[發明專利]雙相偏置載頻信號獲取和追蹤的方法及裝置

有效

• 申請號: 201210226483.8
• 申請日: 2007-03-29
• 公開（公告）號: CN102780508A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 陳駿楠;陳坤佐;魏睿民
• 申請（專利權）人: 聯發科技股份有限公司
• 主分類號: H04B1/7075
• 分類號: H04B1/7075;H04B1/7085;H04L25/03;G01S19/30
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

【技術領域】

本發明是關于雙相偏置載頻（binary?offset?carrier，BOC）調變信號（以下簡稱為BOC信號）的處理，尤其是關于一衛星導航接收器在獲取和追蹤模式時，對BOC信號的處理方法及裝置。

【背景技術】

現今可利用的全球導航衛星系統(Global?Navigation?Satellite?System，以下簡稱GNSS系統)不只一種。一個接收器支持多重規格定位服務(location?based?service，以下簡稱LBS)、無線多媒體通訊以及廣播信號成為可預期的。以多重規格LBS為例，此種可支持GNSS信號多模態接收的接收器可以增強定位的準確度并接收更多的服務。在GNSS系統中，不同的信號頻帶支持不同的服務。由于愈來愈多的頻帶需要被支持，因此會發生頻帶重疊。

全球定位系統(Global?Positioning?System，以下簡稱GPS)是美國衛星導航系統，它是一個持續傳送高頻無線信號的衛星網絡。GPS接收器接收的信號承載了時間和距離信息，以便使用者可以在地球上精準定位。伽利略(Galileo)系統，一個新興的歐洲衛星導航系統，提供更高的信號功率和更穩定的調變，能夠讓使用者即使在困難的環境下也能接收到微弱的信號。當結合兩者時，Galileo和GPS將提供多達目前所使用的兩倍的衛星來源數目。這個結合提供了冗余，而且對使用者也有很大的效益。除了安全與救援(Safe?and?Rescue；SAR)服務之外，GPS和Galileo的結合基本上會有四個頻帶。GPS和Galileo系統會共享某些信號頻帶。換句話說，GPS和Galileo會共享某些中心頻率而且在相同的某些載波傳送信號。舉例來說，GPS?L1和Galileo?E2-L1-E1共享相同的頻帶。為了降低系統間和系統內的干擾，必須使用特定的調變方式。雙相偏置載頻調變(以下簡稱BOC)是一個廣泛使用的方法。

通過一個方波副載波乘上一偽隨機噪聲(pseudo-random?noise；以下簡稱PRN)擴頻碼信號(以下簡稱為PRN碼信號)可完成BOC調變。此方波的頻率是PRN擴頻碼的碼率(code?rate)的倍數。圖1是BOC調變的波形圖。此BOC的正弦波(以下簡稱為BOC)信號的產生是通過混合一方波的正弦波信號和一PRN碼信號，然而，BOC的余弦波(以下稱為QBOC；其中Q表示正交相位)信號的產生是通過將一方波的余弦波信號和一PRN碼信號混合。

BOC信號具有一個利用副載波頻率將中心頻率的兩個主波瓣位移的對稱性分離頻譜。BOC信號的特性取決于擴頻碼片率、副載波頻率以及在一個PRN碼片內的副載波相位?，F有在GNSS領域內一BOC調變信號是以BOC(fc，fs)表示，其中fc為碼片率；fs為副載波的頻率。然而fc、fs一般表示參考頻率1.023MHz的倍數。因此，BOC信號也可用BOC(n，m)表示，其中n為PRN碼片率fc(1.023MHz)的倍數；m為副載波fs(1.023MHz)的倍數。

對于衛星信號導航而言，BOC信號較適合應用于追蹤白噪聲(white?noises)。此方式與獨立擴頻碼相比較，提供了較佳的固有多徑緩解(multipath?mitigation)。然而，由于多峰值的自相關性現象使得BOC方式在獲取和追蹤上顯得較為困難。存在BOC信號里的副載波在BOC自相關性的-1/+1碼片范圍內引起了次峰值的產生。圖2是關于BOC(1,1)自相關性的示意圖。也就是說，對BOC(1,1)和BOC(1,1)進行相關性計算。如圖所示，中央的主峰值的兩側分別具有一谷值。為計算其相關功率，通常使用相關平方值。因此，從相關功率的角度來看，兩個谷值將導致兩個次峰值。而這樣的次峰值將可能會導致失鎖(mis-lock)問題。也就是說，一個接收器可能鎖定次峰值而不是主峰值，因此造成錯誤的追蹤。在范圍測定時可能產生一個接近150米的嚴重誤差，這樣的錯誤在導航中是不被允許的。

另外，BOC相關性結果的主波瓣（主峰值）的寬度會影響接收器在信號獲取和追蹤時的性能。若主波瓣窄，則有益于追蹤及定位，因為能夠追蹤到一個較精準的碼相位。但是窄的主波瓣會使信號獲取困難，因為窄的相關性計算功能會導致較細微的碼相位搜尋間隔，而需要較長的獲取時間。

【發明內容】

因此，本發明提供了一種可以解決以上技術問題的BOC信號獲取和追蹤的裝置及方法。