專(zhuān)利名稱(chēng)：一種新的多徑抑制boc碼跟蹤方法以及碼跟蹤環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)，特別涉及副載波BOC(二進(jìn)制偏置載波，Binary Offset Carrier)調(diào)制技術(shù)。
背景技術(shù)：
一、BOC副載波調(diào)制國(guó)際電聯(lián)(ITU)分配給衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)使用的頻段是有限的，越來(lái)越多的導(dǎo)航信號(hào)占用這本來(lái)就擁擠的衛(wèi)星導(dǎo)航頻帶資源，同時(shí)信號(hào)功率的增加，使得系統(tǒng)間和系統(tǒng)內(nèi)的干擾越來(lái)越嚴(yán)重。這些干擾將導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降或者不可用，因此GNSS的系統(tǒng)兼容性日益成為困擾導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展的重要問(wèn)題。為了提高各導(dǎo)航系統(tǒng)的兼容性，需要在信號(hào)結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)，這就引領(lǐng)了 GNSS信號(hào)的現(xiàn)代化進(jìn)程。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究認(rèn)為對(duì)導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行二進(jìn)制偏置載波(Binary Offset Carrier)調(diào)制，即副載波BOC調(diào)制是解決各導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)頻譜分離有效措施。BOC副載波調(diào)制是在BPSK調(diào)制基礎(chǔ)上，增加一個(gè)以二進(jìn)制副載波作為被調(diào)制信號(hào)的調(diào)制過(guò)程。即，BOC副載波調(diào)制以一個(gè)高于或等于一個(gè)偽隨機(jī)碼片頻率的方波作為副載波，以導(dǎo)航衛(wèi)星產(chǎn)生的已經(jīng)過(guò)偽隨機(jī)碼調(diào)制的擴(kuò)頻信號(hào)對(duì)副載波進(jìn)行調(diào)制，得到基帶BOC副載波已調(diào)信號(hào)；之后，利用基帶BOC副載波已調(diào)信號(hào)來(lái)調(diào)制到主載波，形成最終發(fā)送的中頻信號(hào)。在偽隨機(jī)碼片和副載波相乘之后，信號(hào)的頻譜分為兩部分，因此BOC調(diào)制又叫分離頻譜調(diào)制。BOC調(diào)制的主要思想是減少BPSK(二進(jìn)制相移鍵控)調(diào)制信號(hào)之間的干擾。由于BPSK調(diào)制信號(hào)有一個(gè)sine (辛格)函數(shù)形狀的頻譜。因此BPSK調(diào)制信號(hào)的主要頻譜能量集中在載波頻率附近。而B(niǎo)OC調(diào)制的信號(hào)在載波頻率附近能量低，兩個(gè)主要的頻譜主瓣遠(yuǎn)離載波。一般地，接收機(jī)收到的基帶BOC副載波已調(diào)信號(hào)S(t)的表示為
權(quán)利要求
1.一種新的多徑抑制BOC碼跟蹤方法，其特征在于，包括以下步驟 偽隨機(jī)碼生成步驟碼跟蹤環(huán)根據(jù)鑒相結(jié)果，在本地生成偽隨機(jī)碼； BOC碼生成步驟根據(jù)本地產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼生成BOC碼；參考波形生成步驟碼跟蹤環(huán)根據(jù)本地生成偽隨機(jī)碼與BOC碼，生成前向參考波形、后向參考波形、即時(shí)參考波形；所述前向參考波形為，寬度為L(zhǎng)的雙極性波形碼F(t)，產(chǎn)生在實(shí)際作用的本地產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼片之前，前向參考波形的結(jié)束點(diǎn)與本地產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼片的開(kāi)始點(diǎn)對(duì)齊；當(dāng)實(shí)際作用的偽隨機(jī)碼片為+1，則前向參考波形先為-1，后為+1，當(dāng)實(shí)際作用的偽隨機(jī)碼片為-1， 則前向參考波形先為+1，后為-ι ；所述后向參考波形為，寬度為L(zhǎng)的雙極性波形碼B (t)，產(chǎn)生在實(shí)際作用的本地產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼片之后，本地產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼片的結(jié)束點(diǎn)與后向參考波形的開(kāi)始點(diǎn)對(duì)齊；當(dāng)實(shí)際作用的偽隨機(jī)碼片為+1，則前向參考波形先為+1，后為-1 ；當(dāng)實(shí)際作用的偽隨機(jī)碼片為-1， 則前向參考波形先為-1，后為+1 ；所述即時(shí)參考波形為，寬度為T(mén)p的矩形方波，即時(shí)參考波形的中心與實(shí)際作用的本地產(chǎn)生的BOC碼片的中心對(duì)齊；當(dāng)實(shí)際作用的BOC碼片為-1時(shí)，即時(shí)參考波形的幅值為-1 ； 當(dāng)實(shí)際作用的BOC碼片為+1時(shí)，則P(t)的幅值為+1。相關(guān)波形構(gòu)造步驟利用前向參考波形來(lái)構(gòu)造前向相關(guān)波形F。(t)；利用后向參考波形 Bc (t)來(lái)構(gòu)造后向相關(guān)波形；互相關(guān)步驟碼跟蹤環(huán)接收輸入的基帶BOC副載波已調(diào)信號(hào)，將基帶BOC副載波已調(diào)信號(hào)分別與前向相關(guān)波形、后向相關(guān)波形、即時(shí)參考波形進(jìn)行互相關(guān)得到前向相關(guān)函數(shù)、后向相關(guān)函數(shù)、即時(shí)相關(guān)函數(shù)；鑒相函數(shù)生成步驟將前向相關(guān)函數(shù)與即時(shí)相關(guān)函數(shù)相乘，得到前向鑒相函數(shù)；將后向相關(guān)函數(shù)與即時(shí)相關(guān)函數(shù)相乘，得到后向鑒相函數(shù)；鑒相步驟前向鑒相函數(shù)值大于0且后向鑒相函數(shù)值等于0時(shí)，則鑒相結(jié)果為延遲本地偽隨機(jī)碼的相位；前向鑒相函數(shù)值大于0且后向鑒相函數(shù)值等于0時(shí)，則鑒相結(jié)果為提前本地偽隨機(jī)碼的相位。
2.如權(quán)利要求1所述多徑抑制BOC碼跟蹤方法，其特征在于，所述鑒相步驟中，將前向鑒相函數(shù)值除以鑒相器的增益得到的延遲量來(lái)延遲本地參考波形的相位；將后向鑒相函數(shù)值除以鑒相器的增益得到的提前量來(lái)提前本地參考波形的相位。
3.如權(quán)利要求1或2所述多徑抑制BOC碼跟蹤方法，其特征在于，所述相關(guān)波形構(gòu)造步( τ \驟中，利用前向參考波形來(lái)構(gòu)造前向相關(guān)波形^⑴，巧⑴=；^) + t-^，其中，F(xiàn)(t)為I 2Pj前向參考波形，Tc為一個(gè)偽隨機(jī)碼片的寬度，P為BOC碼頻率與偽隨機(jī)碼頻率之比；( τ \利用后向參考波形來(lái)構(gòu)造后向相關(guān)波形B。(t)，及= + 5 t + ^，其中，B(t)為I 2Pj后向參考波形，Tc為一個(gè)偽隨機(jī)碼片的寬度，P為BOC碼頻率與偽隨機(jī)碼頻率之比。
4.如權(quán)利要求1或2所述多徑抑制BOC碼跟蹤方法，其特征在于，所述互相關(guān)步驟中， 將基帶BOC副載波已調(diào)信號(hào)與前向相關(guān)波形進(jìn)行互相關(guān)得到前向相關(guān)函數(shù)α (O
5.碼跟蹤環(huán)，其特征在于，包括偽隨機(jī)碼發(fā)生器、BOC碼發(fā)生器、參考波形發(fā)生器、互相關(guān)處理模塊、鑒相函數(shù)生成模塊、碼環(huán)鑒相器；所述偽隨機(jī)碼發(fā)生器用于，接收鑒相結(jié)果，并根據(jù)鑒相結(jié)果在本地生成偽隨機(jī)碼； BOC碼發(fā)生器用于，根據(jù)本地產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼生成BOC碼；所述參考波形發(fā)生器用于，根據(jù)本地生成偽隨機(jī)碼與BOC碼，生成前向參考波形、后向參考波形、即時(shí)參考波形；生成的前向參考波形為，寬度為L(zhǎng)的雙極性波形碼F(t)，產(chǎn)生在實(shí)際作用的本地產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼片之前，前向參考波形的結(jié)束點(diǎn)與本地產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼片的開(kāi)始點(diǎn)對(duì)齊；當(dāng)實(shí)際作用的偽隨機(jī)碼片為+1，則前向參考波形先為-1，后為+1，當(dāng)實(shí)際作用的偽隨機(jī)碼片為-1，則前向參考波形先為+1，后為-1 ；生成的后向參考波形為，寬度為L(zhǎng)的雙極性波形碼B (t)，產(chǎn)生在實(shí)際作用的本地產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼片之后，本地產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼片的結(jié)束點(diǎn)與后向參考波形的開(kāi)始點(diǎn)對(duì)齊；當(dāng)實(shí)際作用的偽隨機(jī)碼片為+1，則前向參考波形先為+1，后為-1 ；當(dāng)實(shí)際作用的偽隨機(jī)碼片為-1，則前向參考波形先為-1，后為+1 ；生成的即時(shí)參考波形為，寬度為T(mén)p的矩形方波，即時(shí)參考波形的中心與實(shí)際作用的本地產(chǎn)生的BOC碼片的中心對(duì)齊；當(dāng)實(shí)際作用的BOC碼片為-1時(shí)，即時(shí)參考波形的幅值為-1 ；當(dāng)實(shí)際作用的BOC碼片為+1時(shí)，則P(t)的幅值為+1 ；再利用前向參考波形來(lái)構(gòu)造前向相關(guān)波形F。(t)；利用后向參考波形B。(t)來(lái)構(gòu)造后向相關(guān)波形；所述互相關(guān)處理模塊用于，接收輸入的基帶BOC副載波已調(diào)信號(hào)，將基帶BOC副載波已調(diào)信號(hào)分別與前向相關(guān)波形、后向相關(guān)波形、即時(shí)參考波形進(jìn)行互相關(guān)得到前向相關(guān)函數(shù)、后向相關(guān)函數(shù)、即時(shí)相關(guān)函數(shù)；所述鑒相函數(shù)生成模塊用于，將前向相關(guān)函數(shù)與即時(shí)相關(guān)函數(shù)相乘，得到前向鑒相函數(shù)；將后向相關(guān)函數(shù)與即時(shí)相關(guān)函數(shù)相乘，得到后向鑒相函數(shù)；所述碼環(huán)鑒相器用于，前向鑒相函數(shù)值大于0且后向鑒相函數(shù)值等于0時(shí)，則輸出的鑒相結(jié)果為延遲本地偽隨機(jī)碼的相位；前向鑒相函數(shù)值大于0且后向鑒相函數(shù)值等于0時(shí)，則輸出的鑒相結(jié)果為提前本地偽隨機(jī)碼的相位。
6.如權(quán)利要求5所述碼跟蹤環(huán)，其特征在于，所述互相關(guān)處理模塊包括乘法器、積分清零器；參考波形發(fā)生器的前向相關(guān)波形、后向相關(guān)波形、即時(shí)參考波形輸出端分別與對(duì)應(yīng)乘法器一個(gè)的輸入端相連，各乘法器另一個(gè)的輸入端連接輸入的基帶BOC副載波已調(diào)信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述碼跟蹤環(huán)，其特征在于，所述鑒相生成生成模塊包括乘法器、積分清零器；輸出前向相關(guān)函數(shù)的積分清零器的輸出端、輸出即時(shí)相關(guān)函數(shù)的積分清零器的輸出端分別連與同一乘法器的兩個(gè)輸入端相連，該乘法器的輸出端與對(duì)應(yīng)的積分清零器相連，該積分清零器的輸出端與碼環(huán)鑒相器的一個(gè)輸入端相連；輸出后向相關(guān)函數(shù)的積分清零器的輸出端、輸出即時(shí)相關(guān)函數(shù)的積分清零器的輸出端分別連與同一乘法器的兩個(gè)輸入端相連，該積分清零器的輸出端與碼環(huán)鑒相器的另一個(gè)輸入端相連。
8.如權(quán)利要求5所述碼跟蹤環(huán)，其特征在于，所述碼環(huán)鑒相器還用于，將前向鑒相函數(shù)值除以鑒相器的增益得到的延遲量作為輸出的鑒相結(jié)果；將后向鑒相函數(shù)值除以鑒相器的增益得到的提前量作為輸出的鑒相結(jié)果。
9.如權(quán)利要求5或8所述偽隨機(jī)碼相位跟蹤方法，其特征在于，所述參考波形發(fā)生器用于，利用前向參考波形來(lái)構(gòu)造前向相關(guān)波形
10.如權(quán)利要求9所述偽隨機(jī)碼相位跟蹤方法，其特征在于，所述互相關(guān)處理模塊用于，將基帶BOC副載波已調(diào)信號(hào)與前向相關(guān)波形進(jìn)行互相關(guān)得到前向相關(guān)函數(shù)α (O
全文摘要
本發(fā)明提供一種根據(jù)BOC信號(hào)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，有效抑制多徑影響的偽隨機(jī)碼相位跟蹤方法以及碼跟蹤環(huán)多徑抑制BOC碼跟蹤方法，包括偽隨機(jī)碼生成步驟、BOC碼生成步驟、參考波形生成步驟、相關(guān)波形構(gòu)造步驟、互相關(guān)步驟、鑒相函數(shù)生成步驟、鑒相步驟。本發(fā)明在相關(guān)波形構(gòu)造步驟中，構(gòu)造出的前向相關(guān)函數(shù)、后向相關(guān)函數(shù)僅有一個(gè)峰值、且具有良好的線性，在存在多徑影響的情況下，鑒相曲線的過(guò)零點(diǎn)與無(wú)多徑信號(hào)時(shí)的過(guò)零點(diǎn)無(wú)偏離，從而克服跟蹤點(diǎn)的偏移，達(dá)到精確測(cè)距和定位的目的。
文檔編號(hào)G01S19/30GK102338878SQ20111020192
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
發(fā)明者何春, 宗竹林, 徐輝 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)