申请/专利权人：和芯星通科技(北京)有限公司;和芯星通(上海)科技有限公司

申请日：2019-04-19

公开（公告）日：2019-08-02

公开（公告）号：CN110082795A

主分类号：G01S19/29(20100101)

分类号：G01S19/29(20100101);G01S19/30(20100101)

优先权：

专利状态码：失效-发明专利申请公布后的驳回

法律状态：2022.04.15#发明专利申请公布后的驳回;2019.08.27#实质审查的生效;2019.08.02#公开

摘要：一种双环估计的QMBOC信号的接收方法，包括：接收经前端滤波后的QMBOC信号，对QMBOC信号进行数字下变频处理后，利用载波锁相环锁定QMBOC信号的副载波。本申请可以消除跟踪模糊度，提高跟踪性能。

主权项：1.一种双环估计的QMBOC信号的接收方法，其特征在于，包括：接收经前端滤波后的QMBOC信号；对所述QMBOC信号进行数字下变频处理后，利用载波锁相环锁定所述QMBOC信号的副载波。

全文数据：一种双环估计的QMBOC信号的接收方法及跟踪环路技术领域本文涉及全球导航卫星系统GNSS，GlobalNavigationSatelliteSystem信号处理技术领域，尤指一种双环估计的QMBOCQuadratureMultiplexedBinaryOffsetCarrier，正交复用二进制偏移载波信号的接收方法及跟踪环路。背景技术新一代导航系统均采用MBOCMultiplexedBinaryOffsetCarrier，复用二进制偏移载波调制技术。其中，北斗三代B1C公开信号采用的正交复用二进制偏移载波QuadratureMultiplexedBinaryOffsetCarrier，QMBOC信号将BOC1，1和BOC6，1分量分别调制到了相互正交的两个相位上。由于BOCBinaryOffsetCarrier，二进制偏移载波调制的导航信号具有多峰结构的自相关函数，这个特性会导致对BOC信号的自相关函数在进行相关和鉴相时产生所谓的“模糊跟踪”的可能性，因此，在对BOC信号进行跟踪的过程中面临的一个挑战是如何对多个相关峰值进行有效辨别，即，锁定真正的最大峰值并尽可能地避免锁定到其他峰值上。目前存在以下技术进行BOC信号跟踪：跳峰技术BJ，Bump-jumping、自相关旁边消除技术ASPeCT，AutocorrelationSide-PeakCancellationTechnique、双环估计DE，DoubleEstimator以及单边带处理技术等。其中，跳峰技术可以利用多个相关器对BOC信号自相关函数的多个峰值进行实时监测和幅度对比，确定正确的自相关函数的主峰位置。ASPeCT能够利用BOC信号自相关函数和BOC信号与本地伪码互相关函数的组合，消除自相关函数的副峰。双环估计将测距码之中的伪随机码和副载波看作是相互独立的两个分量，对这两个分量利用多相关器进行二维鉴相以消除。单边带处理技术利用了BOC信号在频域上可以近似为两个BPSKBinaryPhaseShiftKeying，二进制相移键控信号频谱之和的事实，对BOC信号进行处理，然后在码跟踪环路鉴别器的输出进行非相干叠加。发明内容本申请提供了一种双环估计的QMBOC信号的接收方法及跟踪环路，可以实现无模糊的信号捕获和跟踪。一方面，本申请提供了一种双环估计的QMBOC信号的接收方法，包括：接收经前端滤波后的QMBOC信号，对QMBOC信号进行数字下变频处理后，利用载波锁相环锁定QMBOC信号的副载波。另一方面，本申请提供一种双环估计的QMBOC信号的跟踪环路，包括：用于锁定QMBOC信号的副载波的载波锁相环以及用于锁定所述QMBOC信号的伪码的码跟踪环。另一方面，本申请提供一种接收机，包括如上所述的跟踪环路。在本申请中，利用载波锁相环技术对QMBOC信号的副载波进行锁定，从而可以提高在前端带宽有限条件下的QMBOC信号的锁定性能，进而达到消除跟踪模糊度，提高跟踪性能。本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所描述的方案来实现和获得。附图说明附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。图1为本申请实施例提供的双环估计的QMBOC信号的接收方法的示意图；图2为本申请实施例提供的双环估计的QMBOC信号的跟踪环路的一种示例图。具体实施方式本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。本申请实施例针对双环估计基于接收信号受前端带限滤波器的影响会产生一定失真，即高频分量被滤除，信号更加趋近于正弦波形式的事实，利用载波锁相环技术对副载波进行锁定，不同于目前双环估计中采用一个额外的的码环结构对副载波进行锁定，从而本申请实施例可以实现无模糊的信号捕获和跟踪。本申请实施例提供的双环估计的QMBOC信号的接收方法可以适用于对北斗三代B1C信号QMBOC信号进行接收处理；还可以适用于高阶BOC信号的接收处理。图1为本申请实施例提供的一种双环估计的QMBOC信号的接收方法的示意图。如图1所示，本实施例提供的双环估计的QMBOC信号的接收方法，包括：S101、接收经前端滤波后的QMBOC信号；S102、对QMBOC信号进行数字下变频处理后，利用载波锁相环锁定QMBOC信号的副载波。其中，本申请实施例对于QMBOC信号的载波跟踪方式可以参照本领域技术人员的常规方式实现，本申请对此并不限定。另外，本申请对于用于锁定副载波的载波锁相环的实现方式并不限定，只要利用载波锁相环技术对副载波进行跟踪锁定即可。在一示例性实施例中，载波锁相环可以包括：副载波鉴相器、第一环路滤波器以及副载波数字控制振荡器NCO，NumericallyControlledOscillator；相应地，利用载波锁相环锁定QMBOC信号的副载波，可以包括：将副载波鉴相器的输出信号通过第一环路滤波器处理后，输入副载波NCO，以控制产生BOC6，1副载波和BOC1，1副载波；对BOC6，1副载波和BOC1，1副载波进行合并，得到副载波正交支路结果和副载波同相支路结果；将经过数字下变频处理后的QMBOC信号、码跟踪环产生的即时测距码、副载波正交支路结果相乘后进行相干积分，得到第一积分结果；将经过数字下变频处理后的QMBOC信号、码跟踪环产生的即时测距码、副载波同相支路结果相乘后进行相干积分，得到第二积分结果；将第一积分结果和第二积分结果输入副载波鉴相器。在本示例性实施例中，本实施例的接收方法还可以包括：利用载波锁相环的副载波NCO得到的信号以及码跟踪环的码环鉴相器得到的信号，进行码相位跟踪。本申请实施例还提供一种双环估计的QMBOC信号的跟踪环路，包括：用于锁定QMBOC信号的副载波的载波锁相环以及用于锁定QMBOC信号的伪码的码跟踪环。图2为本申请实施例提供的双环估计的QMBOC信号的跟踪环路的一种示例图。如图2所示，双环估计的QMBOC信号的跟踪环路包括：副载波跟踪环22以及码跟踪环24；其中，副载波跟踪环22包括载波锁相环，载波锁相环包括：副载波鉴相器227、第一环路滤波器228以及副载波NCO229。本示例的跟踪环路还包括：第一乘法器单元201；经过前端滤波处理后的QMBOC信号与ejwt通过第一乘法器单元201相乘后得到的复信号输入副载波跟踪环22和码跟踪环24。本示例中，副载波跟踪环22还可以包括：第二乘法器单元221、第三乘法器单元222、第四乘法器单元223、第一相干积分单元224、第二相干积分单元225、BOC6，1副载波发生器230、BOC1，1副载波发生器231、合并单元232。本示例中，码跟踪环24可以包括：第五乘法器单元241、第六乘法器单元242、第七乘法器单元243、第三相干积分单元244、第四相干积分单元245、码环鉴相器246、第二环路滤波器247、码环NCO248以及测距码序列发生器249。在本示例性实施例中，B1C导频分量的子载波为QMBOC6，1，433复合子载波，由相互正交的BOC1，1副载波和BOC6，1副载波组合构成，二者功率比为29:4。不考虑噪声、多径和前端滤波的影响，可以将接收机接收到的QMBOC6，1，344信号改写成如下的形式：其中，sQMBOCt-τ0为伪码和副载波调制后的组合信号，τ0为组合信号的相差，为载频信号，为载频信号相差，A为信号幅度。在本示例性实施例中，QMBOC信号经过前端滤波处理之后，原本的正弦方波更加趋向于正弦波。经前端滤波处理后的QMBOC6，1，433信号经数字下变频后得到的复信号分别进入码跟踪环及副载波跟踪环进行处理，且副载波跟踪环采用载波锁相环技术。如图2所示，第二乘法器单元221将测距码序列发生器249产生的即时测距码以及第一乘法器单元201输出的结果分别输入第三乘法器单元222和第四乘法器单元223；第三乘法器单元222将第二乘法器单元221输出的结果与合并单元232产生的副载波正交支路结果进行相乘，并将相乘结果输入第一相干积分单元224进行相干积分处理，得到第一积分结果；第四乘法器单元223将第二乘法器单元221输出的结果与合并单元232产生的副载波同相支路结果进行相乘，并将相乘结果输入第二相干积分单元224进行相干积分处理，得到第二积分结果；第一积分结果和第二积分结果输入副载波鉴相器227，副载波鉴相器227的输出信号输入第一环路滤波器228进行滤波处理，第一环路滤波器228将滤波处理后的信号输入副载波NCO229，以控制BOC6，1副载波发生器230产生BOC6，1副载波，控制BOC1，1副载波发生器231产生BOC1，1副载波，然后，经过合并单元232处理后产生副载波正交支路结果和副载波同相支路结果。如图2所示，第一乘法器单元201输出的结果还提供给第五乘法器单元241，第五乘法器单元241将第一乘法器单元201的输出结果与合并单元232产生的副载波正交支路结果或副载波同相支路结果进行相乘，并将相乘结果分别输入第六乘法器单元242和第七乘法器单元243；第七乘法器单元243将第五乘法器单元241输出的结果与测距码序列发生器249产生的超前测距码相乘后，输入第四相干积分单元245，得到第四积分结果；第六乘法器单元242将第五乘法器单元241输出的结果与测距码序列发生器249产生的滞后测距码相乘后，输入第三相干积分单元244，得到第三积分结果；第三积分结果和第四积分结果输入码环鉴相器246，码环鉴相器246的输出信号输入第二环路滤波器247进行滤波处理，第二环路滤波器247将滤波处理后的信号输入码环NCO248，码环NCO248的输出可以控制测距码序列发生器249产生即时测距码、滞后测距码、超前测距码。本示例的跟踪环路还可以包括码相位估计单元26，可以利用副载波NCO229输出的信号和码环鉴相器246输出的信号，进行码相位跟踪。需要说明的是，图2所示的跟踪环路仅为一种示例；比如，在其他实现方式中，可以根据实际情况调整码跟踪环内的乘法器单元的形式。此外，本申请实施例还提供一种接收机，包括上述双环估计的QMBOC信号的跟踪环路，比如图2所示的跟踪环路。需要说明的是，关于接收机的其他结构可以采用本领域技术人员的常规设计，故于此不再赘述。本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本申请中示出和或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本申请实施例的精神和范围内。

权利要求：1.一种双环估计的QMBOC信号的接收方法，其特征在于，包括：接收经前端滤波后的QMBOC信号；对所述QMBOC信号进行数字下变频处理后，利用载波锁相环锁定所述QMBOC信号的副载波。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述载波锁相环包括：副载波鉴相器、第一环路滤波器以及副载波数字控制振荡器NCO；所述利用载波锁相环锁定所述QMBOC信号的副载波，包括：将所述副载波鉴相器的输出信号通过所述第一环路滤波器处理后，输入所述副载波NCO，以控制产生BOC6，1副载波和BOC1，1副载波；对所述BOC6，1副载波和BOC1，1副载波进行合并，得到副载波正交支路结果和副载波同相支路结果；将经过数字下变频处理后的QMBOC信号、码跟踪环产生的即时测距码、所述副载波正交支路结果相乘后进行相干积分，得到第一积分结果；将所述经过数字下变频处理后的QMBOC信号、所述码跟踪环产生的即时测距码、副载波同相支路结果相乘后进行相干积分，得到第二积分结果；将所述第一积分结果和所述第二积分结果输入所述副载波鉴相器。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：利用所述载波锁相环的副载波NCO得到的信号以及所述码跟踪环的码环鉴相器得到的信号，进行码相位跟踪。4.一种双环估计的QMBOC信号的跟踪环路，其特征在于，包括：用于锁定QMBOC信号的副载波的载波锁相环以及用于锁定所述QMBOC信号的伪码的码跟踪环。5.根据权利要求4所述的跟踪环路，其特征在于，所述载波锁相环，包括：副载波鉴相器、第一环路滤波器以及副载波数字控制振荡器NCO；所述副载波鉴相器的输出信号输入所述第一环路滤波器，所述第一环路滤波器的输出信号输入所述副载波NCO，以控制产生BOC6，1副载波和BOC1，1副载波，所述BOC6，1副载波和BOC1，1副载波合并后得到副载波正交支路结果和副载波同相支路结果；所述副载波鉴相器的输入包括：第一积分结果和第二积分结果，其中，所述第一积分结果由经过数字下变频处理后的QMBOC信号、所述码跟踪环产生的即时测距码、所述副载波正交支路结果相乘后进行相干积分得到；所述第二积分结果由经过数字下变频处理后的QMBOC信号、所述码跟踪环产生的即时测距码、所述副载波同相支路结果相乘后进行相干积分得到。6.根据权利要求5所述的跟踪环路，其特征在于，所述码跟踪环，包括：码环鉴相器、第二环路滤波器、码环NCO以及测距码序列产生器；所述码环鉴相器的输出信号通过所述第二环路滤波器处理后，输入所述码环NCO，所述码环NCO的输出信号输入所述测距码序列产生器，以控制产生即时测距码、滞后测距码以及超前测距码；所述码环鉴相器的输入包括：第三积分结果和第四积分结果；其中，所述第三积分结果由经数据下变频处理后的QMOC信号、所述副载波跟踪环输出的副载波正交支路结果或副载波同相支路结果、所述测距码序列产生器生成的超前测距码相乘后进行相关积分得到；所述第四积分结果由经数据下变频处理后的QMOC信号、所述副载波跟踪环输出的副载波正交支路结果或副载波同相支路结果、所述测距码序列产生器生成的滞后测距码相乘后进行相关积分得到。7.一种接收机，其特征在于，包括如权利要求4至6中任一项所述的跟踪环路。

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