基于插值的多普勒频偏和频率斜升联合估计算法

为解决卫星移动通信系统中突发传输在低信噪比条件下的载波快速同步问题,该文提出一种基于插值的频偏和频率斜升联合估计算法。先通过对多普勒斜升搜索结合低复杂度频偏估计获得频偏和频率斜升的粗估计结果,再以频率斜升粗估计结果为中心、计算3个频率斜升值所对应的对数似然函数并据此对频率斜升进行二次插值以获得频率斜升估计值,最后在该估计值下计算出对应的频偏估计值,完成频偏和频率斜升的联合估计。仿真结果表明,该文算法的信噪比门限较低,估计性能接近克拉美罗下界(CRLB),而且计算复杂度远低于最大似然估计算法,非常适于实际应用。

三阶3型锁相环研究

由于稳态相差的原因,传统的二阶锁相环无法跟踪频率斜升信号,这里提出一种采用2型环路滤波器的锁相环路,对频率斜升信号具有较好的锁定效果.给出2型环路滤波器的一般传函形式,分析了三阶3型PLL的稳定性、阶跃响应,推导出三阶系统阻尼系数ξ的合适值.通过双线性变换法实现其数字化,并给出了三阶3型PLL环路滤波器的数字实现框图.结果显示,三阶3型PLL可跟踪频率斜升信号.因此,深空测控中可采用三阶3型PLL进行多普勒信号的捕获、跟踪.

3阶锁相环路接收机的设计与实现

低阶锁相环跟踪频率斜升信号时产生的稳态相差致使环路失锁,接收机无法锁定载波信号.针对这一问题提出一种具有3个零极点的3阶锁相环路,其产生零稳态相差,对含有多普勒频移的载波信号具有较好的锁定效果.给出3阶锁相环参数设计公式.使用频率预测预置锁相环中心频率使环路快速捕获信号,利用FFT及卡尔曼滤波方法提高频率预测的精度,采用FPGA实现3阶载波接收机.结果显示,3阶PLL可稳定跟踪载波信号.