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BOC-二进制偏移载波,也称二进制偏移载波调制,是伽利略系统设计过程中提出的一种新的载波调制方法。其基本原理是在原有BPSK调制的基础上增加一个二进制子载波(目前主要由正弦或余弦符号函数组成,即类似于sgn(sin(t))或sgn(cos(t))并以正弦或余弦信号为参数的符号函数)。这种调制方式的最大特点是将其功率谱主瓣分裂成对称的两部分,分裂后的两个主瓣之间的距离也可以根据所选参数的不同而改变。常用的表示方法是BOC(m,n),其中m表示子载波频率,n表示扩频码速率,具体取值分别为1.023MHz的m倍和n倍。

关于BOC调制,Betz的文章《Nadion Aviation的二元偏置载波调制》相当经典,尤其是附录中功率谱表达式的推导,省去了我们很多自己推导的麻烦。不过里面有个印刷错误,感兴趣的朋友应该不难发现。在中文资料中,我觉得邱的《GPS M码信号的BOC调制》可以作为参考,尤其是对BOC基本概念的介绍。

mboc-multiplexing binary offset carrier,从英文名可以看出,是boc副载波调制信号的一种复用方式。这是由Guenter W.Hein领导的GPS信号设计团队和Jhon W.Betz领导的Galileo信号设计团队提出的一种调制方式,目前经过优化,主要讨论和设计的是BOC(1,1)和BOC(6,1)的组合。根据数据信道和导频信道的功率分配要求以及不同的调制方法,可以有多种组合。详见相关文献。目前基本上是从BOC(1,1)和BOC(6,1)的权力分配角度来讨论。

MBOC只是信号复用的统称。目前主要有两种实现方式,分别是CBOC(复合BOC)和TMBOC(时间倍增BOC)。简单来说,CBOC是基于BOC(1,1)和BOC(61)不同功率(幅度)权重的四电平调制,是幅度的复合实现。而TMBOC则是一种类似时分复用的方式,即指定一组码片的长度。在这组筹码中,BOC(6,1)固定在几个位置,其他位置都是BOC(1,1)。两种方法都能满足功率谱分布的要求,但在功率谱形状上还是有区别的。

关于MBOC、CBOC和TMBOC的相关文献,我们推荐MBOC:为Galileo l1 OS和GPS l1c推荐的新型优化扩频调制,CBOC-MBOC的一种实现等等。

最后介绍AltBOC(Alternative BOC),这是伽利略系统设计时非常有意义的调制方式。经过一段时间的研究,我更倾向于将这种调制方式归类为四信号复用方式。它具有在同一载波上恒包络调制的明显特点。一个频点上可以调制四个信号,加上四个互调信号,保证合成信号的包络特性不变。该信号很复杂,可以等效为8PSK。目前除了构造一个类似于8PSK的查找表,不知道还能做什么。

建议你看看伽利略的ICD中对E5信号的介绍。

还有几篇文章我个人认为值得一读,包括BOC调制波形,BOC功率谱密度,Galileo AltBOC接收机等。

有些题外话:还有一篇文章《伽利略卫星导航系统中的BOC调制与接收技术》,给了我一些启发,就是如果把信号和副载波看成一维信号或二维信号(即复数信号)的各种排列组合,也可以得到一些有趣的结论。我现在手边没有笔记,但我记得其中一些排列相当于4PSK和8PSK,这很有趣。如果你有兴趣,我们可以继续讨论。