การมอดูเลชั่นคลื่นพาหะออฟเซ็ตไบนารี
การมอดูเลชั่นคลื่นพาหะชดเชยไบนารี[ 1 ] [ 2 ] (การมอดูเลชั่น BOC) ได้รับการพัฒนาโดย John Betz เพื่อให้ระบบนำทางด้วยดาวเทียมสามารถทำงานร่วมกันได้ ปัจจุบันมีการใช้ในระบบ GPS ของสหรัฐอเมริกา ระบบ IRNSS ของอินเดีย และในGalileo [ 3 ] และเป็นการ มอดูเลชั่นคลื่นพาหะย่อยแบบสี่เหลี่ยมจัตุรัสโดยที่สัญญาณจะถูกคูณด้วยคลื่นพาหะย่อย รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ที่มีความถี่เท่ากับหรือมากกว่า อัตรา ชิปหลังจากการคูณซับแคริเออร์ นี้ สเปกตรัม ของสัญญาณจะถูก แบ่งออกเป็นสองส่วน ดังนั้นการมอดูเลชั่น BOC จึงเรียกอีกอย่างว่าการมอดูเลชั่นสเปกตรัมแบบแยกส่วน ข้อดีหลักๆ คือ สามารถปรับรูปร่างสเปกตรัมเพื่อให้เข้ากันได้ระหว่างระบบ และมีความสามารถในการติดตามที่ดีขึ้นในทางทฤษฎี เนื่องจากความถี่ที่สูงขึ้นหากลดระดับลงสู่เบสแบนด์เชิงซ้อน ในทางกลับกัน มีการตั้งค่าการใช้งานหรือตัวอย่างที่แตกต่างกันมากมาย ทำให้ยากที่จะเข้าใจภาพรวมทั้งหมด สิ่งพิมพ์ในยุคแรกๆ (และบางครั้งในปัจจุบัน) ที่เกี่ยวข้องกับหัวข้อนี้มักไม่รวมตัวกรองแบบจับคู่สำหรับการปรับรูปร่างพัลส์ รวมถึงแนวคิดของสัญญาณรบกวนเกาส์เซียนเชิงซ้อน ซึ่งมักไม่ได้รับการจัดการอย่างถูกต้อง เพื่อให้ได้คำอธิบายเบสแบนด์ที่สอดคล้องกันทางคณิตศาสตร์ ซึ่งแม้จะดูซับซ้อน แต่ก็จำลองฟิสิกส์ได้อย่างถูกต้อง กล่าวคือ หากมาตรฐานเหล่านี้ไม่ได้รับการจัดการอย่างถูกต้อง ผลลัพธ์ทางทฤษฎีจะไม่น่าเชื่อถือ สิ่งนี้เป็นอิสระจากสื่อ การตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญ และบุคคลที่เผยแพร่
ออกแบบ
แนวคิดหลักเบื้องหลังการมอดูเลชั่นแบบ BOC คือการลดการรบกวนกับสัญญาณมอดูเลชั่นแบบBPSK ซึ่งมีสเปกตรัมรูปร่างเหมือน ฟังก์ชัน sincดังนั้น สัญญาณมอดูเลชั่นแบบ BPSK เช่น รหัส C/A ของ GPS จึง มีพลังงานสเปกตรัมส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่รอบความถี่พาหะในขณะที่สัญญาณมอดูเลชั่นแบบ BOC (ที่ใช้ในระบบกาลิเลโอ ) มีพลังงานต่ำรอบความถี่พาหะ และมีสเปกตรัมหลักสองส่วนที่อยู่ห่างจากความถี่พาหะออกไป (จึงเป็นที่มาของชื่อสเปกตรัมแบบแยกส่วน)
การมอดูเลชั่น BOC มีหลายรูปแบบ ได้แก่ ไซน์ BOC (sinBOC), โคไซน์ BOC (cosBOC), [ 4 ]ทางเลือก BOC (altBOC), มัลติเพล็กซ์ BOC (MBOC), [ 5 ]ดับเบิล BOC (DBOC) [ 4 ]เป็นต้น และบางส่วนได้รับการคัดเลือกสำหรับสัญญาณ Galileo GNSS ในปัจจุบัน [ 6 ]
โดยทั่วไป รูปคลื่น BOC จะถูกแสดงด้วยสัญลักษณ์ BOC(m, n) หรือ BOC, ที่ไหนคือความถี่ของคลื่นพาหะย่อยคือความถี่ของชิป,, และ Mcps คือความถี่อ้างอิงของชิปสำหรับสัญญาณGPS แบบ C/A
การมอดูเลชั่นแบบไซน์ BOC(1, 1) คล้ายกับรหัสแมนเชสเตอร์กล่าวคือ ในโดเมนดิจิทัล '+1' จะถูกเข้ารหัสเป็นลำดับ '+1 −1' และ '0' จะถูกเข้ารหัสเป็นลำดับ '−1 +1' สำหรับค่าใดๆ ก็ตามลำดับการมอดูเลชั่น ในกรณีของไซน์ BOC( m , n ) ค่า '+1' จะถูกเข้ารหัสเป็นลำดับสลับกันของ '+1 −1 +1 −1 +1 ...' โดยมีองค์ประกอบ และ '0' (หรือ '−1') จะถูกเข้ารหัสเป็นลำดับสลับกันระหว่าง '−1 +1 ...' ซึ่งมีองค์ประกอบอื่นๆ ด้วยองค์ประกอบ
โดยทั่วไปแล้ว การมอดูเลชั่นแบบ BOC จะใช้กับ สัญญาณ CDMAซึ่งแต่ละชิปของ รหัส สุ่มเทียมจะถูกแบ่งออกเป็นช่วงย่อย BOC ดังที่ได้อธิบายไว้ข้างต้น (กล่าวคือ มีช่วงเวลา BOC ต่อชิป)
ความหนาแน่นสเปกตรัมกำลังของสัญญาณที่ถูกมอดูเลตแบบ BOC ขึ้นอยู่กับลำดับการมอดูเลตแบบ BOC[ 4 ]
สัญญาณที่ปรับแบบ BOC ซึ่งแตกต่างจากสัญญาณ BPSK ทำให้เกิดความกำกวมในฟังก์ชันความสัมพันธ์ สัญญาณที่ปรับแบบ BOC ใน GNSS สามารถประมวลผลได้ด้วยตัวรับสัญญาณ BOC เต็มรูปแบบหรือผ่านวิธีการต่างๆ ที่ไม่กำกวม[ 7 ] [ 8 ]