이항 오프셋 반송파 변조

2진 오프셋 반송파 변조(BOC 변조)는^[1][2] 위성 내비게이션 시스템의 상호운용성을 허용하기 위해 존 베츠에 의해 개발되었다. 현재 미국 GPS 시스템, 인도 IRNSS 시스템 및 갈릴레오에서^[3] 사용되고 있으며, 사각형 서브캐리어 변조로서, 신호에 칩 속도보다 크거나 같은$$ $주파수{\displaystyle {}_{}}$ f s ${\displaystyle c_{}}$ ${\$의 직사각형 서브캐리어에 곱한다. 이 서브캐리어 곱셈에 이어 신호의 스펙트럼이 두 부분으로 나뉘기 때문에 BOC 변조는 분할스펙트럼 변조라고도 한다. 이들의 주요 장점은 복잡한 베이스 밴드와 다운 혼합될 경우 더 높은 주파수로 인해 시스템 간 호환성과 이론적으로 더 잘 달성할 수 있는 추적 기능이 가능하도록 주파수를 형성할 수 있다는 것이다. 반면에, 엄청나게 다양한 구현/제시기가 설정되어 전체적인 상황을 파악하기가 어려웠다. 이 주제를 다루는 초기(그리고 때로는 최근의) 간행물에는 대개 펄스 형상을 위한 일치 필터뿐만 아니라 종종 올바르게 처리되지 않는 복잡한 가우스 노이즈의 개념이 포함되어 있지 않기 때문에 (복잡한 외관이지만) 수학적으로 일관된 베이스밴드 설명을 제공하므로 주의해야 한다. 물리학을 올바르게 하다 즉, 이러한 표준을 올바르게 취급하지 않으면 이론적 결과를 신뢰할 수 없다. 이것은 언론과 동료평론자 그리고 그것을 출판한 사람의 독립된 것이다.

디자인

BOC 변조의 주요 아이디어는 Sinc 함수 형태의 스펙트럼을 갖는 BPSK 변조 신호와의 간섭을 줄이는 것이다. 따라서 C/A GPS 코드와 같은 BPSK 변조 신호는 대부분의 스펙트럼 에너지가 반송파 주파수 주변에 집중되어 있는 반면, BOC 변조 신호(갈릴레오 시스템에서 사용)는 반송파 주파수 주변의 낮은 에너지와 반송파로부터 멀리 떨어진 두 개의 주요 스펙트럼 로브(즉, 분할 스펙트럼의 이름)를 가지고 있다.

BOC 변조에는 사인 BOC(신BOC), 코사인 BOC(cosBOC),^[4] 대체 BOC(altBOC), 멀티플렉스 BOC(MBOC),^[5] 이중 BOC(DBOC)^[4] 등 여러 변종이 있으며, 이 중 일부는 현재 갈릴레오 GNSS 신호용으로 선택되었다.^[6]

A BOC waveform is typically denoted via BOC(m, n) or BOC${\displaystyle (f_{\text{sc}},\;f_{c})}$, where ${\displaystyle f_{\text{sc}}}$ is the sub-carrier frequency, ${\displaystyle f_{\text{c}}}$ is the chip frequency, ${\displaystyle m=f_{\text{sc}}/f_{\te$$xt{ref$ ${\displaystyle {}_{}}$= ${\displaystyle f_{}}$/ f ${\$$ref$$\}\},$ ${\displaystyle {\text{f}}_{}}$=${\displaystyle 1.023}$ ${\displaystyle f_{\textref}}}Mcps$는 C/A GPS 신호의 기준 칩 주파수다.

사인 BOC(1, 1) 변조는 맨체스터 코드와 유사하며, 즉 디지털 도메인에서 '+1'은 '+1 -1' 시퀀스로 인코딩되고, '0'은 '-1 +1' 시퀀스로 인코딩된다. 임의 $N{\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle {\text{BOC}}_{}}$= ${\displaystyle \mathrm{2m}}$/ ${\displaystyle n}$ ${\displaystyle N_{\text{B$$OC}=2m/n}$ 변조$$ 순서, 사인 BOC(m, n)의 경우 '+1'은 $N{\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle {\text{BOC}}_{}}$ ${\$를 갖는 '+1 -1 +1 …의 교대 시퀀스로 인코딩된다.$OC}}$ 요소$$ 및 '0'(또는 '-1')은 교대로 '-1 +1 …' 시퀀스로 인코딩되며, $N{\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle {\text{BOC}}_{}}$ ${\$도 있다.$OC}}$개$$ 요소.

BOC 변조는 일반적으로 CDMA 신호에 적용되며, 위에서 설명한 바와 같이 유사함수 코드의 각 칩이 BOC 하위 인터랙션으로 분할된다($즉{\displaystyle {}_{}}$, ${\displaystyle {\text{N}}_{}}$ BOC ${\$N_{\$text{B$가 있다).$OC}}$칩당 BOC$$ 간격).

BOC 변조 신호의 전력 스펙트럼 밀도는 BOC 변조 순서 $N{\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle {\text{BOC}}_{}}$= ${\displaystyle 2}$ ${\displaystyle f\frac{{}_{}}{}}$ ${\displaystyle \frac{{}_{}}{{}_{}}}$ ${\displaystyle \frac{c_{}}{}}$= ${\displaystyle 2m\frac{}{}}$ $(\$)에 따라 달라진다.$OC}=2{\frac$ {$f_{\text{sc}}}{f_{\text{c$}}}}{f_{{\c$}}}=2{\frac$ {$m}{n$^[4]

BOC 변조 신호는 BPSK 신호와의 차이에 의해 상관 함수에서 소위 모호성을 생성한다. GNSS의 BOC 변조 신호는 Full BOC 수신기를 사용하거나 모호하지 않은 다양한 접근방식을 통해 처리할 수 있다.^[7][8]

참조