基于最小頻移鍵控脈沖的二進(jìn)制編碼符號(hào)優(yōu)化調(diào)制方法
【專(zhuān)利摘要】一種改進(jìn)的基于最小頻移鍵控脈沖的二進(jìn)制編碼符號(hào)調(diào)制方法，在二進(jìn)制編碼符號(hào)基礎(chǔ)上將擴(kuò)頻符號(hào)分裂為n個(gè)單元，每個(gè)單元采取MSK的符號(hào)脈沖波形來(lái)取代二進(jìn)制值波形，并最終獲得優(yōu)化后的BCS序列用于調(diào)制；本發(fā)明通過(guò)優(yōu)選出自相關(guān)性能很好的BCS序列，從而實(shí)現(xiàn)既有二進(jìn)制編碼符號(hào)更好的自相關(guān)特性、抗干擾、抗多徑及兼容性能，又能實(shí)現(xiàn)MSK調(diào)制的恒包絡(luò)、提高功放效率及旁瓣衰減大等特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于最小頻移鍵控脈沖的二進(jìn)制編碼符號(hào)優(yōu)化調(diào)制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種衛(wèi)星導(dǎo)航【技術(shù)領(lǐng)域】的方法，具體涉及一種用于全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(Global Navigation Satellite Systems, GNSS)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的基于最小頻移鍵控(Minimum Shift Keying,MSK)脈沖的二進(jìn)制編碼符號(hào)(Binary Coded Symbols,BCS)優(yōu)化調(diào)制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)體制是導(dǎo)航系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，性能的好壞直接決定系統(tǒng)的導(dǎo)航定位、兼容與互操作性能。在導(dǎo)航信號(hào)體制的主要參數(shù)中，調(diào)制波形決定導(dǎo)航信號(hào)的功率譜包絡(luò)，而功率譜包絡(luò)表明了信號(hào)功率譜的全局特征，從而直接影響著碼跟蹤精度、門(mén)限和Gabor帶寬，以及信號(hào)的頻譜分離、抗干擾和抗多徑等性能。因此設(shè)計(jì)高效的信號(hào)調(diào)制技術(shù)是一個(gè)重要的研究課題。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中Wei Liu et al 在《MSK-Binary Coded Symbol modulations forglobal navigation satellite systems》(全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的最小頻移鍵控二進(jìn)制編碼符號(hào)調(diào)制)//IEICE Electronics Express, Vol.7, N0.6, MAR252010, pp.421-427 提出了最小頻移鍵控二進(jìn)制編碼符號(hào)調(diào)制方法，該調(diào)制方法具有良好的碼跟蹤性能、抗干擾和抗多徑能力，并且導(dǎo)航信號(hào)具有恒包絡(luò)從而使得高功放能工作在飽和或近飽和狀態(tài)來(lái)提高功放的效率，但是在上述文獻(xiàn)中給出的最小頻移鍵控脈沖調(diào)制下的二進(jìn)制編碼符號(hào)(MSK-Binary Coded Symbols, MSK-BCS)序列呈現(xiàn)出自相關(guān)函數(shù)旁瓣峰值與主峰非常接近并且衰減慢的特性，這樣會(huì)使得接收機(jī)在信號(hào)捕獲跟蹤時(shí)不能很精確的鎖定正確的主峰，從而造成誤捕獲或誤跟蹤。因此，尋求更好的最小頻移鍵控脈沖調(diào)制下二進(jìn)制編碼符號(hào)序列對(duì)于提升導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航和定位能力有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種基于最小頻移鍵控脈沖的二進(jìn)制編碼符號(hào)優(yōu)化調(diào)制方法，能夠獲得更好的自相關(guān)特性，在保證主瓣較尖銳的情況下使得旁瓣峰值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于主瓣峰值，從而提供更準(zhǔn)確的捕獲與跟蹤性能，同時(shí)具有更優(yōu)的抗多徑、抗干擾、碼跟蹤性能和與其它導(dǎo)航信號(hào)兼容性能，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航信號(hào)恒包絡(luò)，同時(shí)避免大幅度旁瓣的出現(xiàn)。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明在二進(jìn)制編碼符號(hào)基礎(chǔ)上，將傳統(tǒng)的擴(kuò)頻符號(hào)分裂為η個(gè)單元，每個(gè)單元采取MSK的符號(hào)脈沖波形來(lái)取代二進(jìn)制值波形，通過(guò)選擇合適的參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)既有二進(jìn)制編碼符號(hào)的抗干擾、抗多徑及兼容性能，又能實(shí)現(xiàn)MSK調(diào)制的恒包絡(luò)、提高功放效率及旁瓣衰減大等特點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明具體包括以下步驟:
[0007]步驟一、計(jì)算MSK脈沖功率譜密度，即MSK信號(hào)的歸一化功率譜密度(PowerSpectral Density, PSD),具體步驟如下:[0008]1.1)MSK 信號(hào)為:+ + ，其中:P 是載波功率，f。。是載波中心頻率，Φ。是恒定的相位偏移；
[0009]1.2)假設(shè)對(duì)應(yīng)上述MSK信號(hào)的調(diào)制信號(hào)為:
【權(quán)利要求】
1.一種基于最小頻移鍵控脈沖的二進(jìn)制編碼符號(hào)優(yōu)化調(diào)制方法，其特征在于，在二進(jìn)制編碼符號(hào)基礎(chǔ)上將擴(kuò)頻符號(hào)分裂為η個(gè)單元，每個(gè)單元采取MSK的符號(hào)脈沖波形來(lái)取代二進(jìn)制值波形，并最終獲得優(yōu)化后的BCS序列用于調(diào)制； 所述方法包括以下步驟: 步驟一、采集并計(jì)算MSK脈沖功率譜密度，即MSK信號(hào)的歸一化功率譜密度； 步驟二、將MSK的符號(hào)脈沖波形取代BCS調(diào)制二進(jìn)制值波形； 步驟三、計(jì)算BCS序列功率譜密度，并對(duì)應(yīng)得到MSK-BCS調(diào)制的歸一化功率譜密度；步驟四、優(yōu)選擴(kuò)頻符號(hào):基于長(zhǎng)度為7到24的Neuman-Hofman碼通過(guò)計(jì)算機(jī)搜尋出低自相關(guān)旁瓣的序列，得到碼長(zhǎng)度為10、碼片速率為1.023MHz的BCS序列，將其用于調(diào)制并實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的步驟一具體包括: ， 1.1)MSK信號(hào)為:\(0 = #咖(2^4? +么(0 +為)，其中:P是載波功率，f。。是載波中心頻率，Φο是恒定的相位偏移；， 1.2)對(duì)應(yīng)上述MSK信號(hào)的調(diào)制信號(hào)為其中:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，步驟二是指:對(duì)于BCS而言，其擴(kuò)頻符號(hào)






分裂為η個(gè)單元，每個(gè)單元有等長(zhǎng)間隔Τ>，擴(kuò)頻符號(hào)為:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，步驟三具體包括以下步驟: 3.DBCS序列功率譜密度:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的BCS序列為([1，1，1，1，-1，-1，1，-1，1，-1]，I)。
【文檔編號(hào)】G01S19/01GK103616699SQ201310671922
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】戰(zhàn)興群, 劉美紅, 陳懋霖, 李偉 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)