基于测控基带备机的防错锁方法改进

为了解决测控基带备机双向捕获过程中错锁的问题,对接收机载波锁定原理、频率捕获单元工作流程进行分析,查找产生错锁原因.搭建模拟测试环境开展试验验证,并对软硬件进行适应性修改,改进了防错锁方法,为测控活动提供有力保障.     

用于载波跟踪的数字三阶锁相环

本文提出了一种用来测量弹星多卜勒频率的数字三阶载波跟踪环,f_d可直接从环路数控振荡器DCO中提取,环路由计算机进行频率预置、引导,并具有判错锁,防错锁功能。实验证明环路性能良好,工作可靠。     

一种用于OQPSK调制测试的快速载波同步方法

OQPSK调制信号测试中传统基于科斯塔斯环的载波同步方法具有载波捕获时间长与入锁慢特点,不能满足实时分析测试的处理需求。针对该问题,该文采用基于离散傅里叶变换的载波频偏预估计与简化载波同步环路相结合的改进方法,实现OQPSK调制信号测试中载波相位的快速精确跟踪。研究表明,所提算法可以有效的减小捕获时间且估计性能稳定,可以满足矢量信号分析测试的快速处理要求。     

基于分段FFT的抑制载波调相信号载波捕获方法研究

针对在低码速率大频偏范围条件下抑制载波调相信号载波捕获困难的问题,提出了一种改进的基于分段FFT载波捕获方法.该方法根据抑制载波调相信号的载波提取特点,采取了分段并行FFT分析、 两级滤波、 相干累积和非相干累积的改进措施,以适应低码速率大频偏范围的载波捕获.对改进的基于分段FFT的抑制载波调相信号载波捕获方法进行了仿...     

扩频信号的捕获与跟踪

针对直接序列扩频信号,介绍了其发射和接收部分基本组成,给出了系统接收部分的具体设计框图。重点讨论了对扩频信号的捕获与跟踪的方法,其中包括扩频码的捕获与跟踪以及载波的捕获与跟踪。对各模块的性能进行了分析,提出了在高速信号处理板(以FPGA和DSP为基础)中对扩频信号的捕获与跟踪的实现方案。经工程验证,能够实现伪码同步和载波同步,解调出所需信号。     

M码卫星导航信号直接解调方法研究

针对新一代M码卫星导航信号解调分析问题,在比较两种捕获方法特点的基础上,本文从工程可实现的角度提出了一种M码导航信号直接捕获方法,采用扩频码同步、载波剥离和亚载波剥离等技术,直接对载波C/A码、P(Y)码和M码复用信号进行解调处理.仿真结果表明,本文方法可以有效地降低C/A码和P码信号对于M码信号接收的影响,能够准确地恢复出原始扩频序列.     

GNSS改进型平均相关捕获技术和Simulink仿真

为了缩短全球导航卫星系统(GNSS)接收机开机时间,减少运算量对计算机性能的要求,对传统并行码相位捕获方法进行了改进,提出了改进型平均相关捕获方法用于进行基带信号捕获。此方法是对中频信号进行二次平均分组采样以减少傅里叶变换点数,进而达到减少运算量的目的,并且改进了传统的并行码相位捕获方法框架,进行码相位和载波捕获。利用Matlab/Simulink作为仿真平台对实际GNSS采集信号进行捕获仿真,证明了改进型捕获算法可降低运算量,缩短42%的捕获时间,虽存在0.02%的码相位误差,但满足实时捕获C/A码相位和载波频率的要求。     

基于软件无线电的中频数字接收机

本文借鉴软件无线电思想，建立以高密度可编程逻辑器件为核心的通用硬件平台，通过对70M中频直接带通采样数字化，采用FPGA完成中频数字处理的所有流程。复FFT频域分析方法，可以快速捕获载波，同时便于针对信号特征采取防边带错锁措施。载波跟踪采用AFC（自动频率控制）跟踪频率变化，宽窄两通道AFC切换方式既可以适应动态条件下的载波跟踪，又能保证稳态条件下对载波频率的精确估计。测距音遥控信号解调采用全数字化处理方式，解调精度高，测距音时延随机误差小。经测试接收机性能良好，为我国航天测控接收机的完全数字化提供了可以借鉴的经验。     

一种直扩信号快速捕获方法研究及实现

在扩频接收机中,由于载体的高动态等引起载波多普勒的不确定度很大,导致捕获时间长。本文提出用分段匹配滤波＋FFT的捕获方法,将对信号的二维搜索变成一维搜索,即同时搜索载波频率和码相位,并对这种方法进行了详细分析,给出了这种方法的实现方案,实现了实际的捕获电路,试验结果表明,该方法捕获性能良好,且大大缩短了捕获的时间。     

高动态低信噪比下扩频信号捕获算法研究

分析了高动态对扩频信号捕获的影响因素,针对低信噪比、高动态的双重条件对捕获时间的严格要求,提出了一种基于二次捕获的高动态低信噪比下扩频信号快速捕获方法,能够缩短捕获时间,快速进行扩频伪码相位、载波多普勒频率以及载波多普勒频率变化率的捕获.     

一种改进的高动态QPSK信号解调算法

正交相移键控(QPSK)调制解调方式广泛应用于深空通信、数字卫星通信等高速系统中,高动态QPSK信号具有较大的多普勒载波频偏,针对现有的解调算法对QPSK信号频偏估计范围小、精度较低等问题,提出了一种改进的高动态QPSK信号解调算法。该算法利用基于Zoom-FFT的Quinn频率估计算法对载波频偏进行估计,将频偏估计分为粗估计和精估计两个过程,对估计所得频偏进行补偿后利用Costas环完成载波同步。在MATLAB中对算法进行了仿真,仿真结果表明,该算法能够实现对高动态大频偏QPSK信号的有效捕获,与传统的解调方式相比,该算法对载波频偏的估计范围更大,且具有更高的频偏估计精度和更好的误码性能。     

一种基于Burg谱估计和FFT的频偏估计方法

针对星间链路通信中常用的BPSK、QPSK、UQPSK和64QAM等调制信号的载波频偏估计问题,提出了一种基于Burg谱估计和FFT的通用频偏估计方法。采用Burg谱估计方法对信号进行粗频偏估计,补偿该频偏后得到含有较小残留频偏的信号;并进行改进的四次方非线性变换,去除调制信息;再利用FFT估计出较高精度的残留频偏值。仿真结果表明,该方法估计精度高、范围大。     

一种改进的BPSK载波同步方法的研究

对于在全数字接收机中一种软件实现的BPSK载波同步方法作了进一步的改进,克服了原有方法仅仅在理论上适合于存储空间和实时性的要求,而在实际工程上不能得到较好应用的弱点。提出了易于在DSP以及QPSK的直接序列扩展频谱系统中实现的方法,并在测试中达到了较好的性能。     

Acquisition performance of various QPSK carrier tracking loops

The frequency and phase acquisition performance of three quadrature phase shift keying (QPSK) carrier tracking loops, the MAP estimation loop, the Costas crossover loop, and the generalized Costas loop, is described. Acquisition time and probability of acquisition as a function of both loop signal-to-noise ratio and frequency offset to loop bandwidth ratio are obtained via computer simulations for type II and III loops. It is shown that the MAP loop, which results in the smallest squaring loss for all signal-to-noise ratios, is sometimes outperformed by the other two loops in terms of acquisition time and acquisition probability     

用于卫星通信的一类UQPSK载波恢复算法及其性能的研究

非平衡QPSK(UQPSK)是通过对QPSK载波的两个正交分量分配不同的功率,以达到同时传输两种不同类型及速率的二进制比特流数据的一种调制模式,现在主要用于卫星数字通信,如跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)以及全球定位系统(GPS).本文针对TDRSS的S波段前向链路采用的UQPSK直接序列扩频调制,提出其中频载波恢复算法的改进设计,并给出了全数字化方案的性能和理论分析.最后基于FPGA实现的方案及性能证明了算法的有效性.     

A time-frequency decision-feedback loop for carrier frequency offset tracking in OFDM systems

Acquisition and tracking are two crucial stages necessary to the carrier frequency synchronization in orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems. In this letter, by employing the rotation property of OFDM data subcarriers, a simple time-frequency decision-feedback loop without the use of pilot subcarriers is proposed for the fine carrier frequency offset (CFO) tracking. Specifically, with proper loop parameters, a residual CFO less than 10% of the subcarrier spacing may be well tracked for quarternary phase-shift keying (QPSK) modulation in the presence of noise, while for systems using QPSK, 16-QAM, and 64-QAM modulation schemes, the bit-error rate (BER) performance very close to that of an offset-free system may be achieved in both additive white Gaussian noise (AWGN) and frequency selective fading channels. Moreover, a hardware implementation in a practical OFDM system is fulfilled which verifies the effectiveness of the proposed scheme.     

Decision-directed burst-mode carrier synchronization techniques

A decision-directed, digitally implemented carrier synchronizer for channels with both frequency and phase uncertainty is presented. This combined algorithm and its derivatives are analyzed with respect to the achievable carrier acquisition time and the resulting bit error probability. For certain data rates (approximately 50 MSps or less), this algorithm can be implemented using CMOS gate array technology. As examples BPSK and QPSK modulation formats are studied herein and compared to their differentially coherent counterparts of DPSK and DQPSK     

基于反正切相位检测的Costas环分析及FPGA实现

载波同步是数字无线通信中的一个重要问题,通过对目前QPSK系统中常用的载波同步方法进行比较,在此基础之上介绍了一种基于反正切相位检测的Costas环相干载波提取算法。利用现场可编程门阵列FPGA的可编程性,详细地将此算法模块化,最后在Quartus Ⅱ实现仿真验证。结果表明,该算法载波同步效果良好。随着FPGA的发展,提出的算法对于载波同步环路抖动要求严格的系统具有一定实用价值。     

一种扩展载波环频率捕获范围的方法

在MPSK数字载波恢复中,可以通过锁频锁相环捕获大范围频率偏移。低信噪比下,锁相环的频率捕获范围较小,而工程中锁频环剩余频偏通常较大,因而需要扩展锁相环的频率捕获范围。描述了频差估计以及COSTAS环中相位检测技术的实现方法,分析了COSTAS环的相位检测特性,并根据这种算法的鉴相特性提出了一种扩展频率捕获范围的载波恢复方法。以QPSK为例,通过MATLAB仿真了这种技术在低信噪比情况下对频率偏移的检测与跟踪性能,仿真结果表明,提出的方法适合低信噪比下大范围的频率捕获。     

一种对MIMO 雷达正交QPSK 信号的参数估计方法

针对多输入多输出雷达所采用的正交四相编码信号,提出了基于循环自相关函数的参数估计方法。文中首先对正交四相编码信号模型的循环自相关函数和循环谱密度函数进行了推导;然后,依据推导结果,通过对循环谱密度函数最大模值位置的搜索完成了对信号载频的估计;最后,对不同延时条件下循环自相关函数在相位修正后进行累积,实现了对码速率的估计。仿真表明,文中算法在信噪比优于1 dB 后,可以较好地完成对正交四相编码信号的调制参数估计。