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Modulación de portadora compensada binaria

La modulación de portadora compensada binaria [1] [2] (modulación BOC) fue desarrollada por John Betz para permitir la interoperabilidad de los sistemas de navegación por satélite. Actualmente se utiliza en el sistema GPS de EE. UU., el sistema IRNSS indio y en Galileo [3] y es una modulación de subportadora cuadrada , donde una señal se multiplica por una subportadora rectangular de frecuencia igual o mayor que la velocidad del chip . Después de esta multiplicación de subportadora , el espectro de la señal se divide en dos partes, por lo que la modulación BOC también se conoce como modulación de espectro dividido. Sus principales ventajas son que se puede configurar el espectro para permitir la compatibilidad entre sistemas y mejores capacidades de seguimiento teóricamente alcanzables, debido a frecuencias más altas si se mezclan a la banda base compleja. Por otro lado, se configuró una gran variedad de implementaciones o instancias diferentes, lo que dificulta tener una visión completa. Las primeras publicaciones (y a veces recientes) que tratan ese tema generalmente no incluyen filtros adaptados para la configuración de pulsos, así como el concepto de ruido gaussiano complejo - que muy a menudo no se trata correctamente - para producir una descripción de banda base matemáticamente consistente, que aunque parezca complicada , modela la física correctamente. Es decir, si estos estándares no se tratan correctamente, los resultados teóricos no son fiables. Esto es independiente de los medios, la revisión por pares y la persona que lo publicó.

Diseño

La idea principal detrás de la modulación BOC es reducir la interferencia con las señales moduladas por BPSK , que tienen un espectro en forma de función sinc . Por lo tanto, las señales moduladas por BPSK, como los códigos GPS C/A , tienen la mayor parte de su energía espectral concentrada alrededor de la frecuencia portadora , mientras que las señales moduladas por BOC (utilizadas en el sistema Galileo ) tienen baja energía alrededor de la frecuencia portadora y dos lóbulos espectrales principales más alejados. del portador (de ahí el nombre de espectro dividido).

La modulación BOC tiene varias variantes: BOC sinusoidal (sinBOC), BOC coseno (cosBOC), [4] BOC alternativa (altBOC), BOC multiplexada (MBOC), [5] BOC doble (DBOC) [4] etc. y algunas de ellas. actualmente se han seleccionado para señales Galileo GNSS . [6]

Una forma de onda BOC generalmente se denota mediante BOC(m, n) o BOC , donde es la frecuencia de la subportadora, es la frecuencia del chip, y Mcps es la frecuencia del chip de referencia de la señal GPS C/A . 

Una modulación sinusoidal BOC(1, 1) es similar al código Manchester ; es decir, en el dominio digital, un '+1' se codifica como una secuencia '+1 −1' y un '0' se codifica como una secuencia '−1 +1'. Para un orden de modulación arbitrario, en el caso seno BOC( m , n ), un '+1' se codifica como una secuencia alterna de '+1 −1 +1 −1 +1 ...', que tiene elementos, y un ' 0' (o '−1') se codifica como una secuencia alterna '−1 +1 ...', que también tiene elementos.

La modulación BOC se aplica normalmente en señales CDMA , donde cada chip del código pseudoaleatorio se divide en subintervalos BOC, como se explicó anteriormente (es decir, hay intervalos BOC por chip).

La densidad espectral de potencia de una señal modulada por BOC depende del orden de modulación de BOC . [4]

Las señales moduladas por BOC, a diferencia de las señales BPSK, crean las llamadas ambigüedades en la función de correlación. Las señales moduladas por BOC en GNSS se pueden procesar con un receptor Full BOC o mediante varios enfoques inequívocos. [7] [8]

Ver también

Referencias

  1. ^ Betz, J. (enero de 1999). "La modulación de portadora offset para la modernización del GPS". Actas de la Reunión Técnica Nacional de 1999 del Instituto de Navegación : 639–648.
  2. ^ Betz, J. (mayo de 2000). "Descripción general de la señal del código GPS M". La Corporación Mitre .
  3. ^ "Documento de control de interfaz de señal de servicio abierto Galileo en el espacio (OS SIS ICD v1.3)" (PDF) . Espacio Galileo . Consultado el 14 de diciembre de 2017 .
  4. ^ abc Lohan, Elena Simona; Lakhzouri, Abdelmonaem; Renfors, Markku (7 de julio de 2006). "Técnicas de modulación BOC en sistemas de navegación por satélite". Comunicaciones inalámbricas y computación móvil . 7 (6). doi : 10.1002/wcm.407 . Consultado el 14 de diciembre de 2017 .
  5. ^ "La modulación MBOC". Dentro de GNSS. Archivado desde el original el 7 de febrero de 2009 . Consultado el 14 de diciembre de 2017 .
  6. ^ Yarlykov, MS (2016). "Funciones de correlación de BOC". Revista de Tecnología y Electrónica de las Comunicaciones . 61 (8): 857–876. doi :10.1134/S1064226916080180. S2CID  114952550.
  7. ^ Burian, Adina; Lohan, Elena Simona; Renfors, Markkukalevi (2007). "Métodos eficientes de seguimiento de retardo con cancelación de lóbulos laterales para señales moduladas por BOC". Revista EURASIP sobre redes y comunicaciones inalámbricas . 2007 : 072626. doi : 10.1155/2007/72626 .
  8. ^ Gallardo, Moisés Navarro; Granados, Gonzalo Seco; Risueño, Gustavo López; Crisci, Massimo (2013). 2013 Conferencia Internacional sobre Localización y GNSS (ICL-GNSS) . IEEE. págs. 1–6. doi :10.1109/ICL-GNSS.2013.6577260. ISBN 978-1-4799-0486-0. S2CID  30837429.