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基于SFT方法的MBOC信号快速捕获性能分析
一、引言
现代广域导航卫星系统被广泛应用于各个领域。其中，全球卫星导航系统（GNSS）已成为最主要的导航系统之一。然而，随着GNSS用户数量的不断增加和导航精度的要求不断提高，GNSS系统发射频段中的空间频谱资源越来越稀缺。因此，GNSS系统需要通过现有频段内的更高系统能力来提高系统的性能和容量。
现代卫星导航系统中一种被广泛研究的技术是多元制（MBOC）信号。与其他GNSS信号相比，MBOC信号具有更高的效率和更好的鲁棒性，因而受到了广泛的关注。然而，MBOC信号的捕获性能对于GNSS系统的性能至关重要。因此，研究MBOC信号快速捕获性能具有重要意义。
二、MBOC信号的简介
MBOC信号是一种由多种不同的调制方式组成的信号。通过组合不同的调制方式，MBOC信号能够在保持高效的同时提供更好的鲁棒性。MBOC信号的核心组成为两种不同的调制方式，分别是BPSK（二进制相移键控）和(6,1,7)追踪相位码（T3）。
与现有GNSS信号相比，MBOC信号在占用频率和时域中的独特特性使其在多普勒场景下的性能更加优越。例如，在深度减小或多路径环境下，MBOC信号可以显著提高信号的鲁棒性和精度。
三、SFT方法介绍
SFT方法是一种常用的MBOC信号快速捕获技术。该技术利用了信号在频域上的冗余性，通过将信号分成多个子频段来提高捕获性能。
SFT方法的捕获流程如下：首先，将接收到的信号分成多个子频段；然后，通过对子频段上的FFT算法进行估计，估算出信号频偏与相关峰值幅度；最后，基于峰值幅度进行滤波和清除，以确定同步码的偏移值，并进行时间同步和跟踪。
四、MBOC信号的捕获性能分析
对于MBOC信号的捕获性能，主要关注以下几个方面：
1.捕获时间：捕获时间是指从接收到信号到确定其同步码偏移量所需耗费的时间。SFT方法可以显著缩短MBOC信号的捕获时间，尤其是在高误差下，其捕获时间比其他方法明显快。
2.自相关函数（ACF）峰值幅度：ACF峰值幅度指的是信号同步码周期的最大峰值幅度，也是确定同步码偏移的重要标志。在MBOC信号中，ACF峰值幅度较小，且存在两个最大峰值，而SFT方法可以通过优化加窗和峰值估计算法，快速、准确地确定同步码偏移。
3.捕获成功率：对于MBOC信号来说，捕获成功率是指系统在给定时间内能够正确捕获MBOC信号的概率，是系统性能的重要评价指标。通过与其他技术进行对比，SFT方法的捕获成功率表现令人满意。
5、MBOC信号捕获的改进方法
尽管SFT方法表现出良好的MBOC信号捕获性能，但仍然存在一些改进的空间。目前，改进方法主要集中于以下两个方面：
1.频谱分割与优化参数选择：频谱分割的数量和选择对于整个捕获过程中的实时性、准确性至关重要。此外，针对MBOC信号的频谱特性，选择优化参数，如窗函数、相关阈值等，也可以提高捕获成功率和准确性。
2.多参数混合估计：由于MBOC信号在信号中包含两种不同的调制方式，其捕获参数包括频偏、频率和码偏等多个参数的估算是一项挑战。同时，由于噪声的影响，这些参数的估算可能会相互影响。因此，多参数混合估计方法被广泛研究，其可以通过统计信号噪声、优化参数选择等方式来提高捕获成功率和准确性。
六、结论
本文主要介绍了MBOC信号的特点和SFT方法进行MBOC信号快速捕获的原理，并分析了MBOC信号捕获性能以及当前可行的改进方法。综合来看，基于SFT方法的MBOC信号捕获技术具有良好的性能和实用性，并可通过模型优化和改进方法进一步提高其捕获成功率和准确性。因此，在实际应用中，其应该得到广泛的关注和应用。