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。     

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。     

基于AD9361星载USB测控接收设备设计

针对星载统一S频段(Unified S-band, USB)测控应答机遥控接收高动态问题,提出了一种USB接收设备的设计方法。该方法基于AD9361+现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)硬件平台,采用并行+串行快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)实现信号载波频率捕获,载波环路使用2阶锁频环(Frequency Lock Loop, FLL)辅助3阶锁相环(Phase Lock Loop, PLL)环路进行跟踪,遥控副载波环路采用2阶PLL环进行跟踪。对方法的可行性进行了理论推导,使用Matlab进行仿真,结果表明该方法可以满足多普勒动态不小于32 kHz/s下遥控数据解调要求。     

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。     

GPS接收机载波跟踪环路设计

载波跟踪环路设计是GPS接收机中的关键技术,载波环鉴别器的类型确定了跟踪环的类型,为了有效地防止因为数据跳变引起的鉴别误差,并且使其频率鉴别范围大,精度高,采用一种二阶锁频环（FLL）辅助三阶锁相环（PLL）的方法。通过Matlab仿真载波环路比较了两种鉴频和鉴相算法的性能。结果表明,该方法鉴别范围大,精度高,切实可行。     

一种基于FLL和PLL的复合载波环的跟踪精度分析

基于卫星通信高动态、高精度的需求,提出了一种锁频环与锁相环相结合的双环载波跟踪系统.通过分析热噪声和动态应力对载波环跟踪精度的影响,指出了锁相环和锁频环的优缺点,给出了复合载波环的结构框图和工作流程.最后通过系统仿真,证明了复合载波环比单一载波环具有更全面的性能.     

一种高动态弱GNSS信号跟踪解调算法研究与实现

在某些高动态弱信号场景中,载波相位难以锁定。为实现对高动态弱全球导航卫星系统(GNSS)信号的跟踪,考虑锁频环较锁相环更为鲁棒,提出了一种基于锁频环(FLL)+差分解调的算法,实现对GNSS信号的跟踪和解调。该算法采用二阶FLL实现对卫星信号的频率进行跟踪,差分解调算法实现对比特数据的解调。工程应用上,算法采用现场可编程门阵列和数字信号处理器(FPGA+DSP)的架构实现,在FPGA中实现信号的跟踪信号的前处理,在DSP中实现跟踪环路算法、位同步和差分解调。本文在Matlab平台中实现算法的仿真,通过模拟器平台和对天接收真实的GNSS信号对算法进行验证。仿真结果与实验结果表明,该算法在高动态弱信号条件下能实现对卫星信号的稳定跟踪和数据的解调,克服了锁相环难以锁定导致数据无法解调的难题,最终实现GNSS信号在该条件下的位置、速度和时间(PVT)解算。     

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。     

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。     

动态环境中频数字接收机载波同步研究

文中介绍了中频数字接收机的实现结构和关键的载波同步技术,针对动态环境下载波同步需要解决的捕获带宽,捕获速度与精度的矛盾,利用传统锁频（FLL）环路和锁相（PLL）环路的优点,设计了一种适合动态环境下中频数字接收机的FLL＋PLL联合工作的方案。最后结合计算机仿真分析结果,证明了该方案的可行性和优越性,为进一步的硬件实现提供了参考。     

基于锁频环与锁相环相结合的载波跟踪技术

针对锁频环与锁相环各自在载波跟踪方面的优点与不足,设计了一种基于Costas环的锁频环与锁相环相结合的载波跟踪环路.基于锁频环与锁相环各自锁定时残余频差与残余相差都接近于0的原因,提出了mc、mpe两个阈值,当阈值满足设定的条件时,载波跟踪环路自适应地选择相应的工作状态.仿真结果表明,在阈值达到设定的条件时环路能够正确地实现工作状态的转换,在多普勒频移为固定值以及阶跃函数时能进行准确的跟踪,达到了设计目的.     

一种低复杂度GPS载波跟踪环路设计

 GPS接收机载波跟踪环路的鉴别器和滤波器设计决定了跟踪环路的性能,也在很大程度上决定了GPS接收机的性能.本文在分析了传统锁相环和锁频环鉴别器算法的基础上,提出了一种锁相锁频环共用四象限反正切函数单元的鉴别器算法;同时,在研究了基于双线性Z变换积分器与矩形波数字积分器的滤波算法基础上,提出了一种基于矩形波数字积分器的锁频环辅助锁相环的滤波器算法.综合这两种新算法给出一种低复杂度的GPS接收机锁相锁频环设计方法.通过理论分析与仿真实验,证实该GPS载波跟踪环路设计不但具有良好的跟踪性能,且与传统设计方案相比具有运算量小,复杂度低,占用资源少等优点,更易于工程实现.     

高动态扩频信号的载波跟踪技术研究

针对高动态环境下扩频信号的载波捕获与跟踪问题,本文分析了多普勒频移对锁相环、锁频环以及环路滤波器设计的影响,以及高动态环境中载波快速捕获问题,在此基础上提出了一种数字复合软环的设计方法,计算机仿真结果表明这种数字复合软环能有效地解决载波快捕与精跟踪的问题.     

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.     

高动态环境下扩频系统的快速同步方案

提出了一种应用于高动态环境下扩频系统的快速同步方案,通过优化帧结构设计,利用PN序列自相关达到快速的帧捕获,通过对鉴频环路的结构修改,采用FLL和PLL协同工作的方式,利用四相鉴频器跟踪频率变化,进行大频率搜索;利用叉积自动频率跟踪算法联合Costas环作为载波跟踪算法;环路滤波器采用扩展卡尔曼滤波技术,在提升信号捕获速率的同时,降低噪声的影响,提高捕获精度。经仿真验证,可以在相对较低的复杂度下获得良好的性能。