适用于BOC(m,n)信号的无模糊捕获技术.pdf

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1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaApr．252017V01．38No．4SSN1000-6893ON11．1929／Vhttp：／／hkxb．buaa．edu．cnhkxb@buaa．edu．cn适用于BOC(m，圪)信号的无模糊捕获技术张洪伦1’2，巴晓辉1，陈杰1’*，周航11．中国科学院微电子研究所，北京1000292．中国科学院大学，北京100049摘要：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

2、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GalileoE1C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；边峰消除中图分类号：V249．32文献标识码：A文章编号：1000—6893(2017)04—320394—10随着卫星导航系统应用的不断推广及深入，用户对定位精度和可靠性提出了更高的要求，因此现代化的全球导航卫星系

3、统(GlobalNaviga—tionSatelliteSystem，GNSS)增加了许多新的信号[1剞，不同卫星导航系统及同一导航系统在相同频带上可能会发送多路信号，为了加强新增信号与现存信号的兼容性，减小卫星导航系统间与系统内信号之间的干扰，引入二进制偏移载波(Bi—naryOffsetCarrier，BOC)调制技术，利用其谱分裂性质，将BOC调制信号能量搬离中心频带。但是BOC调制信号自相关函数具有多峰特性，信号可能会错误地同步到边峰上，造成捕获模糊性问题‘6

4、。为了解决捕获模糊性问题，已经提出了很多方案，按照不同的分析方法，大体可以分为频域处

5、理方案和时域处理方案[7]。比较典型的频域解决方案为边带处理技术[8。10I，将接收到的BOC信号看成两个二进制相移键控(BinaryPhaseShiftKeying，BPSK)信号的叠加，其载波频率分别对称地置于BOC信号载波频率的两边，每一个边带都可以看成独立的BPSK信号，可以完全消除模糊性问题。但是边带技术需要对信号进行滤波等处理，复杂度增加，文献[11]提出了简化方案，性能损失o～2．5dB。文献[12]使用简化的滤波器对相关结果进行滤波，也可获得边峰消除能力。频域处理方案通常会获得较宽的相关峰，可以设置较大的码相位搜索步长，减少捕获时间，但

6、是捕获码相位精度不高，在跟踪初始阶段需要额外处理才能进入稳定锁定状态。近年来，针对捕获模糊性问题，时域处理方案受到广泛关注，成为研究热点。较早提出的AS—PeCT算法[1朝有效抑制了BOC自相关边峰，但只适用于正弦相控BOC(行，以)信号的捕获和跟踪。文献[14]给出一种适用于BOC(m，咒)信号捕获方收稿日期：2016—05—03：退修日期：2016—05—27；录用日期：2016—06·14：网络出版时间：2016—06—2013：41网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．1929．V．201606201341006

7、html基金项目：国家自然科学基金(61376027)*通讯作者．E-mail：jchen@imeac．crl引用梧武I张洪伦．B晓辉．嚷杰．等．适角fBOC(m，口)信号的无模糊捕获技术[西i航空学报．2017．38(4)：320394．ZHANGHL．BAXH，CHENJ．eta1．Unambiguousacquisitiontec}lniaueforBOO(m。n)modulatedsignals[J]．ActaAeronauticaetAstronau—ticaSinica．2017．38(4)：320394。320394．1航空学报法，对BO

8、C(m，行)与本地扩频码的互相关结果求导，再与互相关基准序列进行相关，通过峰值检测完成信号捕获，但是其在求导、与互相关基准序列进行相关时需要大量额外运算。GRASS(Gen—eralRemovingAmbiguityviaSidepeakSuppress—ing)技术[1朝通过额外设计一种本地辅助信号，与接收的BOC信号进行互相关运算，结合BOC自相关给出一种新的检验统计量，能够有效压制边峰对信号捕获的影响，文献[16]对其进行推广，但是GRASS技术引入一个乘积因子a，对于高阶BOC调制信号，a放大了噪声的影响。文献[17]也是通过构造本地辅助信号的

9、方式获得边峰消除能力，但只适用于高阶BOC信号。文献[18]提出无模糊同步方案，需要设计两个本