ进行MSK或者GMSK调制，从而得到基带同相支路信号(I支路信号)和基带正交支路信号(Q支路信号)。其中，模二加单元的工作原理为:0模二加O等于0，I模二加I等于0，I模二加O等于1，0模二加I等于1，这在电路上等同于异或；如果将O变换为1，将I变换为-1，则等同于相乘。整个系统在工作前，需要保证伪随机序列I与导航数据I的和序列、伪随机序列Q与导航数据Q的和序列的产生时钟满足相差90度的相位关系，比如如图2(a)和(b)所示的90度相位关系，而副载波I和副载波Q也需满足相差180度的相位关系，比如如图2 (c)和(d)所示的180度相位关系，这样所产生的信号Cl、信号CQ、信号CIQ、基带同相支路信号和基带正交支路信号的相位示意图如图2(e)、(f)、(g)、(h)、⑴所示。另外，如图2所示，本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于MSK或者GMSK调制方式的卫星导航信号产生系统，其特征在于，该系统包括：第一伪随机序列导航数据相加单元，第二伪随机序列导航数据相加单元，第一副载波输入单元，第二副载波输入单元，多个模二加单元，MSK或GMSK调制器，其中：所述第一伪随机序列导航数据相加单元，用于将需要调制到同相部分的伪随机序列I和导航数据I通过模二加组成一个序列；所述第二伪随机序列导航数据相加单元，用于将需要调制到正交部分的伪随机序列Q和导航数据Q通过模二加组成一个序列；所述第一副载波输入单元，用于输入副载波的同相部分I；所述第二副载波输入单元，用于输入副载波的正交部分Q；所述多个模二加单元分别用于将所述副载波的同相部分I与所述第一伪随机序列导航数据相加单元的输出进行模二相加得到信号CI、将所述副载波的正交部分Q与所述第二伪随机序列导航数据相加单元的输出进行模二相加得到信号CQ、以及将信号CI和CQ进行模二相加得到信号CIQ；所述MSK或者GMSK调制器，用于对所述信号CIQ进行MSK或者GMSK调制，从而得到基带同相支路信号和基带正交支路信号。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王瑛，葛建，高腾，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：
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