[发明专利]卫星导航系统信号的改进二进制编码符号调制方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种卫星导航系统技术领域的方法，具体是一种卫星导航系统信号的改进二进制编码符号调制方法。

背景技术

卫星导航系统信号体制性能的好坏直接决定系统的导航、定位性能，导航信号调制是导航信号体制设计中的关键之一。二进制编码符号(Binary Coded Symbol，简称BCS)是一种新型的导航信号调制方式，C.J.Hegarty，J.W.Betz，A.Saidi撰文“Binary Coded SymbolModulations for GNSS”.Proceedings of ION NTM 2005，San Diego，USA，pp.56-64，January2005.“全球卫星导航系统二进制编码符号调制”，通过选择适当参数以提高信号的相关性能、如导航系统的抗干扰和抗多径能力，特别是在当前卫星通信技术迅猛发展及信号种类繁多的情况下，以有效实现导航信号的频谱分离和兼容能力。二进制编码符号调制将传统的扩频符号分裂为K个单元，每个单元自由选择二进制值(-1或者+1)，由此以实现各式各样的导航信号功率的调制，如信号功率调制到载波频率的两侧旁瓣上来提高抗干扰和兼容能力。

二进制编码符号调制目前已经被应用于GPS、Galileo等导航系统中，如GPS C/A码信号采用的是BSPK(二进制相移键控)调制，GPS L1C和Galileo E1OS、E1PRS等信号采用的是BOC(二进制偏置载波)及BOC的衍生调制方式。二进制编码符号调制以通过将信号功率调制到载波频率的两侧旁瓣上来提高信号性能，但是文章中给出的二进制编码符号调制方法会带来带外大幅度旁瓣使功放效率降低，且信号的码跟踪、抗多径、抗干扰和与其它导航信号兼容性能在某些情况下不够理想。针对上述不足，本发明提出一种改进二进制编码符号调制技术，它使得导航信号具有良好的码跟踪性能、抗干扰和抗多径能力、与其它系统信号兼容能力，并且信号具有恒包络以使高功放能工作在饱和点或其附近来提高功放的效率，同时避免大幅度旁瓣的出现。因此，基于二进制编码符号调制，构建性能良好的信号调制方式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

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种卫星导航系统信号的改进二进制编码符号调制方法，采用改进二进制编码符号调制(Modified Binary Coded Symbol，简称M-BCS)，来提升导航信号的码跟踪、抗多径、抗干扰和与其它导航信号兼容性能，实现信号的恒包络，同时避免大幅度旁瓣的出现。

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的基础上，将传统的扩频符号分裂为K个单元，每个单元采取基于MSK(最小移频键控)的符号脉冲波形来取代二进制值波形，通过选择适合的参数，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。

本发明包括以下步骤：

步骤一：首先根据卫星导航系统的需求和约束条件，确定扩频码频率f_c或周期T_c，确定需要分裂单元的个数K，每个单元的长度为T_c/K，选择合适的符号[s₀，s₁，…，s_K-1]，其中：f_c为扩频码频率(取1.023MHz的整数倍)，其倒数T_c为扩频码周期，K为所确定分裂单元的格式，s₀，s₁，…，s_K-1为所选择的K符号，每个符号值取+1或-1：

步骤二：根据所确定的扩频码频率f_c或周期T_c确定扩频符号的调制波形，采取以下方式进行操作：其中：T_sc为码片周期；

步骤三：构造改进二进制编码符号调制M-BCS([s₀，s₁，…，s_K-1]，f_c)，并获得扩频符号：其中：为直接扩频信号，a_k为扩频序列，q(t)为扩频符号，T_c为扩频码周期，