一种串联结构数字载波环及其Z域噪声性能分析

 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.在输入加性高斯白噪声假设下,通过建立具有一定通用性的Z域全相位模型,对新型载波环的噪声跟踪性能进行了理论分析,推导出相位噪声方差的计算通式.根据新型载波环的具体实例,验证了理论分析结果的正确性.基于上述分析结果,对新型载波环完成了参数优化,并对其与传统载波环进行了性能比较.结果表明,在极低载噪比高动态条件下,新型载波环跟踪性能优于传统载波环.所得结论可用于评估新型载波环的噪声跟踪性能或指导其环路设计.     

星载统一测控载波跟踪环相位噪声分析

为了保证测速和测距精度,有效手段之一是在星载统一测控应答机上采用嵌套环路结构的载波跟踪环完成相干载波提取。由于利用了相干本振补偿多普勒频移,必须考虑输入相位噪声对本振相位噪声的影响。为了准确预测环路输出相位噪声性能,对环路中各部件贡献的相位噪声进行了分析。针对不同噪声源,运用信号流图的分析方法建立了对应的环路相位噪声模型,通过仿真计算得到了不同输入信号功率条件下的环路输出相位噪声功率谱,与实际电路的测试结果对比,证明了该环路相位噪声模型的准确性。应用该模型能提高环路设计的准确性和效率。     

高精度窄带跟踪环路的设计

本文叙述了一种用于提取相干载波的高精度、窄带跟踪环路。这种环路是由二个平方律跟踪环路组成的模拟—数字环路。该环路在MSK相位相干解调技术中业已运用并获得较好的性能。本文讨论了环路设计应当着重考虑的若干问题并详细地叙述了数字式移相器、低零漂直流运算放大器和噪声抑制等电路的工作原理并提供了具体线路。     

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.     

基准振荡器相位噪声对载波锁相环的影响

扩频接收机中的锁相跟踪环路噪声带宽受环路输入信号的各种内部和外部噪声误差的制约,在环路滤波器噪声带宽很窄的条件下,接收机基准振荡器的相位噪声对PLL环路的影响不能忽略.根据基准振荡器相位噪声功率谱密度的度量公式,考虑利用二阶锁相环的情况下,推导出基准振荡器的阿仑偏差与环路滤波器噪声带宽的关系,确定在跟踪接收机设计中,采用高频率稳定度的恒温晶振作为基准振荡器,可以获得较窄的环路噪声带宽,从而提高跟踪的稳定性和测量精度.     

低载噪比锁频环捕获性能研究

在低信噪比高动态通信环境中，频率的捕获与跟踪主要靠锁频环来完成。本文介绍了传统锁频环的基本结构，并针对其在低信噪比的情况下，因噪声干扰而鉴频失误，不能快速锁定的问题，在分析锁频环鉴相误差的基础上，提出了改进锁频环，该环路结构简单，并且能够有效地减小噪声对鉴频环路的影响，通过仿真计算，证明该环路结构能抑制噪声的干扰，比传统锁频环更能适应低信噪比的通信环境，并能有效提升其拍获，跟踪性能。     

选择低相位噪声频率合成器的最佳带宽

从分析频率合成器的相位噪声入手，研究并给出了线性近似条件下，低相位噪声频率合成器的最佳环路带宽的选择方法，并用Ｖｉｓｕａｌ　Ｃ＋＋开发软件进行计算机辅助分析和验证。     

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。     

基于小波的改进GPS弱信号跟踪方法

针对GPS信号在室内、隧道、森林等复杂环境下,信号强度大幅衰减,以及形成多径等不利影响,提出了一种改进的GPS信号跟踪方法.该方法以传统GPS接收机跟踪环路为基础,在载波跟踪环节对Costas环进行改造,使用小波分析方法来降低鉴别器的输出噪声,以尽可能减少跟踪环路中诸多时变噪声对弱信号的污损.仿真结果表明输出信号波动明显减小,噪声得到了有效抑制,跟踪过程更加稳定.     

一种适用于遥测测距信号的新型码跟踪环

遥测测距技术采用再生伪码作为上行链路信号。针对飞行器现有码跟踪环结构复杂、低信噪比条件下环路跟踪性能差的问题,提出了一种新的基于锁相环的码跟踪环结构,推导了环路的信号处理流程。该结构降低了环路实现的复杂度,改善了低信噪比条件下的相位测量精度,仿真进一步验证了方法的有效性和稳定性,较现有方法在信噪比为-10 dB时能提高1.5×10－3个码片的精度,适合遥测测距技术。     

On false lock in suppressed carrier MPSK tracking loops

The problem of false lock in suppressed-carrier minimum phase-shift keying (MPSK) tracking loops (M>4 in particular), such as Mth power phase-locked loop (PLL) and MPSK Costas loop carrier recovery subsystems, is investigated. It is demonstrated that such tracking loops false lock onto the received signal when the received carrier frequency and the reference signal frequency generated by MPSK tracking loops are mismatched by multiples of 1/M of the MPSK symbol rate. False lock margins (FLMs) for the suppressed carrier MPSK tracking loops are obtained for a noiseless system model as well as for a model corrupted by additive white Gaussian noise (AWGN). Numerical results are presented in order to explain the influence of system parameters, such as the time-bandwidth product of MPSK Costas loop arm filters (or the Mth power PLL prefilter), arm filters' output signal-to-noise ratio and the input signal-to-noise ratio, on the performance of MPSK tracking loops     

矢量跟踪算法快速重跟性能分析

当卫星导航信号受到一段时间干扰或遮蔽时,信号载噪比下降,传统跟踪环路失锁。信号恢复时,针对传统跟踪环路不能及时重新跟踪问题,应用矢量跟踪算法,进行跟踪。分析了在真实GPS数据加上仿真噪声之后矢量/频率锁定环路（VDFLL）的性能以及与传统环路进行对比,试验证明矢量跟踪具有快速重跟性能。     

牵引式欺骗对矢量跟踪环路的影响

牵引式欺骗能够在不引起跟踪环路失锁的条件下诱使接收机跟踪欺骗信号,是一种隐蔽性很高的欺骗干扰方式。对于标量接收机,由于其跟踪环路相互独立,因此针对单个信号进行牵引式欺骗时,不会受其他信号的影响。而矢量接收机的跟踪环路通过接收机状态耦合,存在相互影响,即牵引式欺骗对矢量和标量跟踪环路的影响存在差异。本文基于无噪声且欺骗信号与真实信号载波频率和载波相位相等的假设条件,分析牵引式欺骗对矢量跟踪环路的影响,推导出欺骗成功条件,并利用信号源模拟器和软件接收机对分析结果进行验证。研究结果表明,对矢量跟踪环路成功实施牵引式欺骗的条件较标量跟踪环路更为严苛,反映出矢量跟踪环路固有的抗欺骗干扰能力。     

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     

动态环境下载波锁相跟踪环的信号级仿真

在接收信号载噪比一定的前提下,针对GPS软件接收机在不同运动状态下载波环跟踪的问题,仿真研究了不同环路的跟踪性能:在低加速度动态下采用2阶锁相环跟踪更佳,在高加速度动态下则应该采用3阶锁相环跟踪。通过仿真验证了环路的有效性。此外通过仿真发现当载噪比和滤波器噪声带宽一定的情况下,选择合适的预检测积分时间可以有利于载波跟踪。     

Performance analysis for an adaptive filter code-tracking techniquein direct-sequence spread-spectrum systems

This paper investigates tracking of direct-sequence spread-spectrum (DS/SS) signals based on an adaptive filtering technique. It is shown that a previously proposed hardware for code acquisition is also capable of code-tracking, and, hence, by performing both acquisition and tracking with the same circuitry, a significant simplification in the overall DS/SS receiver structure is gained. Analytical results show that the proposed scheme has a good tracking performance, as measured by the hold-in time and the false alarm penalty time, and is less sensitive to variations in the signal-to-noise ratio (SNR) compared to conventional delay-locked loops (DLLs). Moreover, simulation results show that the proposed adaptive filter tracking scheme has a smaller residual tracking error than that produced by a conventional maximum-likelihood estimator (MLE)     

基于SOPC实现扩频信号的捕获与跟踪

扩频信号的捕获与跟踪是扩频接收机进行定位解算的基础,提出了利用FPGA内的嵌入式软核Niosll在单片FPGA内实现扩频信号捕获与跟踪的设计方案.详细分析了该方案的匹配滤波器、相关器、载波跟踪环和码跟踪环设计和实现方法.给出了根据该设计对实时的GPS信号的捕获跟踪测试结果.结果表明,该设计能够实现对扩频信号的实时捕获与跟踪,相比利用FPGA+DSP方案实现扩频信号的捕获与跟踪,具有可重构性好,硬件开发难度低,接收机体积小等优点.     

Carrier Arraying with Coupled Phase-Locked Loops for Tracking Improvement

This paper considers a system that couples several phaselocked loops (PLL's) to improve carrier tracking performance. The system coherently combines the received carrier signals at geographically separated ground antennas to increase the total effective aperture. It automatically aligns the received carrier's phases to enhance received carrier signal-to-noise ratio. The tracking performance of this system is being assessed in terms of rms phase jitter.     

基于DM642的KLT跟踪算法的实现及优化

Kanade-Lucas-Tomasi(KLT）算法是基于图像特征点的跟踪算法,由目标对象特征点提取,特征点跟踪两部分组成。本文首先阐述了KLT算法的基本原理,分析了影响算法执行速度的主要原因。分析表明KLT算法的操作主要集中在乘加运算和循环,图像卷积运算和循环占用的执行时间比较长。针对TMS320DM642 DSP的硬件平台特点,提出了算法优化的若干策略。通过配置编译环境,合理安排数据类型,消除存储器相关性,使用内联函数以及分解多层循环等方法,对算法的实现进行了优化。实验结果表明,优化后代码执行速度是优化前的3倍多。     

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.