高阶QAM信号多状态自适应卡尔曼滤波载波同步算法

通信信号盲载波恢复是非协作模式下接收方解调的关键环节之一。为提高频偏捕获范围与速度,同时有效增强算法跟踪时变频偏能力,本文针对正交幅度调制(QAM)信号,通过理论推导得出滤波器环路带宽的变化特性,提出一种基于自适应判决引导扩展卡尔曼滤波的载波同步算法。该算法在现有卡尔曼滤波载波同步算法的基础上,引入多状态自适应切换机制自适应地改变滤波器参数,并依据实验测试数据分析得出调整原则并完成滤波器参数的选取。理论分析和仿真表明,与已有的卡尔曼载波同步算法及二阶数字锁相环算法相比,该算法不仅捕获速度更快范围更大,且能在存在时变多普勒频移的情况下较好地跟踪时变频偏和相位,在大频偏条件下的算法跟踪性能与鲁棒性等方面均有优势。      

软件接收机中DSB-SC信号载波同步的一种算法

本文提出了软件妆收机中抑制载波双边带调幅（DSB-SC）信号载波同步的一种算法，根据下变频后的基带信号估计出收发载波的频差，并经卡尔曼滤波后结合数字锁相环以达到载波捕获范围宽、跟踪速度快、环路噪声小的特点。文章最后给出了一个具体实例的仿真结果。     

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.     

基于卡尔曼和扩展卡尔曼滤波的耦合载波跟踪方法

鉴于低信噪比高动态环境下的载波跟踪过程中,接收信号存在显著的各阶频偏变化率,故提出了一种基于卡尔曼和扩展卡尔曼滤波的耦合载波跟踪方法。载波跟踪通过基于卡尔曼滤波的锁频环辅助基于扩展卡尔曼滤波的锁相环来实现,对频率斜升信号和频率加速信号分别进行了载波跟踪环路结构的分析,得到系统方程,并进行了载波跟踪系统性能仿真。经仿真验证,在信噪比为-20 dB条件下,该方法跟踪频率斜升信号收敛时间小于60 ms,跟踪频率加速信号收敛时间小于90 ms,对两种信号的频率跟踪残差均小于5 Hz,相位跟踪残差均小于0.25rad,跟踪性能显著优于传统环路。     

一种基于FPLL的载波跟踪算法

介绍了一种基于锁频锁相环(FPLL)的载波跟踪算法.频率跟踪模块可以适应较大动态范围的频率变化,基于软件的数控振荡器(NCO)模块可以达到极高的频率跟踪精度.由于有锁频环的频率牵引,锁相环路滤波器可以设计得很窄,具有很好的抑噪性能,满足精确跟踪载波相位的要求.因此,该基于FPLL的载波跟踪算法可以适应信号存在较大的动态范围和噪声干扰的应用环境;同时,其鉴频鉴相算法表达式简单,易于用可编程数字器件实现.     

一种新型结构数字载波跟踪环及其Z域稳态性能分析

 提出一种具有串联环路结构的新型数字载波跟踪环,以解决极低载噪比下高动态载波信号的跟踪问题.在输入纯载波信号时,通过建立Z域全相位模型,对新型载波环稳态性能和稳定条件进行了理论推导,得到稳态相差和稳定条件与环路参数间的解析式.理论分析表明,该新型载波环的动态跟踪能力等价于高阶锁相环,且稳定条件比后者更容易满足.仿真结果验证了上述结论.所得结论可用于评估接收机载波跟踪性能及指导环路设计,并为设计高阶锁相环提供了一种新思路.     

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.     

一种全数字化载波频偏估计器算法

本文提出一种适合ＱＡＭ调制信号的全数字经载波频偏观测器算法,它用于不再采用锁相环同步器的全数字接收机中直接测量频偏的大小,文中提出了频偏观测器算法,接着引入频偏的卡尔曼滤波算法,最终把频偏观测器与卡尔曼滤波器相结合构成了频偏估计器,为存在较大偏的移动通信信道中解决载波同步问题提供了一种实现方案。     

APSK长突发信号的动态载波相位跟踪

APSK已被用于宽带数字卫星通信,在采用APSK长突发的卫星通信中,需要对一帧内的载波相位动态变化进行跟踪。针对粗载波同步和符号同步完成后的长突发APSK调制信号,提出一种新的载波跟踪方案,该方案采用一种基于星座分割的NDA鉴相算法,使用两个二阶锁相环,并借助于一个很短的独特码解相位模糊,可在很高的数据传输效率下,克服一般闭环法的捕获时间问题,实现对整帧信号载波相位的顺利跟踪。     

基于PLL环路的卫星QPSK载波调制信号相位跟踪算法

卫星信号接收端天线接收的卫星信号经过射频前端处理后会变成数字中频信号,而相位跟踪是中频信号处理的重要环节,准确的相位跟踪可以为卫星信号解码、测距和定位等功能的准确性提供保障.基于此,该文提出了基于锁相环（Phase Locked Loop,PLL）的卫星QPSK载波调制信号相位跟踪算法.该算法利用多路正交载波和二象反正切鉴相器获取精确的相位差信息,形成闭合回路锁定载波相位以实现跟踪.实验结果表明,多路异相载波的方法可实现更快速的相位锁定,与传统Costas环路和松尾环相比,进入稳态时间分别减少了20%和24%以上,稳态方差分别减小21%和32%.     

Design of variable loop gains of dual-loop DPLL

An approach to the derivation of variable loop gain sequences of dual-loop digital phase-locked loop (DPLL) is developed based on some modifications of the Kalman filtering formulation. It is shown that optimal loop gain sequences which are independent of measurement noise statistics can be obtained under a deterministic source model. Computer simulation results demonstrate that the adaptive dual-loop DPLL designed by using the proposed method is more robust to noise variations than the adaptive DPLL of Driessen (see ibid., vol.47, p.673-75, 1994)     

一种大频偏和低信噪比条件下的全数字锁相环设计

全数字锁相环设计是相干解调全数字接收机载波同步和位同步的关键技术,而大频偏和低信噪比分别从两个方面增加了环路设计的难度.该文在此背景下,以捕获时间和跟踪性能为指标,从模拟环路分析出发,给出一种适用于大频偏和低信噪比条件的全数字锁相环设计.     

一种具有相位噪声跟踪补偿的全数字锁相环频率合成器

为了实现频率合成器中的相位噪声跟踪补偿和降低全数字锁相环的复杂性,本文提出了一种新的基于全数字锁相环的频率合成器。它采用了一种低复杂度的数字鉴频鉴相器和非线性相位/频率判决电路以及数控振荡器,从而显著降低了硬件复杂性。同时结构中采用的非线性相位和频率判决电路能够很好地实现噪声跟踪和快速的相位/频率捕获,数控振荡器能够获得高的频率分辨率(大约6kHz)和大的线性频率调谐范围。通过采用90nm CMOS工艺制造的ADPLL实验结果表明,本文所提出的基于全数字锁相环的频率合成器能够实现从100kHz到6MHz的可控环路带宽和相当好的带内相位噪声跟踪性能。     

数字Costas锁相环的改进及应用

介绍了Costas锁相环的基本原理,然后提出了一种适合电视信号色度副载波恢复的改进数字Costas锁相环的基本原理.并且详细介绍了其积分清零器、相位检测器、数字环路滤波器、NCO等各个基本部件的设计,最后在Matlab上给出了该算法的仿真结果并且做了分析.     

数字锁相技术的研究与实现

锁相技术在调制和解调、频率合成电路等很多领域应用极其广泛。文中提出一种高动态数字锁相环的设计方法,分析了锁相环的基本原理,采用EDA技术,结合FPGA芯片特点,运用硬件描述语言对数字锁相环进行了优化设计,并且对设计进行仿真,给出了相应的仿真结果。     

Quasi-Optimum Digital Phase-Locked Loops

Quasi-optimum digital phase-locked loops (DPLL) are derived utilizing nonlinear estimation theory. Nonlinear approximations are employed to yield realizable loop structures. Baseband equivalent loop gains are derived, which, under high signal-to-noise ratio conditions may be calculated off line. Additional simplifications are made that permit the application of the Kalman filter algorithms to determine the minimum mean-square error (MSE) loop filter. Consideration is given to sampling rate and implementation requirements. Performance is evaluated by a theoretical analysis and by simulation. Theoretical and simulated results are discussed and a comparison to analog results is made.     

基于IMM-EKF的高动态“北斗”导航信号频率估计算法

高动态环境下的"北斗"导航信号含有较大的多普勒频率及其变化率,传统锁相环(PLL)在跟踪时难以保证较高的跟踪精度.在分析高动态环境下"北斗"信号模型的基础上,提出了一种基于交互式多模型-扩展卡尔曼滤波(IMM-EKF)的自适应滤波算法,对载波相位及其高阶分量进行估计.IMM-EKF采用多个跟踪模型来解决滤波过程中单个模型不准确的问题,并结合改进的Sage-Husa自适应算法,在线估计和修正过程噪声及测量噪声的统计特性,增强了滤波的稳定性.仿真结果表明,IMM-EKF相比于PLL和EKF,估计精度更高,算法稳定性更强.     

An Adaptive Digital Pump Controller for Phase-Locked Servo Systems

A novel adaptive digital pump (phase/voltage) controller (ADPC) is presented for use in phase-locked servo systems without utilizing RC loop filters and high line-density encoders. The proposed ADPC is a multirate processor, of which the linear discrete-time model for the digital pump phase-locked servo system (DPPLS) is constructed. Simulation results that verify the theoretical work are also conducted.