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。     

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.     

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。     

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.     

INS辅助GPS载波跟踪环分析

高动态环境会造成较大的多普勒频移,这使得一般的GPS接收机在没有外界辅助的情况下难以可靠工作.为了同时满足高动态GPS接收机动态性能和噪声抑制两方面的需要,GPS/INS紧耦合系统利用INS的信息辅助GPS接收机的载波跟踪回路.对紧耦合系统的关键技术--INS辅助GPS载波跟踪回路进行了系统分析,阐述了INS信息辅助G...     

采用锁频环和锁相环联合捕获的载波跟踪

针对传统锁频环-锁相环跟踪算法中环路状态转换过渡中出现频率阶跃的问题,提出了一种采用锁频环和锁相环联合捕获的方式替代单一锁频环进行捕获的改进算法,同时对环路状态转换的门限进行了推导。仿真结果表明,改进的算法在转换过程中更加平稳,环路性能得到了优化。在信噪比为-10 dB且存在加加速度时跟踪环路在转换时没有出现频率阶跃,达到了设计目的。     

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。     

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。     

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。     

中频数字载波跟踪环路分析与计算

文中针对二阶模拟、数字锁相环模型,推导了开环和闭环传递函数。对载波跟踪环鉴相器、清除滤波器和DDS增益等做了较为详尽的理论分析,得到了环路增益和带宽的数学推导结果。系统测试结果表明,此跟踪环路计算方法经测试证明是正确的、可靠的,分机满足实际载波跟踪和数字解调的动态特性要求。     

VSB解调器中的载波相位跟踪环

本文提出了一种专门用于数字ＶＳＢ解调的载波相位跟踪环，它实际上包括两个可视相互独立的子环，其一用于相位跟踪，另一用于幅度抖动补偿，在噪声和非噪声环境下，该环路均具有较好的性能，文中对此进行了理论分析和计算机仿真，结果表明，在ＨＤＴＶ地面传输系统约１５ｄｂ的信噪比门限下，该环路仍能可靠地工作。     

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.     

OFDM系统载波跟踪环的研究

论文分析了OFDM系统中载波偏差引起的子载波干扰,设计了一种面向判决的载波跟踪环。仿真结果表明,环路在低信噪比时工作良好,接收机的误码率接近没有载波偏差时的性能。     

可自适应调节带宽的新型非线性二阶锁相环

大捕获带宽的同步给传统二阶锁相环带来了巨大挑战。文中针对传统锁相环捕获带宽与抑制噪声能力两者之间的矛盾,提出一种耦合非线性环节的新型二阶锁相环,利用非线性模块自适应调整环路噪声带宽。输入输出相位误差较大时利用较大的带宽迅速减小频偏;当相位误差由于环路控制作用而减小时,利用较小的带宽抑制噪声以提高跟踪精度。仿真结果表明,非线性二阶锁相环跟踪速度显著提高,且相比传统二阶锁相环,捕获带宽从4 kHz最大提高到18.8 kHz。     

载波跟踪环解调器的设计应用

分析了载波跟踪环解调器的工作原理,提出了一种70 MHz载波跟踪环解调器的设计方法.利用该方法设计的载波跟踪解调器电路具有数据准确可靠等优点,可作为设计制作1～80 MHz范围内调相解调器的重要参考方法.     

自适应频率跟踪环技术研究

介绍了自适应频率跟踪环的三种实现方法。重点分析了频谱识别法的原理,给出了具体方框图,环路设计方法及关键部件的设计,最后给出了实验结果。     

高动态环境载波跟踪环路的设计

为了满足高动态环境下对测轨定位的需求,对数字中频接收机载波同步跟踪关键技术进行了研究。针对高动态环境下载波同步需要解决的捕获带宽、捕获速度与跟踪精度的矛盾,综合利用了传统数字锁频环路和数字锁相环路的优点,设计了一种适合高动态环境下数字中频接收机的锁频联合锁相环工作的环路方案。仿真和测试结果表明:改进算法解决了环路跟踪精度和动态性能不能兼顾的矛盾,信号跟踪环路能在高动态环境中实现对信号的稳定跟踪。     

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。