基于altboc调制的导航信号接收技术研究与实现

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1、分类号密级注1UDC学位论文基于AltBOC调制的导航信号接收技术研究与实现（题名和副题名）邓未迟（作者姓名）指导教师林静然副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业通信与信息系统提交论文日期2018.5.19论文答辩日期2018.5.21学位授予单位和日期电子科技大学2018年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。ResearchandImplementationOntheReceptionProcessingoftheAltBOC-BasedNavigationSi

2、gnalAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline:CommunicationandInformationSystemAuthor:WeichiDengSupervisor:A.Prof.JingranLinSchool:SchoolofCommunication&InformationEngineering摘要摘要全球卫星导航系统(GlobalNavigationSatelliteSystem,GNS

3、S)已成为社会发展的重要组成部分，影响人们生活的各个方面。但随着各国相继建设卫星系统，频谱资源紧张的矛盾日益突出。为了缓解了这个问题并提升卫星导航服务性能，研究人员提出了一系列新体制卫星信号。新体制信号的提出并广泛应用使得传统的卫星导航信号质量评估技术不再适用。考虑到信号质量评估技术是卫星导航系统正常工作的重要保障，因此有必要研究面向新体制卫星导航信号的质量评估技术。在这一背景下，本论文重点研究了交替二进制偏移载波调制(AlternateBinaryOffsetCarrier,AltBOC)信号的接收以及质量评估技术。为了完

4、成这一任务，本项目设计了一个面向以AltBOC信号为代表的新体制导航信号的接收及质量评估平台，具体包括射频部分，基带处理部分以及上位机三部分。其中，射频部分负责对接收信号进行放大、变频及采样等工作，并将采样后的数字中频信号输入至基带处理部分；基带处理部分的核心是一块Kintex-7现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray,FPGA)，主要负责对信号进行捕获与跟踪，并将结果通过千兆以太网口传输给上位机；上位机为普通的电脑(PersonalComputer,PC)，利用接收数据完成导航信号的各个质量

5、参数的计算及评估。本文的主要工作集中在FPGA上完成，包括导航信号的捕获、跟踪，以及FPGA和PC机之间千兆以太网通信。具体而言，本文首先分析了AltBOC信号的调制技术及信号特征，并研究了一系列针对AltBOC信号的捕获算法，主要包括单边带捕获算法，双边带联合非相干捕获算法，以及双边带联合相干捕获算法等。在此基础上，从实现难易程度、硬件资源开销等角度分析比较了这些算法的优缺点，并结合硬件平台选择了单边带捕获作为最终实现的算法，在跟踪算法上，基于捕获时采用的单边带接收算法，采用了传统的“载波环+码环”实现形式。本文利用MAT

6、LAB在不同信噪比下的对所采用的方案的信号质量评估精度，验证其满足设计指标的需求。然后，在FPGA上对该方案进行了实现，包括系统的捕获模块，跟踪模块以及网口通信模块实现。本论文首先介绍了总体模块的结构以及接口设计，接着给出了部分重要模块的硬件仿真时序验证结果，说明了整体模块设计的正确性。在捕获部分给出了相应的板级测试结果，验证捕获过程能在FPGA上正确的工作。在跟踪部分使用网口将数据传输至上位机，在上位机上完成相应的信号质量评估。本论文使用模拟信号源进行测试，完成了AltBOC信号捕获跟踪模块以及千兆I摘要以太网通信的FPG

7、A实现，成功对AltBOC信号进行接收。并且在PC上对FPGA回传的数据进行了相应的信号质量分析，验证其各项参数满足技术指标需求。关键字：卫星导航，AltBOC，捕获及跟踪，千兆网口IIABSTRACTABSTRACTTheGlobalNavigationSatelliteSystem(GNSS)hasbecomeanimportantpartofsocialdevelopmentandaffectspeople'slifealot.Asmanycountrieshavesuccessivelybulitsatellites

8、ystems,thecontradictionoftightspectrumresourceshasbecomeincreasinglyprominent.Inordertoalleviatethisproblemandimprovetheperformanceofsatellitenav