基于扩频码时移位置调制的卫星导航信号设计

康家方; 王红星; 刘锡国; 钟佩琳; 李笔锋

doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020072

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基于扩频码时移位置调制的卫星导航信号设计

学术论文 | 更新时间：2024-06-05

- 基于扩频码时移位置调制的卫星导航信号设计
- Novel navigation signal design based on spreading code time shift position modulation
- 通信学报 2020年41卷第4期页码：54-61
- 作者机构：
  
  1. 海军航空大学航空通信教研室，山东烟台 264001
  2. 海军航空大学信号与信息处理山东省重点实验室，山东烟台 264001
  3. 海军工程大学兵器工程学院，湖北武汉 430033
- 作者简介：
  
  [ "康家方（1987- ），男，河南泌阳人，博士，海军航空大学讲师，主要研究方向为卫星导航信号设计、多载波调制技术、扩频通信等" ]
  [ "王红星（1962- ），男，河南商丘人，博士，海军航空大学教授、博士生导师，主要研究方向为无线通信、非正弦波通信、无线光通信等" ]
  [ "刘锡国（1981- ），男，山东烟台人，博士，海军航空大学副教授，主要研究方向为卫星通信与导航、无线激光通信" ]
  [ "钟佩琳（1984- ），女，山东烟台人，博士，海军航空大学讲师，主要研究方向为无线通信、非正弦波通信" ]
  [ "李笔锋（1983- ），男，湖北襄阳人，博士，海军工程大学讲师，主要研究方向为无线激光通信、卫星导航" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(61701518)
- DOI：10.11959/j.issn.1000-436x.2020072
  中图分类号： TN914.41,P228.4
- 网络出版日期：2020-04，
  
  纸质出版日期：2020-04-25
- 稿件说明：
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康家方, 王红星, 刘锡国, 等. 基于扩频码时移位置调制的卫星导航信号设计[J]. 通信学报, 2020,41(4):54-61.

Jiafang KANG, Hongxing WANG, Xiguo LIU, et al. Novel navigation signal design based on spreading code time shift position modulation[J]. Journal on communications, 2020, 41(4): 54-61.
康家方, 王红星, 刘锡国, 等. 基于扩频码时移位置调制的卫星导航信号设计[J]. 通信学报, 2020,41(4):54-61. DOI： 10.11959/j.issn.1000-436x.2020072.

Jiafang KANG, Hongxing WANG, Xiguo LIU, et al. Novel navigation signal design based on spreading code time shift position modulation[J]. Journal on communications, 2020, 41(4): 54-61. DOI： 10.11959/j.issn.1000-436x.2020072.

摘要

为进一步提升卫星导航系统的综合性能，在导频（测距）信号与数据信号分离的卫星导航信号设计思想的基础上，基于扩频码优良的自互相关特性，利用扩频码时移位置调制电文、数据信息，提出了基于扩频码时移位置调制的卫星导航信号设计方法。所提方法改变了以往仅利用扩频码相位加载信息的固有模式，大幅提升了数据通道信号的功率利用率。理论分析和仿真结果表明，在不提高导航信号总发射功率的前提下，所提方法既可大幅提高数据信号分量的信息传输速率，也可大幅提高导频信号分量与数据信号分量的功率比，进而综合提高了卫星通信导航系统的传输速率、接收机捕获跟踪性能、定位精度等技术指标。

Abstract

A novel navigation signal design method based on spread code time shift position modulation was proposed

which inherits the idea of separating the pilot signal component and the data signal component

and applies time shift position of the spread code to carry data information.The old pattern of using carrier phase to carry information was changed

the power efficiency of data signal components and the performances of the satellite navigation system were improved.Theoretical analysis and simulation results show that the proposed method can significantly improve the transmission rate of data signal component or power ratio of the pilot signal component to data signal component without increasing the total transmission power.Then

the transmission rate

acquisition and tracking performance

positioning accuracy and other technical indicators of the satellite navigation system can be further improved.

关键词

Keywords

references

PARKINSON B W , POWERS S T , GREEN G , et al . The origins of GPS and the pioneers who launched the system [J ] . GPS World , 2010 , 21 ( 7 ): 30 - 41 .

BETZ J W . Something old,something new:signal structures for satellite-based navigation:past,present,and future [J ] . Inside GNSS , 2013 ( 8 ): 34 - 42 .

BETZ J W . Binary offset carrier modulations for radionavigation [J ] . Navigation , 2001 , 48 ( 4 ): 227 - 246 .

AVILA-RODRIGUEZ J A , HEIN G W , WALLNER S , et al . The MBOC modulation:the final touch to the galileo frequency and signal plan [J ] . Navigation , 2008 , 55 ( 1 ): 15 - 28 .

FANTINO M , MARUCCO G , MULASSANO P , et al . Performance analysis of MBOC,AltBOC and BOC modulations in terms of multipath effects on the carrier tracking loop within GNSS receivers [C ] // IEEE/ION Position,Location ＆ Navigation Symposium . Piscataway:IEEE Press , 2008 : 369 - 376 .

YAO Z , LU M , FENG Z M . Quadrature multiplexed BOC modulation for interoperable GNSS signals [J ] . Electronics Letters , 2010 , 46 ( 17 ): 1234 - 1236 .

YAO Z , ZHANG J , LU M . ACE-BOC:dual-frequency constant envelope multiplexing for satellite navigation [J ] . IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems , 2016 , 52 ( 1 ): 466 - 485 .

HEIN G W , AVILA-RODRIGUEZ J A , WALLNER S , et al . MBOC:The new optimized spreading modulation recommended for GALILEO L1 OS and GPS L1C [C ] // IEEE/ION Position,Location ＆ Navigation Symposium . Piscataway:IEEE Press , 2006 : 883 - 892 .

姚铮 , 陆明泉 . 新一代卫星导航系统信号设计原理与实现技术 [M ] . 北京 : 电子工业出版社 , 2016 .

YAO Z , LU M Q . Signal design principles and implementation tech-nology of new generation satellite navigation system [M ] . Beijing : Electronic Industry PressPress , 2016 .

JULIEN O , . Carrier-phase tracking of future data/pilot signals [C ] // Proceedings of International Technical Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation . Virginia:ION , 2005 : 13 - 16 .

胡修林 , 唐祖平 , 周鸿伟 , 等 . GPS和Galileo信号体制设计思想综述 [J ] . 系统工程与电子技术 , 2009 ( 10 ): 2285 - 2293 .

HU X L , TANG Z P , ZHOU H W , et al . Analysis on design principles of GPS and Galileo signal structure [J ] . Systems Engineering and Elec-tronics , 2009 ( 10 ): 2285 - 2293 .

中国卫星导航系统管理办公室 . 北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件公开服务信号 B2a:1.0版 [R ] .(2017-09)[2019-09-04 ] .

China Satellite Navigation Office . BeiDou navigation satellite system signal in space interface control document open service signal B2a:version 1.0 [R ] .(2017-09)[2019-09-04 ] .

中国卫星导航系统管理办公室 . 北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件公开服务信号 B1C:1.0 版 [R ] .(2017-09)[2019-09-04 ] .

China Satellite Navigation Office . BeiDou navigation satellite system signal in space interface control document open service signal B1C:version 1.0 [R ] .(2017-09)[2019-09-04 ] .

KIASALEH K . Performance of APD-based,PPM free-space optical communication systems in atmospheric turbulence [J ] . IEEE Transactions on Communications , 2005 , 53 ( 9 ): 1455 - 1461 .

SHANG T , CHEN R , LIU Y , et al . Performance analysis of IMC in FSO systems over gamma–gamma channel [J ] . IEEE Photonics Journal , 2018 , 10 ( 3 ): 1 - 13 .

LIU H , LIAO R , WEI Z , et al . BER analysis of a hybrid modulation scheme based on PPM and MSK subcarrier intensity modulation [J ] . IEEE Photonics Journal , 2015 , 7 ( 4 ): 1 - 10 .

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