BOC调制信号频谱特性及仿真分析

时间:2013-01-18来源:网络

BOC信号调制主要由两个参数来描述:副载波频率和传播的码率,表示为BOC(m,n),其中参数m表示副载波频率为fs=m×fbase,n表示码率为fc=n×fbase,其中fbase=1.023 MHz是卫星导航信号的基频。例如,BOC(5,2)表示fs=5×1.023 MHz=5.115 MHz和fc=2X1.023 MHz= 2.046 MHz。

e.JPG


图3所示是BOC调制信号产生的方框图,所有的数据码、扩频码、副载波和射频信号均由一个共用的基准时钟产生,因此跨零点是对齐的。此外,所有的基带信号都是二进制的,因此可以用二进制逻辑电路来实现BOC调制信号,而不需要使用线性电路,这也是BOC调制信号的优点之一。

2 BOC调制信号的频谱特性
为了导出BOC调制信号的频谱,可以将式(1)改写成如下的等效形式,即有特殊形状扩频符号的BPSK调制信号:
d.JPG
可见,qnTs中包含方波的n个半周期Ts,也就是n个+1和-1之间的变换。当n为偶数时,qnTs(t)是一个均值为零的平衡符号。
当BOC扩频序列的二进制值为等似然、独立且均匀分布时,借助于对BPSK调制信号频谱公式的推广,可以从式(2)求出BOC调制的归一化基带功率谱密度:
f.JPG
可见,当n分别为偶数与奇数时,功率谱密度之间只是一个正弦或者余弦函数的差别。
BOC调制信号的功率谱密度函数形状由一些主瓣和副瓣构成,并具有如下特征:
(1)主瓣数与在主瓣之间的副瓣数之和等于n,即2fs/fc;
(2)主瓣宽度(功率谱密度零点之间的频率间距)是扩频码速率的两倍,这和普通PSK调制相同,而旁瓣宽度等于码速率,即比主瓣窄一半;
(3)主瓣的最大值发生在比副载波频率fs略小的地方,这是因为上下边带之间有相干交互作用的缘故;这样,当fs,fc及n取不同的值时,将会有不同的频谱。由于BOC调制的扩频码是矩形脉冲,副载波也是方波,因此,它的频谱是无限带宽的。

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关键词: 卫星导航系统 二进制偏移载波 调制 频谱特性 导航信号

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