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基于BOC调制方式新型直捕技术研究
| 论文题名： | 基于BOC调制方式新型直捕技术研究 |
| 关键词： | 卫星导航技术;BOC调制信号;捕获算法;FPGA设计;虚警概率;频谱特性;自相关性 |
| 摘要： | 在卫星导航技术不断发展的今天,其应用技术已经覆盖到人们生活的各个领域,成为我们生活中不可缺少的一部分。目前,世界上现有的全球导航卫星系统(GNSS)主要包括:美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统和欧盟的GALILEO系统以及中国的“北斗”系统。随着GPS技术在军事和民用领域的广泛运用,信号相互干扰,频段拥挤不堪,信号保密性急剧下降等问题日益严重。考虑到卫星导航系统的重要性,新型调制方式的出现已经不可避免。 由于BOC(Binary Offset Carrier)调制信号具有性能良好的自相关函数以及频谱分裂特性,能够有效的解决上述问题,并且新一代导航信号拥有更优良的多径分辨能力和更高的码跟踪精度。现在大部分导航系统都已经开始运用BOC调制信号来替代传统的PSK调制信号,如美国GPS的军用M码信号、欧洲GALILEO系统E1、E5a、E5b、E6等频段信号、中国北斗卫星信号(COMPASS)等。随着BOC调制信号的良好特性不断被发现,BOC调制信号同步捕获技术的研究也已成为当今各国最关心的难题。 本论文首先针对BOC调制信号展开了深入的研究,详细的阐述了BOC调制原理、BOC调制信号的结构及其产生过程,对BOC调制方式的频谱特性和自相关特性展开了重点分析,另外在此基础上还重点研究了MBOC和AltBOC调制信号的产生及其特性,并进行了相关的Matlab仿真研究。 其次论文对国内外提出的一些BOC调制信号的捕获方法进行了深入研究,如边带算法、BPSK-like捕获算法、三路并行相关算法、副载波相位消除算法、基于ASPeCT(Autocorrelation Side-Peak Cancellation Technique)的算法等。但是上述算法存在捕获多峰性,硬件资源要求高,能量损耗大,适用范围窄等缺点。通过分析了以上常用的算法的优缺点,本文提出了基于平均采样与快速FFT思想的副载波消除算法。仿真与分析表明,改进的捕获算法计算量更小,捕获时间更短,适用范围更广,从而显示出了该算法的有效性和合理性。本论文采用Tong算法作为捕获判决策略,提高了系统的检测概率,降低了虚警概率。 论文最后给出了BOC调制信号捕获算法中的各个核心子模块的FPGA设计与实现,并基于Altera公司的EP1S80B956C6芯片中对BOC调制信号的捕获算法进行了调试、测试与验证。 |
| 作者： | 王刚 |
| 专业： | 导航、制导与控制 |
| 导师： | 徐定杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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