一種非等功率四路相移鍵控信號的調制方法和裝置,首先根據兩對服務信號的功率比計算交調參數b,計算交調參數a,計算交調參數c及d,然后生成恒包絡基帶信號,最后將恒包絡基帶信號正交調制到載波。調制裝置包括基帶信號生成器和正交調制器,基帶信號生成器將非等功率的四路二進制服務信號合成一路恒包絡基帶信號,輸出恒包絡基帶信號的實部信號和虛部信號至正交調制器,正交調制器將輸入的信號進行正交調制后輸出。本發明將不同相位關系的四路二進制服務信號按給定的功率比關系調制在一個載波上,實現恒定的信號包絡和高的復用效率,提高信號的發射質量和功率效率。
技術領域
本發明涉及衛星導航技術領域,特別是衛星導航系統的信號調制方法和調制裝置,更具體地是涉及非等功率四路PSK(Phase Shift Keying,相移鍵控)服務信號的調制方法和調制裝置。
背景技術
GNSS(Global Navigation Satellite System,全球衛星導航系統)一般由衛星段、控制段和地面段組成。其中衛星段的GNSS衛星發射服務信號;地面段的GNSS接收器處理來自不同GNSS衛星的服務信號,計算與每顆GNSS衛星的距離并完成位置解算,從而獲得導航定位服務。GNSS衛星發射的服務信號的調制方式是影響地面段GNSS接收器可獲得的服務質量的主要因素。
衛星段的GNSS衛星是嚴格的功率受限系統,為提高功率放大器效率,一般功率放大器工作在非線性飽和區,這就要求在一個頻點發射的所有服務信號調制后必須滿足恒定包絡條件,否則包絡的失真將會導致功率放大器產生幅度/幅度調制失真和幅度/相位調制失真,嚴重降低GNSS衛星發射的服務信號質量,因此如何在同一個頻點實現多種不同服務信號的恒包絡復用是設計服務信號調制的關鍵約束條件。
不同GNSS的發展階段和前期設計不同,需要恒包絡復用的服務信號有一定差異。例如在北斗系統在1268.52MHz的B3頻點開發了DualQPSK(Dual Quadrature Phase ShiftKeying,雙正交相移鍵控)調制,實現了在B3頻點發射兩個QPSK服務信號的功能。同時,為了解決
DualQPSK調制及其非等功率形式都是實現兩個QPSK服務信號的恒包絡復用的有效調制方法。其中DualQPSK調制將一個新的QPSK服務信號與已有QPSK服務信號進行等功率恒包絡復用,沿用已有的功率放大器等硬件設備,同時播發兩個QPSK服務信號,實現服務能力的拓展。廣義DualQPSK調制提出的目的則是實現兩個非等功率QPSK服務信號的恒包絡復用。這兩種調制的缺點是都只能處理兩個QPSK服務信號的恒包絡復用問題,不適用于四個服務信號分量未構成兩個QPSK服務信號的恒包絡問題。在不同的應用背景中,對四路信號分量之間的相位關系可能有不同需求,例如北斗全球系統擬在B1頻點播發MBOC信號,包含數據和導頻兩個支路,在兩個支路信號同相時,復用效率可能最大化。
發明內容
針對現有技術存在的技術問題,本發明的目的是提供一種非等功率四路相移鍵控信號的調制方法和裝置,將不同相位關系的四路二進制服務信號按給定的功率比關系調制在一個載波上,實現恒定的信號包絡和高的復用效率,提高信號的發射質量和功率效率。
本發明的技術方案是,提供一種非等功率四路相移鍵控信號的調制方法,包括以下步驟:
已知四路二進制服務信號,分別為四路二進制擴頻信號,設S1(t)是在t時刻第一路信號的幅值,S2(t)是在t時刻第二路信號的幅值,S3(t)是在t時刻第三路信號的幅值,S4(t)是在t時刻第四路信號的幅值,四路信號的幅值取值均為+1或-1,第一路信號和第二路信號構成一對服務信號,夾角為90度,第三路信號和第四路信號構成一對服務信號,夾角為θ,并且四路信號互不相關。第一路信號和第二路信號構成的一對服務信號與第三路信號和第四路信號構成的一對服務信號的功率比為1:p2(p>0),p為功率參數。