BOC调制信号的软件接收机设计

发布时间：2017-04-24 13:06

  本文关键词：BOC调制信号的软件接收机设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文以二进制偏移载波(Binary Offset Carrier,BOC)调制信号的软件接收机为研究内容,根据BOC信号的特点及性能;研究了捕获及跟踪算法,提出了接收机捕获及跟踪模块的设计方案,最后利用仿真的Galileo E1信号,对本文所提出的捕获及跟踪设计方案进行了实验验证。首先,本文介绍了BOC调制技术以及相关软件接收机的研究现状和发展前景。简述了BOC调制信号的原理与特性,对BOC族信号的功率谱密度,自相关函数等内容进行了推导及仿真,并介绍BOC族信号在GNSS系统中应用。其次,本文进行了基于BOC调制信号的无模糊度捕获算法研究。简述了BOC调制信号多峰值特性带来的捕获及跟踪模糊度问题,分析了传统捕获算法的不足;介绍了现行基于BOC调制信号的捕获算法,并对直接捕获法、BPSK-Like法以及自相关旁瓣消除法(Autocorrelation Side-Peak Cancellation Technique,ASPeCT)进行了仿真及性能研究,并最终选择ASPeCT法作为接收机捕获模块的设计方案。然后,本文进行了基于BOC调制信号的跟踪环路设计。简述了信号跟踪的原理;进行了载波环的仿真,并分析了两种典型的载波环——锁相环(Phase Lock Loop,PLL)及锁频环(Frequency Lock Loop,FLL)的性能及特点,并确定了锁频环辅助锁相环为载波环设计方案。介绍了传统的延迟锁定环路(Delay Lock Loop,DLL),结合BOC调制信号的多峰值特性,分析传统鉴相器的不足;并对基于ASPeCT法的非相干超前减滞后功率(Early Minus Late Power,EMLP)及似相干点积功率(Dot Product,DP)鉴相器进行了仿真,分析其去稳态跟踪误差及模糊跟踪点的性能,并确定修正后的EMLP鉴相器为码环的设计方案。最后,本文仿真了带有随机数据符的E1信号,并以此基础,完成了基于ASPeCT法捕获及基于锁频环辅助锁相环、ASPeCT修正码环的跟踪,对本文提出的捕获模块及跟踪环路的软件接收机设计方案进行了验证。
【关键词】：软件接收机 BOC调制 捕获 跟踪 实验验证
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN851
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 第1章 绪论14-18
• 1.1 本论文的研究背景14-15
• 1.2 相关领域的研究现状15-16
• 1.3 软件接收机的设计方案16-17
• 1.4 本文的主要研究内容17-18
• 第2章 BOC调制信号的原理与特性18-33
• 2.1 BOC调制信号的模型18-21
• 2.2 BOC调制信号的功率谱密度21-23
• 2.3 BOC调制信号的自相关函数计算23-25
• 2.4 BOC调制信号在GNSS中的应用25-32
• 2.4.1 混合二进制偏移载波25-26
• 2.4.2 时分复用二进制偏移载波26-28
• 2.4.3 复合二进制偏移载波28-29
• 2.4.4 交替二进制偏移载波29-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第3章 BOC调制信号的捕获算法研究33-46
• 3.1 模糊性分析33
• 3.2 传统捕获算法33-36
• 3.2.1 时域串行捕获34
• 3.2.2 频域载波并行捕获34-35
• 3.2.3 频域码相位并行捕获35-36
• 3.3 BOC调制信号捕获算法36-45
• 3.3.1 直接相关法36-37
• 3.3.2 BPSK-Like法37-40
• 3.3.3 自相关旁瓣消除法40-44
• 3.3.4 各种捕获算法性能比较44-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第4章 BOC调制信号的跟踪环路设计46-75
• 4.1 信号跟踪的原理46-47
• 4.2 载波环的分析与仿真47-66
• 4.2.1 锁相环47-52
• 4.2.2 锁相环的性能分析及仿真52-57
• 4.2.3 锁频环57-58
• 4.2.4 锁相环与锁频环的对比58-66
• 4.3 码环的分析与仿真66-74
• 4.3.1 延迟锁定环路66-69
• 4.3.2 BOC调制信号的DLL鉴相器69-71
• 4.3.3 基于ASPeCT的码环鉴相器设计71-74
• 4.4 本章小结74-75
• 第5章 软件接收机的设计方案验证75-85
• 5.1 概述75
• 5.2 Galileo E1信号的仿真75-77
• 5.3 捕获方案的实验验证77-80
• 5.4 跟踪方案的实验验证80-84
• 5.4.1 载波环的实验验证80-82
• 5.4.2 码环的实验验证82-84
• 5.5 本章小结84-85
• 总结与展望85-87
• 本文总结85
• 后续工作展望85-87
• 参考文献87-92
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单92-93
• 致谢93

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本文编号：324243