一種boc信號的副峰消除方法
【專利摘要】本發明公開了一種BOC信號的副峰消除方法，它包括：運用BOC(n,n)的自相關函數RBOC對其取模，然后再與RBOC相加，得到正弦BOC(n,n)信號的自相關單峰函數；建立余弦BOC(n,n)信號的自相關單峰函數；建立第一種BOC(α,β)的自相關函數；建立第二種BOC(α,β)的自相關函數；對BOC(α,β)信號的副峰進行消除；通過步驟4的公式(7)對BOC(α,β)信號的副峰進行消除且保留主峰；解決了現有技術對低階調制的BOC信號副峰消除需要用到BOC信號與PRN的互相關函數，導致BOC序列與PRN碼滑動相關過程且算法復雜；對高階調制的BOC信號副峰消除不徹底，主副峰比值不夠大等技術問題。
【專利說明】
-種BOC信號的副峰消除方法
技術領域：
[0001] 本發明屬于BOC信號副峰消除技術，尤其設及一種BOC信號的副峰消除方法。
【背景技術】：
[0002] GNSS發展步伐不斷加快，美國GPS、俄羅斯的化0NASS、歐盟的Galileo系統W及我 國的北斗衛星導航系統(BDS)都開始進行了現代化改造，并在信號的設計上引入了 BOC調制 方式。BOC信號能夠實現頻譜分離，在擁擠的信號頻段有更強的抗干擾能力，但同時也帶來 了捕獲和跟蹤過程的模糊性:其信號因在測距碼(PRN碼)上調制了一個正弦（或余弦）形式 的方波亞載波，運導致了BOC信號自相關函數成多個多峰值，在干擾噪聲較強的情況下，信 號捕獲或跟蹤可能會誤鎖定自相關副峰，導致了捕獲不確定。現有技術較多是針對調制階 數為2的B0C(n，n)信號所提出的無模糊捕獲技術，其需要用到BOC信號與PR師馬的互相關函 數(化QG/PRN)。如AS化CT技術可W消減B0C(n，n)的兩個副峰，提高了主峰和副峰的比值，但不 能夠完全消除副峰;龍杰改進一種AS化CT算法，能夠完全消除正弦型BOC的兩個副峰，龍杰 給出的正弦型B0C(n，n)的副峰消除數學表達式如下：
[0003] Rlong =姑OC(T)+I 姑oc/f?(t) I (1)
[0004] 式中Rb日C(T)為BOC信號的自相關函數，Rb日c/prn(t)為BOC與PRN的互相關函數。而在 針對余弦型B0C(n，n)的副峰消除數學表達式為
[000引化。W = Rboc(T)-日 I Rboc/prn(t) I +1 Rboc(T)-日 I Rboc/prn(t) I I (2)
[0006] 式中，a為一個調節系數，根據a的不同，也可W得到不同的自相關幅值，從表達式 (1)、（2)看出，其核屯、思想是需要用到化〇c/prn(t)。該方法中在消除余弦型B0C(n，n)信號時， 要求a大于IdW上算法均用到了BOC與PRN碼的互相關函數化0C/PRN但該方法明確了也需要用 到函數Rboc/prn。針對調制階數大于2的B0C(a，e)信號無模糊捕獲技術的研究中，楊力提出一 種偏移正交BOC互相關算法來檢測BOC信號的主峰，用到本地擴頻碼與偏移V2的方波調制 后的BOC信號(QBOC)，并構造 QBOC與BOC的互相關函數來消除BOC的副峰;此外，楊力還一種 用Rboc/prn和BOC自相關函數模值相減構造的新函數，用圖形中分型重構的方法來提高主峰 和副峰之間的比值，但是運二種方法均需要采用PRN的互相關函數，運導致BOC序列與PRN碼 滑動相關過程，而且算法復雜，不易實現。
【發明內容】
：
[0007] 本發明要解決的技術問題:提供一種BOC信號的副峰消除方法，W解決現有技術存 在的需要采用PRN的互相關函數，運導致BOC序列與PRN碼滑動相關過程，而且算法復雜，不 易實現等技術問題。
[000引本發明技術方案：
[0009] -種BOC信號的副峰消除方法，它包括：
[0010]步驟1、運用B0C(n，n)的自相關函數Rbo擁其取模，然后再與Rbo細加，得到正弦BOC (n，n)信號的自相關單峰函數，公式為
[00"] Rprop(T)=姑OC(T)+I 姑OC(T) I (3)
[0012]式中：3。,。。（1：)為正弦80"]1,]1)信號的自相關單峰函數，1^〇(；('〇為80(>[言號的自相 關函數；
[0013] 步驟2、建立余弦B0C(n，n)信號的自相關單峰函數，公式為
[0014] Rpr〇p2 = (Rboc(T) +1 Rboc(T) I )^ (4)
[001引式中：RprDp2余弦B0C(n，n)信號的自相關單峰函數，Rboc(T)為BOC信號的自相關函 數；
[0016]步驟3、建立第一種B0C(a，e)的自相關函數，公式為 [001 7] Rnew_add( T)二（RB0C(a,P) ( T)+ 丫 Rprop( T) ) (5)
[001引式中：Kwcuv)(叫為B0C(a，e)的自相關函數，丫為RprDP(T)調節的放大倍數，A是幕 次數；
[0019]步驟4、建立第二種B0C(a，e)的自相關函數，公式為
[0020] Rnewjiul ( T ) = Rprop ( T )RB0C(a,e) ( T )+ I Rprop ( T )RB0C(a,e) ( T ) I ( 7 )
[0021] 步驟5、通過步驟3的公式(5)對B0C(a，e)信號的副峰進行消除；
[0022] 步驟6、通過步驟4的公式(7)對B0C(a，e)信號的副峰進行消除，且保留主峰。
[0023] 步驟5所屬的通過公式(5)對B0C(a，e)信號的副峰進行消除方法為:通過RprDP(T) 調節放大倍數丫，幕次數M周節Rnew_add(T)中主峰與副峰的比值，通過在自相關函數上增加 一個自相關單峰函數RprDP(T)來提升主峰的值，從而使整個主副峰比值變大，消除副峰影響 帶來的模糊性問題W達到快速有效捕獲信號的目的，同時使信號跟蹤的精度提高。
[0024] 本發明的有益效果：
[0025] 本發明針對B0C(n，n)信號的副峰消除，具有有如下優點：（1)不需要計算與PRN的 互相關函數化〇c/PRN(T)，能夠減少BOC序列與PRN碼的滑動相關過程；（2)算法中只用到化OCW 及一個化OC的取模，然后累積即可，結構簡單，易于實現;本發明構造的第一種自相關函數， 可W使整個主副峰比值變大，消除副峰影響帶來的模糊性問題W達到快速有效捕獲信號的 目的，也使信號跟蹤的精度得到提高;本發明構造的第二種自相關函數，可W消除副峰來達 到保留主峰;本發明解決了現有技術存在的需要采用PRN的互相關函數，運導致BOC序列與 PRN碼滑動相關過程，而且算法復雜，不易實現等技術問題。
【具體實施方式】：
[0026] 為了便于本領域技術人員進一步了解本發明技術方案，特對本發明技術方案進行 進一步的解釋說明：
[0027] 首先，龍杰給出的正弦型B0C(n，n)的副峰消除技術表達如下：
[002引 Rlong = RBOC(T)+I Rboc/f?(t) I (1)
[0029] 式中Rboc(T)為BOC信號的自相關函數，T是BOC信號的碼相位偏移量;Rboc/prn(T)為 BOC與PRN的互相關函數，化。ng表示龍杰提出的算法構造的自相關函數；
[0030] 而在針對余弦型B0C(n，n)的副峰消除技術表達為
[0031] 化。峭二姑OC(T)-Q I 姑oc/prn(t) I +1 Rboc(T)-Q I Rboc/prn(t) I I (2)
[0032] 式中，化。ng表示龍杰提出的算法構造的自相關函數；
[0033] a為一個調節系數，根據a的不同，也可W得到不同的自相關幅值，從表達式（1)、 (2) 看出，其核屯、思想是需要用至化OC與PRN的互相關函數Rboc/prn(t)。該方法中在消除余弦 型B0C(n,n)信號時，要求a大于1。
[0034] W上算法均用到了 BOC與PRN碼的互相關函數Rboc/prn，本發明針對正弦或余弦BOC (n，n)信號下僅用B0C(n，n)表示）的副峰消除技術只需要用到B0C(n，n)的自相關函數 ACF，消除副峰的同時能夠提高主峰峰值，算法主要思路:運用B0C(n，n)的自相關函數Rboc, 對其取模，然后再與Rbo細加，即可消除B0C(n，n)的兩個副峰。
[00對 Rprop(T) =Rboc(T)+I Rboc(T) I (3)
[0036] (3)式中Rprop(T)為正弦B0C(n,n)信號的自相關單峰函數，Rb日C(T)為BOC信號的自 相關函數。
[0037]對余弦型B0C(n，n)信號而言，會有兩個小副峰，若要提高主峰與副峰的比值，可對 (3) 式做如下處理
[003 引 Rprop2= (Rboc(T)+I Rboc(T) 1)2 (4)
[0039]式中：Rpr〇p2余弦B0C(n,n)信號的自相關單峰函數，Rboc(T)為BOC信號的自相關函 數；
[0040]本發明針對B0C(n，n)信號的副峰消除，比起（1)、（2)式的副峰消除技術，至少有如 下優點：
[0041 ] (1)不需要計算與PRN的互相關函數Rb日[/PRN(T)，能夠減少BOC序列與PRN碼的滑動 相關過程；
[0042] (2)算法中只用到化ocW及一個化OC的取模，然后累積即可，結構簡單，易于實現。
[0043] BOC信號與PRN的相位關系
[0044] 目前大多消除BOC調制副峰的方法是基于BOC信號與PRN碼的互相關函數，本發明 方法用到B0C(n，n)信號的自相關函數：當本地復制BOC信號和接收BOC信號碼相位相同時， 此時得到的BOC信號自相關函數達到最大值，但是存在多個峰值，如果本地復制B0C(n，n)信 號相位也同相，即可用RprDP函數來消除B0C(a，e)副峰，或提高主峰和副峰的比值。副載波頻 率和碼速率分別是化和n倍基準頻率，f0 = 1.023MHZ，副載波頻率和碼速率分別是化和0倍 基準頻率。
[0045] 為消除B0C(a，e)信號的副峰，或者提高主峰副峰的比值。可用到式(3)和(4)中BOC (n，n)正弦和余弦信號的自相關單峰函數RprDP(T)和RprDp2。若只把主峰增加，而其他副峰處 不變，那么就可W提高主峰和副峰之間的比值，提高了主峰的檢測概率。基于運一理論，本 發明用B0C(n，n)正弦信號的自相關函數RprDP(T)函數來作為基礎構建第一種B0C(a，e)的自 相關函數為
[004引 Rnew_add( T)二（RB0C(a,P) ( T)+ 丫 Rprop( T) ) (5) 式中，馬0巧8斯的為B0C(a，e)的自相關函數，丫為RprDP(T)調節的放大倍數，A是幕次 數，可W迅速調節Rnew_add(T)中主峰與副峰的比值。該方法通過在自相關函數上增加一個比 較窄的單峰RprDP(T)來迅速提升主峰的值，從而使整個主副峰比值變大，消除副峰影響帶來 的模糊性問題W達到快速有效捕獲信號的目的，也使信號跟蹤的精度得到提高。丫和A的值 直接影響到自相關主峰的提高倍數，設B0C(a，e)自相關主峰和RprDP(T)主峰都為A，B0C(a， e)的第一副峰模值為B，則在沒有構造 RprDP(T)函數時，B0C(a，e)的主峰和副峰比值為 I () Ig(^)，構造 Rprop ( T )函數后主副峰比值Q為
[0047]
(6)
[0048] 若通過消除副峰來達到保留主峰的目的，基于公式（3)、（4)的思想，B0C(n，n)與 B0C(a，e)相位同相時，W盡量消除高階負峰，W兩個函數相乘來構造第二種函數
[0049] Rnewjnul ( T )二 Rfirop ( T )RB0C(a,P) ( T ) + I Rfirop ( T )RB0C(a,P) ( T ) I ( 7 )
[0050] (7)式中對兩個相乘的值再做絕對值相加，是為了消除高階BOC調制中靠近主峰的 副峰。如采用正弦型B0C(n，n)的自相關函數來和高階BOC信號相乘，正弦型B0C(n，n)的主峰 寬為理論上為0.67Tc，Tc是一個PRN碼的持續時間，或者是一個PRN碼的碼寬
[0051] 從主峰開始向兩側對副峰進行Wl開始的編號，只要在運個區域內存在第二副峰， 則該方法就不能完全消除副峰，但是對運些副峰也起到了很好的抑制作用。調制階數為n的 BOC信號自相關峰值是由多個S角形函數tri(x/y)組成，且S角形當中對稱軸在T = 巧 = N且T<T。）處。（7)式構造的函數能夠完全消除副峰，再次只要考慮T的正副峰處，若 r|>|7：.，則構造的函數就可W消除所有的副峰。而在H<|n的范圍內，副峰也不存在，運 樣大幅度提高了主副峰的比值。
【主權項】
1. 一種BOC信號的副峰消除方法，它包括： 步驟1、運用B0C(n，n)的自相關函數Rbqc對其取模，然后再與Rbqc相加，得到正弦B0C(n， η)信號的自相關單峰函數，公式為 Rprop (τ) = Rboc(τ) +1Rboc(τ) I (3) 式中=Rprcip(T)為正弦B0C(n，n)信號的自相關單峰函數，Rbqc(T)為BOC信號的自相關函 數； 步驟2、建立余弦B0C(n，n)信號的自相關單峰函數，公式為 Rpr〇p2= (Rboc(t)+IRboc(t) I )2 (4) 式中:Rprcip2余弦BOC(η，η)信號的自相關單峰函數，Rbqc (τ)為BOC信號的自相關函數； 步驟3、建立第一種Β0(Χα，β)的自相關函數，公式為 Rnew add ( T- ) - (Rb〇C(cc, β) ( T ) + 丫 Rprop ( "〇 ) ( 5 ) 式中:⑴為BOC(α，β)的自相關函數，γ為Rprcip (τ)調節的放大倍數，λ是冪次數； 步驟4、建立第二種B0C(a，β)的自相關函數，公式為 Rnew mul ( T- )-Rprop ( T ) Rb〇C(cc，β) ( T ) + | Rprop ( T ) Rb〇C(cc，β) ( T ) | ( 7 ) 步驟5、通過步驟3的公式(5)對Β0(Χα，β)信號的副峰進行消除； 步驟6、通過步驟4的公式(7)對Β0(Χα，β)信號的副峰進行消除，且保留主峰。2. 根據權利要求1所述的BOC信號的副峰消除方法，其特征在于:步驟5所屬的通過公式 (5)對B0C(a，i3)信號的副峰進行消除方法為:通過R prcip(T)調節放大倍數γ，冪次數λ調節 Rnew_add(τ)中主峰與副峰的比值，通過在自相關函數上增加一個自相關單峰函數R prcip(τ)來 提升主峰的值，從而使整個主副峰比值變大，消除副峰影響帶來的模糊性問題以達到快速 有效捕獲信號的目的，同時使信號跟蹤的精度提高。
【文檔編號】G01S19/29GK106019328SQ201610362640
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月27日
【發明人】丁召, 袁先舉, 盧艷娥
【申請人】貴州大學