Косинусные меандровые шумоподобные сигналы (CosBOC-сигналы) в спутниковых радионавигационных системах нового поколения

Содержание

Слайд 2

Использование меандровых ШПС (BOC-сигналов) в СРНС нового поколения:

модернизированная GPS:
Block IIR-M, серия состоит

Использование меандровых ШПС (BOC-сигналов) в СРНС нового поколения: модернизированная GPS: Block IIR-M,
из 8 спутников, начиная с Block IIR-(14)М (запуск 26.09.2005) и заканчивая Block IIR-(21)М (запуск 17.08.2009);
Block IIF;
Block III (GPS-III).
Galileo (опытные спутники):
GIOVE-A (запуск 28.12.2005);
GIOVE-В (запуск 27.04.2008);
IOV Satellites (запуск 4-х спутников планируется в 2010 году).
QZSS (запуск спутника планируется в скором времени).

2

Применяемые в настоящее время МШПС –
в большинстве Sin МШПС (SinBOC-сигналы)

Слайд 3

Требования к многорежимности и электромагнитной совместимости (ЭМС), а также внедрение сложных МШПС

Требования к многорежимности и электромагнитной совместимости (ЭМС), а также внедрение сложных МШПС
(например, AltBOC-сигналов) ведут к росту потребности в использовании (наряду с Sin МШПС) Cos МШПС (CosBOC-сигналов).
Косинусные МШПС представляют собой ШПС, у которых каждый расширяющий спектр символ (элемент, чип) ПСП дальномерного кода представляет собой косинусный меандровый символ (МС).
Косинусный МС определяется как некоторый отрезок косинусного меандрового колебания заданной длительности, содержащий какое-либо одинаковое число меандровых импульсов.

3

Слайд 5

Примеры косинусных МШПС (СРНС Galileo)

PRS–сигналы (сигналы с санкционированным доступом, предназначенные для правительственных

Примеры косинусных МШПС (СРНС Galileo) PRS–сигналы (сигналы с санкционированным доступом, предназначенные для
служб) диапазона Е6 на fн=1278,75 МГц с косинусной меандровой модуляцией типа CosBOC(10, 5) при NM=4;
PRS–сигналы диапазона L1 на fн=1575,42 МГц с косинусной меандровой модуляцией типа CosBOC(15, 2.5) при NM=12;
AltBOC–сигналы диапазона Е5 на fн=1191,795 МГц с меандровой модуляцией типа AltBOC(15, 10) при NM=3;

Модулирующая функция AltBOC–сигнала dAltBOC(t) имеет вид:
dAltBOC(t)= dcosBOC1(t)+ jdsinBOC2(t).
У AltBOC–сигнала синфазная компонента dcosBOC1(t) определяет косинусную МПСП, а квадратурная компонента dsinBOC2(t) – синусную МПСП. Косинусная и синфазная МПСП в AltBOC–сигнале содержат различную информацию.

5

Слайд 6

(1)

– МШПС с двоичной ФМ, где

– МПСП дальномерного кода (модулирующая

(1) – МШПС с двоичной ФМ, где – МПСП дальномерного кода (модулирующая
функция);

(2)

– собственно ПСП дальномерного кода;

(3)

– поднесущее синусное меандровое колебание;


(4)

– длительность символа (элемента, чипа)ПСП;

6

– длительность меандрового импульса;

Математические модели косинусных меандровых ШПС (CosBOC–сигналов)

– поднесущее косинусное меандровое колебание;

(5)

– частота поднесущего меандрового колебания;

– количество символов на периоде ПСП.

– частота следования символов;

Слайд 7

Типы косинусной меандровой модуляции

CosBOC

где

=10

= 10,23 МГц ;

= 5

Типы косинусной меандровой модуляции CosBOC где =10 = 10,23 МГц ; =
= 5,115 МГц.

Обобщенный параметр МШПС:

- коэффициент кратности меандровых импульсов в символе МПСП.

(6)

7

или

CosBOC

- опорная частота;

Примеры косинусных МШПС (система Galileo)

PRS–сигналы диапазона Е6 с косинусной меандровой модуляцией типа CosBOC(10, 5), где
PRS–сигналы диапазона L1 с косинусной меандровой модуляцией типа CosBOC(15, 2.5), где

= 1,023 МГц ;

=15

= 15,345 МГц ;

= 2,5

= 2,5575 МГц.

= 1,023 МГц ;

Слайд 8

Формирование косинусной МПСП dсos(t)

8

Косинусный МС:

(7)

Рисунок 1

Формирование косинусной МПСП dсos(t) 8 Косинусный МС: (7) Рисунок 1

Слайд 9

Графики типовых косинусных МС

Косинусный МС может быть определен как произведение двух синусных

Графики типовых косинусных МС Косинусный МС может быть определен как произведение двух
МС применительно к частотам поднесущего меандрового колебания и .

9

(8)

Рисунок 2

Слайд 10

Формирование косинусного МС в случае CosBOC(15, 2.5)-сигналов

10

Рисунок 3

Формирование косинусного МС в случае CosBOC(15, 2.5)-сигналов 10 Рисунок 3

Слайд 11

Энергетические спектры одиночных косинусных МПСП дальномерного кода

(9)

где

– спектральная плотность одиночной косинусной

Энергетические спектры одиночных косинусных МПСП дальномерного кода (9) где – спектральная плотность
МПСП;

– энергетический спектр одиночного символа

МПСП;

– амплитудный спектр последовательности кодовых

коэффициентов ;

– число косинусных МС на периоде МПСП.

11

– длительность периода МПСП;

Слайд 12

Энергетические спектры одиночных символов косинусных МПСП дальномерного кода

где

– спектральная плотность

Энергетические спектры одиночных символов косинусных МПСП дальномерного кода где – спектральная плотность
косинусного МС

(10)

(11)

Согласно (8), (10) и (11) для различных значений имеем:

(12)

12

Слайд 13

Графики энергетического спектра одиночного символа косинусной МПСП при

Для сравнения на рисунках

Графики энергетического спектра одиночного символа косинусной МПСП при Для сравнения на рисунках
пунктиром показаны графики энергетического спектра одиночного символа соответствующей синусной МПСП.

13

Слайд 14

Графики энергетического спектра одиночного символа косинусной МПСП при

Для сравнения на рисунках

Графики энергетического спектра одиночного символа косинусной МПСП при Для сравнения на рисунках
пунктиром показаны графики энергетического спектра одиночного символа соответствующей синусной МПСП.

14

Слайд 15

Графики энергетического спектра одиночного символа косинусной МПСП при

Для сравнения на рисунках

Графики энергетического спектра одиночного символа косинусной МПСП при Для сравнения на рисунках
пунктиром показаны графики энергетического спектра одиночного символа соответствующей синусной МПСП.

15

Слайд 16

Графики энергетического спектра одиночного символа косинусной МПСП при

Для сравнения на рисунках

Графики энергетического спектра одиночного символа косинусной МПСП при Для сравнения на рисунках
пунктиром показаны графики энергетического спектра одиночного символа соответствующей синусной МПСП.

16

Слайд 17

AltBOC-сигналы

В системе Galileo предполагается применение AltBOC–сигналов с модуляцией типа AltBOC(15,10) в диапазоне

AltBOC-сигналы В системе Galileo предполагается применение AltBOC–сигналов с модуляцией типа AltBOC(15,10) в
E5 на частоте fн=1191,795 МГц.
Особенность AltBOC-сигналов заключается в использовании комплексного меандрового колебания:

Комплексная МПСП имеет вид:

Модулирующая функция для AltBOC–сигнала системы Galileo определяется в виде:

где

Видно, что и – содержат разную информацию.

(13)

(14)

(15)

17

Слайд 18

Преобразовав (15), имеем:

где

– косинусная МПСП;

– синусная МПСП.

МПСП и характеризуют косинусный

Преобразовав (15), имеем: где – косинусная МПСП; – синусная МПСП. МПСП и
и синусный BOC–сигналы (СosBOC(15,10) и SinBOC(15,10)), причем каждый из сигналов содержит свою информацию.

Составная комплексная МПСП в случае AltBOC-сигнала представляет собой два обычных BOC-сигнала (косинусный и синусный), находящихся в квадратуре и содержащих разную информацию.

В системе Galileo один AltBOC–сигнал предназначен заменить два ШПС на частотах fн1=1176,45 МГц (E5A) и fн2=1207,14 МГц (E5B).

18

(16)

(18)

(17)

Имя файла: Косинусные-меандровые-шумоподобные-сигналы-(CosBOC-сигналы)-в-спутниковых-радионавигационных-системах-нового-поколения.pptx
Количество просмотров: 189
Количество скачиваний: 2