一种新的BOC调制无模糊跟踪鉴别器设计

建立了导航接收机码跟踪延迟锁定环的数学模型,讨论了DP和EMLP鉴别器在不同信号、不同前端滤波器带宽的鉴别曲线特性,阐述了BOC调制模糊跟踪产生的原因。针对BOC调制信号的模糊跟踪问题,从BOC调制的机理出发,将BOC调制分成伪码和副栽波两部分分析,阐述了一种新的鉴别器设计。实验表明：新鉴别器设计,鉴别曲线线性跟踪区域斜率最高为9,可实现BOC调制的无模糊跟踪。     

基于QBOC码的BOC信号码跟踪环路的性能分析

在Galileo系统建设和GPS现代化的进程中，为实现与BPSK（Bi-phase Shift Keying）的频谱分离，采用了BOC（Binary Offset Carrier）调制。BOC调制在码跟踪精度、多径抑制等方面比BPSK调制具有更好的性能，但其自相关函数的多相关峰特性使得在测距中可能产生偏差，因此，消除相关峰的模糊度是BOC信号接收中非常关键的问题。介绍了一种基于QBOC码的BOC信号码跟踪环路（“BOC十QBOC-BOC”），并推导出该环路码跟踪性能的解析表达式，最后的仿真结果验证了理论推导的正确性，可为BOC信号接收机的设计提供参考。     

双估计跟踪偏差的理论分析

BOC信号已被广泛选用于下一代卫星导航系统中,各种无模糊的码跟踪算法相继被提出。其中双估计算法由于其较好的码跟踪性能和健壮性很有可能成为BOC信号接收算法的标准。但该算法基于二维相关函数,难以对实际信道下的跟踪偏差进行理论分析。基于BOC信号的双边带信号模型首次分析了双估计算法的码跟踪偏差。理论分析证明,电离层的色散效应和通道非理想特性会导致较大的测距偏差。仿真结果验证了分析的正确性。该结论对BOC信号跟踪算法的研究具有参考价值。     

BOC调制信号抗干扰能力分析

抗干扰能力是卫星导航信号设计的一项重要考核要素。目前典型的方法是采用抗干扰品质因数、伪码跟踪精度下降来衡量。但是该抗干扰品质因数不能反映码速率对抗干扰能力的贡献,而伪码跟踪精度下降则不够简捷。提出了能够反映伪码速率贡献的载波跟踪抗干扰品质因数,以及能够简捷地反映伪码跟踪抗干扰能力的伪码跟踪抗干扰品质因数。采用所提出的两项指标,对二进制偏移副载波BOC(Binary Offset Carrier)调制这一新型卫星导航信号进行了抗干扰能力分析。结果表明,同码率BOC调制信号载波跟踪抗干扰能力比BPSK调制信号强,伪码跟踪抗干扰能力比BPSK调制信号弱。     

伽利略系统信号调制体制研究

伽利略卫星导航系统的第一颗实验卫星已经发射到太空。在信号调制方面，除使用二元偏置载波（BOC）调制技术外，还首次使用了交替二元偏置载波（ALTBOC）调制技术。总结了伽利略卫星导航系统各信号的信号调制方式、各频段的信号调制体制，特别是BOC调制及ALTBOC调制技术的基本原理。然后，通过对伽利略卫星导航系统调制参数变动过程的研究，分析了在频谱及调制体制方面伽利略卫星导航系统与GPS的兼容性。     

北斗新体制信号接收机首次定位时间测试

北斗系统的导航信号体制发生了改变,调制方式从BPSK调整为BOC。BOC调制信号的频谱中上边带和下边带的冗余,自相关函数中的多峰等特征在接收机的信号截获、码跟踪以及数据解调等处理中带来好处。为了考察新体制信号对接收机服务性能的影响,该文对新体制信号接收机的首次定位时间的测试方法、评定方式进行了探讨,在模拟信号、新体制信号、实际信号几个方面对首次定位时间进行了比较,从接收机测试的层面对新体制信号做了初步分析。该文采用笔者所在单位自主建设完成的模拟信号自动化测试平台,完成了GNSS接收机常规检测校准工作中较难完成的首次定位时间测试项目。     

CCFR算法在BOC(2n,n)信号应用中的研究

随着卫星导航信号的发展,BOC调制信号被广泛应用,然而,根据最新的研究发现,BOC信号在同步捕获方面还有许多新的挑战。考虑到副峰抑制方面现有方法的不足,本文研究BOC(2n,n)信号的特征并基于多通道相关函数的连接提出CCFR算法。通过理论研究和仿真模拟,CCFR算法可以消除第一副峰并且可以抑制其它次的副峰。且副峰抑制的性能方面优于现有的算法。      

S频段用于卫星导航的电磁环境研究

结合不同的信号调制方式,在满足一定伪距误差的条件下,从所需信号发射功率小和与北斗一代相互干扰小的角度论证了RNSS应用BOC（6,1）和BOC（6,2）两种调制方式的优势。并且对2 483.5~2 500 MHz频段中导航系统与其他通信系统之间的干扰作出估计,论证了GNSS系统与其他无线电业务的兼容性。     

BOC信号改进码相位捕获算法研究

BOC(binary offset carrier)信号自相关函数存在多值性,BOC信号的捕获不能简单地移植GPS信号捕获算法。在分析经典并行码相位算法和BOC信号互相关特性基础上,仿真分析了并行码相位搜索算法对BOC信号进行捕获的有效性,并针对经典算法在低信噪比条件下捕获信号存在的不足,对经典算法进行了改进设计,并利用改进算法对多种BOC信号进行了仿真分析。结果表明,本文提出的改进捕获算法适用于BOC(pn,n)信号(p为整数),扩展了经典算法的适用范围,且与经典算法相比,改进捕获算法对所给定BOC信号能够改善捕获信噪比10dB,可显著提高接收机捕获灵敏度,对接收机BOC信号捕获算法设计具有重要意义。     

BOC和BPSK信号的码跟踪性能比较

在导航接收机的伪距测量中,码跟踪精度起着重要作用,而码跟踪环路的性能由码鉴相器的鉴相曲线决定。本文首先介绍了BOC(1,1)信号的功率谱特性和自相关特性,然后通过仿真分析BOC(1,1)和BPSK(1)两种信号的非相干延迟锁定环的鉴相器输出和环路跟踪误差,得出两种信号在码跟踪性能上的差异。通过比较发现,BOC信号较BPSK信号在跟踪的鲁棒性和精度等方面具有显著优势。     

正交复用二进制偏移载波双环跟踪技术

针对正交复用二进制偏移载波信号(QMBOC)跟踪时存在的多零点模糊问题,首先比较了模糊消除的常用方法,并对双环跟踪方法进行了理论分析,在此基础上利用二进制偏移载波信号(BOC(1,1))的双环跟踪环路对QMBOC信号进行了跟踪,同时将副载波联合环路纳入双环跟踪方法作研究对比．仿真结果表明,在载噪比高于24 dB·Hz的环境下,BOC(1,1)的双环跟踪误差趋近于0,小于联合跟踪方法下的跟踪误差,实现了良好的处理效果．      

Weighted discriminators for GNSS BOC signal tracking

Modern Global Navigation Satellite System including Galileo and GPS III will employ multiplexed binary offset carrier (MBOC) modulation to achieve spectrum separation and enhanced tracking performance. A challenge of the MBOC or BOC signal tracking is the presence of ambiguities due to multiple sidepeaks of the autocorrelation functions. Several different techniques including multi-correlator and double estimator schemes have been proposed to address the ambiguity issue. We propose a class of ambiguity-free code tracking techniques by exploiting the unique features of the BOC modulation. In the proposed architecture, the incoming BOC-modulated signals are correlated with BOC-modulated replica and the spreading codes, respectively. Through a multiplicative combination strategy of the two correlator outputs, a noncoherent weighted discriminator is formed and shown to possess the ambiguity-free property. The multipath effect is assessed and compared with existing early-minus-late power and autocorrelation sidepeak cancellation technique discriminators. The noise effects of the theory and simulation are also discussed. In order to further verify the proposed scheme, a set of field data of a Galileo in-orbit validation satellite is collected and processed. It is demonstrated that the proposed method is simple to implement, free from ambiguities, and yields acceptable performance in the presence of multipath and noise.     

AItBOC信号码跟踪性能研究

通过分析A1tBOC（15,10）信号的功率谱密度、自相关函数,得出该信号在码跟踪性能上的理论优势,并根据Betz码跟踪评估理论仿真分析了接收机前端带宽、相关器间隔、环路鉴别器类型、载噪比以及全频带和单边带两种接收方式对该信号码跟踪精度的影响,并且通过与BPSK（10）、BOC（15,10）和单边带AltBoc（15,10）信号对比,得出AltBOC（15,10）信号在码跟踪精度上的优势,为AltBOC接收机设计提供理论依据。     

一种用于BDS-3接收机工程实现的两级B1C信号捕获技术

北斗三号卫星导航系统（BDS-3）B1C信号相较北斗二号卫星导航系统卫星信号,从信号结构、编码方式再到导航电文结构都发生了改变,包括引入导频信号、二次编码、BOC调制、LDPC编码和B-CNAV1导航电文结构等.这些改变一方面提高了信号性能(如抗多路径、信号捕获和跟踪精度等);另一方面,也带来了一系列问题,对接收机的信号捕获技术提出了全新的要求，如需处理更大的数据流,解决由二次编码带来的符号翻转和BOC调制造成的捕获多峰性问题.针对BDS-3接收机的工程实现,本文提出了一种新颖有效的两级B1C信号捕获技术.其中第一阶段采用扩展并行平均相关搜获结构,用以解决符号翻转问题,同时实现高效的信号粗捕获;第二阶段在缩小的搜索范围内进行高精度搜索,此步骤可有效避免信号多峰性造成的误锁可能.除此之外,本文还介绍了单信道和多信道组合式捕获技术,用户可根据资源占用和捕获灵敏度需求选取更有效的捕获方法.实验结果表明,本文提出的方法允许使用更小更经济的快速傅里叶变换（FFT）模块,并通过大量并行处理的方法实现快速捕获.相较传统的高精度捕获技术,此方法在采样频率超过50 MHz时,能够在保证相近的捕获精度的同时减少至少61％的运算量.      

GPS与Galileo共用的MBOC信号研究

介绍了GPS与Galileo共用信号的演变过程，通过BOC（1，1）在兼容性、互操作性方面的表现，以及将MBOC（6，1，1／11）与之相比较，描述了MBOC（6，1，1／11）在这两个方面的表现。可供我国卫星导航信号体制设计借鉴学习，为GPS／Galileo接收机设计提供参考。