CN105629274B - 一种短突发扩频信号的载波抑制度测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种短突发扩频信号载波抑制度测量方法，所述方法包括：一、以时频基准源时频信号为基准，在实验室条件下构建导航用户终端测试平台；二、测试控制与评估软件控制卫星导航信号模拟器播发出站导航信号；三、导航用户终端接收卫星导航信号模拟器播发的出站导航信号，并在测试控制与评估软件的控制下发送入站短突发扩频信号；四、入站信号接收机对导航用户终端发射的短突发扩频信号进行捕获、跟踪、解调，并通过对该信号码环和载波环的精密跟踪，获得有用信号及泄露载波的功率，从而获得该短突发扩频信号的载波抑制度测量值。通过本发明可以实现入站短突发扩频信号的载波抑制度测量，并具有成本低、简单实用的优点。

Description

一种短突发扩频信号的载波抑制度测量方法

技术领域

本发明涉及卫星导航用户设备测试技术领域，特别是一种短突发扩频信号的载波抑制度测量方法。

背景技术

导航用户设备测试平台，用于在实验室条件下对包括北斗二号一期在内的各类导航用户终端的功能性能进行测试和评估。目前，对导航用户终端发射的入站短突发扩频信号载波抑制度测量一般采用矢量信号分析仪进行测试，由于导航用户终端发射的入站信号功率较小、时间较短，导致对导航终端发射信号的载波抑制度测量值抖动较大，精度较低。同时由于采用矢量信号分析仪进行测量导致测试平台构成成本增高。本专利提供了一种在进行入站信号接收解调的同时对该短突发扩频信号进行载波抑制度测量，使获得的导航用户终端发射信号载波抑制度测量值抖动较小，同时该功能的实现集成在入站信号接收机内，优化了系统结构，减少了系统配置。

发明内容

本发明的目的是：针对传统采用矢量信号分析仪测量短突发扩频信号载波抑制度方法的硬件成本高、测量精度低的缺点，设计了一种短突发扩频信号的载波抑制度测量方法，有效地解决了导航用户终端测试平台中在对短突发入站扩频信号的载波抑制度测量问题。

为了达到上述目的，一种短突发扩频信号的载波抑制度测量方法，包括以下步骤：

①构建导航用户终端测试平台；导航用户终端测试平台包括测试控制与评估软件、卫星导航信号模拟器、入站信号接收机、时频基准源和导航用户终端；

②测试控制与评估软件控制卫星导航信号模拟器播发出站导航信号；

③导航用户终端接收卫星导航信号模拟器播发的出站导航信号并锁定，并在测试控制与评估软件的控制下发射入站短突发扩频信号；

④入站信号接收机对导航用户终端发射的短突发扩频信号进行捕获、跟踪和解调，并通过对该短突发扩频信号码环和载波环的精密跟踪，获得有用信号的功率及泄露载波的功率，将有用信号功率与泄露载波功率作差，得到该短突发扩频信号的载波抑制度。

其中，步骤④中，通过对该短突发扩频信号码环和载波环的精密跟踪，获得有用信号的功率及泄露载波的功率，将有用信号功率与泄露载波功率作差，得到该短突发扩频信号的载波抑制度，具体包括以下步骤：

(401)短突发扩频信号包括有用信号、泄露载波信号和白噪声，对短突发扩频信号进行码环和载波环的精密跟踪，获得有用信号的功率值，同时实现有用信号中的载波信息和泄露载波信号中的载波信息均被剥离，有用信号中仅剩下伪码信号，泄露载波信号仅剩下泄露载波的幅度值；

(402)对精密跟踪后的信号进行累加且保证累加次数大于设定值，获得一个累加值；此时有用信号内的伪码信号经累加后，趋近于零；同样白噪声经累加后，也趋近为零，这样有用信号和白噪声忽略不计，该累加值仅包含泄露载波幅度值的累加值；

(403)根据泄露载波幅度值的累加值和累加次数，计算获得泄露载波的平均幅度值，对平均幅度值取对数获得泄露载波的功率值；

(404)将有用信号功率值与泄露载波功率值作差，得到该短突发扩频信号的载波抑制度。

本发明技术具有如下优点：

(i)本发明采用在对短突发扩频信号解调的同时，获得该信号载波抑制度测量的一种数字信号处理方法，具有获得短突发扩频信号载波抑制度实现简单的优点。

(ii)本发明提出了在入站信号接收机对短突发扩频信号进行码环和载波环精密跟踪的同时，通过获得有用信号及泄露载波的能量，从而获得该短突发扩频信号载波抑制度的处理方法，使获得的载波抑制度具有测量值稳定、精度高的优点。

附图说明

图1是导航用户终端测试平台系统示意图；

具体实施方式

下面结合具体实施例和图1对本发明做进一步的描述。

一种短突发扩频信号的载波抑制度测量方法，包括以下步骤：

①构建导航用户终端测试平台；导航用户终端测试平台包括测试控制与评估软件、导航信号模拟器、入站信号接收机、时频基准源、导航用户终端；

②测试控制与评估软件控制卫星导航信号模拟器播发出站导航信号；

③导航用户终端接收导航信号模拟器播发出站导航信号，并在测试控制与评估软件的控制下发射入站短突发扩频信号；

步骤③包括以下步骤：

(301)导航用户终端接收导航信号模拟器播发的出站导航信号；

(302)测试控制与评估软件检测导航用户终端是否锁定出站导航信号；

(303)如果导航用户终端锁定导航出站信号，则测试控制与评估软件控制导航用户终端发送规定的入站短突发扩频信号；

④入站信号接收机对导航用户终端发射的短突发扩频信号进行捕获、跟踪和解调，并通过对该短突发扩频信号码环和载波环的精密跟踪，获得有用信号的功率及泄露载波的功率，将有用信号功率与泄露载波功率作差，得到该短突发扩频信号的载波抑制度。

步骤④中，通过对该短突发扩频信号码环和载波环的精密跟踪，获得有用信号的功率及泄露载波的功率，将有用信号功率与泄露载波功率作差，得到该短突发扩频信号的载波抑制度，具体包括以下步骤：

(401)短突发扩频信号包括有用信号、泄露载波信号和白噪声，对短突发扩频信号进行码环和载波环的精密跟踪，获得有用信号的功率值，同时实现有用信号中的载波信息和泄露载波信号中的载波信息均被剥离，有用信号中仅剩下伪码信号，泄露载波信号仅剩下泄露载波的幅度值；

实施例中，入站短突发扩频信号包括有用入站信号、泄露载波信号和白噪声。

r(t)＝Ad(t-τ)p(t-τ)cos[2πf(t-τ)+φ]+Bcos[2πf(t-τ)+φ]+n(t)

式中：

r(t)为入站信号接收机接收的短突发扩频信号；

Ad(t-τ)p(t-τ)cos[2πf(t-τ)+φ]为有用信号，其中A为有用信号幅度，d(t)是调制的导航数据，p(t)是伪随机码，cos[2πf(t)+φ]为有用信号载波；

Bcos[2πf(t-τ)+φ]为泄露载波信号，其中B为泄露载波幅度，cos[2πf(t)+φ]泄露载波；

n(t)为白噪声。

由于码环和载波环的作用，使得入站短突发扩频信号中的载波项和泄露载波的频率和相位被剥离，于是：

r(t)＝Ad(t-τ)p(t-τ)+B+n(t)＝Ap(t-τ)+B+n(t)

对入站短突发扩频信号进行码环和载波环的精密跟踪，入站信号中的载波信息被剥离，仅剩下伪码信号信息。而泄露载波信号与入站信号中的载波同频同相，此载波信息也被剥离掉，为一个固定量，即泄露载波的幅度值。

(402)对精密跟踪后的信号进行累加且保证累加次数大于设定值，获得一累加值；此时有用信号内的伪码信号经累加后，趋近于零；同样白噪声经累加后，也趋近为零，这样有用信号和白噪声忽略不计，该累加值仅包含泄露载波幅度值的累加值。

实施例中，对精密跟踪后的信号进行累加得到

∑r(t)＝A∑p(t-τ)+∑B+∑n(t)

经过累加后，∑p(t-τ)趋近于零，∑n(t)趋近于零，于是

∑r(t)≈∑B

(403)根据泄露载波幅度值的累加值和累加次数，计算获得泄露载波的平均幅度值，对平均幅度值取对数获得泄露载波的功率值。

实施例中，P_Y＝20log(∑B)-20logN

式中：

P_Y为泄露载波的功率值；

N为累加次数。

(404)将有用信号功率值与泄露载波功率值作差，得到该短突发扩频信号的载波抑制度。

实施例中，通过对入站短突发扩频信号进行码环和载波环跟踪可获得有用入站信号的平均幅度值，从而获得有用信号功率值P_S＝20logA；将有用信号功率与泄露载波功率作差，即为该短突发扩频信号的载波抑制度C＝P_Y-P_S。

Claims (1)

1.一种短突发扩频信号的载波抑制度测量方法，其特征在于包括以下步骤：

①构建导航用户终端测试平台；导航用户终端测试平台包括测试控制与评估软件、卫星导航信号模拟器、入站信号接收机、时频基准源和导航用户终端；

②测试控制与评估软件控制卫星导航信号模拟器播发出站导航信号；

③导航用户终端接收卫星导航信号模拟器播发的出站导航信号并锁定，并在测试控制与评估软件的控制下发射入站短突发扩频信号；

④入站信号接收机对导航用户终端发射的短突发扩频信号进行捕获、跟踪和解调，并通过对该短突发扩频信号码环和载波环的精密跟踪，获得有用信号的功率及泄露载波的功率，将有用信号功率与泄露载波功率作差，得到该短突发扩频信号的载波抑制度；具体包括以下步骤：

(401)短突发扩频信号包括有用信号、泄露载波信号和白噪声，对短突发扩频信号进行码环和载波环的精密跟踪，获得有用信号的功率值，同时实现有用信号中的载波信息和泄露载波信号中的载波信息均被剥离，有用信号中仅剩下伪码信号，泄露载波信号仅剩下泄露载波的幅度值；

(402)对精密跟踪后的信号进行累加且保证累加次数大于设定值，获得一个累加值；此时有用信号内的伪码信号经累加后，趋近于零；同样白噪声经累加后，也趋近为零，这样有用信号和白噪声忽略不计，该累加值仅包含泄露载波幅度值的累加值；

(403)根据泄露载波幅度值的累加值和累加次数，计算获得泄露载波的平均幅度值，对平均幅度值取对数获得泄露载波的功率值；

(404)将有用信号功率值与泄露载波功率值作差，得到该短突发扩频信号的载波抑制度。