BOC信号机理及其检测技术研究

论文摘要

为适应新一代导航系统现代化的发展需求,提高新一代导航信号的抗干扰能力和导航精度,新一代导航信号在原有直接序列扩频的基础上,加入BOC调制处理。BOC调制信号将原集中于载频中心的信号能量分裂至以载频为中心的两侧,增强了信号的抗干扰能力。BOC信号在新一代导航系统中的应用,提高了系统的健壮性和保密性。而检测技术能够对信号解调提供帮助,还可以对信息的高速处理、电子侦察、信息对抗等提供支持。因此,为进一步确立导航信息控制优势,增强空天信息控制能力,本文提出针对BOC调制信号检测方法研究。目前,国内外对直扩信号的检测提出了多种方法,这些方法都有一定的适应性,具有在某一方面的优点。不同的方法可以对不同的信号参数做出有效的估计。有的方法对信号某个参数估计非常有效,但有可能计算复杂度和计算量很大。而且这些方法都还面临如何实现更低的信噪比容限,以适应对淹没在噪声中信号参数的估计等问题。与直扩信号相比,BOC信号的检测方法研究相对较少,相关文献也不是很多。为此,在深入研究BOC信号的特性并结合传统直扩信号的检测算法,本文提出了基于BOC调制技术的峰间距离检测法、直线方程检测法,并结合BOC信号的相关性改进了自相关积累检测算法。软件仿真结果表明,峰间距离检测法、直线方程检测法以及自相关积累检测算法实现简单,并能够有效的对BOC调制信号的载波频率、副载波频率和码速进行检测。进一步,在分析BOC信号产生机理的基础上,为增强信号源的实用性,进行基于FPGA的BOC调制信号产生模块的设计,从而为BOC检测算法的验证提供输入信号。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的及意义
• 1.2 国内外研究现状分析
• 1.3 论文结构
• 第2章 BOC 调制技术及常用直扩信号检测技术研究
• 2.1 BOC 调制技术研究
• 2.1.1 BOC 信号简介
• 2.1.2 BOC 调制信号的特性分析
• 2.1.2.1 BOC 调制信号的功率谱特性分析
• 2.1.2.2 自相关函数特性
• 2.2 直扩信号常用检测技术研究
• 2.2.1 直扩信号常用检测与参数估计技术研究
• 2.2.2 对于BOC 信号现有算法的不足及不适应度
• 第3章 基于BOC 调制信号产生模块的设计与实现
• 3.1 BOC 调制信号产生模块的总体设计
• 3.2 硬件结构设计
• 3.2.1 BOC 调制IP 核
• 3.2.2 BOC 调制控制IP 核
• 3.2.3 BPSK 调制IP 核
• 3.2.4 数据接收IP 核
• 3.2.5 存储控制器IP 核
• 3.2.6 UART IP 核
• 3.2.7 DCM 时钟控制器IP 核
• 3.3 软件结构设计
• 3.3.1 控制指令解析程序
• 3.3.1.1 基于超级终端的控制指令解析程序
• 3.3.1.2 基于GPS OEM 授时板的控制指令解析程序
• 3.3.2 BOC 调制信号产生控制程序
• 3.3.3 数据接收IP 核驱动程序
• 3.4 BOC 调制信号产生模块的分析与测试
• 3.4.1 硬件测试
• 3.4.2 软件测试
• 第4章 基于BOC 调制信号的检测算法研究
• 4.1 基于BOC 调制信号检测要素
• 4.2 基于BOC 信号的峰间距离检测法
• 4.2.1 BOC 调制信号的载波检测
• 4.2.2 BOC 调制信号的解调
• 4.2.3 阈值恢复
• 4.2.4 峰值搜索
• 4.2.5 峰间距离检测法
• 4.3 基于BOC 信号的直线方程检测法
• 4.4 基于BOC 信号的自相关积累检测法
• 第5章 基于BOC 调制信号检测算法的效能分析
• 5.1 基于BOC 信号峰间距离检测法的仿真分析
• 5.2 基于BOC 信号直线方程检测法的仿真分析
• 5.3 基于BOC 信号自相关积累检测法的仿真分析
• 5.4 基于BOC 信号三种检测算法的对比仿真分析
• 5.5 误差分析
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 摘要
• Abstract