一种串联结构数字载波环及其Z域噪声性能分析

提出一种具有串联环路结构的新型数字载波跟踪环,以解决极低载噪比下高动态载波信号的跟踪问题.在输入加性高斯白噪声假设下,通过建立具有一定通用性的Z域全相位模型,对新型载波环的噪声跟踪性能进行了理论分析,推导出相位噪声方差的计算通式.根据新型载波环的具体实例,验证了理论分析结果的正确性.基于上述分析结果,对新型载波环完成了参数优化,并对其与传统载波环进行了性能比较.结果表明,在极低载噪比高动态条件下,新型载波环跟踪性能优于传统载波环.所得结论可用于评估新型载波环的噪声跟踪性能或指导其环路设计.

基于导频的扩频信号载波环设计和FPGA实现

扩频通信中常利用导频信号传输参数信息,而导频信号的载波同步是恢复导频信号所携带信息的关键环节。本文提出一种针对导频信号的扩频载波环设计,阐述了载波环各项性能指标和载波环参数的关系,使用MATLAB软件进行仿真验证,并在ALTERA公司的EP2S30芯片上予以实现,仿真数据和硬件实现结果均证明了该设计的正确性。

惯性辅助数据与GPS载波环的同步

分析了ＧＰＳ接收机抗干扰性能和动态跟踪能力对载波环带宽的矛盾要求，提出了解决的办法，惯性速度辅助，分析了辅助信息延迟误差对载波环锁定的影响，给出了实现惯导辅助数据与载波环数据严格同步的卡尔曼滤波外推器的设计方法，并作了仿真计算，计算结果表明辅助速度的外推精度达０．５ｍ／ｓ左右，载波环在机动条件下仍可维持锁定。

转发欺骗干扰对卫星导航接收机载波环的影响研究

本文研究了转发欺骗干扰对卫星导航接收机载波跟踪环的影响。推导出在存在转发欺骗条件下卫星导航接收机载波跟踪环输出的相位误差公式,分析了不同强度的转发欺骗干扰对卫星导航接收机跟踪环路的作用,得出了使卫星导航接收机跟踪环路失锁转发欺骗干扰所需的最小功率强度。通过试验验证了本文分析结论的正确性。

同信道干扰对载波环和遥测分系统的影响

文中讨论了星地链路中同信道干扰对地面TT&C站的影响;分析了干扰对载波跟踪环路的影响,确定了载波环保持锁定的临界条件,重点分析了干扰对遥测解调分系统的影响。干扰通过两个途径影响误码率:一是通过载波恢复环路,造成参考相位抖动,间接影响误码率;二是直接进入相干检测设备,直接影响误码率。这些影响的结果可用同等误码率下输入信噪比E_b/N_0的损耗表示。

基于DDS扫频频谱分析的锁相载波环防错锁实现

介绍了在采用DDS扫频来完成航天器下行载波频谱分析的基础上,实现航天测控接收系统的锁相载波跟踪环的全自动防错锁功能,对提高锁相接收系统载波捕获的适应能力具有很高的应用价值。

一种新的可调带宽卫星导航接收机载波环设计

载波跟踪环一直是卫星导航接收机中最脆弱的一环,接收机失锁往往首先由载波跟踪环失锁引起。载波跟踪环设计的难点在于其自身的矛盾:一方面为了提高接收机的动态性能,需要提高载波环带宽;而另一方面,为了提高载波跟踪精度,保证导航电文解调精度,又希望尽量减小载波环的带宽。考虑到现代化的卫星导航信号普遍增加了导频通道,导频通道中没有数据调制,可以采用纯PLL跟踪。因此提出了一种可调带宽纯PLL载波跟踪环结构,在保持锁相环跟踪精度的同时大大提高了其动态性能。

一种新型结构数字载波跟踪环及其Z域稳态性能分析

提出一种具有串联环路结构的新型数字载波跟踪环,以解决极低载噪比下高动态载波信号的跟踪问题.在输入纯载波信号时,通过建立Z域全相位模型,对新型载波环稳态性能和稳定条件进行了理论推导,得到稳态相差和稳定条件与环路参数间的解析式.理论分析表明,该新型载波环的动态跟踪能力等价于高阶锁相环,且稳定条件比后者更容易满足.仿真结果验证了上述结论.所得结论可用于评估接收机载波跟踪性能及指导环路设计,并为设计高阶锁相环提供了一种新思路.

动态GPS接收机载波多普勒分析及环路跟踪性能实验研究

针对普通GPS接收机在炮射制导弹药动态条件下难以正常定位的问题,用SPIRENT卫星信号模拟器分析了几种动态条件下的载波多普勒频移及其变化率,进而产生载体不同动态条件下的卫星接收信号,用软件接收机对载波跟踪环路采用2、3阶锁相环(PLL)、1阶锁频环(FLL)辅助2阶PLL、2阶FLL辅助3阶PLL时的跟踪性能进行实验.结果表明,当载体加速度达到40 g时,仅用PLL无法正常跟踪,FLL辅助PLL跟踪正常;而对于弹道环境,1阶FLL辅助2阶PLL仅有一路跟踪正常,2阶FLL辅助3阶PLL有两路跟踪正常,据此给出了载波跟踪环路改进方案.

高动态GNSS接收机载波跟踪环自适应最优带宽设计与试验

对于大多数高动态接收机,通常采用2阶FLL辅助的3阶PLL环路结构,由于存在FLL环路,导致跟踪精度的下降。针对卫星接收机的动态性能和信号载波功率噪声密度比,在综合考虑接收机跟踪环路中的各种误差源(热噪声、晶振误差、动态牵引误差等)的基础上,采用自适应最优带宽技术,设计一种适用于高动态的3阶PLL载波跟踪环。采用基于GPS数字中频信号的数字仿真和GNSS信号源对所设计的自适应最优带宽进行了验证,验证结果表明:在加速度为30g、过程中存在加加速度为30g/s的高动态情况下,采用18 Hz 3阶PLL不能对信号进行跟踪,而采用所设计的自适应最优带宽的3阶PLL环可以对信号进行可靠的跟踪;同时,和固定带宽接收机比较,所设计载波跟踪环环路能够跟踪50g的高动态Compass卫星信号,而采用固定带宽接收机失锁,并且定位精度优于1 m(2σ),测速精度优于0.2 m/s(2σ)。

GPS接收机载波跟踪环设计与分析

针对GPS接收机载波跟踪环环宽与跟踪的动态性能问题,在分析影响GPS信号动态性能的主要参数热噪声、晶振Allan相位噪声、晶振振动相位噪声和动态应力的基础上,通过对不同阶数的锁相环、锁频环跟踪门限分析与仿真,主要解决了如何设计GPS接收机的载波跟踪环路的带宽,并使系统性能达到最佳的问题,即使用环宽为18 Hz的二阶锁相环辅助环宽为10 Hz的三阶锁频环可以跟踪动态范围小于10 g、100 g/s的高动态信号。

单一多径环境下GPS载波跟踪误差建模与分析

为研究伪码多径误差对载波多径误差的影响,文中分析了采用非相干早码减晚码功率型伪码跟踪环时Costas载波跟踪环的载波多径误差,并建立了单一多径下的载波多径误差模型.所建立的模型表明伪码多径误差对载波多径误差的影响可以表示为多径参数和相关间距对载波多径误差的影响.理论和仿真分析结果表明,单一多径下载波平均跟踪误差为0,且当相关间距小于一个码片时,载波跟踪误差最大值小于π/2;多径参数对载波跟踪误差的影响较大,而相关间距对载波跟踪误差的影响较小.

QPSK扩频调制信号载波跟踪环路设计

扩频接收基带通常需要载波跟踪环来完成本地载波与接收信号载波的同步,科斯塔斯环是常用的非相干载波相位跟踪环,具有较好的鉴相特性。本文基于常规的单路单载波解调的科斯塔斯环原理,对科斯塔斯环做了改进,提出了对双通道平衡QPSK扩频基带所用载波跟踪环科斯塔斯环的改进方法,并推导出环路误差鉴相信号,用Matlab进行了仿真实验,结果证明利用本环路可实现载波稳定跟踪。

基于四路信号处理的载波锁相环

载波跟踪环是独立导航接收机中最为脆弱的部分,在一定载噪比下,影响载波跟踪环跟踪门限的主要因素是动态应力。科斯塔斯锁相环是最常用的载波跟踪环之一,由于频率牵引范围的限制,其对动态应力非常敏感,该频率牵引范围由最大相位牵引范围决定。传统科斯塔斯锁相环是基于两路信号处理进行载波相位锁定的,其相位牵入范围仅为[-π/2,π/2]。文章提出了一种基于四路信号处理的科斯塔斯锁相环,增加的两路信号分别与原来两路相位相差π/4,其相位牵入范围可以达到[-3π/4,3π/4],较传统方式提高了1/2。仿真结果显示文中提出的设计方法能够明显提高环路的动态性能。

TMS320C30在数字载波跟踪环中的应用

文中提出一种用高速数字信号处理器TMS320C30实现双路数字载波跟踪环的方法。用高速A/D变换器对10.7MHz的中频信号直接数字正交采样,DSP处理器直接处理10.7MHz中频信号,恢复载波信号,完成环路滤波和环路跟踪。本文给出数字载波环设计原理以及软件框图,最后给出测量结果。

GPS接收机码/载波跟踪环技术及其抗干扰能力分析

为了提高GPS接收机的抗干扰能力,美国采取了一系列抗干扰技术措施,其中码/载波跟踪环技术是现代数字GPS接收机普遍采用的技术。本文主要通过分析数字GPS接收机的码/载波跟踪环技术,根据经验法则确定的载波跟踪环(PLL)与码跟踪延迟锁相环(DLL)门限,对采用码/载波跟踪环技术的GPS接收机的抗干扰能力进行分析。

VSB解调器中的载波相位跟踪环

本文提出了一种专门用于数字ＶＳＢ解调的载波相位跟踪环。它实际上包括两个可视作相互独立的子环，其一用于相位跟踪，另一用于幅度抖动补偿。在噪声和非噪声环境下，该环路均具有较好的性能，文中对此进行了理论分析和计算机仿真。结果表明，在ＨＤＴＶ地面传输系统约１５ｄｂ的信噪比门限下，该环路仍能可靠地工作。

GPS接收机码／载波跟踪环技术及其对伪距测量精度的影响

码／载波跟踪环技术是现代数字GPS接收机普遍采用的技术，它不仅可提高GPS接收机抗干扰能力，而且还可提高GPS接收机伪距测量精度。本文根据以C／N0为基础的伪距测量方差及码／载波跟踪环门限，分析采用码／载波跟踪环技术GPS接收机的伪距测量精度。

GNSS接收机数字载波跟踪环建模与噪声性能分析

针对GNSS接收机高灵敏度跟踪问题,研究数字载波跟踪环热噪声相位颤动与相干积累时间长度的关系。在分析I.Q鉴相器的Costas载波环信号处理流程的基础上,建立了新的环路线性化模型。基于该模型,推导了由最佳模拟环路滤波器双线性变换离散化得到的数字载波跟踪环的噪声性能。数值分析表明:采用I.Q鉴相器的二阶、三阶数字载波环热噪声相位颤动,随相干积累时间的增大先减小后增大,存在热噪声相位颤动最小意义上的最佳相干积累时间。仿真结果验证了理论分析结论,同时表明新建模型对数字载波跟踪环的描述比传统模型更准确。文中给出的各载噪比和环路带宽组合条件下的最佳相干积累时间,可用于指导高灵敏度接收机载波跟踪环设计。