二進(jìn)制偏移載波調(diào)制信號壓縮捕獲算法研究.pdf

1、二進(jìn)制偏移載波（Binary Offset Carrier，BOC）調(diào)制有碼跟蹤精度高、抗干擾和抗多徑能力強(qiáng)等優(yōu)勢，是一種適應(yīng)新型衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的調(diào)制形式。但由于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)使用的偽碼周期較長，使得捕獲時(shí)間增加，同時(shí)高動態(tài)的運(yùn)動導(dǎo)致多普勒頻偏較大，使得偽碼的相關(guān)值明顯下降，導(dǎo)致偽碼捕獲困難。因此，高動態(tài)環(huán)境下長碼BOC信號的快速捕獲是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)。
　　論文圍繞高動態(tài)長碼BOC信號的快速捕獲技術(shù)展開，重點(diǎn)研究了時(shí)頻壓縮捕獲

2、算法，具體研究內(nèi)容如下：
　?、俳榻B了BOC信號調(diào)制過程，著重分析了BOC信號的功率譜密度和自相關(guān)函數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，介紹了傳統(tǒng)的BOC信號捕獲算法的原理，重點(diǎn)研究了類似二進(jìn)制相移鍵控（Binary Phase Shift Keying-like，BPSK-like）算法與相關(guān)函數(shù)處理法兩類捕獲算法，并對該兩類算法進(jìn)行簡單的對比分析。
　?、谠诂F(xiàn)有二維壓縮捕獲算法的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步縮短高動態(tài)情況下BOC信號的捕獲時(shí)間，提出

3、了基于碼相位壓縮與快速傅里葉變換（Fast Fourier Transform， FFT）的雙駐留捕獲算法。在第一駐留階段，將多路間隔為半個(gè)副載波周期的碼序列通過相位壓縮器獲得碼壓縮序列，完成對BOC信號的碼相位的快速、粗略的壓縮搜索，同時(shí)利用 FFT完成對頻偏的快速捕獲；在第二駐留階段，利用傳統(tǒng)的相關(guān)器完成碼相位的精確捕獲。從理論上推導(dǎo)了該算法的虛警概率、檢測概率和平均捕獲時(shí)間等性能，并通過蒙特卡洛仿真驗(yàn)證該算法理論分析的正確性，仿真

4、表明該算法相比于BOC信號的二維壓縮捕獲算法，節(jié)省了大量硬件資源，提高頻偏捕獲帶寬和捕獲精度，在高信噪比時(shí)通過選擇壓縮系數(shù)可使平均捕獲時(shí)間有著約83％的降低。
　　③針對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中長碼BOC信號的快速捕獲，提出了頻率壓縮和FFT并行碼相位捕獲相結(jié)合的BOC信號捕獲算法。該算法先將多路間隔為固定頻率的子載波上求和來獲得載波壓縮序列，再進(jìn)行FFT偽碼并行捕獲，可完成長碼BOC信號的快速捕獲。通過公式推導(dǎo)，分析了所提算法的虛警概率、