BOC信号处理：一种多径抑制与误差减小方法

本文介绍了一种基于最大似然估计的加权ELS(超前/滞后斜率)技术，用于抑制卫星导航接收机中的多径信号干扰，特别是在BOC(二进制偏移载波)信号环境下。这种方法通过分析BOC信号自相关函数的斜率，有效地减小了多径信号对跟踪环路的影响，表现出优于传统窄带相关技术和ELS技术的性能，同时增加的计算复杂度相对较小。 1. BOC调制技术概述 BOC调制是卫星导航系统中广泛应用的调制方式，因其独特的功率谱特性，它能够实现频段共享并提供良好的频谱分离，降低信号间的相互干扰。相较于BPSK调制，BOC信号具有更陡峭的自相关峰值，从而提高跟踪精度。鉴于这些优势，BOC体制在北斗卫星定位系统等现代导航系统中得到了广泛应用。 2. 多径干扰问题 在实际接收过程中，卫星信号会受到多径效应的影响，即信号除了通过直线路径到达接收机外，还会通过反射、折射等路径到达，形成多个延迟的信号成分。这些多径信号会导致自相关峰的不对称，进而影响接收机的跟踪性能。 3. 基于最大似然估计的加权ELS技术 该技术首先利用最大似然估计方法来估计直射信号的自相关函数，然后检测BOC信号自相关函数峰值两侧的斜率。斜率检测的结果用于计算一个反映不对称影响的系数，该系数作为反馈因子用于减小由多径干扰引起的跟踪误差。由于BOC信号的自相关函数存在多个尖峰，对每个尖峰的斜率进行检测并加权组合，可得到更精确的反馈因子，进一步优化误差校正。 4. 技术优势与性能比较 与传统的窄带相关技术相比，该方法在减少多径干扰方面表现出更好的性能。同时，虽然增加了计算复杂度，但总体上仍保持在可接受的范围内，确保了实时性和效率。 5. 仿真结果 通过针对BOC(10,5)信号的多径误差包络仿真分析，证明了该方法能显著降低多径干扰导致的跟踪误差，提高了接收机的抗干扰能力。 6. 结论 针对多径信号干扰的问题，本文提出的方法为BOC信号的跟踪提供了有效的解决方案。通过结合BOC信号的特性和最大似然估计，实现了更准确的信号分离和跟踪，对提升卫星导航系统的整体性能具有重要意义。未来的研究可能涉及将此技术应用于其他调制方式或进一步优化算法以降低计算复杂度。