[發明專利]衛星導航信號及其生成方法、生成裝置、接收方法和接收裝置

有效

• 申請號: 201380029930.3
• 申請日: 2013-06-06
• 公開（公告）號: CN104509052B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 姚錚;陸明泉
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L27/26;H04L5/00;G01S19/31
• 代理公司: 北京海智友知識產權代理事務所(普通合伙)11455
• 代理人: 施蕾,方珉

技術領域

本申請涉及衛星導航領域，更具體地，本申請涉及衛星導航信號及其生成方法、生成裝置、接收方法和接收裝置。

背景技術

隨著全球導航衛星系統(GNSS)的持續建設，導航服務需求在不斷擴展。各衛星導航系統在同一頻段上播發的信號數量越來越多，使得原本有限的衛星導航頻譜變得愈加擁擠。隨著同一系統在同一頻段內播發信號數量的增加，衛星載荷的復雜度不斷提高。

如果一個頻段內的不同服務信號使用彼此獨立的發射天線及放大器鏈路，對天線設計的要求以及載荷的總功率、成本、體積、重量等方面都會帶來較大的代價。因此，希望能夠將多個信號在一個載波上進行復用合成。而同時，在衛星發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射機具有盡可能高的功率效率。這就要求衛星上的高功率放大器(HPA)要工作在非線性飽和區。但當HPA在飽和點附近時，如果輸入信號不具有恒定的包絡，那么輸出分量會產生幅度調制和幅相轉換等畸變，造成發射信號的幅相失真，對接收端的性能造成很大的影響。因此需要保證合成信號的恒包絡特性。

對于同一頻點上的多個DSSS信號的恒包絡復用，已有一些成熟的技術，例如，可以將兩個不同的DSSS信號放置在載波的兩個相互正交的相位上從而構成一個QPSK信號進行發射。早期的GPS中，L1頻點的C/A碼信號和P(Y)碼信號的恒包絡復用就是以這種方式實現的。但當信號數目增多時，就需要使用一些更為復雜的恒包絡復用技術，例如美國專利US6430213、美國專利申請US 2002/0075907A1、美國專利申請US 2002/0150068A1、以及美國專利申請US2011/0051783A1等等。但上述的這些技術主要針對同一頻點上的多個信號分量的恒包絡復用。

現有技術，例如恒包絡AltBOC調制技術(美國專利US2006/0038716A1)以及時分復用AltBOC(TD-AltBOC)技術(中國專利公開號CN102209056A)提供了一種對于兩個不同頻點上的DSSS信號聯合進行恒包絡復用的方法，例如將兩個相隔30.69MHz的頻點上分別調制的兩組BPSK-R(10)信號組合成一個復合恒包絡信號。然而，AltBOC調制技術需要預先生成相位映射表，并通過查表的方式實現多路復用信號的恒包絡。此外，AltBOC調制技術中，參與復用的DSSS信號分量的功率必須是相等的。而在TD-AltBOC中，這種技術所使用的時分復用顯著惡化了所復用的DSSS信號與同一頻段上的其它擴頻信號之間的多址性能。而且TD-AltBOC中，參與復用的信號分量的功率也必須是相等的。技術上的這種限制降低了AltBOC和TD-AltBOC使用的靈活性。眾所周知，在GNSS系統中，由于測距是信號的首要目的，信號體制設計中更傾向于為導頻信道分配比數據信道更多的功率，以提高偽距測量以及載波相位跟蹤的精度和穩健性，而且信號分量采用不同的擴頻碼片波形(例如BPSK-R、正弦相位BOC、余弦相位BOC、TMBOC、QMBOC等)會在接收機中呈現出不同的捕獲、跟蹤、解調性能，因此有必要為衛星導航信號提供一種更為靈活的雙頻恒包絡復用技術。

發明內容

本申請的目的是提供一種至少能夠部分改善上述現有技術中的缺陷的一種衛星導航信號及其生成方法、生成裝置、接收方法和接收裝置。

根據本申請的一個方面，公開了一種衛星導航信號生成裝置，包括：基帶信號產生器，生成第一基帶信號S₁,第二基帶信號S₂，第三基帶信號S₃，以及第四基帶信號S₄；多路復用信號產生器，設置所述第一基帶信號S₁,第二基帶信號S₂，第三基帶信號S₃和第四基帶信號S₄的多路復用信號的同相基帶分量和正交基帶分量的幅度和相位，生成具有恒包絡的多路復用信號；以及調制器，將所述具有恒包絡的多路復用信號調制到射頻，生成衛星導航信號，其中，所述第一基帶信號S₁和所述第二基帶信號S₂調制于第一載波頻率f₁且載波相位彼此正交，所述第三基帶信號和所述第四基帶信號調制于第二載波頻率f₂且載波相位彼此正交。