一种高阶BOC调制信号的无模糊跟踪单元制造技术

本发明专利技术公开了一种高阶BOC调制信号的无模糊跟踪单元，包括载波数控振荡器、码数控振荡器、参考波形发生器、第一移位寄存器、第二移位寄存器、10个乘法器、积分清零器、码鉴别器、环路滤波器和第一加法器。本发明专利技术提供了一种有效的适用于各类高阶BOC信号的无模糊跟踪单元，针对四类不同的BOC信号类型，设计了独特的本地参考波形，与接收到的BOC信号进行相关，通过两个互相关函数的相乘，得到一个类三角形的组合相关函数，实现BOC信号的无模糊跟踪，并设计了相应的鉴别器处理方法。对于两类正弦BOC信号，还设计了另一组本地参考波形，与接收到的BOC信号进行相关，通过两个互相关函数相减，也能得到一个类三角形的组合相关函数，实现正弦BOC信号的无模糊跟踪。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种高阶BOC调制信号的无模糊跟踪单元，包括载波数控振荡器、码数控振荡器、参考波形发生器、第一移位寄存器、第二移位寄存器、10个乘法器、积分清零器、码鉴别器、环路滤波器和第一加法器。本专利技术提供了一种有效的适用于各类高阶BOC信号的无模糊跟踪单元，针对四类不同的BOC信号类型，设计了独特的本地参考波形，与接收到的BOC信号进行相关，通过两个互相关函数的相乘，得到一个类三角形的组合相关函数，实现BOC信号的无模糊跟踪，并设计了相应的鉴别器处理方法。对于两类正弦BOC信号，还设计了另一组本地参考波形，与接收到的BOC信号进行相关，通过两个互相关函数相减，也能得到一个类三角形的组合相关函数，实现正弦BOC信号的无模糊跟踪。【专利说明】—种高阶BOC调制信号的无模糊跟踪单元
本专利技术属于卫星导航领域，更具体地，涉及一种高阶BOC调制信号的无模糊跟踪单元。
技术介绍
二进制偏移载波调制(Binary Offset Carrier，B0C)调制信号具有独特的分裂谱性质，能与二进制相移键控(Binary Phase Shift Key，BPSK)信号共用频谱资源，在全球导航卫星系统中得到广泛应用。BOC信号可看作是一个BPSK信号与一个方波子载波相乘得到的，因此BOC信号由BPSK信号的码速率与方波子载波的频率决定，在全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)中，码速率一般为 1.023Mcps (每秒钟发1.023兆个码片)的整数倍。对于码速率为n*l.023Mcps，方波子载波频率为m*l.023MHz的BOC信号，记为BOC (m,n),m 一般是一个正整数，k=2m/n称为调制指数，表示每个码片中方波子载波半周期的个数，也称为BOC信号的阶数。根据方波子载波的相位不同，BOC信号分为正弦相位BOC信号和余弦相位BOC信号，每种BOC信号根据k为偶数还是奇数又分为两类，因此一共有四类BOC信号。对于正弦BOC (m，n)，k=2m/n为偶数时的情况，称为第一类BOC信号；对于正弦BOC (m, n), k=2m/n为奇数时的情况，称为第二类BOC信号；对于余弦BOC (m，n)，k=2m/n为偶数时的情况，称为第三类BOC信号；对于余弦BOC (m，n)，k=2m/n为奇数时的情况，称为第四类BOC信号。接收机在跟踪BPSK信号时，一般采用延时锁定环(Delay Lock Loop，DLL)，其跟踪的原理是:接收机生成三个具有不同延迟的BPSK信号，称为本地复现波形，该BPSK信号采用与跟踪的信号相同的伪随机码(Pseudo Random Code, PRN),三个本地复现信号分别称为超前(Early)、即时(Prompt)与滞后(Late)信号，接收到的信号与本地复现信号进行相关操作(即经乘法器后，进行积分清零，乘法器和积分清零器合称为相关器)，相关器的输出经鉴别器，再经环路滤波器后，控制码数控振荡器(Numerically Controlled Oscillator,NC0)调整产生的本地复现信号的延时，直到跟踪上信号。BOC信号的自相关函数具有多个峰(如图1 (a)所示)，图1 (a)中横坐标是相关的信号间的相对延迟，单位是码片，纵坐标是归一化自相关函数值，可以看到，正弦BOC (14，2)信号的自相关函数存在多个副峰，如果采用传统的DLL进行跟踪，鉴别曲线存在多个过零点(如图1 (b)所示)，图1 (b)中横坐标是本地复现信号与接收的信号间的真实误差，单位是码片，纵坐标是鉴别器的输出，从图中可知，该鉴别曲线除原点处，还存在多个过零点，称为误锁点，跟踪环路可能锁定这些误锁点，从而引入大的跟踪偏差，这就是BOC信号存在跟踪模糊问题的原因。对于高阶BOC信号这一问题尤为严重，因为高阶BOC信号潜在的误锁点更多，相关峰之间的差异较小，跟踪到副峰的可能性更大。为了说明方便，定义两个术语。本地复现波形:指的是在接收机端产生的，与卫星发射的信号相同的信号波形，其中“本地”指的是接收机端，“复现”指的是该波形与卫星发射的波形相同。本地参考波形:指的是在接收机端产生的，与卫星发射的信号不同的信号波形，其中“本地”也指的是接收机端，“参考波形”指的是该波形作为一个参考信号，与接收到的信号进行相关。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种高阶BOC调制信号的无模糊跟踪单元，其目的在于实现高阶BOC调制信号的无模糊跟踪，由此解决现有技术中误锁点多，容易引入大跟踪偏差的技术问题。本专利技术提供了高阶BOC调制信号的无模糊跟踪单元，包括载波数控振荡器、码数控振荡器、参考波形发生器、第一移位寄存器、第二移位寄存器、10个乘法器、积分清零器、码鉴别器、环路滤波器和第一加法器；第一乘法器的第一输入端用于接收BOC信号，第一乘法器的第二输入端与相移器的输出端连接；相移器的输入端连接至载波数控振荡器的第一输出端；第二乘法器的第一输入端用于接收BOC信号，第二乘法器的第二输入端连接至所述载波数控振荡器的所述第一输出端；码数控振荡器的第一输入端用于接收时钟控制信号CLKl ;参考波形发生器的输入端连接至所述码数控振荡器的第二输出端CLK3 ;第一移位寄存器的第一输入端连接至参考波形发生器的第一输出端，第一移位寄存器的第二输入端连接至码数控振荡器的第一输出端CLK2 ;第二移位寄存器的第一输入端连接至参考波形发生器的第二输出端，第二移位寄存器的第二输入端连接至码数控振荡器的第一输出端CLK2 ;第三乘法器的第一输入端连接至第二乘法器的输出端，第三乘法器的第二输入端连接至所述第二移位寄存器的第一输出端P2 ;第四乘法器的第一输入端连接至第一乘法器的输出端，第四乘法器的第二输入端连接至所述第二移位寄存器的第一输出端P2;第五乘法器的第一输入端连接至第二乘法器的输出端，第五乘法器的第二输入端连接至参考波形发生器的第一输出端；第六乘法器的第一输入端连接至所述第二乘法器的输出端，第六乘法器的第二输入端连接至所述第一移位寄存器的第一输出端Pl ;第七乘法器的第一输入端连接至所述第二乘法器的输出端，第七乘法器的第二输入端连接至所述第一移位寄存器的第二输出端LI ;第八乘法器的第一输入端连接至所述第一乘法器的输出端，第八乘法器的第二输入端连接至所述参考波形发生器的第一输出端；第九乘法器的第一输入端连接至所述第一乘法器的输出端，第九乘法器的第二输入端连接至所述第一移位寄存器的第一输出端Pl ;第十乘法器的第一输入端连接至所述第一乘法器的输出端，第十乘法器的第二输入端连接至所述第一移位寄存器的第二输出端LI ;积分清零器的输入端分别连接所述第三乘法器的输出端、第四乘法器的输出端、第五乘法器的输出端、第六乘法器的输出端、第七乘法器的输出端、第八乘法器的输出端、第九乘法器的输出端、第十乘法器的输出端；码鉴别器的输入端连接至所述积分清零器的输出端；环路滤波器的输入端连接至所述码鉴别器的输出端，第一加法器的第一输入端连接至载波数控振荡器的第二输出端，第一加法器的第二输入端连接至所述环路滤波器的输出端，第一加法器的输出端连接至所述码数控振荡器的第二输入端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高阶BOC调制信号的无模糊跟踪单元，其特征在于，包括：载波数控振荡器（101）、码数控振荡器（102）、参考波形发生器（2）、第一移位寄存器（301）、第二移位寄存器（302）、10个乘法器、积分清零器（5）、码鉴别器（6）、环路滤波器（7）和第一加法器（8）；第一乘法器（401）的第一输入端用于接收BOC信号，第一乘法器（401）的第二输入端与相移器的输出端连接；相移器的输入端连接至载波数控振荡器（101）的第一输出端；第二乘法器（402）的第一输入端用于接收BOC信号，第二乘法器（402）的第二输入端连接至所述载波数控振荡器（101）的所述第一输出端；码数控振荡器（102）的第一输入端用于接收时钟控制信号CLK1；参考波形发生器（2）的输入端连接至所述码数控振荡器（102）的第二输出端CLK3；第一移位寄存器（301）的第一输入端连接至参考波形发生器（2）的第一输出端，第一移位寄存器（301）的第二输入端连接至码数控振荡器（102）的第一输出端CLK2；第二移位寄存器（302）的第一输入端连接至参考波形发生器（2）的第二输出端，第二移位寄存器（302）的第二输入端连接至码数控振荡器（102）的第一输出端CLK2；第三乘法器（404）的第一输入端连接至第二乘法器（402）的输出端，第三乘法器（404）的第二输入端连接至所述第二移位寄存器（302）的第一输出端P2；第四乘法器（407）的第一输入端连接至第一乘法器（401）的输出端，第四乘法器（407）的第二输入端连接至所述第二移位寄存器（302）的第一输出端P2；第五乘法器（409）的第一输入端连接至第二乘法器（402）的输出端，第五乘法器（409）的第二输入端连接至参考波形发生器（2）的第一输出端；第六乘法器（410）的第一输入端连接至所述第二乘法器（402）的输出端，第六乘法器（410）的第二输入端连接至所述第一移位寄存器（301）的第一输出端P1；第七乘法器（411）的第一输入端连接至所述第二乘法器（402）的输出端，第七乘法器（411）的第二输入端连接至所述第一移位寄存器（301）的第二输出端L1；第八乘法器（412）的第一输入端连接至所述第一乘法器（401）的输出端，第八乘法器（412）的第二输入端连接至所述参考波形发生器（2）的第一输出端；第九乘法器（413）的第一输入端连接至所述第一乘法器（401）的输出端，第九乘法器（413）的第二输入端连接至所述第一移位寄存器（301）的第一输出端P1；第十乘法器（414）的第一输入端连接至所述第一乘法器（401）的输出端，第十乘法器（414）的第二输入端连接至所述第一移位寄存器（301）的第二输出端L1；积分清零器（5）的输入端分别连接所述第三乘法器（404）的输出端、第四乘法器（407）的输出端、第五乘法器（409）的输出端、第六乘法器（410）的输出端、第七乘法器（411）的输出端、第八乘法器（412）的输出端、第九乘法器（413）的输出端、第十乘法器（414）的输出端；码鉴别器（6）的输入端连接至所述积分清零器（5）的输出端；环路滤波器（7）的输入端连接至所述码鉴别器（6）的输出端，第一加法器（8）的第一输入端连接至载波数控振荡器（101）的第二输出端，第一加法器（8）的第二输入端连接至所述环路滤波器（7）的输 出端，第一加法器（8）的输出端连接至所述码数控振荡器（102）的第二输入端。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏蛟龙，严涛，唐祖平，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：