适用于BOC(m,n)信号的无模糊捕获技术.pdf

航空学报 A c t aA e r o n a u t i c ae tA s t r o n a u t i c aS i n i c a A p r 2 52 0 1 7V 0 1 3 8N o 4 S S N1 0 0 0 - 6 8 9 3O N1 1 1 9 2 9 V h t t p ：h k x b b u a a e d u c n h k x b b u a a e d u c n 适用于B O C ( m ，圪) 信号的无模糊捕获技术 张洪伦1 2 ，巴晓辉1 ，陈杰1 * ，周航1 1 中国科学院微电子研究所，北京 1 0 0 0 2 9 2 中国科学院大学，北京 1 0 0 0 4 9 摘要：针对二进制偏移载波( B O C ) 调制信号自相关多峰特性引起的信号捕获模糊性问题，提出了一种子相关相乘边 峰消除技术( C M S C T ) 。根据B O C 子相关函数的特性，通过将不同子相关函数相乘获得边峰消除能力，并且为了充分利 用接收信号，进一步提高捕获性能，提出了相应的优化算法。分析对比了提出算法的实现复杂度和基于恒虚警率准则的 峰值发现概率，对G a l i l e oE 1 C 中频采样信号的处理结果表明：提出的边峰消除方法有效解决了捕获模糊性问题。 关键词：全球导航卫星系统；二进制偏移载波调制；无模糊捕获；相关函数；边峰消除 中图分类号：V 2 4 9 3 2文献标识码：A文章编号：1 0 0 0 6 8 9 3 ( 2 0 1 7 ) 0 4 3 2 0 3 9 4 1 0 随着卫星导航系统应用的不断推广及深入， 用户对定位精度和可靠性提出了更高的要求，因 此现代化的全球导航卫星系统( G l o b a lN a v i g a t i o nS a t e l l i t eS y s t e m ，G N S S ) 增加了许多新的信 号 1 剞，不同卫星导航系统及同一导航系统在相同 频带上可能会发送多路信号，为了加强新增信号 与现存信号的兼容性，减小卫星导航系统间与系 统内信号之间的干扰，引入二进制偏移载波( B i n a r yO f f s e tC a r r i e r ，B O C ) 调制技术，利用其谱分 裂性质，将B O C 调制信号能量搬离中心频带。但 是B O C 调制信号自相关函数具有多峰特性，信号 可能会错误地同步到边峰上，造成捕获模糊性 问题6 | 。 为了解决捕获模糊性问题，已经提出了很多 方案，按照不同的分析方法，大体可以分为频域处 理方案和时域处理方案 7 。比较典型的频域解决 方案为边带处理技术 8 。10 I ，将接收到的B O C 信号 看成两个二进制相移键控( B i n a r yP h a s eS h i f t K e y i n g ，B P S K ) 信号的叠加，其载波频率分别对 称地置于B O C 信号载波频率的两边，每一个边带 都可以看成独立的B P S K 信号，可以完全消除模 糊性问题。但是边带技术需要对信号进行滤波等 处理，复杂度增加，文献 1 1 提出了简化方案，性 能损失o 2 5d B 。文献 1 2 使用简化的滤波器 对相关结果进行滤波，也可获得边峰消除能力。 频域处理方案通常会获得较宽的相关峰，可以设 置较大的码相位搜索步长，减少捕获时间，但是捕 获码相位精度不高，在跟踪初始阶段需要额外处 理才能进入稳定锁定状态。 近年来，针对捕获模糊性问题，时域处理方案 受到广泛关注，成为研究热点。较早提出的A S P e C T 算法 1 朝有效抑制了B O C 自相关边峰，但只 适用于正弦相控B O C ( 行，以) 信号的捕获和跟踪。 文献 1 4 给出一种适用于B O C ( m ，咒) 信号捕获方 收稿日期：2 0 1 6 0 5 0 3 ：退修日期：2 0 1 6 0 5 2 7 ；录用日期：2 0 1 6 0 6 1 4 ：网络出版时间：2 0 1 6 0 6 2 01 3 ：4 1 网络出版地址：W W W c n k i n e t k c m s d e t a i l 1 1 1 9 2 9 V 2 0 1 6 0 6 2 01 3 4 10 0 6h t m l 基金项目：国家自然科学基金( 6 1 3 7 6 0 2 7 ) * 通讯作者E - m a i l ：j c h e n i m ea c c r l 引用梧武I 张洪伦B 晓辉嚷杰等适角f B O C ( m ，口) 信号的无模糊捕获技术 西i 航空学报2 0 1 7 3 8 ( 4 ) ：3 2 0 3 9 4 Z H A N G H L B AXH ，C H E NJ e ta 1 U n a m b i g u o u sa c q u i s i t i o nt e c l n i a u ef o rB O O ( m 。n ) m o d u l a t e ds i g n a l s J A c t aA e r o n a u t i c ae tA s t r o n a u t i c aS i n i c a 2 0 1 7 3 8 ( 4 ) ：3 2 0 3 9 4 。 3 2 0 3 9 4 1 万方数据 航 空 学报 法，对B O C ( m ，行) 与本地扩频码的互相关结果求 导，再与互相关基准序列进行相关，通过峰值检测 完成信号捕获，但是其在求导、与互相关基准序列 进行相关时需要大量额外运算。G R A S S ( G e n e r a lR e m o v i n gA m b i g u i t yv i aS i d e p e a kS u p p r e s s i n g ) 技术 1 朝通过额外设计一种本地辅助信号，与 接收的B O C 信号进行互相关运算，结合B O C 自 相关给出一种新的检验统计量，能够有效压制边 峰对信号捕获的影响，文献 1 6 对其进行推广，但 是G R A S S 技术引入一个乘积因子a ，对于高阶 B O C 调制信号，a 放大了噪声的影响。文献 1 7 也是通过构造本地辅助信号的方式获得边峰消除 能力，但只适用于高阶B O C 信号。文献 1 8 提出 无模糊同步方案，需要设计两个本地辅助信号，但 是辅助信号脉冲宽度选择不够灵活。C C A R T ( C o r r e l a t i o nC o m b i n a t i o nA m b i g u i t yR e m o v i n g T e c h n o l o g y ) 1 叫从信号分解的角度，将接收B O C 信号分解为若干周期矩形脉冲信号，分别与本地 B O C 信号和相应扩频码进行相关运算，最后通过 组合处理去除边峰，但是接收信号的扩频码相位 及码多普勒信息都未知，不可能对接收B O C 信号 进行分解，只有当码多普勒较小、每个矩形脉冲只 进行单点采样时，才能够实现，所以这种方案不可 能在实际中应用。 本文通过对B O C 信号进行分解，提出一种适 用于B O C 信号无模糊捕获的相关相乘边峰消除 技术( C o r r e l a t i o nM u l t i p l i c a t i o nS i d e - p e a kC a n - c e l l a t i o nT e c h n i q u e ，C M S C T ) ，为了进一步提高 捕获性能，对提出的算法进行了优化。 1B O C ( r n ，行) 信号无模糊捕获原理 1 1 信号模型 B O C 信号分为正弦相控B O C ( s i n e p h a s e d B O C ，s B O C ) 信号和余弦相控B O C ( c o s i n e p h a s e d B O C ，c B O C ) 信号，基带信号可表示为 S = ；B ( ) ( = ( t ) 一c ( t ) s i g n s i n ( 2 兀厂m t ) ( 1 ) s 。B ( 】c ( t ) 一c ( t ) s i g nc o s ( 27 c ，s u b t ) ( 2 ) 式中：f ( t ) 为扩频码；s i g n 为符号函数；f 。曲为 子载波频率。s B O C c B O C 统称B O C ( 厂s u b ，f 。) ， 其中f 。b m 1 0 2 3M H z ，。一行1 0 2 3M H z ， 简记为B O C ( m ，理) ，N 一2 m n 为B O C 调制阶数。 除特别说明，均以s B O C ( k n ，九) 为例进行分析。 定义矩形脉冲信号P ，( f ) 为 i ( ) 一 1P i T c N ( i + 1 ) T c N ( 3 ) m ) - l ( ) O t h e r s ( 3 ) 式中：i 一0 ，1 ，N 一1 ；T 。一1 f 。为一个扩频码 片长度。则s B O C ( m ，挖) 基带信号表示为 S b o c ( f ) 一 c ( ) ( 一1 ) 户J ( 一i T 。) ( 4 ) 1 2 相关特性 假设扩频码序列自相关特性理想，相干累加 时间为T 。，则B O C 归一化自相关函数R b 。( r ) 在 rI T 。时取0 。扩频码如图1 ( a ) 所示，当lrI T 。时扩频码有重叠，相关积分不为0 ，并且每个 码片重叠部分的相关积分结果相同。当一t r o 时，R 。( r ) 如式( 5 ) 所示，当o 1 时， 该方法只利用了部分接收信号，导致扩频增益降 低。为了充分利用所有接收信号，减少扩频增益 损失，在是 1 时，基于C M S C T 提出了两种算法 3 2 0 3 9 4 3 万方数据 航空学报 优化策略。 1 4 1 优化算法1 ( C M S C T1 ) 基于C M S C T 及文献 1 9 提出的C C A R T ， 给出一种优化算法( C M S C T1 ) 。在图2 中，令 R b 。o ( r ) 、R b 。，l ( r ) 乘积为R ；。1 ( r ) ，R b 。2 ( r ) 、 R b o c ，。( r ) 的乘积为R 。( r ) ，可以得到R 。( r ) 与 R 。( r ) 关于原点对称，经过式( 1 1 ) 处理得到 R 。( r ) ，消除所有正边峰，可用于信号捕获，如 图4 所示。 R 。l 。1 ( z ) 一R 。1 ( r ) + R 。2 ( r ) l R 。h 1 ( r ) 一R 。2 ( r ) l ( 1 1 ) 对于任意是 1 的s B O C ( k n ，以) 信号，都可以 使用类似方法消除正边峰，具体如下： 1 ) 计算所有2 是个子相关Rb o c , i ( r ) 。 2 ) 将子相关分为两组： R b 。：( r ) ，i 一0 ， 1 ，k 一1 ) ， R b 。( r ) ，i k ，k + 1 ，2 k 一1 ) ，第 1 组用R 。( r ) 分别与另外k 一1 个子相关相乘， 第2 组用R n 。：( r ) 与另外k 一1 个子相关相乘： R 。( r ) 一 f Rb o c ，o ( r ) R b 。( r )i 一1 ，2 ，k 一1 I 尺b o c z p l ( r ) Rb 。c 。( r ) i k ，k + 1 ，2 七一2 ( 1 2 ) 很容易推出R 。，( r ) 与R 。小一H ( r ) 关于原 点对称，其中i 一1 ，2 ，k 一1 。 3 ) 将关于原点对称的R 。，。( r ) 与R 。m 一，( r ) 图4 用于s B O C ( 2 ，1 ) 的C M S C Tl F i g 4C M S C T lf o rs B O C ( 2 ，1 ) 经过如式( 1 1 ) 处理，然后再将结果累加，可得 k - - 1 R 。( r ) 一( R 。( r ) + R 。啦一一，( r ) 一 I = 1 I R 。，( r ) - - R 。一l ( r ) I ) ( 1 3 ) 1 4 2优化算法2 ( C M S C T2 ) B O C 自相关函数R 。( r ) 使用了相干时间内 的所有数据，扩频增益最大，在实际接收机中，通 常获得的是B O C 自相关函数的平方R ；。( r ) ，通 过将R 。( r ) 与R 。( r ) 相乘，即 R 。l 。2 ( r ) 一R 。( r ) R i 。( r ) ( 1 4 ) 结合两者的优势，能够得到比C M S C T 更好 的性能和边峰消除能力。图5 为s B O C ( 2 ，1 ) 的 处理结果。 图5 用于s B O C ( 2 ，1 ) 的C M S C T2 F i g 5 C M S C T2f o rs g O C ( 2 ，1 ) 1 5 算法推广 虽然C M S C T 及其优化算法都是假设信号为 s B O C ( k n ，n ) 调制时提出的，但是同样适用于任意 B O C ( m ，行) 调制信号。根据B O C 调制阶数和相 位可以将其分为4 类：偶数阶正弦相控B O C 调制；奇数阶正弦相控B O C 调制；偶数阶 余弦相控B O C 调制；奇数阶余弦相控B O C 调制。 s B O C ( k n ，咒) 为偶数阶正弦相控B O C 调制， 对于奇数阶s B O C ( m ，7 2 ) ，与s B O C ( k n ，行) 的多峰 消除方式基本相同，但是使用C M S C T1 时需要 特别注意，因为有奇数个子相关。针对c B O C ( m ，咒) 3 2 0 3 9 4 4 万方数据 航空学报 信号，需要将其分解为2 N 个子B O C 信号，此时 仍有偶数个子相关，消除多峰的处理方式与 s B O C ( k n ，咒) 相同。 2 捕获检验统计量分析 2 1 接收信号模型及其相关积分表达式 接收信号模型为 r ( t ) 一A d ( t ) 轧。( t ) C O S ( 2 兀，t + 0 ) + 咒( t ) ( 1 5 ) 式中：A 为信号幅度；d ( t ) 为导航数据；f 。为接收 信号载波频率；臼服从E o ，27 【 上均匀分布；行( ) 为 带限噪声，单边带功率谱密度为N 。信号功率为 A 2 2 ，B 为2 倍的扩频码速率，则信号带宽为2 B ( 包括B O C 信号的两个边瓣) ，带宽2 B 内噪声功 率口2 2 N 。B ，信噪比S N R A 2 ( 4 N 。B ) ，载噪比 C N 。一A 2 ( 2 N 。) 。 对载波剥离，并对噪声归一化得 “沪警m 琉o c ( 渺础堋+ 卵I p ( f ) + j 记Q ，( t ) ( 1 6 ) 式中：A f 为频率估计误差；7 z ，( t ) 、r Z Q p ( t ) 服从均 值为零、方差为1 的正态分布。 忽略厂影响，r p ( t ) 信号项带宽为B ，假设噪 声带限，带宽为B ，数据传输率及相干累加时间相 同，对任意k ，B O C ( k ，1 ) 信号可获得的理论扩频 增益相同。B O C ( 1 ，1 ) 信号在采样率f s 一2 B 时， 采样点间噪声不相关心，能够获得最大扩频增 益，为了简化问题，带限噪声可用高斯白噪声代 替。当走 1 时，取厂。一2 k B ，仍用高斯白噪声代 替带限噪声，为了获得与B O C ( 1 ，1 ) 相同的扩频 增益，式( 1 6 ) 幅值需乘以1 忌进行调整。综上分 析，采样信号可表示为 r 。( i T 。) 一A d ( i T 。) s b 。( i T 。) e 胁6 一r s + 印+ 挖I p ( i 丁。) + j 咒Q p ( i T 。) ( 1 7 ) 式中：重新定义式( 1 5 ) 的幅值A 一 T 。c N 。； T 。一1 一1 ( 2 k B ) ；噪声采样值相互独立，并且 咒I ，( i T 。) N ( 0 ，1 ) ，九Q 。( i T 。) N ( 0 ，1 ) 。相干 累加时间T 。= M T 。，M 为采样点数，假设T 。n 时 间内数据比特d 没有跳变，第m 个相干累加结 果为 x 。一 ：r ，( i T 。) s b o c ( i T 。+ r ) 一 麒蹦r ) 盖篙鲁e + N l + i N Q M A d R b o c ( r ) s i n c ( 丁c 厂丁。h ) e j + N I + j N Q ( 1 8 ) 式中：9 。一2 n A f m T 。h + 7 【厂( M 一1 ) T 。+ 口； s i n c ( z ) 一s i n ( z ) z ；N I N ( 0 ，M ) ；N o N ( O ，M ) 。对噪声归一化得 X 。一A ( r ，A f ) e J + N I + j N Q I 。+ j Q 。( 1 9 ) 式中：N 1 N ( 0 ，1 ) ；N Q N ( o ，1 ) ；A ( r ，A f ) 一 T 。h c N o d R b 。( z ) s i n c ( h A f T 。h ) ；工。、Q 。分别 为相干累加同相和正交分量。 同理，可求得接收信号r 。( i 丁。) 与s B O C ( m ， 九) 子信号轧。( i T 。) 的噪声归一化互相关积分为 X 一A i ( r ，A f ) d e J 矗m + N I ( 油) + j N Q 。) 一 j 咖+ j Q ( 2 0 ) 式中：假设R 。，( r ) 峰值为1 ，A ，( r ，A f ) 一 半d R b o c , i 洲n A f T 。o h 。可一 7 c 厂( N 一2 i + 1 ) T 。；N 1 ( i 珊) N ( O ，1 ) ，N Q 。) N ( 0 ，1 ) ；f 油、Q 分别为互相关积分同相和正交 分量。由式( 1 9 ) 和式( 2 0 ) ，X 。幅度为X 的 N 镪， 2 2 捕获检验统计量 根据式( 1 9 ) 和式( 2 0 ) 推导出的相关积分结果 X 。、X 油，能够给出C M S C T 及其优化算法的捕 获检验统计量。在弱信号情况下，需要更长的数 据长度，结合非相干累加进行信号捕获，用L 表 示非相干累加次数。理论分析时，基于恒虚警率 准则设置判决门限，给出相应的峰值发现概率，由 于各个算法检验统计量的概率分布函数非常复 杂，无法给出判决门限及发现概率的显示表达式， 但是当非相干累加次数L 较大时，根据中心极限 定理，检验统计量近似服从高斯分布。 2 2 1传统自相关捕获算法及G R A S S 捕获算 法的检验统计量 为了比较分析，给出传统捕获方案的检验统 计量： T h 一( 只+ 酝) 3 2 0 3 9 4 5 ( 2 1 ) 万方数据 航 空 掌报 ，。当登妻蔓i ，一e 。c n 墨盐。自。由，曼为2 t 。暨苎2 2 2 3 优化算法检验统计量 分布，当有信号存在时，服从自由度为2 L 的非中 心7z 分布，非中心参数。一“曩F 万。丽。 对于优化算法1 ，根据T s c t ，首先给出第m 次 当L 一1 时，T 。均值和方差分别为 相关累加后的处理结果T 州为 A b o 。一E ( 丁b 。) 一A 2 ( r ，A f ) + 2 ( 2 2 ) 州一 仃；。一D ( T b 。) 一4 A z ( r ，厂) + 4 ( 2 3 ) ，。，m f + Q 。+ m Q i l ，2 ，k l 当L 很大时，由中心极限定理，T 。近似服从 l J I N 叱。+ Q 椭Q N 吨m i k ，足4 - 1 ，2 k 一2 高斯分布，丁b 。N ( L m 。L d 。) 。 L 州J 根据以上分析及文献 1 5 ，给出G R A S S 检 最终的C M S C T l 检验统计量为 验统计量R 。A 筠均值与方差为 a I g l 一 产s E ( T G R A s s ) 一A 2 ( nA f ) 一2 a + 2 2 4 ) 1 旁l ( T 州+ T 。一。一IT 一丁。m 一，I ) l 口：一D ( 丁G R A S S ) 一4 A 2 ( r ，厂) + 4 口2 + 4 ( 2 5 )篇L 篇 J 式中：口一2 N 一3 。当L 很大时，T G R A S S 近似服从 L 3 lJ 高斯分布，T G R A S S N ( L 。，L d ；) 。 结合检验统计量T “T s c t 的形式，C M S C T 2 的检验统计量为 2 2 2C M S C T 检验统计量 。 T 。l 。：一 ：( I o , m f N 一。，。+ Q 。，。Q 肛，。) ( 焉+ Q ：) C M S C T 算法检验统计量为 一 m 一= l 三 ( 3 2 ) T 一一兰j 。m f N 吨m + Q o , m Q N 叱m ) ( 2 6 由于T 。l g l 和T 。1 9 2 的数字特征很难给出，通过 由于f 嘶、J N 。、Q 和Q 吨。为相互独立的高仿真给出其性能分析。 N 墓十I N 。i g 变量，T s c t 表示2 L 个高斯随机变量乘积的 2 3实现复杂度分析 当L 一1 时，T 。均值和方差分别为基于C M S C T 的捕获算法，需要得到2 志个子 触。一E ( T 。) 一相关Rb o c , i ( r ) ，最直接地实现方式就是设置2 志个 A 。( r ，A f ) A N1 ( r ，A f ) C O S ( 伽。一9 N 叱。) 相关支路，分别计算子相关，但是计算量和资源消 A 。( r ，A f ) A N _ ，( r ，A f ) ( 2 7 ) 耗都会增加。由于5 。i ( t ) 对应B O C 信号每个码 艮2 。一D ( T 。) 一A j ( r ，) + A 沁( r ，A f ) + 2 片内第i 个矩形脉冲，其他位置为0 ，因此可以使 ( 2 8 ) 用一个相关通道，将每个码片的第i 个矩形脉冲 式中：C O S ( 伽。一蜘叱。) 1 。当L 很大时，T 。近 范围内的相关积分结果累加到Rb o c , i ( r ) 上，从而 似服从高斯分布，T 。N ( L 触。，L d 。) 。减少运算量和复杂度。 当N 一2 时，T 。可以表示为数据长度和非相干累加次数L 相同，B O C 自 T 。一酗L 一一蒿喜羹萋薹矍籍端瀑黧戮薹 1 上 ： ( 工。，。+ J 。) 2 + ( Q o 。+ Q 1 ，。) 2 一 表1不同捕获方法运算量对比 脚1T a b l el C o m p a r i s o no fc o m p u t a t i o n a lc o s t sf o rd i f f e r e n t L 。 ： ( 厶。一J 1 。) 2 + ( Q 0 。一Q I 。) 2 a c q u i s i t i o nm e t h o d s ( 2 9 ) 式中：第1 项表示接收信号与本地B O C ( 1 ，1 ) 信 号的自相关积分；第2 项表示接收信号与本地扩 频码互相关积分，与A S P E C T 边峰消除技术m 3 等价。 3 2 0 3 9 4 6 万方数据 航空学报 相比，为了去除多峰影响，各种方法的运算量都会 增加。C M S C T1 运算量随着k 的增加而增多，其 他算法运算量相差不大。 2 4 性能分析 为了从理论上证明C M S C T 的有效性，假设 没有码相位与载波频率误差，1m s 相干累加，非 相干累加次数L 一2 0 ，给出恒虚警率P f a 一1 0 _ 3 时 峰值发现概率的理论曲线。由于无法给出各个检 验统计量的判决门限及发现概率闭合表达式，并 且两个C M S C T 的优化算法数字特征也未能给 出，图6 仅给出C M S C T 、G R A S S 及传统捕获方 案的近似理论峰值发现概率曲线，应用于 s B O C ( k ，1 ) ，k 取1 4 。从峰值发现概率角度分 析，传统自相关捕获算法的性能最好，G R A S S 算 法性能最差，原因是G R A S S 在进行边峰压制时 引入一个乘积因子，放大了噪声，导致性能恶化。 由式( 2 0 ) 及文献 1 5 ，随着B O c 调制阶数的增 加，两种算法的性能相对传统捕获算法性能随之下 降，图6 也验证了这一结论，并且当k 一1 时，C M S C T 与G R A S S 算法等价。这两种算法都是以牺 牲性能换取边峰抑制能力，避免由于边峰引起的错 误捕获，虽然C M S C T 算法只利用了部分信号能 量，理论曲线表明其性能仍然高于G R A S S 算法。 图6s B O C ( k ，1 ) 理论峰值发现概率 F i g 6 T h e o r e t i c a lp e a kp r o b a b i l i i e so fd e t e c t i o n o rs B O C ( k ，1 ) 3实验结果与分析 嚣姜嘉嚣给出C M s C T 及其优化算法的 假设没有码相位与载波频率误差，0 在图7 ( a ) 给出k 取值为1 4 时C M S C T 的理 E o ，2 兀 上服从均匀分布，设置虚警率P h 一1 0 一， 论及仿真结果，可以得到，理论与仿真结果比较吻 相干累加1m s ，非相干累加次数L 一2 0 ，通过合。图7 ( b ) 图7 ( d ) 分别给出k 取值为2 4 3 2 0 3 9 4 7 万方数据 航空学报 时，各种算法的峰值发现概率仿真曲线，基于文 献 1 9 的C M S C T1 在k 一2 时性能低于C M - S C T ，而C M S C T2 较C M S C T 性能有所改善。 当志 2 时，两种优化算法相对于C M S C T 性能都 有所改善，C M S C T2 性能更好，随着k 的增加，两 种优化算法性能差距变小，但是与传统自相关捕 获算法相比，性能下降也更多。对于G R A S S 算 c n 。d B H z ( a ) T h e o r e t i c a la n ds i m u l a t i o nr e s u l t sf o rC M S C T C l ，。l d B H z ( C ) k = 3 法，k 越大乘积因子越大，放大了噪声的影响，低 于C M S C T 算法。 用思博伦信号发生器产生中频数据，采样率 1 6 3 6 79 8 6M H z ，图8 为G a l i l e oE I C 信号处理 结果，数据长度4m s ，L 一1 ，由于载波相位未知， 只能给出子相关R 。( r ) 、R n 。( r ) 的平方，捕获 检验统计量T 。不再具有捕获模糊性问题。 C M ) - i d B H z ( d ) = 4 图7s B O C ( k ，1 ) 仿真峰值发现概率 F i g 7 S i m u l a t i o np e a kp r o b a b i l i t i e so fd e t e c t i o nf o rs B O C ( k ，1 ) 图8 基于C M S C T 的G a l i l e oE 1 C 信号捕获 F i g 8A c q u i s i t i o no fG a l i l e oE 1Cs i g n a l sb yC M S C T C M S C T 及其优化算法在牺牲一定性能的情 况下，能够有效去除自相关多峰对捕获的影响。 当k 一1 时，C M S C T 运算量与A S e P C T 相比更 小，当正 1 时，C M S C T2 性能优于G R A S S 及基 于文献 1 9 给出的C M S C T1 。 4 结论 1 ) 提出的C M S C T 能够有效解决B O C 信号 捕获模糊性问题，适用于各种B O C 调制信号。将 C M S C T 应用于G a l i l e oE 1 C 信号捕获，结果表明 其能够去除边峰对捕获的影响。 2 ) 为了进一步提高性能，减少扩频增益损 3 2 0 3 9 4 8 万方数据 航空学报 失，提出优化算法C M S C T1 、C M S C T2 。理论分 析和仿真实验表明，C M S C T2 的性能优于 G R A S S 算法和C M S C T1 ，并且实现复杂度低。 r 1 1 下一步工作，将研究C M S C T 在B O C 信号跟 。 踪中的应用。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 参考文献 T A N GzP ，z H O UHW ，W E lJL ，e ta 1 T D A h B O C ： An e wC O M P A S SB 2m o d u l a t i o n J S c i e n c eC h i n aP h y s i c s ，M e c h a n i c sa n dA s t r o n o m y ，2 0 1 1 ，5 4 ( 6 ) ：1 0 1 4 一1 0 2 1 朱建良，王兴全，薄煜明，等提高北斗B O C 信号捕获精 度的伪码相位估计法 J 中国惯性技术学报，2 0 1 4 ，2 2 ( 1 ) ：7 9 8 2 Z H UJL ，W A N GXQ 。B 0YM ，e ta 1 P s e u d oc o d e p h a s ee s t i m a t i o nm e t h o df o ri m p r o v i n gB O Cs i g n a la e q u i s i t i o na c c u r a c yo fB e i D o u J J o u r n a lo fC h i n e s eI n e r t i a l T e c h n o l o g y ，2 0 1 4 ，2 2 ( 1 ) ：7 9 8 2 ( i nC h i n e s e ) Z H UXF ，C H E NXY ，C H E NJF S i m u l a t i o no fG a l i l e o E 1 E 5 E 6d i g i t a lI Fs i g n a l J J o u r n a lo fC h i n e s eI n e r t i a l T e c h n o l o g y ，2 0 1 2 ，2 0 ( 5 ) ：5 5 7 5 6 1 B A R K E RBC ，B E T ZJW ，C L A R KJE ，e ta 1 O v e r v i e w o ft h eG P SMc o d es i g n a l c P r o c e e d i n g so ft h e2 0 0 0 N a t i o n a lT e c h n i c a lM e e t i n go ft h eI n s t i t u t eo fN a v i g a t i o n A n a h e i m ，C A ：t h eI n s t i t u t eo f N a v i g a t i o n ，2 0 0 0 ： 5 4 25 4 9 B E T ZJW ，B L A N C oMA ，C A H NCR ，e ta 1 D e s c r i p t i o no ft h eI A Cs i g n a l c 1 0 NG N S S2 0 0 6 F o r tW o r t h ， T X ：t h eI n s t i t u t eo fN a v i g a t i o n ，2 0 0 6 ：2 0 8 0 2 0 9 1 刘芳，冯永新多峰值信号的伪码相位估计法 J 航空 学报，2 0 1 0 ，3 1 ( 1 1 ) ：2 2 5 3 2 2 5 8 L I UF ，F E N GYX Ap s e u d o c o d ep h a s ee s t i m a t i o n m e t h o db a s e do nm u l t i p e a ks i g n a l s J A c t aA e r o n a u t i c a e tA s t r o n a u t i c aS i n i c a ，2 0 1 0 。3 l ( 1 1 ) ：2 2 5 3 2 2 5 8 ( i nC h i n e s e ) Y A OZ U n a m b i g u o u sp r o c e s s i n gt e c h n i q u e so fb i n a r y o f f s e tc a r r i e rm o d u l a t e ds i g n a l s M R i j e k a ：I N T E C H O p e nA c c e s sP u b l i s h e r ，2 0 1 2 ：5 3 7 6 L O H A NES ，B U R I A NA R E N F O R SM L o w - c o m p l e x i t yu n a m b i g u o u sa c q u i s i t i o nm e t h o d sf o rB O C - m o d u l a t e d C D M As i g n a l s J I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a lo fS a t e l l i t eC o r n m u n i c a t i o n sa n dN e t w o r k i n g ，2 0 0 8 ，2 6 ( 6 ) ：5 0 3 5 2 2 F I S H M A NPM ，B E T ZJW P r e d i c t i n gp e r f o r m a n c eo f d i r e c ta c q u i s i t i o nf o r t h eM c o d es i g n a I C P r o c e e d i n g so f t h e2 0 0 0N a t i o n a lT e c h n i c a lM e e t i n go ft h eI n s t i t u t eo f N a v i g a t i o n A n a h e i m ，C A ：t h eI n s t i t u t eo fN a v i g a t i o n ， 2 0 0 0 ：5 7 45 8 2 M A R T I NN ，L E B L O N DV ，G U I I ，I 。o T E I G ，e ta 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 3 1 9 2 0 3 2 0 3 9 4 9 B O C ( x ，y ) s i g n a la c q u i s i t i o nt e c h n i q u e sa n dp e r f o r m a n c e s C f f I O NG P S G N S S2 0 0 3 P o r t l a n d ，O R ：t h eI n s t i t u t e o fN a v i g a t i o n ，2 0 0 3 ：1 8 8 1 9 8 L O H A NES ，B U R I A NA ，R E N F O R SM L o w c o m p l e x i t yu n a m b i g u o u sa c q u i s i t i o nm e t h o d sf o rB O C m o d u l a t e d C D M As i g n a l s J I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a lo fS a t e l l i t eC o r n m u n i c a t i o n s ，2 0 0 8 ，2 6 ( 6 ) ：5 0 35 2 2 B E N E D E T T OF ，G I U N T AG ，L O H A NES ，e ta 1 A f a s tu n a m b i g u o u sa c q u i s i t i o na l g o r i t h mf o rB O C - m o d u l a r t e ds i g n a l s J I E E ET r a n s a c t i o n so nV e h i c u l a rT e c h n o l o g Y ，2 0 1 3 ，6 2 ( 3 ) ：1 3 5 01 3 5 5 J U L I E NO ，M A C A B I A UC ，C A N N O NME ，e ta 1 A S P e C T ：U n a m b i g u o u ss i n eB O C ( 月，“ ) a c q u i s i t i o n t r a c k i n g t e c h n i q u ef o rn a v i g a t i o na p p l i c a t i o n s J I E E ET r a n s a c t i o n so nA e r o s p a c ea n dE l e c t r o n i cS y s t e m s ，2 0 0 7 ，4 3 ( 1 ) ： 1 5 0 1 6 2 朱银兵，李豹，刘睿B O C 信号改进码相位捕获算法研究 口 武汉大学学报( 信息科学版) ，2 0 1 5 ，4 0 ( 3 ) ：4 0 6 4 1 1 Z H UYB ，L IB ，I 。I UR A ni m p r o v e dc o d ep h a s ea c q u i s i t i o na l g o r i t h mf o rB O Cs i g n a l J G e o m a t i c sa n dI n f o r m a t i o nS c i e n c eo fW u h a nU n i v e r s i t y ，2 0 1 5 ，4 0 ( 3 ) ：4 0 6 4 1 1 ( i nC h i n e s e ) Y A OZ ，L UMQ ，F E N GZM U n a m b i g u o u ss i n e - p h a s e d b i n a r yo f f s e tc a r r i e rm o d u l a t e ds i g n a la c q u i s i t i o nt e c h n i q u e J I E E ET r a n s a c t i o n so nW i r e l e s sC o m m u n i c a t i o n s 。 2 0 1 0 ，9 ( 2 ) ：5 7 7 - 5 8 0 柯颞，胡修林，刘禹圻，等基于单元相关二次组合B O C 无模捕获技术 J 华中科技大学学报( 自然科学版) ， 2 0 1 1 ，3 9 ( 6 ) ：3 0 3 5 K E T ，H UXI 。，L I UYQ ，e ta 1 B a s i cc o r r e l a t o r sq u a d r i cc o m b i n a t i o n b a s e du n a m b i g u o u sa c q u i s i t i o nt e c h n i q u e o fB O Cs i g n a l s J J o u r n a lo fH u a z h o n gU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，2 0 1 1 ，3 9 ( 6 ) ：3 0 3 5 ( i nC h i n e s e ) Y A NT ，W E IJL ，T A N GZP ，e ta 1 U n a m b i g u o u sa c q u i s i t i o n t r a c k i n gt e c h n i q u ef o rh i g h - o r d e rs i n e p h a s e db i n a r yo f f s e tc a r r i e rm o d u l a t e ds i g n a l J W i r e l e s sP e r s o n a l C o m m u n i c a t i o n s ，2 0 1 5 ，8 4 ( 4 ) ：2 8 3 5 2 8 5 7 Q IJM ，C H E NJP ，L IZB ，e ta 1 U n a m b i g u o u sB O C m o d u l a t e ds i g n a l ss y n c h r o n i z a t i o nt e c h n i q u e J I E E E C o m m u n i c a t i