GPS系统TMBOC调制的FPGA实现

2012-06-23李勇

电子科技 2012年10期

关键词：信号

李勇

(西安电子科技大学电子工程学院，陕西西安 710071)

由于Galileo E1信号和GPS L1信号共用相同的载波频率1575.42 MHz，为使导航信号具有较好的兼容性和互操作性，美国和欧洲专家组成的联合设计机构推荐MBOC(Multiplexed Binary Offset Carrier)作为GPS L1和 Galileo E1共用的民用信号调制方式［1］。MBOC调制分为TMBOC(Time multiplexed Binary Offset Carrier)和 CBOC(Composite Binary Offset Carrier)两种调制方式，其中GPS L1频带采用了TMBOC调制方式。文中首先对TMBOC调制过程进行介绍，对该信号的时频特性进行分析，在理论分析的基础上完成基于FPGA硬件平台的TMBOC调制，并给出仿真波形。

1 TMBOC调制的生成方式及频谱特性

TMBOC调制为时分多副载波调制形式，即在数据通道使用单一BOC(1，1)调制，在导频通道使用BOC(1，1)和 BOC(6，1)混合调制，且 BOC(6，1)占导频通道总功率的4/33，则混合调制的副载波记为TMBOC(6，1，4/33)。

TMBOC导频通道和数据通道时域表达式如下:

导频通道信号

数据通道信号

图1 TMBOC副载波时域波形图

数据通道和导频支路的功率谱密度计算如下

其中，BOC(m，n)的功率谱密度计算公式如下

其中，fc=1.023 MHz。

两个通道信号叠加后得TMBOC的功率谱密度为

从式(6)中可以看出，BOC(1，1)频谱分量占总功率的10/11，BOC(6，1)频谱分量占总功率的 10/11，满足MBOC(6，1，1/11)调制的要求。TMBOC的功率谱如图2所示。

图2 TMBOC功率谱包络图

从图2可以看出，由于叠加BOC(6，1)频谱成分，TMBOC的功率谱与BOC(1，1)相比，在±6 MHz和±18 MHz附近出现小主峰。凸出的地方是BOC(6，1)主瓣的地方。如提高BOC(6，1)所占的功率比，则凸出的小主峰的峰值也随之变大。由于MBOC通过在BOC(1，1)的频谱上增加少部分的高频分量，从而获得更窄的自相关峰曲线，提高伪码跟踪精度，且在一定程度上缓解了多径干扰［2］。