一种基于时域升余弦脉冲一般化的偏移载波调制方法

摘要

本发明公开了一种基于时域升余弦脉冲一般化的偏移载波调制方法。实现过程如下：首先确定扩频码周期、子载波周期、正弦或余弦型子载波调制方式以及时域升余弦脉冲波形可变参数，并构造出基于时域升余弦脉冲一般化的正弦或余弦相位子载波调制波形。然后利用伪随机序列对导航信号进行扩频，再进行子载波调制，最终将所得信号进行正交支路的载波调制。本发明产生的信号是恒幅的，可以灵活调节信号功率谱的主瓣及旁瓣的分裂程度，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。同时避免大幅度旁瓣的出现，提高了频谱效能，特别适用于采用高效非线性放大器的功率和带宽均受限的卫星导航服务。

主权项

一种基于时域升余弦脉冲一般化的偏移载波调制方法，其特征在于：包括以下几个步骤，步骤一：确定扩频码周期T_c，子载波周期T_sc，正弦或余弦型子载波调制方式，以及时域升余弦脉冲波形可变参数ρ；步骤二：根据扩频码周期T_c和子载波周期T_sc，确定一个扩频码片中整周期子载波个N＝T_c/T_sc；步骤三：根据扩频码周期T_c，时域升余弦脉冲波形可变参数ρ以及一个扩频码片中整周期子载波个数N，构造出一个扩频码片间隔内正弦或余弦相位子载波调制波形；正弦相位子载波调制波形q_s(t,ρ)为：$q_s(t,\rho )=\underset{i=0}{\overset{N-1}{\Sigma }}\left\{P_{{\mathrm{\rho T}}_{sc}}\left[t-{\mathrm{iT}}_{sc}\right]-P_{(1-\rho )T_{sc}}\left[t-\left(\rho +i\right)T_{sc}\right]\right\},t>0;$余弦相位子载波调制波形q_c(t,ρ)为：$q_c(t,\rho )=\underset{i=0}{\overset{N-1}{\Sigma }}\underset{j=0}{\overset{1}{\Sigma }}\left\{P_{\frac{{\mathrm{\rho T}}_{sc}}{2}}\left[t-\left(\frac{2-\rho }{2}j+i\right)T_{sc}\right]-P_{\frac{\left(1-\rho \right)T_{sc}}{2}}\left[t-\left(\frac{1-\rho }{2}j+i+\frac{\rho }{2}\right)T_{sc}\right]\right\},t>0;$其中P_τ[t]是时间宽度为τ的时域升余弦脉冲波形，即步骤四：根据确定的扩频码周期T_c利用伪随机序列对导航信号进行扩频，将得到的扩频信号与步骤三所得正弦或余弦相位子载波调制波形进行时域相乘，得到基于时域升余弦脉冲一般化的正弦或余弦型偏移载波基带调制信号，基于时域升余弦脉冲一般化的正弦型基带调制信号S_{GTDRC‑BOCs(n,m,ρ)}(t)为：$S_{GTDRC-BOCs(n,m,\rho )}\left(t\right)=d\left(t\right)\underset{l=0}{\overset{L-1}{\Sigma }}{a}_{l}rect(t-{\mathrm{lT}}_c)\times q_s(t-{\mathrm{lT}}_c,\rho ),t>0;$基于时域升余弦脉冲一般化的余弦型基带调制信号S_{GTDRC‑BOCc(n,m,ρ)}(t)为：$S_{GTDRC-BOCc(n,m,\rho )}\left(t\right)=d\left(t\right)\underset{l=0}{\overset{L-1}{\Sigma }}{a}_{l}rect(t-{\mathrm{lT}}_c)\times q_c(t-{\mathrm{lT}}_c,\rho ),t>0;$其中d(t)为导航信号数据通道信息，a_l是伪随机扩频序列的第l个扩频码，L为伪随机序列的码片长度，rect(t)是矩形门函数，即步骤五：将得到的基于时域升余弦脉冲一般化的正弦或余弦型基带调制信号进行正交支路的载波调制，最终得到基于时域升余弦脉冲一般化的正弦或余弦相位偏移载波调制信号，基于时域升余弦脉冲一般化的正弦相位偏移载波调制信号M_{GTDRC‑BOCs(n,m,ρ)}(t)为：$\begin{array}{c}{M}_{GTDRC-BOCs\left(n,m,\rho \right)}\left(t\right)=\left[d\left(t\right)\underset{l=0}{\overset{L-1}{\Sigma }}{a}_{l}rect\left(t-{\mathrm{lT}}_c\right)\times q_s\left(t-{\mathrm{lT}}_c,\rho \right)\right]\cos \left(2{\mathrm{\pi f}}_{car}t\right)\\ +\left[p\left(t\right)\underset{k=0}{\overset{L-1}{\Sigma }}{b}_{k}rect\left(t-{\mathrm{kT}}_c\right)\times q_s\left(t-{\mathrm{kT}}_c,\rho \right)\right]\sin \left(2{\mathrm{\pi f}}_{car}t\right)\end{array};$基于时域升余弦脉冲一般化的余弦相位偏移载波调制信号M_{GTDRC‑BOCc(n,m,ρ)}(t)为：$\begin{array}{c}{M}_{GTDRC-BOCc\left(n,m,\rho \right)}\left(t\right)=\left[d\left(t\right)\underset{l=0}{\overset{L-1}{\Sigma }}{a}_{l}rect\left(t-{\mathrm{lT}}_c\right)\times q_s\left(t-{\mathrm{lT}}_c,\rho \right)\right]\cos \left(2{\mathrm{\pi f}}_{car}t\right)\\ +\left[p\left(t\right)\underset{k=0}{\overset{L-1}{\Sigma }}{b}_{k}rect\left(t-{\mathrm{kT}}_c\right)\times q_s\left(t-{\mathrm{kT}}_c,\rho \right)\right]\sin \left(2{\mathrm{\pi f}}_{car}t\right)\end{array};$其中p(t)为导航信号导频通道信息，b_k是正交支路伪随机扩频序列的第k个扩频码，f_car是载波频率。