高动态多进制扩频信号的载波跟踪技术研究

针对高动态环境下多进制扩频信号的载波同步问题,在分析锁相环(PLL)和锁频环(FLL)环路各自优点的基础上,研究了采用锁频环和锁相环相结合的方式进行载波信号跟踪。利用FLL动态适应能力较强和PLL具有较好跟踪精度的特点,实现动态信号的快速、精确跟踪。理论分析和仿真结果表明,该方法具有良好的跟踪效果。     

一种GPS信号载波跟踪技术

本文提出一种锁相环(PLL)与锁频环(FLL)相级联的 GPS 信号载波跟踪方法， 该方法兼顾了 PLL 的载波跟踪精度与 FLL 的动态适应性，经过验证，该方法可以实现对高动态信号的精确跟踪。     

高动态微弱信标信号载波捕获跟踪的设计与实现

为了研究高动态低信噪比下信标信号的载波捕获跟踪问题,采用两级二阶锁频环(FLL)和一级三阶锁相环(PLL)技术方案。FLL采用基于周期图的鉴频方法,实现极低信噪比下信号载波的捕获。PLL中的三阶锁相环通过对环路压控振荡器(VCO)的输入控制信号进行监测,自适应地调整环路滤波器的带宽,以满足高动态下信号载波频率动态范围大的要求。在基于FPGA构建的信号处理板上验证了上述实现方案,并给出实验结果。     

高动态通信接收机载波同步技术研究

高机动性造成的多普勒效应给高机动平台的无线通信产生较大的多普勒频偏和多普勒频偏变化率,严重影响接收机的相干解调性能。文章通过对高动态信号、三阶锁相环和二阶锁频环进行建模仿真分析,提出了FLL和PLL辅助结合的解调方式方案,能够满足捕获及时性与跟踪精确性要求。     

高动态GNSS导航接收机中扩展卡尔曼跟踪算法的研究

针对高动态GNSS导航接收机跟踪环节中动态性和噪声性能的问题,该文提出一种基于信号参数估计结构的扩展卡尔曼跟踪环。该文首先对高动态GNSS信号进行建模,使用扩展卡尔曼参数估计来实现载波跟踪,并用载波多普勒辅助码环,有效地提高了高动态导航接收机的跟踪性能。仿真结果表明,相比传统上的锁频环辅助锁相环,该文提出的环路具有更小的跟踪误差以及更好的噪声特性。     

北斗导航载波锁相环和锁频环的混合应用

为满足北斗导航接收机的复杂动态条件下的使用,本文提出了一种锁频环和锁相环混合跟踪的载波跟踪方法,提高北斗导航接收机在高动态下的载波跟踪性能,通过对载波跟踪环的参数进行了研究。设计并实现了一种在DSP端进行环路控制,在FPGA端完成载波的剥离的载波环路跟踪方案,测试结果表明,该方案能实现高动态下载波信号的快速精确跟踪,具有良好的实时性和推广价值。     

直扩导航系统中数字科思塔斯环的FPGA设计与实现

引言 扩频接收机载波的同步包括捕获和跟踪两个过程,载波捕获即多普勒频移的粗略估计通常包含在伪码同步过程中,而精确的载波相位及多普勒频移则通过FLL（锁频环）和PLL（锁相环）跟踪来实现。锁频环直接跟踪载波频率,而锁相环则直接对载波相位进行跟踪。锁相环具有较高的跟踪精度,但对通信链路干扰的容忍能力差,特别是受载体动态引入的多普勒频移影响较大;而锁频环具有较好的动态性能,但跟踪精度较低。     

高动态GNSS接收机载波环性能评估与仿真

高动态GNSS接收机在航天和制导武器应用中越来越普遍,很多文献上都说明了接收机能够跟踪30 g,甚至更高动态的加速度,以及50 g/s以上的加加速度。从跟踪门限以及跟踪精度的角度出发,分析了各种跟踪环路的性能,找出了锁频环辅助锁相环的跟踪上界,并给出了二阶锁频环,三阶锁相环的各种噪声带宽下的理论下界,以及高动态GNSS接收机经常使用的辅助的三阶锁相环的仿真结果。所设计的跟踪环路已经在实际应用中得到使用,性能非常稳定,加速度能够达到50 g,加加速度达到60 g/s。     

扩频体制低轨卫星通信信号捕获与跟踪系统设计

针对扩频体制下低轨卫星信号的捕获及跟踪等系统设计实现问题,根据卫星信号模型进行了捕获及跟踪算法设计,重点对基于快速傅里叶变换的快速捕获算法、锁频环、锁相环和码跟踪环路进行了设计,并进行了工程系统实现。试验验证表明,该系统可以实现码分多址体制低轨卫星信号捕获、跟踪处理,工作性能参数满足系统需求。     

基于最大似然估计的锁频环改进算法

在森林、室内、高空轨道等弱信号环境中,卫星导航接收机已不能使用传统锁频环正常跟踪接收信号多普勒频率,针对这一问题,基于最大似然估计提出了一种改进的锁频环算法,在传统锁频环混频器之前加入最大似然估计模块,给出了该算法的推导过程,结合传统锁频环的实现结构,提出一种整合了该算法的实现方案。仿真结果表明,该算法比传统锁频环在频率跟踪性能上有很大的改进。     

高动态GPS接收机跟踪环路设计与实现

为了解决高动态环境下GPS信号跟踪问题,讨论了跟踪环路类型和参数的选择策略,给出了一组适合高动态应用的环路参数,分析了基于开环频率估计和2阶FLL(Frequency Lock Loop)辅助3阶PLL(Phase Lock Loop)的高动态环境下快速的捕获转跟踪方法,给出了在由FPGA和DSP组成的硬件平台上的具体实现,利用GPS信号模拟器对所设计的跟踪环路的动态性能进行了验证。测试结果表明所设计的高动态跟踪环路能够承受60g视距动态应力。     

GPS L5接收机的设计与实现

在GPS现代化过程中,GPS L5新信号采用了QPSK调试方式,它由数据支路和导频支路组成.为了开发GPS L5新信号接收机,在研究信号特征的基础上,给出了接收机的总体设计思路并讨论了相应的捕获技术、跟踪技术以及导航电文的译码技术.接收机信号处理基于FPGA实现,连接卫星导航模拟器,该接收机成功捕获、跟踪和解调了GPS L5信号,并得到了正确的定位结果.对接收机的输出结果进行了测试,证明了设计L5接收机过程中所采用方法的有效性和可行性.     

基于DSP的高动态接收机载波捕获跟踪技术

介绍了高动态GPS接收机的码捕获与载波跟踪的原理,设计了一种基于高速数字信号处理(DSP)技术的PLL FLL环混合全数字高动态载波跟踪技术方案,同时给出了一种在连续高动态下载波跟踪算法即基于交叠离散傅里叶变换的频率跟踪算法(ODAFC),并对此算法进行了仿真验证.仿真结果证明了该算法的正确性.     

一种基于最大似然估计的合作目标多维参数跟踪算法

空间交会对接微波雷达采用基于延迟锁定环(DDLL)、锁频环(FLL)和锁相环(PLL)的算法处理合作目标转发的直接序列扩频信号,获得入射信号的时延、频率及波达角(DOA)估计。针对当前基于DDLL, FLL和PLL(DFP)的算法没有充分利用接收信号有效信息的问题,该文提出一种基于极大似然估计(MLE)的低代价闭环跟踪(MLBT)算法。该算法利用代价函数的梯度正比于参数误差的特性,设计了参数误差鉴别器。在此基础上给出了相应的扩频信号多参数跟踪环路。分析并验证了鉴别器的方差特性,从而给出MLBT算法的参数估计均方根误差(RMSEs)下限。仿真实验验证了对MLBT算法参数估计均方根误差下限分析的正确性。此外仿真结果表明,MLBT算法相比DFP算法有限地增加运算量,同时获得了更优的参数估计性能。     

四相鉴频器辅助的高动态BOC信号载波跟踪

叉积鉴频器的输出频率范围比较窄,捕获信号以后的多普勒频偏可能不在其跟踪范围内。针对此问题,提出了使用四相鉴频器( FQFD )算法辅助已经成型的二阶锁频环加三阶锁相环模型。首先,利用四相鉴频器的非线性特性将接收信号频偏大步长牵引到较低范围,然后使用锁频环消除其大部分动态性,最后利用锁相环跟踪精度高的特点实现高动态二进制偏移载波( Binary Offset Car-rier,BOC)信号载波的快速准确跟踪。在分析各跟踪模块算法的基础上,讨论了其本身的热噪声误差、动态适应力以及最优带宽等相关问题,理论分析和仿真结果验证了该方法比原有跟踪算法提高了300 Hz左右的鉴频范围,并且跟踪效果良好。     

一种适用于低轨星载通信侦察系统的解调方法

介绍了低轨星载通信侦察的特点,针对侦察中多普勒变化率相对信号带宽较大时传统技术无法跟踪和解调PSK信号的问题,提出一种基于改进的三阶锁相环的解调方法和实现途径,并使用该方法研制了解调软件,在实际工程中进行了成功应用,满足了低轨卫星侦察系统对该类信号解调的需求.     

基于DSP+FPGA的实时视频信号处理系统设计

实时视频信号处理的实时性和跟踪算法的复杂性是一对矛盾,为此采用DSP+FPGA的架构设计,同时满足实时性和复杂性的要求,提高了系统的整体性能。DSP作为主处理器,利用其高速的运算能力,快速有效地处理复杂的跟踪算法;FPGA作为协处理器,完成视频图像的接收、存储、预处理,使设计具有更大的灵活性。系统采用了形心跟踪和相关跟踪两种算法。实验证明,该系统可以稳定地实时跟踪运动目标。     

一种新型FSK解调算法在来电显示中的应用

来电显示的核心部分就是对来电显示信号即FSK信号的解调。现在常用的FSK解调算法主要是通过频谱分析进行解调,在解调精度上难以达到要求且计算量很大,所以本文介绍了一种新型FSK解调算法,该算法是基于最小均方差准则的线性预测检测算法,它利用FSK信号的高度相关性来检测FSK信号,通过比较线性预测残余信号的大小来检测FSK信号。实践表明该在算法能在极低的信噪比环境下快速准确的解调FSK信号,非常适用于来电显示。本文还介绍了TI公司的TMS320C5402 DSP芯片以及来电显示在该芯片上的实现。