低信噪比下BOC信号快速捕获算法优化：性能与复杂度提升

本文主要探讨了在低信噪比条件下，全球导航卫星系统（GNSS）中二进制偏置载波（BOC）信号的捕获算法研究。首先，作者介绍了BOC信号的基本概念，它是通过在二进制相移键控（BPSK）信号上添加特定的偏置来提高抗干扰能力，这在GNSS信号设计中具有重要意义。BOC信号的自相关函数特性对于信号处理和检测至关重要，它决定了信号的时域特性。 接下来，文章深入研究了两种常见的捕获算法：BPSK-LIKE单边带和双边带捕获算法。单边带方法利用单个载波进行解调，而双边带则同时处理两个载波，各有其优点和局限性。单边带方法简单、易于实现，但可能在某些情况下效率较低；双边带方法则能提供更好的码相关性能，但可能增加硬件复杂度。 为了改进这些传统算法，作者提出了一种新的捕获策略，结合快速傅立叶变换（FFT）的码并行处理结构。这种结构允许同时处理多个码元，提高了处理速度。作者利用BOC信号的自相关函数与伪随机噪声码（PRN）序列的互相关函数的差值作为捕获算法的输出，这样可以有效地减小自相关函数边峰带来的模糊性，从而提高捕获的精度和信噪比敏感性。 仿真结果显示，新算法在低信噪比环境下表现出色，能够实现无能量损失的捕获，所需的最低信噪比相比其他算法低2dB，而且它的计算复杂度相对较低，这对于实际应用中的实时性和资源效率是非常有利的。因此，这项研究对于优化GNSS信号接收器的性能，特别是在信号质量较差的环境，如城市峡谷或海洋等地方，具有重要的理论和实践价值。本文为解决GNSS系统在低信噪比条件下的信号捕获问题提供了一种创新且高效的解决方案。