● 摘要
随着新的导航信号调制方式的发展,时分数据调制(TDDM, Time Division Data Modulation)作为增强二进制偏置载波BOC(Binary Offset Carrier)调制性能的一种技术已成为关注的焦点并被广泛研究。TDDM方式可以看作是介于数据路和导频路之间的一种特殊的数据调制方式,因为其既存在数据调制分量,也存在无数据调制分量。TDDM因能利用无数据分量提供更长的相干积分时间以及更低的信号发射功率而受到青睐。首先,本文对新型时分导航信号的特性进行研究,包括TDDM-BOC、TMBOC(Time multiplexed BOC)、TD-AltBOC(Time Division AltBOC),同时也讨论了AltBOC(Alternate BOC)信号,分析了信号的调制原理、功率谱密度以及相关特性等特点。其次,介绍了导航信号跟踪原理,分析了载波锁相环、锁频环、码延迟锁定环的结构和性能。在此基础上,基于FPGA+DSP硬件平台设计实现了各路信号的跟踪环路。TDDM-BOC(14,2)信号采用三环跟踪环路:在经典的两环跟踪环路基础之上,通过增加子载波跟踪环路,实现了对BOC信号的无模糊跟踪。针对TDDM时分的特点,在码发生器部分采用1个码NCO+2个码查找表的形式,精确复现导频路和数据路的码,并分别对信号进行剥离,实现导频路跟踪,数据路解调的功能。TMBOC(6,1,4/33)信号利用BOC(1,1)的基带码进行两环跟踪,该方法简单易行。AltBOC(15,10)信号和TD-AltBOC(15,10)信号采用单边带跟踪算法,每个边带进行单独处理,采用传统两环,TD-AltBOC(15,10)的码发生器同样采用1个码NCO+2个码查找表的形式。最后对每个信号的实测结果进行分析,所采取的算法均能达到课题要求的跟踪精度。最后,给出整个检测系统的实现流程:DSP+FPGA+上位机软件。整个系统实现了六种调制方式共10路信号的跟踪,并由上位机软件上给出了各路信号的处理结果。上位机软件在VC++6.0平台实现,能够实时显示整个系统的工作状态和各测试数据,将硬件平台的工作成果进行可视化,是整个检测系统重要组成部分。
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