Binær offset bærermodulation - Binary offset carrier modulation

Binær offsetbærermodulation (BOC-modulation) blev udviklet af John Betz for at muliggøre interoperabilitet mellem satellitnavigationssystemer. Det bruges i øjeblikket i det amerikanske GPS-system, det indiske IRNSS- system og i Galileo og er en firkantet sub-carrier- modulering , hvor et signal ganges med en rektangulær sub-carrier med frekvens, der er lig med eller større end chiphastigheden . Efter denne sub-bærer- multiplikation er signalets spektrum opdelt i to dele, derfor er BOC-modulering også kendt som en split-spectrum-modulering. Deres største fordele er, at man kan forme spektret for at muliggøre inter-systemkompatibilitet og bedre teoretisk opnåelige sporingsfunktioner på grund af højere frekvenser, hvis de blandes ned til det komplekse basisbånd. På den anden side blev der opsat et stort udvalg af forskellige implementeringer / instantieringer, hvilket gjorde det vanskeligt at få hele billedet. Der skal udvises forsigtighed, da tidlige (og undertiden nylige) publikationer, der beskæftiger sig med dette emne, normalt ikke inkluderer matchede filtre til pulsformning samt begrebet kompleks gaussisk støj - som ofte ikke behandles korrekt - for at give et matematisk konsistent basisbånd beskrivelse, der (selvom det er kompliceret) modellerer fysikken korrekt. Dvs. hvis disse standarder ikke behandles korrekt, er teoretiske resultater ikke pålidelige. Dette er uafhængigt af medierne og peer review og den person, der offentliggjorde det. ${\ displaystyle f_ {sc}}$

Design

Hovedideen bag BOC-modulering er at reducere interferensen med BPSK- moduleret signal, som har et sinc-funktionsformet spektrum. Derfor har BPSK-modulerede signaler såsom C / A GPS- koder det meste af deres spektrale energi koncentreret omkring bærerfrekvensen , mens BOC-modulerede signaler (brugt i Galileo-systemet ) har lav energi omkring bærerfrekvensen og to hovedspektrale lapper længere væk fra transportøren (således navnet på split-spektrum).

BOC-modulering har flere varianter: sinus BOC (sinBOC), cosinus BOC (cosBOC), alternativ BOC (altBOC), multiplekset BOC (MBOC), dobbelt BOC (DBOC) osv., Og nogle af dem er i øjeblikket valgt til Galileo GNSS- signaler.

En BOC bølgeform er typisk betegnet via BOC (m, n) eller BOC , hvor er den sub-bærefrekvens, er den chip frekvens, , , og Mcps er referencen chip hyppigheden af C / A GPS -signal. ${\ displaystyle (f _ {\ text {sc}}, \; f_ {c})}$${\ displaystyle f _ {\ text {sc}}}$${\ displaystyle f _ {\ text {c}}}$${\ displaystyle m = f _ {\ text {sc}} / f _ {\ text {ref}}}$${\ displaystyle n = f _ {\ text {c}} / f _ {\ text {ref}}}$${\ displaystyle f _ {\ text {ref}} = 1.023}$ 

En sinus BOC (1, 1) -modulation svarer til Manchester-koden , dvs. i digitalt domæne er en '+1' kodet som en '+1 -1' sekvens, og en '0' er kodet som en '- 1 +1 'sekvens. For en vilkårlig moduleringsrækkefølge, i sinus BOC ( m , n ) tilfælde, er en '+1' kodet som en alternerende sekvens af '+1 −1 +1 −1 +1 ...', der har elementer og en ' 0 '(eller' −1 ') er kodet som en alternerende' −1 +1 ... 'sekvens, der også har elementer. ${\ displaystyle N _ {\ text {BOC}} = 2m / n}$${\ displaystyle N _ {\ text {BOC}}}$${\ displaystyle N _ {\ text {BOC}}}$

BOC-modulering anvendes typisk på CDMA- signaler, hvor hver chip i pseudorandom- koden er opdelt i BOC-underintervaller, som forklaret ovenfor (dvs. der er BOC-intervaller pr. Chip). ${\ displaystyle N _ {\ text {BOC}}}$

Den spektrale effekttæthed af en BOC-moduleret signal afhænger BOC modulation ordre . ${\ displaystyle N _ {\ text {BOC}} = 2 {\ frac {f _ {\ text {sc}}} {f _ {\ text {c}}}} = 2 {\ frac {m} {n}}}$

BOC-modulerede signaler, ved forskel med BPSK-signaler, skaber de såkaldte uklarheder i korrelationsfunktionen. De BOC-modulerede signaler i GNSS kan behandles enten med en Full BOC-modtager eller via forskellige entydige fremgangsmåder.

Referencer