Модуляция двоичной смещенной несущей

Модуляция двоичной смещенной несущей ^[1]^[2] (Модуляция BOC) была разработана Джоном Бетцем для обеспечения совместимости спутниковых навигационных систем. В настоящее время он используется в системе GPS США, индийской IRNSS системе и в системе Galileo. ^[3] поднесущей и представляет собой квадратную модуляцию , где сигнал умножается на прямоугольную поднесущую частоты $f_{\text{sc}}$ равна или превышает скорость чипа . После этого поднесущих умножения спектр . сигнала делится на две части, поэтому модуляция BOC также известна как модуляция с разделенным спектром Их основные преимущества заключаются в том, что можно формировать спектр для обеспечения межсистемной совместимости и лучших теоретически достижимых возможностей отслеживания благодаря более высоким частотам при микшировании в сложную базовую полосу частот. С другой стороны, было настроено огромное количество различных реализаций или экземпляров, что затрудняло получение полной картины. Ранние (а иногда и недавние) публикации, посвященные этой теме, обычно не включают согласованные фильтры для формирования импульсов, а также концепцию комплексного гауссовского шума, который очень часто трактуется неправильно, для получения математически последовательного описания основной полосы частот, которое, хотя и выглядит сложным. , правильно моделирует физику. Т.е. если эти стандарты не трактуются правильно, теоретические результаты не будут надежными. Это не зависит от СМИ, рецензии и человека, опубликовавшего ее.

Дизайн

Основная идея модуляции BOC заключается в уменьшении помех с сигналами, модулированными BPSK , которые имеют спектр, сформированный функцией sinc . Следовательно, сигналы с модуляцией BPSK, такие как коды C/A GPS, имеют большую часть своей спектральной энергии, сосредоточенной вокруг несущей частоты , в то время как сигналы с модуляцией BOC (используемые в системе Galileo ) имеют низкую энергию вокруг несущей частоты и два основных спектральных лепестка дальше. от несущей (отсюда и название разделенного спектра).

Модуляция BOC имеет несколько вариантов: синус BOC (sinBOC), косинус BOC (cosBOC), ^[4] альтернативный BOC (altBOC), мультиплексный BOC (MBOC), ^[5] двойной BOC (DBOC) ^[4] и т. д., и некоторые из них в настоящее время выбраны для Galileo GNSS . сигналов ^[6]

Форма сигнала BOC обычно обозначается через BOC(m, n) или BOC. $(f_{\text{sc}},\;f_{\text{c}})$ , где $f_{\text{sc}}$ - частота поднесущей, $f_{\text{c}}$ частота чипа, $m=f_{\text{sc}}/f_{\text{ref}}$ , $n=f_{\text{c}}/f_{\text{ref}}$ , и $f_{\text{ref}}=1.023$ Mcps — это опорная частота сигнала C/A GPS .

Синусоидальная модуляция BOC(1, 1) аналогична манчестерскому коду ; то есть в цифровой области «+1» кодируется как последовательность «+1-1», а «0» кодируется как последовательность «-1 +1». Для произвольного $N_{\text{BOC}}=2m/n$ порядок модуляции, в случае синуса BOC( m , n ), '+1' кодируется как чередующаяся последовательность '+1 -1 +1 -1 +1 ...', имеющая $N_{\text{BOC}}$ элементы, а '0' (или '-1') кодируется как чередующаяся последовательность '-1 +1...', также имеющая $N_{\text{BOC}}$ элементы.

BOC-модуляция обычно применяется к сигналам CDMA , где каждый элемент псевдослучайного кода разбивается на подинтервалы BOC, как объяснено выше (т. е. существуют $N_{\text{BOC}}$ интервалов BOC на чип).

Спектральная плотность мощности сигнала, модулированного BOC, зависит от порядка модуляции BOC. $N_{\text{BOC}}=2{\frac {f_{\text{sc}}}{f_{\text{c}}}}=2{\frac {m}{n}}$ . ^[4]

BOC-модулированные сигналы, в отличие от сигналов BPSK, создают так называемую неоднозначность в корреляционной функции. BOC-модулированные сигналы в GNSS могут обрабатываться либо с помощью приемника Full BOC, либо с помощью различных однозначных подходов. ^[7]^[8]

См. также

Мультиплексированная двоичная несущая со смещением

Ссылки

^ Бетц, Дж. (январь 1999 г.). «Модуляция смещения несущей для модернизации GPS» . Материалы Национального технического собрания Института навигации 1999 г .: 639–648.
^ Бетц, Дж. (май 2000 г.). «Обзор сигнала GPS М-кода» . Корпорация Митра .
^ «Документ управления открытым служебным сигналом Galileo в космическом интерфейсе (OS SIS ICD v1.3)» (PDF) . Галилео Космос . Проверено 14 декабря 2017 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Лохан, Елена Симона; Лахзури, Абдельмонаем; Ренфорс, Маркку (7 июля 2006 г.). «Методы модуляции BOC в спутниковых навигационных системах» . Беспроводная связь и мобильные вычисления . 7 (6). дои : 10.1002/wcm.407 . Проверено 14 декабря 2017 г.
^ «Модуляция MBOC» . Внутри ГНСС. Архивировано из оригинала 7 февраля 2009 года . Проверено 14 декабря 2017 г.
^ Ярлыков, М.С. (2016). «Корреляционные функции BOC». Журнал коммуникационных технологий и электроники . 61 (8): 857–876. дои : 10.1134/S1064226916080180 . S2CID 114952550 .
^ Буриан, Адина; Лохан, Эленасимона; Ренфорс, Марккукалеви (2007). «Эффективные методы отслеживания задержки с подавлением боковых лепестков для BOC-модулированных сигналов» . Журнал EURASIP по беспроводной связи и сетям . 2007 : 072626. doi : 10.1155/2007/72626 .
^ Галлардо, Моисей Наварро; Гранаты, Сухой Гонсало; Рисуэно, Густаво Лопес; Криски, Массимо (2013). 2013 Международная конференция по локализации и ГНСС (ICL-GNSS) . IEEE. стр. 100-1 1–6 doi : 10.1109/ICL-GNSS.2013.6577260 . ISBN 978-1-4799-0486-0 . S2CID 30837429 .

[1] Бетц, Дж. (январь 1999 г.). «Модуляция смещения несущей для модернизации GPS» . Материалы Национального технического собрания Института навигации 1999 г .: 639–648.

[2] Бетц, Дж. (май 2000 г.). «Обзор сигнала GPS М-кода» . Корпорация Митра .

[3] «Документ управления открытым служебным сигналом Galileo в космическом интерфейсе (OS SIS ICD v1.3)» (PDF) . Галилео Космос . Проверено 14 декабря 2017 г.

[Wiley06-4] Jump up to: ^а ^б ^с Лохан, Елена Симона; Лахзури, Абдельмонаем; Ренфорс, Маркку (7 июля 2006 г.). «Методы модуляции BOC в спутниковых навигационных системах» . Беспроводная связь и мобильные вычисления . 7 (6). дои : 10.1002/wcm.407 . Проверено 14 декабря 2017 г.

[5] «Модуляция MBOC» . Внутри ГНСС. Архивировано из оригинала 7 февраля 2009 года . Проверено 14 декабря 2017 г.

[6] Ярлыков, М.С. (2016). «Корреляционные функции BOC». Журнал коммуникационных технологий и электроники . 61 (8): 857–876. дои : 10.1134/S1064226916080180 . S2CID 114952550 .

[7] Буриан, Адина; Лохан, Эленасимона; Ренфорс, Марккукалеви (2007). «Эффективные методы отслеживания задержки с подавлением боковых лепестков для BOC-модулированных сигналов» . Журнал EURASIP по беспроводной связи и сетям . 2007 : 072626. doi : 10.1155/2007/72626 .

[8] Галлардо, Моисей Наварро; Гранаты, Сухой Гонсало; Рисуэно, Густаво Лопес; Криски, Массимо (2013). 2013 Международная конференция по локализации и ГНСС (ICL-GNSS) . IEEE. стр. 100-1 1–6 doi : 10.1109/ICL-GNSS.2013.6577260 . ISBN 978-1-4799-0486-0 . S2CID 30837429 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]