CN106019328B - 一种boc信号的副峰消除方法 - Google Patents

一种boc信号的副峰消除方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106019328B
CN106019328B CN201610362640.6A CN201610362640A CN106019328B CN 106019328 B CN106019328 B CN 106019328B CN 201610362640 A CN201610362640 A CN 201610362640A CN 106019328 B CN106019328 B CN 106019328B
Authority
CN
China
Prior art keywords
boc
auto
signal
submaximum
correlation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201610362640.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106019328A (zh
Inventor
丁召
袁先举
卢艳娥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guizhou University
Original Assignee
Guizhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guizhou University filed Critical Guizhou University
Priority to CN201610362640.6A priority Critical patent/CN106019328B/zh
Publication of CN106019328A publication Critical patent/CN106019328A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106019328B publication Critical patent/CN106019328B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/29—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system carrier including Doppler, related

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
  • Picture Signal Circuits (AREA)

Abstract

本发明公开了一种BOC信号的副峰消除方法，它包括：运用BOC(n,n)的自相关函数RBOC对其取模，然后再与RBOC相加，得到正弦BOC(n,n)信号的自相关单峰函数；建立余弦BOC(n,n)信号的自相关单峰函数；建立第一种BOC(α,β)的自相关函数；建立第二种BOC(α,β)的自相关函数；对BOC(α,β)信号的副峰进行消除；通过步骤4的公式(7)对BOC(α,β)信号的副峰进行消除且保留主峰；解决了现有技术对低阶调制的BOC信号副峰消除需要用到BOC信号与PRN的互相关函数，导致BOC序列与PRN码滑动相关过程且算法复杂；对高阶调制的BOC信号副峰消除不彻底，主副峰比值不够大等技术问题。

Description

一种BOC信号的副峰消除方法
技术领域：
本发明属于BOC信号副峰消除技术，尤其涉及一种BOC信号的副峰消除方法。
背景技术：
GNSS发展步伐不断加快，美国GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo系统以及我国的北斗卫星导航系统(BDS)都开始进行了现代化改造，并在信号的设计上引入了BOC调制方式。BOC信号能够实现频谱分离，在拥挤的信号频段有更强的抗干扰能力，但同时也带来了捕获和跟踪过程的模糊性：其信号因在测距码(PRN码)上调制了一个正弦(或余弦)形式的方波亚载波，这导致了BOC信号自相关函数成多个多峰值，在干扰噪声较强的情况下，信号捕获或跟踪可能会误锁定自相关副峰，导致了捕获不确定。现有技术较多是针对调制阶数为2的BOC(n,n)信号所提出的无模糊捕获技术，其需要用到BOC信号与PRN码的互相关函数(RBOC/PRN)。如ASPeCT技术可以消减BOC(n,n)的两个副峰，提高了主峰和副峰的比值，但不能够完全消除副峰；龙杰改进一种ASPeCT算法，能够完全消除正弦型BOC的两个副峰，龙杰给出的正弦型BOC(n,n)的副峰消除数学表达式如下：
Rlong＝RBOC(τ)+|RBOC/PRN(τ)| (1)
式中RBOC(τ)为BOC信号的自相关函数，RBOC/PRN(τ)为BOC与PRN的互相关函数。而在针对余弦型BOC(n,n)的副峰消除数学表达式为
RLong＝RBOC(τ)-α|RBOC/PRN(τ)|+|RBOC(τ)-α|RBOC/PRN(τ)|| (2)
式中，α为一个调节系数，根据α的不同，也可以得到不同的自相关幅值，从表达式(1)、(2)看出，其核心思想是需要用到RBOC/PRN(τ)。该方法中在消除余弦型BOC(n,n)信号时，要求α大于1。以上算法均用到了BOC与PRN码的互相关函数RBOC/PRN但该方法明确了也需要用到函数RBOC/PRN。针对调制阶数大于2的BOC(α,β)信号无模糊捕获技术的研究中，杨力提出一种偏移正交BOC互相关算法来检测BOC信号的主峰，用到本地扩频码与偏移π/2的方波调制后的BOC信号(QBOC)，并构造QBOC与BOC的互相关函数来消除BOC的副峰；此外，杨力还一种用RBOC/PRN和BOC自相关函数模值相减构造的新函数，用图形中分型重构的方法来提高主峰和副峰之间的比值，但是这二种方法均需要采用PRN的互相关函数，这导致BOC序列与PRN码滑动相关过程，而且算法复杂，不易实现。
发明内容：
本发明要解决的技术问题：提供一种BOC信号的副峰消除方法，以解决现有技术存在的需要采用PRN的互相关函数，这导致BOC序列与PRN码滑动相关过程，而且算法复杂，不易实现等技术问题。
本发明技术方案：
一种BOC信号的副峰消除方法，它包括：
步骤1、运用BOC(n,n)的自相关函数RBOC对其取模，然后再与RBOC相加，得到正弦BOC(n,n)信号的自相关单峰函数，公式为
Rprop(τ)＝RBOC(τ)+|RBOC(τ)| (3)
式中：Rprop(τ)为正弦BOC(n,n)信号的自相关单峰函数，RBOC(τ)为BOC信号的自相关函数；
步骤2、建立余弦BOC(n,n)信号的自相关单峰函数，公式为
Rprop2＝(RBOC(τ)+|RBOC(τ)|)2 (4)
式中：Rprop2余弦BOC(n,n)信号的自相关单峰函数，RBOC(τ)为BOC信号的自相关函数；
步骤3、建立第一种BOC(α,β)的自相关函数，公式为
Rnew_add(τ)＝(RBOC(α,β)(τ)+γRprop(τ))λ (5)
式中：为BOC(α,β)的自相关函数，γ为Rprop(τ)调节的放大倍数，λ是幂次数；
步骤4、建立第二种BOC(α,β)的自相关函数，公式为
Rnew_mul(τ)＝Rprop(τ)RBOC(α,β)(τ)+|Rprop(τ)RBOC(α,β)(τ)| (7)
步骤5、通过步骤3的公式(5)对BOC(α,β)信号的副峰进行消除；
步骤6、通过步骤4的公式(7)对BOC(α,β)信号的副峰进行消除，且保留主峰。
步骤5所属的通过公式(5)对BOC(α,β)信号的副峰进行消除方法为：通过Rprop(τ)调节放大倍数γ，幂次数λ调节Rnew_add(τ)中主峰与副峰的比值，通过在自相关函数上增加一个自相关单峰函数Rprop(τ)来提升主峰的值，从而使整个主副峰比值变大，消除副峰影响带来的模糊性问题以达到快速有效捕获信号的目的，同时使信号跟踪的精度提高。
本发明的有益效果：
本发明针对BOC(n,n)信号的副峰消除，具有有如下优点：(1)不需要计算与PRN的互相关函数RBOC/PRN(τ)，能够减少BOC序列与PRN码的滑动相关过程；(2)算法中只用到RBOC以及一个RBOC的取模，然后累积即可，结构简单，易于实现；本发明构造的第一种自相关函数，可以使整个主副峰比值变大，消除副峰影响带来的模糊性问题以达到快速有效捕获信号的目的，也使信号跟踪的精度得到提高；本发明构造的第二种自相关函数，可以消除副峰来达到保留主峰；本发明解决了现有技术存在的需要采用PRN的互相关函数，这导致BOC序列与PRN码滑动相关过程，而且算法复杂，不易实现等技术问题。
具体实施方式：
为了便于本领域技术人员进一步了解本发明技术方案，特对本发明技术方案进行进一步的解释说明：
首先，龙杰给出的正弦型BOC(n,n)的副峰消除技术表达如下：
Rlong＝RBOC(τ)+|RBOC/PRN(τ)| (1)
式中RBOC(τ)为BOC信号的自相关函数，τ是BOC信号的码相位偏移量；RBOC/PRN(τ)为BOC与PRN的互相关函数，RLong表示龙杰提出的算法构造的自相关函数；
而在针对余弦型BOC(n,n)的副峰消除技术表达为
RLong＝RBOC(τ)-α|RBOC/PRN(τ)|+|RBOC(τ)-α|RBOC/PRN(τ)|| (2)
式中，RLong表示龙杰提出的算法构造的自相关函数；
α为一个调节系数，根据α的不同，也可以得到不同的自相关幅值，从表达式(1)、(2)看出，其核心思想是需要用到BOC与PRN的互相关函数RBOC/PRN(τ)。该方法中在消除余弦型BOC(n,n)信号时，要求α大于1。
以上算法均用到了BOC与PRN码的互相关函数RBOC/PRN，本发明针对正弦或余弦BOC(n,n)信号(以下仅用BOC(n,n)表示)的副峰消除技术只需要用到BOC(n,n)的自相关函数ACF，消除副峰的同时能够提高主峰峰值，算法主要思路：运用BOC(n,n)的自相关函数RBOC，对其取模，然后再与RBOC相加，即可消除BOC(n,n)的两个副峰。
Rprop(τ)＝RBOC(τ)+|RBOC(τ)| (3)
(3)式中Rprop(τ)为正弦BOC(n,n)信号的自相关单峰函数，RBOC(τ)为BOC信号的自相关函数。
对余弦型BOC(n,n)信号而言，会有两个小副峰，若要提高主峰与副峰的比值，可对(3)式做如下处理
Rprop2＝(RBOC(τ)+|RBOC(τ)|)2 (4)
式中：Rprop2余弦BOC(n,n)信号的自相关单峰函数，RBOC(τ)为BOC信号的自相关函数；
本发明针对BOC(n,n)信号的副峰消除，比起(1)、(2)式的副峰消除技术，至少有如下优点：
(1)不需要计算与PRN的互相关函数RBOC/PRN(τ)，能够减少BOC序列与PRN码的滑动相关过程；
(2)算法中只用到RBOC以及一个RBOC的取模，然后累积即可，结构简单，易于实现。
BOC信号与PRN的相位关系
目前大多消除BOC调制副峰的方法是基于BOC信号与PRN码的互相关函数，本发明方法用到BOC(n,n)信号的自相关函数：当本地复制BOC信号和接收BOC信号码相位相同时，此时得到的BOC信号自相关函数达到最大值，但是存在多个峰值，如果本地复制BOC(n,n)信号相位也同相，即可用Rprop函数来消除BOC(α,β)副峰，或提高主峰和副峰的比值。副载波频率和码速率分别是2n和n倍基准频率，f0＝1.023MHZ，副载波频率和码速率分别是2α和β倍基准频率。
为消除BOC(α,β)信号的副峰，或者提高主峰副峰的比值。可用到式(3)和(4)中BOC(n,n)正弦和余弦信号的自相关单峰函数Rprop(τ)和Rprop2。若只把主峰增加，而其他副峰处不变，那么就可以提高主峰和副峰之间的比值，提高了主峰的检测概率。基于这一理论，本发明用BOC(n,n)正弦信号的自相关函数Rprop(τ)函数来作为基础构建第一种BOC(α,β)的自相关函数为
Rnew_add(τ)＝(RBOC(α,β)(τ)+γRprop(τ))λ (5)
式中，为BOC(α,β)的自相关函数，γ为Rprop(τ)调节的放大倍数，λ是幂次数，可以迅速调节Rnew_add(τ)中主峰与副峰的比值。该方法通过在自相关函数上增加一个比较窄的单峰Rprop(τ)来迅速提升主峰的值，从而使整个主副峰比值变大，消除副峰影响带来的模糊性问题以达到快速有效捕获信号的目的，也使信号跟踪的精度得到提高。γ和λ的值直接影响到自相关主峰的提高倍数，设BOC(α,β)自相关主峰和Rprop(τ)主峰都为A，BOC(α,β)的第一副峰模值为B，则在没有构造Rprop(τ)函数时，BOC(α,β)的主峰和副峰比值为构造Rprop(τ)函数后主副峰比值Q为
若通过消除副峰来达到保留主峰的目的，基于公式(3)、(4)的思想，BOC(n,n)与BOC(α,β)相位同相时，以尽量消除高阶负峰，以两个函数相乘来构造第二种函数
Rnew_mul(τ)＝Rprop(τ)RBOC(α,β)(τ)+|Rprop(τ)RBOC(α,β)(τ)| (7)
(7)式中对两个相乘的值再做绝对值相加，是为了消除高阶BOC调制中靠近主峰的副峰。如采用正弦型BOC(n,n)的自相关函数来和高阶BOC信号相乘，正弦型BOC(n,n)的主峰宽为理论上为0.67Tc，Tc是一个PRN码的持续时间，或者是一个PRN码的码宽
从主峰开始向两侧对副峰进行以1开始的编号，只要在这个区域内存在第二副峰，则该方法就不能完全消除副峰，但是对这些副峰也起到了很好的抑制作用。调制阶数为n的BOC信号自相关峰值是由多个三角形函数tri(x/y)组成，且三角形当中对称轴在(k＝N且τ＜Tc)处。(7)式构造的函数能够完全消除副峰，再次只要考虑τ的正副峰处，若则构造的函数就可以消除所有的副峰。而在的范围内，副峰也不存在，这样大幅度提高了主副峰的比值。

Claims (2)

1.一种BOC信号的副峰消除方法，它包括：
步骤1、运用BOC(n,n)的自相关函数RBOC对其取模，然后再与RBOC相加，得到正弦BOC(n,n)信号的自相关单峰函数，公式为
Rprop(τ)＝RBOC(τ)+|RBOC(τ)| (3)
式中：Rprop(τ)为正弦BOC(n,n)信号的自相关单峰函数，RBOC(τ)为BOC信号的自相关函数；
步骤2、建立余弦BOC(n,n)信号的自相关单峰函数，公式为
Rprop2＝(RBOC(τ)+|RBOC(τ)|)2 (4)
式中：Rprop2为 余弦BOC(n,n)信号的自相关单峰函数，RBOC(τ)为BOC信号的自相关函数；
步骤3、建立第一种BOC(α,β)的自相关函数，公式为
Rnew_add(τ)＝(RBOC(α,β)(τ)+γRprop(τ))λ (5)
式中：为BOC(α,β)的自相关函数，γ为Rprop(τ)调节的放大倍数，λ是幂次数；
步骤4、建立第二种BOC(α,β)的自相关函数，公式为
Rnew_mul(τ)＝Rprop(τ)RBOC(α,β)(τ)+|Rprop(τ)RBOC(α,β)(τ)| (7)
步骤5、通过步骤3的公式(5)对BOC(α,β)信号的副峰进行消除；
步骤6、通过步骤4的公式(7)对BOC(α,β)信号的副峰进行消除，且保留主峰。
2.根据权利要求1所述的BOC信号的副峰消除方法，其特征在于：步骤5所属的通过公式(5)对BOC(α,β)信号的副峰进行消除方法为：通过Rprop(τ)调节放大倍数γ，幂次数λ调节Rnew_add(τ)中主峰与副峰的比值，通过在自相关函数上增加一个自相关单峰函数Rprop(τ)来提升主峰的值，从而使整个主副峰比值变大，消除副峰影响带来的模糊性问题以达到快速有效捕获信号的目的，同时使信号跟踪的精度提高。
CN201610362640.6A 2016-05-27 2016-05-27 一种boc信号的副峰消除方法 Expired - Fee Related CN106019328B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610362640.6A CN106019328B (zh) 2016-05-27 2016-05-27 一种boc信号的副峰消除方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610362640.6A CN106019328B (zh) 2016-05-27 2016-05-27 一种boc信号的副峰消除方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106019328A CN106019328A (zh) 2016-10-12
CN106019328B true CN106019328B (zh) 2018-09-21

Family

ID=57095223

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610362640.6A Expired - Fee Related CN106019328B (zh) 2016-05-27 2016-05-27 一种boc信号的副峰消除方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106019328B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108254767B (zh) * 2018-01-02 2021-06-04 桂林电子科技大学 一种boc信号捕获方法和基带同步接收机
CN111158026B (zh) * 2019-12-31 2024-02-06 上海星思半导体有限责任公司 一种boc信号的边峰消除方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103675863A (zh) * 2013-12-17 2014-03-26 哈尔滨工程大学 一种复合二进制偏移载波调制信号边峰消除方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103424754B (zh) * 2013-07-18 2015-08-12 哈尔滨工程大学 基于合成相关函数的mboc调制信号无模糊多径抑制方法
KR20150056279A (ko) * 2013-11-15 2015-05-26 목포대학교산학협력단 사인 위상 BOC(n,n) 신호 추적 성능 향상을 위한 주변 첨두 제거 방법
CN103760578B (zh) * 2014-01-14 2015-12-09 中国电子科技集团公司第二十研究所 一种gnss卫星导航信号的无模糊跟踪方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103675863A (zh) * 2013-12-17 2014-03-26 哈尔滨工程大学 一种复合二进制偏移载波调制信号边峰消除方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106019328A (zh) 2016-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Starzyk et al. Averaging correlation for C/A code acquisition and tracking in frequency domain
CN102944884B (zh) Gnss接收机检测并消除窄带干扰的方法
CN105866750B (zh) 一种多个gps卫星微弱回波信号检测的方法
CN108897009B (zh) 一种boc导航信号接收机及其码跟踪方法
CN107085222A (zh) 一种 boc 信号捕获方法和卫星导航接收机
Yao et al. Side-peaks cancellation analytic design framework with applications in BOC signals unambiguous processing
CN108254767A (zh) 一种boc信号捕获方法和基带同步接收机
CN105372678B (zh) 一种正弦boc调制信号的无模糊跟踪方法
CN106019328B (zh) 一种boc信号的副峰消除方法
CN108490462B (zh) 基于相关函数重构的boc无模糊跟踪方法
CN103760578B (zh) 一种gnss卫星导航信号的无模糊跟踪方法
CN111158026A (zh) 一种boc信号的边峰消除方法
CN102655419B (zh) 一种捕获扩频信号的判决函数计算方法
CN104931980A (zh) 载波相位测量半周模糊解除方法
CN104280748B (zh) 先累加后相关的批处理与差分相干的导航信号捕获方法
O'Driscoll et al. Software receiver strategies for the acquisition and re-acquisition of weak GPS signals
KR101812323B1 (ko) 사인 위상 boc 신호를 추적하는 방법 및 사인 위상 boc 신호 추적 장치
Mao et al. Unambiguous BPSK-like CSC method for Galileo acquisition
CN106501822B (zh) 一种基于gpu的长码部分相关全局直接捕获方法
Li et al. Highly sensitive weak signal acquisition method for GPS/compass
Zhou et al. Joint data-pilot acquisition of GPS L1 civil signal
Hao et al. Unambiguous tracking technique based on shape code for BOC signals
Yao Unambiguous processing techniques of binary offset carrier modulated signals
CN106980125B (zh) 一种卫星导航中xfast捕获的降计算量去模糊处理方法
Wang et al. An efficient time-frequency algorithm for weak signal acquisition of modernized GNSS signals

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180921