摘要
北斗三号卫星导航系统的全面开通标志着北斗进入了全球服务的新时代。但由于北斗信号落地功率弱，易受到地面信号的干扰，特别是在北斗信号频段附近的5G信号，因此研究北斗信号与北斗邻近频段的5G信号之间的兼容性问题具有重大意义。本文以北斗S频段的区域短报文信号和北斗L频段的B1C信号为研究目标，重点研究B1C信号和短报文信号频段附近的5G信号对B1C和短报文信号的捕获、跟踪的影响。本文的主要内容如下： 首先对北斗B1C信号的BOC和QMBOC调制方式进行了介绍，并对BOC的相关性、功率谱等特性进行了仿真分析；此外根据北斗信号体制，着重介绍了B1C信号的结构组成及各分量的功率分配。另外，详细介绍了北斗并行码相位的捕获原理，并给出了存在干扰时捕获的过程；接着探讨了跟踪环路的载波跟踪和码跟踪的原理，并对超前-滞后的码跟踪方法进行了分析。 接着根据3GPPR15标准，确定了5G信号的频段分布、带宽配置，通过对5G时域波形信号及相应的谱特性的分析，可知CP-OFDM的带外泄露最为严重；此外，根据3GPP协议确定了5G信号基站功率限制、5G信号带外和杂散的范围及功率限制等射频规范；由ITU-RM.2412标准，仿真分析了5G信号在UMa和RMa场景下的视距传输（LOS）与非视距传输（NLOS）的传输模型和5G多径模型，为后续确定5G信号的影响范围提供了参考；此外对5G信号对北斗信号的干扰类型（带外、杂散以及三阶交调）进行了分析计算，结果表明5G带外泄露为主要的干扰因素。 通过信干噪比引出了等效载噪比和谱分离系数的概念，接着指出了等效载噪比的局限性；转而采用干信比ISR来直观地表示干扰对北斗信号的影响，此外根据载噪比的衰减的定义，提出可以将存在干扰前后的跟踪误差下降幅度作为干扰对北斗信号跟踪性能影响的一个辅助指标。依据上述理论，仿真分析了5G信号对B1C信号、短报文信号捕获跟踪性能的影响。仿真结果表明：在频差最小的极端情况下，B1C信号的捕获成功对应的ISR在37dB左右，ISR大于28.8dB会造成B1C信号跟踪性能下降，甚至跟踪失败（ISR大于39.3dB）；此外B1C实测数据分析表明目前实际部署的5G基站不会对B1C造成影响；区域短报文信号捕获成功对应的ISR为11dB，ISR大于12.25dB将导致短报文信号跟踪失败。
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