[发明专利]卫星导航信号及其生成方法、生成装置、接收方法和接收装置

说明书

技术领域

本申请涉及卫星导航领域，更具体地，本申请涉及卫星导航信号及其生成方法、生成装置、接收方法和接收装置。

背景技术

随着全球导航卫星系统(GNSS)的持续建设，导航服务需求在不断扩展。各卫星导航系统在同一频段上播发的信号数量越来越多，使得原本有限的卫星导航频谱变得愈加拥挤。随着同一系统在同一频段内播发信号数量的增加，卫星载荷的复杂度不断提高。

如果一个频段内的不同服务信号使用彼此独立的发射天线及放大器链路，对天线设计的要求以及载荷的总功率、成本、体积、重量等方面都会带来较大的代价。因此，希望能够将多个信号在一个载波上进行复用合成。而同时，在卫星发射功率受限的情况下，为了在接收端维持足够的接收功率，希望星上的高功率发射机具有尽可能高的功率效率。这就要求卫星上的高功率放大器(HPA)要工作在非线性饱和区。但当HPA在饱和点附近时，如果输入信号不具有恒定的包络，那么输出分量会产生幅度调制和幅相转换等畸变，造成发射信号的幅相失真，对接收端的性能造成很大的影响。因此需要保证合成信号的恒包络特性。

对于同一频点上的多个DSSS信号的恒包络复用，已有一些成熟的技术，例如，可以将两个不同的DSSS信号放置在载波的两个相互正交的相位上从而构成一个QPSK信号进行发射。早期的GPS中，L1频点的C/A码信号和P(Y)码信号的恒包络复用就是以这种方式实现的。但当信号数目增多时，就需要使用一些更为复杂的恒包络复用技术，例如美国专利US6430213、美国专利申请US 2002/0075907A1、美国专利申请US 2002/0150068A1、以及美国专利申请US2011/0051783A1等等。但上述的这些技术主要针对同一频点上的多个信号分量的恒包络复用。

现有技术，例如恒包络AltBOC调制技术(美国专利US2006/0038716A1)以及时分复用AltBOC(TD-AltBOC)技术(中国专利公开号CN102209056A)提供了一种对于两个不同频点上的DSSS信号联合进行恒包络复用的方法，例如将两个相隔30.69MHz的频点上分别调制的两组BPSK-R(10)信号组合成一个复合恒包络信号。然而，AltBOC调制技术需要预先生成相位映射表，并通过查表的方式实现多路复用信号的恒包络。此外，AltBOC调制技术中，参与复用的DSSS信号分量的功率必须是相等的。而在TD-AltBOC中，这种技术所使用的时分复用显著恶化了所复用的DSSS信号与同一频段上的其它扩频信号之间的多址性能。而且TD-AltBOC中，参与复用的信号分量的功率也必须是相等的。技术上的这种限制降低了AltBOC和TD-AltBOC使用的灵活性。众所周知，在GNSS系统中，由于测距是信号的首要目的，信号体制设计中更倾向于为导频信道分配比数据信道更多的功率，以提高伪距测量以及载波相位跟踪的精度和稳健性，而且信号分量采用不同的扩频码片波形(例如BPSK-R、正弦相位BOC、余弦相位BOC、TMBOC、QMBOC等)会在接收机中呈现出不同的捕获、跟踪、解调性能，因此有必要为卫星导航信号提供一种更为灵活的双频恒包络复用技术。

发明内容

本申请的目的是提供一种至少能够部分改善上述现有技术中的缺陷的一种卫星导航信号及其生成方法、生成装置、接收方法和接收装置。

根据本申请的一个方面，公开了一种卫星导航信号生成装置，包括：基带信号产生器，生成第一基带信号S₁,第二基带信号S₂，第三基带信号S₃，以及第四基带信号S₄；多路复用信号产生器，设置所述第一基带信号S₁,第二基带信号S₂，第三基带信号S₃和第四基带信号S₄的多路复用信号的同相基带分量和正交基带分量的幅度和相位，生成具有恒包络的多路复用信号；以及调制器，将所述具有恒包络的多路复用信号调制到射频，生成卫星导航信号，其中，所述第一基带信号S₁和所述第二基带信号S₂调制于第一载波频率f₁且载波相位彼此正交，所述第三基带信号和所述第四基带信号调制于第二载波频率f₂且载波相位彼此正交。