Modulación de portadora offset binaria - Binary offset carrier modulation

La modulación de portadora de compensación binaria ( 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 de la India y en Galileo 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 subportadoras , 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 dar forma al espectro para permitir la compatibilidad entre sistemas y mejores capacidades de seguimiento teóricamente alcanzables, debido a las frecuencias más altas si se mezclan en la banda base compleja. Por otro lado, se configuró una gran variedad de implementaciones / instancias diferentes, lo que dificulta obtener la imagen completa. Se debe tener cuidado, ya que las publicaciones tempranas (y a veces recientes) que tratan ese tema generalmente no incluyen filtros combinados para la conformación de pulsos, así como el concepto de ruido gaussiano complejo, que a menudo no se trata correctamente, para producir una banda base matemáticamente consistente. descripción, que (aunque de aspecto complicado) 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 de comunicación y de la revisión por pares y de la persona que lo publicó. ${\ displaystyle f_ {sc}}$

Diseño

La idea principal detrás de la modulación BOC es reducir la interferencia con la señal modulada BPSK , que tiene un espectro en forma de función sinc . Por lo tanto, las señales moduladas con 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 con BOC (utilizadas en el sistema Galileo ) tienen poca energía alrededor de la frecuencia portadora y dos lóbulos espectrales principales más alejados. de la portadora (de ahí el nombre de espectro dividido).

La modulación BOC tiene varias variantes: seno BOC (sinBOC), coseno BOC (cosBOC), BOC alternativo (altBOC), BOC multiplexado (MBOC), doble BOC (DBOC), etc. y algunas de ellas han sido seleccionadas actualmente para señales Galileo GNSS .

Una forma de onda BOC se denota normalmente a través de BOC (m, n) o BOC , donde es la frecuencia sub-portadora, es la frecuencia de chip, , , y Mcps es la frecuencia de chip de referencia de C / A GPS señal. ${\ Displaystyle (f _ {\ text {sc}}, \; f_ {c})}$${\ Displaystyle f _ {\ text {sc}}}$${\ Displaystyle f _ {\ text {c}}}$${\ Displaystyle m = f _ {\ text {sc}} / f _ {\ text {ref}}}$${\ Displaystyle n = f _ {\ text {c}} / f _ {\ text {ref}}}$${\ Displaystyle f _ {\ text {ref}} = 1.023}$ 

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 un '- Secuencia de 1 +1 '. Para un orden de modulación arbitrario , en el caso de 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. ${\ Displaystyle N _ {\ text {BOC}} = 2 m / n}$${\ Displaystyle N _ {\ text {BOC}}}$${\ Displaystyle N _ {\ text {BOC}}}$

La modulación BOC se aplica típicamente 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). ${\ Displaystyle N _ {\ text {BOC}}}$

La densidad espectral de potencia de una señal modulada con BOC depende del orden de modulación BOC . ${\ Displaystyle N _ {\ text {BOC}} = 2 {\ frac {f _ {\ text {sc}}} {f _ {\ text {c}}}} = 2 {\ frac {m} {n}}}$

Las señales moduladas por BOC, por diferencia con 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 de BOC completo o mediante varios enfoques inequívocos.

Referencias