通道非理想對BOC信號碼跟蹤算法性能影響分析.pdf

1、為實現(xiàn)軍民信號頻譜分離以及進一步提升導航系統(tǒng)性能，世界各主要衛(wèi)星導航系統(tǒng)陸續(xù)開始了現(xiàn)代化進程， BOC類調(diào)制信號得到了廣泛應用。相比于傳統(tǒng)BPSK調(diào)制的導航信號，BOC信號的帶寬更寬且本身就具有多個峰值，因而受通道特性的影響更加明顯。本文圍繞通道非理想條件下BOC信號的碼跟蹤技術展開研究，選取目前工程中應用較為廣泛且比較有代表性的兩類碼跟蹤算法：邊帶跟蹤算法及雙環(huán)路算法，分析它們在通道非理想條件下的跟蹤性能。文章主要從以下三個方面展開：

2、
　　首先對邊帶跟蹤算法進行研究。從BOC信號的雙邊帶模型出發(fā)，分析邊帶濾波器帶寬對算法跟蹤性能的影響，指出當帶寬較寬（超過主瓣寬度）時相關函數(shù)的形變位置以及此類場景下的早遲碼間隔選擇建議；此外，從跟蹤精度及跟蹤偏差兩項指標出發(fā)，理論分析了通道非理想條件下邊帶跟蹤算法的性能并仿真驗證其正確性。實驗結論指出，通道群時延特性呈現(xiàn)出二次曲線特點的導航接收機中，無需為保證跟蹤精度性能而對信道進行特別的優(yōu)化設計，而為了保證跟蹤結果的穩(wěn)定性，

3、接收機早遲碼應選擇標準間隔。對于呈現(xiàn)出余弦特性的接收機而言，在相同的波動幅度下，波動周期大小對跟蹤偏差的影響可能相差10倍以上，且會出現(xiàn)偏差結果正負相反的情況，故對于波動周期同信號帶寬相當時的余弦型通道而言，為使跟蹤偏差性能滿足要求，應盡量控制波動幅度。
　　其次研究了雙環(huán)路算法在通道非理想條件下的跟蹤性能。在對算法基本原理介紹的基礎上，指出由于碼及副載波二維互相關形式復雜，目前少有對其性能的理論分析。而對于非理想通道而言，副載波

4、環(huán)和碼環(huán)的跟蹤結果甚至不再滿足特定關系。本文從存在偏差時的一維條件互相關函數(shù)入手，基于副載波環(huán)偏差對碼環(huán)跟蹤結果影響相對更大的事實，首先估計副載波環(huán)在0附近的跟蹤偏差，再由一維條件互相關入手，估計出碼環(huán)跟蹤偏差，最后對兩跟蹤偏差進行組合以得到最終結果，并通過仿真驗證了理論推導的正確性。實驗結論指出，對于雙環(huán)路算法而言，在二次曲線群時延通道下不存在標準間隔下跟蹤偏差更小的結論，事實上，跟蹤偏差在不同早遲碼間隔及通道波動幅度下可能呈現(xiàn)出正負

5、相反的結果，因此相比而言，邊帶跟蹤算法更適合應用在呈現(xiàn)二次曲線群時延特性的通道下。對于余弦型群時延，雙環(huán)路算法在不同波動周期及波動幅度下的表現(xiàn)同邊帶跟蹤算法類似，只是對不同調(diào)制階數(shù)的信號，跟蹤偏差出現(xiàn)明顯變化時所對應的波動周期不同。
　　最后，針對雙環(huán)路算法存在的時延估計結果波動的問題，從跳變發(fā)生前后DLL環(huán)路輸出值差異入手對跳變是否異常進行判斷，提出了兩種改進算法：基于異常跳變點的改進算法以及基于副載波環(huán)強制更新的改進算法，并對