基于最小频移键控脉冲的二进制编码符号优化调制方法
【专利摘要】一种改进的基于最小频移键控脉冲的二进制编码符号调制方法，在二进制编码符号基础上将扩频符号分裂为n个单元，每个单元采取MSK的符号脉冲波形来取代二进制值波形，并最终获得优化后的BCS序列用于调制；本发明通过优选出自相关性能很好的BCS序列，从而实现既有二进制编码符号更好的自相关特性、抗干扰、抗多径及兼容性能，又能实现MSK调制的恒包络、提高功放效率及旁瓣衰减大等特点。
【专利说明】基于最小频移键控脉冲的二进制编码符号优化调制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种卫星导航【技术领域】的方法，具体涉及一种用于全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite Systems, GNSS)卫星导航信号的基于最小频移键控(Minimum Shift Keying,MSK)脉冲的二进制编码符号(Binary Coded Symbols,BCS)优化调制方法。
【背景技术】
[0002]卫星导航信号体制是导航系统顶层设计的关键环节，性能的好坏直接决定系统的导航定位、兼容与互操作性能。在导航信号体制的主要参数中，调制波形决定导航信号的功率谱包络，而功率谱包络表明了信号功率谱的全局特征，从而直接影响着码跟踪精度、门限和Gabor带宽，以及信号的频谱分离、抗干扰和抗多径等性能。因此设计高效的信号调制技术是一个重要的研究课题。
[0003]现有技术中Wei Liu et al 在《MSK-Binary Coded Symbol modulations forglobal navigation satellite systems》(全球卫星导航系统的最小频移键控二进制编码符号调制)//IEICE Electronics Express, Vol.7, N0.6, MAR252010, pp.421-427 提出了最小频移键控二进制编码符号调制方法，该调制方法具有良好的码跟踪性能、抗干扰和抗多径能力，并且导航信号具有恒包络从而使得高功放能工作在饱和或近饱和状态来提高功放的效率，但是在上述文献中给出的最小频移键控脉冲调制下的二进制编码符号(MSK-Binary Coded Symbols, MSK-BCS)序列呈现出自相关函数旁瓣峰值与主峰非常接近并且衰减慢的特性，这样会使得接收机在信号捕获跟踪时不能很精确的锁定正确的主峰，从而造成误捕获或误跟踪。因此，寻求更好的最小频移键控脉冲调制下二进制编码符号序列对于提升导航系统的导航和定位能力有重要的意义。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于最小频移键控脉冲的二进制编码符号优化调制方法，能够获得更好的自相关特性，在保证主瓣较尖锐的情况下使得旁瓣峰值远远小于主瓣峰值，从而提供更准确的捕获与跟踪性能，同时具有更优的抗多径、抗干扰、码跟踪性能和与其它导航信号兼容性能，实现导航信号恒包络，同时避免大幅度旁瓣的出现。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:本发明在二进制编码符号基础上，将传统的扩频符号分裂为η个单元，每个单元采取MSK的符号脉冲波形来取代二进制值波形，通过选择合适的参数，从而实现既有二进制编码符号的抗干扰、抗多径及兼容性能，又能实现MSK调制的恒包络、提高功放效率及旁瓣衰减大等特点。
[0006]本发明具体包括以下步骤:
[0007]步骤一、计算MSK脉冲功率谱密度，即MSK信号的归一化功率谱密度(PowerSpectral Density, PSD),具体步骤如下:[0008]1.1)MSK 信号为:+ + ，其中:P 是载波功率，f。。是载波中心频率，Φ。是恒定的相位偏移；
[0009]1.2)假设对应上述MSK信号的调制信号为:
【权利要求】
1.一种基于最小频移键控脉冲的二进制编码符号优化调制方法，其特征在于，在二进制编码符号基础上将扩频符号分裂为η个单元，每个单元采取MSK的符号脉冲波形来取代二进制值波形，并最终获得优化后的BCS序列用于调制； 所述方法包括以下步骤: 步骤一、采集并计算MSK脉冲功率谱密度，即MSK信号的归一化功率谱密度； 步骤二、将MSK的符号脉冲波形取代BCS调制二进制值波形； 步骤三、计算BCS序列功率谱密度，并对应得到MSK-BCS调制的归一化功率谱密度；步骤四、优选扩频符号:基于长度为7到24的Neuman-Hofman码通过计算机搜寻出低自相关旁瓣的序列，得到码长度为10、码片速率为1.023MHz的BCS序列，将其用于调制并实现优化。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的步骤一具体包括: ， 1.1)MSK信号为:\(0 = #咖(2^4? +么(0 +為)，其中:P是载波功率，f。。是载波中心频率，Φο是恒定的相位偏移；， 1.2)对应上述MSK信号的调制信号为其中:
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤二是指:对于BCS而言，其扩频符号
分裂为η个单元，每个单元有等长间隔Τ>，扩频符号为:
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤三具体包括以下步骤: 3.DBCS序列功率谱密度:
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的BCS序列为([1，1，1，1，-1，-1，1，-1，1，-1]，I)。
【文档编号】G01S19/01GK103616699SQ201310671922
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月11日 优先权日:2013年12月11日
【发明者】战兴群, 刘美红, 陈懋霖, 李伟 申请人:上海交通大学