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。     

星载数字化TDRSS/USB双模应答机设计与试验

介绍了跟踪与数据中继星系统(TFDRSS)中用户星TDRSS/USB双模应答机的功能和组成,在传统USB应答机和扩频应答机的基础上设计了一种数字化的星载TDRSS/USB双模应答机,具有TT&C和TDR两种工作模式.接收机采用了中频数字化的载波跟踪和解扩解调、伪码快速捕获和精确跟踪方法;发射机的相干载波产生和PM调制采用直接数字频率合成(DDS)方法;两种模式下共用了收发通道和部分FPGA.资源.新的设计方法使应答机的调试难度、稳定性、载波和伪码捕获速度、跟踪精度、测距时延误差、功耗、重量等指标均有改善.     

基于锁频环+FFT+锁相环的载波跟踪方法

针对低信噪比条件下传统载波跟踪方法实现载波捕获转跟踪困难的问题,提出了一种基于锁频环+FFT+锁相环的载波跟踪方法。基于快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)分析,减小了锁频环转锁相环时剩余的载波频差,提高了载波捕获转跟踪的成功概率。阐明了提出的跟踪方法的工作原理,仿真结果表明,基于提出的方法可以使捕获转跟踪的成功概率达到100%。     

基于ASPeCT的BOC调制信号捕获与跟踪研究

针对BOC调制信号传统捕获算法的模糊问题,在对直接捕获法、BPSK-Like法以及ASPeCT法分析的基础上,确定了ASPeCT法作为信号接收机捕获模块的设计方案。然后设计了基于BOC调制信号的跟踪环路,在对载波环和码环分析的基础上,确定了锁频环辅助锁相环作为环路中载波环的设计方案,以及修正后的EMLP鉴相器为环路中码环的设计方案。最后,对基于ASPeCT法捕获及基于锁频环辅助锁相环、ASPeCT修正码环的信号跟踪进行了实验仿真,验证了捕获模块和跟踪环路方案的有效性。     

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。     

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。     

高动态多普勒条件下载波的捕获与跟踪算法研究

本文介绍了一种高动态多普勒条件下载波的捕获与跟踪算法。使用又积鉴频法对载波作初捕，实现载波的快速捕获，利用锁频锁相环实现对载波的精确跟踪。分析了噪声及载波动态性对环路的影响。仿真结果验证了该方法的正确性及有效性。     

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。     

GPS软件接收机算法研究

为了能快速、准确地提取导航数据,对GPS软件接收机的捕获和跟踪算法进行研究。捕获算法采用基于FFT的频域快速捕获算法,在跟踪环路中,载波跟踪算法采用锁相环(PLL),码跟踪算法采用非相干延迟锁相环(DLL),成功实现了对GPS信号的快速准确跟踪,这一处理算法性能优越,易于在PC机上软件实现。     

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.     

S模式应答机中频数字信号处理方法研究

模式应答机在二次雷达系统中担任着重要的角色。结合工程实际，提出一种基于 FPGA 的 S 模式应答机中频数字信号处理方法，针对 S 模式特殊信号格式和突发询问的特点，给出了一种快速载波频率捕获的 DPSK 解调算法，提高了 S 模式应答机的灵敏度，降低了硬件使用资源。     

A Novel Direct Detection Microwave Photonic Vector Modulation Scheme for Radio-Over-Fiber System

This letter demonstrates the feasibility of a novel direct detection microwave photonic vector modulation scheme for the radio-over-fiber (RoF) system. Unlike the traditional double-sideband with optical carrier suppression modulation scheme, which can carry only the on-off keying data format, the proposed scheme encodes the electrical vector signal on either the upper sideband (USB) or the lower sideband (LSB) only and a pure optical subcarrier on the other sideband. Therefore, phase and amplitude information will be preserved after direct detection. A frequency doubling scheme is employed to reduce the cost of RoF systems. Additionally, the relative intensity between USB and LSB can be easily tuned by adjusting the individual power of electrical driving signals to optimize the performance of the optical radio-frequency signals. A proof-of-concept experiment is conducted by using a 1.25 Gb/s BPSK signal at a carrier frequency of 20 GHz. After transmission over 50-km single-mode fiber, the receiver sensitivity penalty is less than 0.5 dB.     

基于谱相关的CBOC信号参数盲估计

针对低信噪比下组合二进制偏移载波(CBOC)调制信号的参数盲估计问题,提出了利用谱相关对CBOC信号进行参数估计方法。首先给出了CBOC信号模型,然后根据CBOC信号的数据通道和导频通道之间有良好的正交性特点,详细推导出其谱相关函数可以化简为两个BOC信号谱相关函数的叠加,最后根据CBOC信号循环频率截面的特点进行峰值检索后,实现对伪码速率、载频速率和副载波速率的盲估计。推导结果和计算机仿真分析表明,该方法可以实现在低信噪比下对伪码速率、载频速率和副载波速率的有效估计。     

Blind estimation of symbol timing and carrier frequency offset inwireless OFDM systems

Orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) systems are highly sensitive to synchronization errors. We introduce an algorithm for the blind estimation of symbol timing and carrier frequency offset in wireless OFDM systems. The proposed estimator is an extension of the Gini-Giannakis (see IEEE Trans. Commun., vol.46, p.400-411, 1998) estimator for single-carrier systems. It exploits the cyclostationarity of OFDM signals and relies on second-order statistics only. Our method can be applied to pulse shaping OFDM systems with arbitrary time-frequency guard regions, OFDM based on offset quadrature amplitude modulation, and biorthogonal frequency-division multiplexing systems. We furthermore propose the use of different subcarrier transmit powers (subcarrier weighting) and periodic transmitter precoding to achieve a carrier frequency acquisition range of the entire bandwidth of the OFDM signal, and a symbol timing acquisition range of arbitrary length. Finally, we provide simulation results demonstrating the performance of the new estimator     

A novel method of measuring the deviation of video FM modulators

The author presents a simple yet accurate method of verifying, and if necessary adjusting, the frequency deviation of the visual carrier and of the aural subcarriers without having to resort to the indirect method of carrier Bessel null. The method proposed is a direct method in that it measures the actual deviation of the FM carrier when this carrier is modulated with video test signals. This assures optimum use of the available transponder bandwidth for single or dual video operation. Tables and charts are provided for determining the levels of test tones for any frequency deviation of the main carrier or aural subcarrier     

设备时延测量的新方法

讨论了连续波转发器设备时延 (距离零值 )测量技术 ,重点研究了利用测量副载波调制边带侧音相位完成中频调制转发应答机绝对距离零值测量的工作原理 ,并介绍了适用于各种形式应答机(包含中频调制转发应答机 )的距离零值通用测量方法 ,分析了测量方法误差。     

近地卫星GPS接收机降级应用

针对 GPS 接收机发生 SEL 事件后的温度升高问题,在卫星轨道漂移分析基础上, 重点考察卫星应答机的 AGC 电压与载波锁定的温度敏感特性,并确定载波锁定的温度上限,进而提出 GPS 接收机的降级应用方案,关闭轨道电路板。结果表明,应答机载波锁定时的 AGC 电压应在 0.82V 以下,对应卫星应答机温度不超过 26.2°C;轨道电路板断电后,GPS 接收机定位与守时功能正常,工作温度在 20.5°C 以下,发生 SEL 事件的概率降低;GPS 接收机温度对于卫星应答机的影响明显减弱,应答机在原有上行约束下的载波锁定时长优于 150s,满足上行遥控注入时限需求。降级应用方案已施行于大数量卫星集中监控与管理。     

交织OFDMA上行系统CFO估计算法的研究

文中对OFDMA系统中的子载波分配方法进行了研究,介绍了两种子载波分配方法的原理,对两种子载波分配方法进行了仿真,结果显示在频率选择性衰落信道中交织分配的OFDMA系统要比块分配的OFDMA系统获得更多的频率分集.给出了交织OFDMA系统上行链路的信号结构,由于发射机和接收机之间存在的载波频率偏移(CFO)将会影响子载波间的正交性,对多用户的CFO估计提出了一种估计算法,仿真的结果显示所提出的算法具有较好的性能.     

基于FP-LD实现副载波信号产生

采用一种基于法布里-珀罗腔激光二极管(FP-LD)的副载波信号的产生方案,此方案主要包括一个FP-LD和一个电光相位调制器(PM)。首先利用可调谐激光器、电光PM及微波源产生光正弦相位调制信号,将该信号注入到FP-LD中,通过FP-LD的注入锁定将该信号转换为副载波信号。在实验中,分别以2、3、4和5 GHz的调制频率注入到FP-LD中,相应得到22、21、24和25 GHz的副载波信号。