一种boc信号的副峰消除方法
【专利摘要】本发明公开了一种BOC信号的副峰消除方法，它包括：运用BOC(n,n)的自相关函数RBOC对其取模，然后再与RBOC相加，得到正弦BOC(n,n)信号的自相关单峰函数；建立余弦BOC(n,n)信号的自相关单峰函数；建立第一种BOC(α,β)的自相关函数；建立第二种BOC(α,β)的自相关函数；对BOC(α,β)信号的副峰进行消除；通过步骤4的公式(7)对BOC(α,β)信号的副峰进行消除且保留主峰；解决了现有技术对低阶调制的BOC信号副峰消除需要用到BOC信号与PRN的互相关函数，导致BOC序列与PRN码滑动相关过程且算法复杂；对高阶调制的BOC信号副峰消除不彻底，主副峰比值不够大等技术问题。
【专利说明】
-种BOC信号的副峰消除方法
技术领域：
[0001] 本发明属于BOC信号副峰消除技术，尤其设及一种BOC信号的副峰消除方法。
【背景技术】：
[0002] GNSS发展步伐不断加快，美国GPS、俄罗斯的化0NASS、欧盟的Galileo系统W及我 国的北斗卫星导航系统(BDS)都开始进行了现代化改造，并在信号的设计上引入了 BOC调制 方式。BOC信号能够实现频谱分离，在拥挤的信号频段有更强的抗干扰能力，但同时也带来 了捕获和跟踪过程的模糊性:其信号因在测距码(PRN码)上调制了一个正弦（或余弦）形式 的方波亚载波，运导致了BOC信号自相关函数成多个多峰值，在干扰噪声较强的情况下，信 号捕获或跟踪可能会误锁定自相关副峰，导致了捕获不确定。现有技术较多是针对调制阶 数为2的B0C(n，n)信号所提出的无模糊捕获技术，其需要用到BOC信号与PR师马的互相关函 数(化QG/PRN)。如AS化CT技术可W消减B0C(n，n)的两个副峰，提高了主峰和副峰的比值，但不 能够完全消除副峰;龙杰改进一种AS化CT算法，能够完全消除正弦型BOC的两个副峰，龙杰 给出的正弦型B0C(n，n)的副峰消除数学表达式如下：
[0003] Rlong =姑OC(T)+I 姑oc/f?(t) I (1)
[0004] 式中Rb日C(T)为BOC信号的自相关函数，Rb日c/prn(t)为BOC与PRN的互相关函数。而在 针对余弦型B0C(n，n)的副峰消除数学表达式为
[000引化。W = Rboc(T)-日 I Rboc/prn(t) I +1 Rboc(T)-日 I Rboc/prn(t) I I (2)
[0006] 式中，a为一个调节系数，根据a的不同，也可W得到不同的自相关幅值，从表达式 (1)、（2)看出，其核屯、思想是需要用到化〇c/prn(t)。该方法中在消除余弦型B0C(n，n)信号时， 要求a大于IdW上算法均用到了BOC与PRN码的互相关函数化0C/PRN但该方法明确了也需要用 到函数Rboc/prn。针对调制阶数大于2的B0C(a，e)信号无模糊捕获技术的研究中，杨力提出一 种偏移正交BOC互相关算法来检测BOC信号的主峰，用到本地扩频码与偏移V2的方波调制 后的BOC信号(QBOC)，并构造 QBOC与BOC的互相关函数来消除BOC的副峰;此外，杨力还一种 用Rboc/prn和BOC自相关函数模值相减构造的新函数，用图形中分型重构的方法来提高主峰 和副峰之间的比值，但是运二种方法均需要采用PRN的互相关函数，运导致BOC序列与PRN码 滑动相关过程，而且算法复杂，不易实现。
【发明内容】
：
[0007] 本发明要解决的技术问题:提供一种BOC信号的副峰消除方法，W解决现有技术存 在的需要采用PRN的互相关函数，运导致BOC序列与PRN码滑动相关过程，而且算法复杂，不 易实现等技术问题。
[000引本发明技术方案：
[0009] -种BOC信号的副峰消除方法，它包括：
[0010]步骤1、运用B0C(n，n)的自相关函数Rbo拥其取模，然后再与Rbo細加，得到正弦BOC (n，n)信号的自相关单峰函数，公式为
[00"] Rprop(T)=姑OC(T)+I 姑OC(T) I (3)
[0012]式中：3。,。。（1：)为正弦80"]1,]1)信号的自相关单峰函数，1^〇(；('〇为80(>[言号的自相 关函数；
[0013] 步骤2、建立余弦B0C(n，n)信号的自相关单峰函数，公式为
[0014] Rpr〇p2 = (Rboc(T) +1 Rboc(T) I )^ (4)
[001引式中：RprDp2余弦B0C(n，n)信号的自相关单峰函数，Rboc(T)为BOC信号的自相关函 数；
[0016]步骤3、建立第一种B0C(a，e)的自相关函数，公式为 [001 7] Rnew_add( T)二（RB0C(a,P) ( T)+ 丫 Rprop( T) ) (5)
[001引式中：Kwcuv)(叫为B0C(a，e)的自相关函数，丫为RprDP(T)调节的放大倍数，A是幕 次数；
[0019]步骤4、建立第二种B0C(a，e)的自相关函数，公式为
[0020] Rnewjiul ( T ) = Rprop ( T )RB0C(a,e) ( T )+ I Rprop ( T )RB0C(a,e) ( T ) I ( 7 )
[0021] 步骤5、通过步骤3的公式(5)对B0C(a，e)信号的副峰进行消除；
[0022] 步骤6、通过步骤4的公式(7)对B0C(a，e)信号的副峰进行消除，且保留主峰。
[0023] 步骤5所属的通过公式(5)对B0C(a，e)信号的副峰进行消除方法为:通过RprDP(T) 调节放大倍数丫，幕次数M周节Rnew_add(T)中主峰与副峰的比值，通过在自相关函数上增加 一个自相关单峰函数RprDP(T)来提升主峰的值，从而使整个主副峰比值变大，消除副峰影响 带来的模糊性问题W达到快速有效捕获信号的目的，同时使信号跟踪的精度提高。
[0024] 本发明的有益效果：
[0025] 本发明针对B0C(n，n)信号的副峰消除，具有有如下优点：（1)不需要计算与PRN的 互相关函数化〇c/PRN(T)，能够减少BOC序列与PRN码的滑动相关过程；（2)算法中只用到化OCW 及一个化OC的取模，然后累积即可，结构简单，易于实现;本发明构造的第一种自相关函数， 可W使整个主副峰比值变大，消除副峰影响带来的模糊性问题W达到快速有效捕获信号的 目的，也使信号跟踪的精度得到提高;本发明构造的第二种自相关函数，可W消除副峰来达 到保留主峰;本发明解决了现有技术存在的需要采用PRN的互相关函数，运导致BOC序列与 PRN码滑动相关过程，而且算法复杂，不易实现等技术问题。
【具体实施方式】：
[0026] 为了便于本领域技术人员进一步了解本发明技术方案，特对本发明技术方案进行 进一步的解释说明：
[0027] 首先，龙杰给出的正弦型B0C(n，n)的副峰消除技术表达如下：
[002引 Rlong = RBOC(T)+I Rboc/f?(t) I (1)
[0029] 式中Rboc(T)为BOC信号的自相关函数，T是BOC信号的码相位偏移量;Rboc/prn(T)为 BOC与PRN的互相关函数，化。ng表示龙杰提出的算法构造的自相关函数；
[0030] 而在针对余弦型B0C(n，n)的副峰消除技术表达为
[0031] 化。峭二姑OC(T)-Q I 姑oc/prn(t) I +1 Rboc(T)-Q I Rboc/prn(t) I I (2)
[0032] 式中，化。ng表示龙杰提出的算法构造的自相关函数；
[0033] a为一个调节系数，根据a的不同，也可W得到不同的自相关幅值，从表达式（1)、 (2) 看出，其核屯、思想是需要用至化OC与PRN的互相关函数Rboc/prn(t)。该方法中在消除余弦 型B0C(n,n)信号时，要求a大于1。
[0034] W上算法均用到了 BOC与PRN码的互相关函数Rboc/prn，本发明针对正弦或余弦BOC (n，n)信号下仅用B0C(n，n)表示）的副峰消除技术只需要用到B0C(n，n)的自相关函数 ACF，消除副峰的同时能够提高主峰峰值，算法主要思路:运用B0C(n，n)的自相关函数Rboc, 对其取模，然后再与Rbo細加，即可消除B0C(n，n)的两个副峰。
[00对 Rprop(T) =Rboc(T)+I Rboc(T) I (3)
[0036] (3)式中Rprop(T)为正弦B0C(n,n)信号的自相关单峰函数，Rb日C(T)为BOC信号的自 相关函数。
[0037]对余弦型B0C(n，n)信号而言，会有两个小副峰，若要提高主峰与副峰的比值，可对 (3) 式做如下处理
[003 引 Rprop2= (Rboc(T)+I Rboc(T) 1)2 (4)
[0039]式中：Rpr〇p2余弦B0C(n,n)信号的自相关单峰函数，Rboc(T)为BOC信号的自相关函 数；
[0040]本发明针对B0C(n，n)信号的副峰消除，比起（1)、（2)式的副峰消除技术，至少有如 下优点：
[0041 ] (1)不需要计算与PRN的互相关函数Rb日[/PRN(T)，能够减少BOC序列与PRN码的滑动 相关过程；
[0042] (2)算法中只用到化ocW及一个化OC的取模，然后累积即可，结构简单，易于实现。
[0043] BOC信号与PRN的相位关系
[0044] 目前大多消除BOC调制副峰的方法是基于BOC信号与PRN码的互相关函数，本发明 方法用到B0C(n，n)信号的自相关函数：当本地复制BOC信号和接收BOC信号码相位相同时， 此时得到的BOC信号自相关函数达到最大值，但是存在多个峰值，如果本地复制B0C(n，n)信 号相位也同相，即可用RprDP函数来消除B0C(a，e)副峰，或提高主峰和副峰的比值。副载波频 率和码速率分别是化和n倍基准频率，f0 = 1.023MHZ，副载波频率和码速率分别是化和0倍 基准频率。
[0045] 为消除B0C(a，e)信号的副峰，或者提高主峰副峰的比值?？捎玫绞?3)和(4)中BOC (n，n)正弦和余弦信号的自相关单峰函数RprDP(T)和RprDp2。若只把主峰增加，而其他副峰处 不变，那么就可W提高主峰和副峰之间的比值，提高了主峰的检测概率?；谠艘焕砺?，本 发明用B0C(n，n)正弦信号的自相关函数RprDP(T)函数来作为基础构建第一种B0C(a，e)的自 相关函数为
[004引 Rnew_add( T)二（RB0C(a,P) ( T)+ 丫 Rprop( T) ) (5) 式中，馬0巧8斯的为B0C(a，e)的自相关函数，丫为RprDP(T)调节的放大倍数，A是幕次 数，可W迅速调节Rnew_add(T)中主峰与副峰的比值。该方法通过在自相关函数上增加一个比 较窄的单峰RprDP(T)来迅速提升主峰的值，从而使整个主副峰比值变大，消除副峰影响带来 的模糊性问题W达到快速有效捕获信号的目的，也使信号跟踪的精度得到提高。丫和A的值 直接影响到自相关主峰的提高倍数，设B0C(a，e)自相关主峰和RprDP(T)主峰都为A，B0C(a， e)的第一副峰模值为B，则在没有构造 RprDP(T)函数时，B0C(a，e)的主峰和副峰比值为 I () Ig(^)，构造 Rprop ( T )函数后主副峰比值Q为
[0047]
(6)
[0048] 若通过消除副峰来达到保留主峰的目的，基于公式（3)、（4)的思想，B0C(n，n)与 B0C(a，e)相位同相时，W尽量消除高阶负峰，W两个函数相乘来构造第二种函数
[0049] Rnewjnul ( T )二 Rfirop ( T )RB0C(a,P) ( T ) + I Rfirop ( T )RB0C(a,P) ( T ) I ( 7 )
[0050] (7)式中对两个相乘的值再做绝对值相加，是为了消除高阶BOC调制中靠近主峰的 副峰。如采用正弦型B0C(n，n)的自相关函数来和高阶BOC信号相乘，正弦型B0C(n，n)的主峰 宽为理论上为0.67Tc，Tc是一个PRN码的持续时间，或者是一个PRN码的码宽
[0051] 从主峰开始向两侧对副峰进行Wl开始的编号，只要在运个区域内存在第二副峰， 则该方法就不能完全消除副峰，但是对运些副峰也起到了很好的抑制作用。调制阶数为n的 BOC信号自相关峰值是由多个S角形函数tri(x/y)组成，且S角形当中对称轴在T = 巧 = N且T<T。）处。（7)式构造的函数能够完全消除副峰，再次只要考虑T的正副峰处，若 r|>|7：.，则构造的函数就可W消除所有的副峰。而在H<|n的范围内，副峰也不存在，运 样大幅度提高了主副峰的比值。
【主权项】
1. 一种BOC信号的副峰消除方法，它包括： 步骤1、运用B0C(n，n)的自相关函数Rbqc对其取模，然后再与Rbqc相加，得到正弦B0C(n， η)信号的自相关单峰函数，公式为 Rprop (τ) = Rboc(τ) +1Rboc(τ) I (3) 式中=Rprcip(T)为正弦B0C(n，n)信号的自相关单峰函数，Rbqc(T)为BOC信号的自相关函 数； 步骤2、建立余弦B0C(n，n)信号的自相关单峰函数，公式为 Rpr〇p2= (Rboc(t)+IRboc(t) I )2 (4) 式中:Rprcip2余弦BOC(η，η)信号的自相关单峰函数，Rbqc (τ)为BOC信号的自相关函数； 步骤3、建立第一种Β0(Χα，β)的自相关函数，公式为 Rnew add ( T- ) - (Rb〇C(cc, β) ( T ) + 丫 Rprop ( "〇 ) ( 5 ) 式中:⑴为BOC(α，β)的自相关函数，γ为Rprcip (τ)调节的放大倍数，λ是幂次数； 步骤4、建立第二种B0C(a，β)的自相关函数，公式为 Rnew mul ( T- )-Rprop ( T ) Rb〇C(cc，β) ( T ) + | Rprop ( T ) Rb〇C(cc，β) ( T ) | ( 7 ) 步骤5、通过步骤3的公式(5)对Β0(Χα，β)信号的副峰进行消除； 步骤6、通过步骤4的公式(7)对Β0(Χα，β)信号的副峰进行消除，且保留主峰。2. 根据权利要求1所述的BOC信号的副峰消除方法，其特征在于:步骤5所属的通过公式 (5)对B0C(a，i3)信号的副峰进行消除方法为:通过R prcip(T)调节放大倍数γ，幂次数λ调节 Rnew_add(τ)中主峰与副峰的比值，通过在自相关函数上增加一个自相关单峰函数R prcip(τ)来 提升主峰的值，从而使整个主副峰比值变大，消除副峰影响带来的模糊性问题以达到快速 有效捕获信号的目的，同时使信号跟踪的精度提高。
【文档编号】G01S19/29GK106019328SQ201610362640
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】丁召, 袁先举, 卢艳娥
【申请人】贵州大学