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基于形状码向量设计的卫星导航BOC调制信号无模糊捕获方法

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系统科学与数学 2024年

作者：孟振刘昌迪沈锋哈尔滨工业大学仪器科学与工程学院中国矿业大学信息与控制工程学院湖南大学电气与信息工程学院

二进制偏移载波(BOC)调制方式有效缓解了频谱资源紧缺的问题,成功应用于现代卫星导航系统中.然而BOC调制信号的自相关函数呈现多峰特性,造成信号捕获过程中出现模糊问题.为此,本文提出一种适用于BOC调制信号的无模糊捕获方法.通过设计... 详细信息

二进制偏移载波(BOC)调制方式有效缓解了频谱资源紧缺的问题,成功应用于现代卫星导航系统中.然而BOC调制信号的自相关函数呈现多峰特性,造成信号捕获过程中出现模糊问题.为此,本文提出一种适用于BOC调制信号的无模糊捕获方法.通过设计两组具有特定形状码向量的扩谱辅助信号,将这些辅助信号分别与输入信号进行相关运算得到相关函数,组合这些相关函数得到重构的最终相关函数.仿真实验结果表明:最终的相关函数结果中不包含任何的边峰,本文所提方法能够完全消除捕获模糊问题,而且对偶数阶的BOC调制信号有效.虽然本文方法有一定的捕获灵敏度损失,但是所需要的捕获电路相关器个数较少.目前大多数的卫星导航系统都采用偶数阶的BOC调制信号,因此本文所提出方法比传统的方法具有更广阔的应用前景.

关键词：卫星导航系统 BOC调制组合相关函数形状码向量无模糊捕获

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适用于BOC任意调制阶数的无模糊捕获算法

系统工程与电子技术 2019年第12期41卷 2710-2716页

作者：井儒东王剑刘瑞华戚涵天中国民航大学中欧航空工程师学院天津300300 中国民航大学民航空管研究院天津300300 中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300

通过研究二进制偏移载波(binary offset carrier,BOC)自相关函数的特点,提出了一种适用于BOC任意调制阶数的无模糊捕获算法。将BOC自相关函数进行翻转、截取、相叠加,构造出一种新的相关函数,与原自相关函数的绝对值相加后,可以完全消... 详细信息

通过研究二进制偏移载波(binary offset carrier,BOC)自相关函数的特点,提出了一种适用于BOC任意调制阶数的无模糊捕获算法。将BOC自相关函数进行翻转、截取、相叠加,构造出一种新的相关函数,与原自相关函数的绝对值相加后,可以完全消除副峰。理论分析和仿真实验结果表明,该算法对任意调制阶数的BOC信号均适用;通过对比新算法与其他算法在不同BOC调制阶数之间的检测性能,在相同载噪比下,新算法的检测概率更高;算法的复杂度低,并且不会随着调制阶数的升高而增大;捕获结果保持了较窄的主峰宽度;鉴相输出不会造成误锁现象,能够准确跟踪信号。

关键词：二进制偏移载波自相关函数无模糊捕获检测概率

二进制偏移载波及其衍生信号的通用无模糊捕获算法

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电子与信息学报 2017年第2期39卷 451-458页

作者：张天骐江晓磊赵军桃王俊霞重庆邮电大学信号与信息处理重庆市重点实验室重庆400065

针对目前对二进制偏移载波(Binary Offset Carrier,BOC)及其衍生信号的通用无模糊捕获分析匮乏的问题,该文提出一种适用于所有BOC类型信号及所有调制阶数的无模糊捕获算法。该算法首先根据不同调制信号副载波形之间的联系构建出了通用... 详细信息

针对目前对二进制偏移载波(Binary Offset Carrier,BOC)及其衍生信号的通用无模糊捕获分析匮乏的问题,该文提出一种适用于所有BOC类型信号及所有调制阶数的无模糊捕获算法。该算法首先根据不同调制信号副载波形之间的联系构建出了通用副载波模型,得到信号的通用表达式,然后在此基础上将副载波形按半周期进行分解,再根据相关函数的合成方法构建出通用的捕获方法。理论与仿真实验表明,新提出的捕获方法适用于所有类型及所有调制阶数的BOC信号,能够完全消除副峰,实现无模糊捕获,捕获精度以及抗多径性能相比其他算法都有很大提高。

关键词：二进制偏移载波通用副载波模型无模糊捕获合成相关函数捕获精度

适用于BOC(m,n)信号的无模糊捕获技术

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航空学报 2017年第4期38卷 217-226页

作者：张洪伦巴晓辉陈杰周航中国科学院微电子研究所北京100029 中国科学院大学北京100049

针对二进制偏移载波(BOC)调制信号自相关多峰特性引起的信号捕获模糊性问题,提出了一种子相关相乘边峰消除技术(CMSCT)。根据BOC子相关函数的特性,通过将不同子相关函数相乘获得边峰消除能力,并且为了充分利用接收信号,进一步提高捕获性... 详细信息

针对二进制偏移载波(BOC)调制信号自相关多峰特性引起的信号捕获模糊性问题,提出了一种子相关相乘边峰消除技术(CMSCT)。根据BOC子相关函数的特性,通过将不同子相关函数相乘获得边峰消除能力,并且为了充分利用接收信号,进一步提高捕获性能,提出了相应的优化算法。分析对比了提出算法的实现复杂度和基于恒虚警率准则的峰值发现概率,对Galileo E1C中频采样信号的处理结果表明:提出的边峰消除方法有效解决了捕获模糊性问题。

关键词：全球导航卫星系统二进制偏移载波调制无模糊捕获相关函数边峰消除

基于合成相关函数的sin-BOC/MBOC无模糊捕获方法

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系统工程与电子技术 2015年第9期37卷 1980-1986页

作者：沈锋徐广辉冯海玉哈尔滨工程大学自动化学院407教研室黑龙江哈尔滨150001

为了有效消除正弦相位二进制偏移载波(binary offset carrier,BOC)调制信号捕获过程中存在的多相关峰模糊性问题,提出了一种针对正弦相位BOC调制的无模糊捕获方法。该方法通过构建两路本地辅助信号,利用本地信号与接收信号的互相关函数... 详细信息

为了有效消除正弦相位二进制偏移载波(binary offset carrier,BOC)调制信号捕获过程中存在的多相关峰模糊性问题,提出了一种针对正弦相位BOC调制的无模糊捕获方法。该方法通过构建两路本地辅助信号,利用本地信号与接收信号的互相关函数的非线性组合构建无模糊的合成相关函数,从而实现正弦相位BOC调制信号的无模糊捕获。同时,该方法同样适用于复杂BOC(multiplexed-BOC,MBOC)调制信号,并且本地辅助信号的二级码片波形取代了传统方法中MBOC本地复制信号的多级码片波形,极大地简化了接收机的电路结构。理论分析与仿真结果表明,该方法在以牺牲一定的捕获灵敏度为代价的前提下,成功实现了正弦相位BOC调制信号的无模糊捕获,并且在无数据调制的导航通道中表现出更高的捕获灵敏度。

关键词：二进制偏移载波调制复杂二进制偏移载波调制无模糊捕获合成相关函数捕获灵敏度

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BOC及其衍生信号通用无模糊捕获分析

计算机应用研究 2019年第6期36卷 1839-1843页

作者：袁帅张天骐刘董华王胜重庆邮电大学信号与信息处理重庆市重点实验室

针对BOC(binary offset carrier)及其衍生信号通用无模糊捕获方法匮乏的问题,提出了一种基于伪相关函数(pseudo correlation function,PCF)的无模糊捕获改进方法。首先,根据形状码向量的概念构建了BOC信号的互相关函数统一表达式,并提... 详细信息

针对BOC(binary offset carrier)及其衍生信号通用无模糊捕获方法匮乏的问题,提出了一种基于伪相关函数(pseudo correlation function,PCF)的无模糊捕获改进方法。首先,根据形状码向量的概念构建了BOC信号的互相关函数统一表达式,并提出了两组新的形状码向量;然后,通过接收信号与形状码向量对应的参考信号作互相关合成得到一个单峰;最后,通过单峰与自相关函数合成得到通用无模糊捕获方法。仿真实验表明,在同一条件下,新提出的捕获方法主峰能量相对于副载波相位消除法提高了23%,并且能够适用于所有类型和所有调制阶数的BOC信号,能够完全消除同步过程中自相关函数的模糊性。

关键词：二进制偏移载波无模糊捕获伪相关函数副峰消除形状码向量

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基于单元相关二次组合BOC无模糊捕获技术

华中科技大学学报（自然科学版） 2011年第6期39卷 30-35页

作者：柯廷页胡修林刘禹圻冉一航华中科技大学电子与信息工程系湖北武汉430074

为了克服传统BOC捕获算法在处理相互冲突的多个性能指标方面的不足,基于单元相关输出二次组合概念提出了一种系统最优化的算法设计框架.先将各项性能指标转化为控制参数的确定函数,再将BOC捕获问题转换为参数优化问题.基于该算法框架给... 详细信息

为了克服传统BOC捕获算法在处理相互冲突的多个性能指标方面的不足,基于单元相关输出二次组合概念提出了一种系统最优化的算法设计框架.先将各项性能指标转化为控制参数的确定函数,再将BOC捕获问题转换为参数优化问题.基于该算法框架给出了具体的BOC无模糊捕获算法设计实例.仿真结果表明:该算法能够完全抑制组合相关函数副峰,有效解决BOC捕获模糊问题,并且在判决统计量的输出信噪比和恒虚警下检测概率2个指标上取得良好的效果,具有工程实用价值.

关键词：全球定位系统优化性能二进制偏移子载波无模糊捕获二次型

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BOC信号无模糊捕获技术的研究与实现

BOC信号无模糊捕获技术的研究与实现

作者：汪伟北京理工大学

学位级别：硕士

随着导航技术的发展，导航信号的频带变得越来越拥挤。BOC(Binary OffsetCarrier)调制的提出合理有效地利用了频带资源。与传统的GPS信号相比，BOC信号采用二进制偏移载波调制，这使得频谱的能量由载频附近搬移到频带的两边。这样就有... 详细信息

随着导航技术的发展，导航信号的频带变得越来越拥挤。BOC(Binary OffsetCarrier)调制的提出合理有效地利用了频带资源。与传统的GPS信号相比，BOC信号采用二进制偏移载波调制，这使得频谱的能量由载频附近搬移到频带的两边。这样就有效地避免了多信号的频谱混叠，有效利用了频带资源。与BPSK调制相比，BOC信号的自相关函数的相关峰要尖锐的多。因此，BOC调制信号可以提高码环跟踪精度、增强抗干扰能力和具有更好的抗多径能力。与传统GPS信号相比，BOC信号自相关函数具有多峰值特性，导致捕获结果具有模糊性。这就使BOC信号的捕获比传统BPSK信号要复杂。因此选择BOC信号无模糊捕获技术来展开研究。本文重点针对BOC(n,n)信号和BOC(m,n)信号无模糊捕获技术展开研究。首先，阐述了课题的研究背景和意义，包括BOC信号无模糊捕获技术的发展趋势以及研究现状。随后，研究了BOC信号的特性，包括信号产生、功率谱密度、自相关函数，分析了在导航应用领域中采用BOC调制技术的优缺点。其次，对BOC(n,n)信号介绍了常用的几种捕获算法，在此基础上提出了一种新的无模糊捕获算法。对BOC(m,n)信号介绍了常用捕获算法，分别在时域和频域给出了两种无模糊捕获算法。根据改进的算法用Matlab对其进行了仿真验证。最后，在前面理论分析和仿真的基础上，完成了基于滤波的BOC(m,n)信号无模糊捕获算法的FPGA实现，并对其进行了模块划分，描述了各个模块的功能，给出了Modelsim仿真图。

关键词： BOC调制无模糊捕获滤波 FPGA

一种提高BOC信号伪码相位测量精度的无模糊捕获算法

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遥测遥控 2018年第2期39卷 41-47页

作者：郑昆张晓林北京航空航天大学北京100191

针对二进制偏移载波BOC调制信号捕获的模糊性问题,以及伪码相位捕获精度不足的问题,提出一种基于互相关函数重构和三次样条插值的BOC信号无模糊捕获算法。首先利用重构的互相关函数对BOC调制信号进行粗捕获,再通过三次样条插值法提高伪... 详细信息

针对二进制偏移载波BOC调制信号捕获的模糊性问题,以及伪码相位捕获精度不足的问题,提出一种基于互相关函数重构和三次样条插值的BOC信号无模糊捕获算法。首先利用重构的互相关函数对BOC调制信号进行粗捕获,再通过三次样条插值法提高伪码相位的捕获精度。理论分析和实验验证表明,算法能够消除BOC调制信号的捕获模糊性,并将伪码相位测量精度提高72%。

关键词： BOC调制无模糊捕获三次样条插值捕获精度