[發(fā)明專利]雙頻四分量擴(kuò)頻信號(hào)的恒包絡(luò)復(fù)用方法、裝置及接收方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210484613.8
• 申請(qǐng)日: 2012-11-23
• 公開（公告）號(hào): CN103023598A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚錚;陸明泉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): H04J13/12
• 分類號(hào): H04J13/12;H04L27/26;H04L25/02;H04L5/00;G01S19/37
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賈玉健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明應(yīng)用在利用無(wú)線電完成的衛(wèi)星定位、導(dǎo)航領(lǐng)域，尤其適用于以DSSS信號(hào)作為測(cè)距信號(hào)的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS），具體涉及雙頻四分量擴(kuò)頻信號(hào)的恒包絡(luò)復(fù)用方法、裝置及接收方法。

背景技術(shù)

隨著全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）的持續(xù)建設(shè)，導(dǎo)航服務(wù)需求在不斷擴(kuò)展。各衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在同一頻段上播發(fā)的信號(hào)數(shù)量越來(lái)越多，使得原本有限的衛(wèi)星導(dǎo)航頻譜變得愈加擁擠。隨著同一系統(tǒng)在同一頻段內(nèi)播發(fā)信號(hào)數(shù)量的增加，衛(wèi)星載荷的復(fù)雜度不斷提高。

對(duì)于一些特定的系統(tǒng)建設(shè)要求以及應(yīng)用需求，希望將兩個(gè)不同頻點(diǎn)上的信號(hào)進(jìn)行復(fù)用。例如系統(tǒng)更新?lián)Q代期間對(duì)信號(hào)中心頻點(diǎn)調(diào)整的平穩(wěn)過渡，或是兩個(gè)相隔很近的頻點(diǎn)搭載多組內(nèi)容互為補(bǔ)充的服務(wù)信息等等。而同時(shí)，在衛(wèi)星發(fā)射功率受限的情況下，為了在接收端維持足夠的接收功率，希望星上的高功率發(fā)射機(jī)具有盡可能高的功率效率。這就要求衛(wèi)星上的高功率放大器（HPA）工作在非線性飽和區(qū)。但當(dāng)HPA在飽和點(diǎn)附近時(shí)，如果輸入信號(hào)不具有恒定的包絡(luò)，那么輸出分量會(huì)產(chǎn)生幅度調(diào)制和幅相轉(zhuǎn)換等畸變，造成發(fā)射信號(hào)的幅相失真，對(duì)接收端的性能造成很大的影響。因此需要保證合成信號(hào)的恒包絡(luò)特性。

一個(gè)代表性的實(shí)際應(yīng)用案例便是歐洲伽利略（Galileo）系統(tǒng)在E5頻段的信號(hào)所采用的恒包絡(luò)AltBOC調(diào)制技術(shù)（美國(guó)專利US?2006/0038716A1）。這種技術(shù)將兩個(gè)相隔30.69MHz的頻點(diǎn)（E5a：1176.45MHz、E5b：1207.14MHz）上分別調(diào)制的兩組BPSK-R(10)信號(hào)復(fù)用成一個(gè)中心頻點(diǎn)在1191.795MHz上的復(fù)合8PSK信號(hào)。這種技術(shù)所帶來(lái)的好處首先是節(jié)約了衛(wèi)星載荷上的發(fā)射機(jī)個(gè)數(shù)，其次構(gòu)造出了一個(gè)寬帶的復(fù)合信號(hào)，使得接收機(jī)既可以以窄帶方式對(duì)E5a和E5b上的信號(hào)分量分別接收處理，也可以采用寬帶接收的方式處理整個(gè)復(fù)合信號(hào)，以獲得更好的測(cè)距性能。但AltBOC中，四個(gè)參與復(fù)用的信號(hào)分量的功率必須是相等的。這種限制條件降低了AltBOC使用的靈活性。眾所周知，在GNSS系統(tǒng)中，由于測(cè)距是信號(hào)的首要目的，信號(hào)體制設(shè)計(jì)中更傾向于為導(dǎo)頻信道分配比數(shù)據(jù)信道更多的功率，以提高偽距測(cè)量以及載波相位跟蹤的精度和穩(wěn)健性，而且信號(hào)分量采用不同的擴(kuò)頻碼片波形（例如BPSK-R、正弦相位BOC、余弦相位BOC、TMBOC、QMBOC等）會(huì)在接收機(jī)中呈現(xiàn)出不同的捕獲、跟蹤、解調(diào)性能，因此有必要為GNSS信號(hào)體制提供一種比AltBOC技術(shù)更為靈活的雙頻恒包絡(luò)復(fù)用技術(shù)，尤其希望四個(gè)分量的功率比能夠不同，同時(shí)各信號(hào)分量所使用的擴(kuò)頻碼片波形可以靈活選擇。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種雙頻四分量擴(kuò)頻信號(hào)的恒包絡(luò)復(fù)用方法、裝置及接收方法，本發(fā)明所提供的恒包絡(luò)生成方法和裝置可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)頻點(diǎn)上四個(gè)信號(hào)分量以一個(gè)12-PSK形式進(jìn)行恒包絡(luò)復(fù)用；這四個(gè)信號(hào)分量中，兩個(gè)分量調(diào)制在兩頻點(diǎn)中較高的一個(gè)上，載波相位正交，另外兩個(gè)分量調(diào)制在兩頻點(diǎn)中較低的一個(gè)上，載波相位正交；每個(gè)頻點(diǎn)上的兩個(gè)信號(hào)分量的功率比為1：3；同時(shí)各信號(hào)分量所使用的擴(kuò)頻碼片波形可以靈活選擇，而且接收處理方式靈活。本發(fā)明可以應(yīng)用在利用無(wú)線電完成的衛(wèi)星定位、導(dǎo)航系統(tǒng)中，以及包括使用偽衛(wèi)星的定位導(dǎo)航系統(tǒng)中，尤其適用于以DSSS信號(hào)作為測(cè)距信號(hào)的GNSS。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

雙頻四分量擴(kuò)頻信號(hào)的恒包絡(luò)復(fù)用方法，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)頻點(diǎn)上四個(gè)信號(hào)分量的恒包絡(luò)復(fù)用，記這兩個(gè)頻點(diǎn)分別為f₁和f₂，f₁>f₂，四個(gè)信號(hào)分量分別為q₁(t)、q₂(t)、q₃(t)和q₄(t)，其中q₁(t)和q₂(t)的中心頻點(diǎn)在f₁，載波相位彼此正交，q₃(t)和q₄(t)的中心頻點(diǎn)在f₂，載波相位彼此正交，包括如下步驟：

將所述四個(gè)信號(hào)分量生成為相應(yīng)的基帶擴(kuò)頻信號(hào)s₁(t)、s₂(t)、s₃(t)、s₄(t)；

根據(jù)當(dāng)前時(shí)間段內(nèi)的s₁(t)、s₂(t)、s₃(t)、s₄(t)的取值組合狀態(tài)VS_m得到相應(yīng)的附加相位θ；