应用于K波段分数分频频率综合器的多模分频器设计与优化

基于TSMC 90 nm CMOS工艺设计一款多模分频器,可以实现的分频比的范围为32~39.详细介绍了多模分频器的各部分模块,包括双模预定标器、S计数器和P计数器,分析并且讨论了P计数器加入与不加入重新定时电路的时序图.本文设计的分频器应用于K波段高速分数分频频率综合器.测试结果表明应用改进后的多模分频器,频率综合器的带内噪声可以优化15 dB,频偏10 kHz和频偏1 kHz的相位噪声可达到81.30 dBc/Hz和72.44 dBc/Hz.      

90nm CMOS工艺高速锁相环设计与优化

基于TSMC90nm CMOS工艺设计了一款高速锁相环.为优化锁相环整体的相位噪声及参考杂散性能,分析了差分电荷泵和LC压控振荡器的相位噪声,并且讨论了多模分频器的设计方法.高速锁相环的整体芯片版图面积为490μm×990μm.测试结果表明,在频偏1MHz处的相位噪声为-90dBc,参考杂散为-56.797dBc.      

基于多相位量化噪声抑制的分数频率合成器的实现

为抑制Σ-△调制器量化噪声对分数频率合成器输出噪声的影响,提出一种基于多相位分数分频器的频率合成器结构. 该结构可以避免毛刺并且主要电路模块不需要工作在高频,从而相应节省了功耗,同时分频器的输入可以不需要50%的占空比. 通过对比发现,对于环路带宽为1 MHz的宽带情况下的Σ-△分数频率合成器,多相位分频器技术可以减小频率合成器输出频谱的相位噪声达12 dB. 该频率合成器使用UMC 0.18 μm CMOS工艺实现,仿真结果证明它可以满足DVB-H系统协议指标要求.      

一种宽锁定范围多模2/3/4/5分频LC注入锁定分频器（英文）

提出了一种工作于3.55-12.15 GHz的2/3/4/5分频的注入锁定分频器(ILFD).该分频器使用了一种新颖的多模分频模块来提高注入节点的阻抗,从而增强高阶谐波并在4种分频比之间进行切换,同时保证每种分频比都具有较宽的锁定范围.在注入功率为0 d Bm的测试条件下,2/3/4/5分频的锁定范围分别是29.1%、29.3%、29.5%和29.9%.该分频器基于0.18μm CMOS工艺实现.总芯片面积和核心芯片面积分别是0.98×1.34mm2和0.32×0.84 mm~2.该分频器供电电压1.5 V,功耗为15 mW.     

DVB-S2载波恢复算法研究

推导了DVB-S2系统的载波恢复算法,给出了相关的环路结构并对其性能进行了仿真.仿真结果表明,反馈结构的载波频率粗同步环路的锁定时间与推导的理论值相一致,为了满足相位线性内插的要求,前馈结构的载波频率精同步环路其估计长度不应小于1000个导频段.对相位线性内插算法的内插区间进行修正后,其误比特率提高了0.1 dB.     

一种抗噪声折叠宽范围低杂散小数分频锁相环

由于电荷泵的电流失配,小数分频锁相环反馈路径上经整形的量化噪声会被折叠回低频偏处,恶化带内相位噪声的性能。文章提出一种自适应的抗噪声折叠技术,根据工作频率产生合适脉宽的电流以线性化环路,在全频带内避免噪声折叠的同时不恶化参考杂散性能;设计基于TSMC 130 nm CMOS工艺,锁相环覆盖的输出频率范围为0.6～2.7 GHz。仿真结果显示：当输出频率为2.0 GHz时,环路功耗为16 mW,积分抖动为1.98 ps,品质因数为-222 dB;在电荷泵中引入8%的失配后,提出的技术改善带内相位噪声达到7 dB。     

变换域通信系统中的一种分段迭代门限算法

变换域通信系统通过信道估计在变换域设计信号波形避开干扰,它没有采用载波调制,而是用一个类似噪声的基函数进行信息调制。针对采用小波分析的文献中均采用固定门限值剔除干扰,提出了一种分段迭代门限算法。经仿真验证,采用该门限算法的系统比采用1-2倍的噪声功率谱密度门限值的系统有更好的误码率性能：在10％、70％部分带宽干扰下,当J／E低于3dB时系统误码率性能改进约2dB,其他J／E下改进约1dB;在线性调频干扰下,当J/E低于7．5dB时系统误码率性能改进约1．5dB,其他J／E下改进约O．5dB。     

基于恒定漏-源电压的LC-Tank幅度控制方法

运用电压受限区和电流受限区的原理,提出了一种用于宽带LC-VCOs中基于恒定漏-源电压的LC-Tank幅度控制方法.通过检测交叉耦合管漏源电压的变化值选择不同的尾偏置电压,避免LC-VCOs在高频处工作在电压受限区,达到优化相位噪声和功耗的目的.该方法应用于谐振频率为1.52～3.20 GHz的LC-VCO,在3.2 GHz载波处,10 kHz和600 kHz频偏的相位噪声为-77.0 dBc/Hz和-118.4 dBc/Hz,较没有幅度控制的情形分别改进了8.0 dB和1.4 dB,且在整个频段内的最大功耗为8.6 mW.     

一种1.84GHz低噪声电容电感压控振荡器

研究在不影响功耗特性的情况下,改善电感电容压控振荡器(LCVCO)相位噪声特性的方法.在传统LCVCO结构基础上,增加PMOS尾电流源,并采用LC回路滤除二次谐波;使用开关电容阵列进行多带调谐,减小压控振荡器(VCO)增益,即控制电压对输出的扰动.基于Chartered 0.18μm RF CMOS工艺设计流片,测试结果表明,1.84 GHzLCVCO的功耗为16.6 mW,在100 kHz和1 MHz频偏处相位噪声分别为-105 dB/Hz和-123 dB/Hz.     

2 GHz CMOS高速多模分频器的设计

为兼顾高速工作与多模分频应用,采用高速预分频电路与多模分频电路相结合的方式,提出了一种改进型的电流模型逻辑(CML)分频器.其中高速预分频电路由CML结构构成,多模分频电路利用相位切换结构和编程计数器共同实现.该分频器可在实现满摆幅输出的同时在更低的电源电压工作,从而消除了使用电平移位电路完成CML到互补金属氧化物半导体(CMOS)逻辑转换的需求.基于Chartered 0.18μm RFCMOS工艺流片完成了测试,分频器工作频率可达2GHz,工作电压为3.3V时功耗约为8.8mW.该高速多模分频器已成功应用于PLL型频率合成器.     

精密单点定位的卡尔曼滤波新息与残差随机性对比

为了验证卡尔曼滤波新息和残差描述观测噪声的能力,根据精密单点定位载波相位和伪距观测值的先验方差,利用蒙特卡罗模拟等方差的随机噪声作为分析基准,研究描述信号随机性的平稳性、正态性、自相关性和功率谱指标。实验结果表明,新息只能正确描述伪距观测值噪声的随机性,残差能够同时描述载波相位和伪距观测值噪声的随机性。同时,两者描述伪距观测值噪声的能力相近。因此,不同精度观测值的精密单点定位应该以新息表示的残差为基础进行卡尔曼滤波模型的改进。     

一种基于时间反转的无线定位方法

针对传统的蜂窝网无线定位方法受非视距传输、信道噪声、多径干扰等因素的影响,定位精度往往会出现较大偏差的情况,提出了一种基于时间反转的无线定位方法。该方法以不同信道冲激响应的相关函数的脉冲宽度作为位置特征参数,测量移动终端到基站之间的距离,实现对移动终端的定位。实验仿真结果证明,在存在非视距传输、信道噪声、多径干扰的情况下,该方法具有较好的定位效果。     

基于极坐标捕捉机制的移动传感网信号定位算法

为解决当前LTE-5G领域内移动传感网信号定位算法存在的定位精度不高、定位时间过长及定位能力较差等不足,提出了一种基于极坐标捕捉机制的移动传感网信号定位算法。首先,通过逆向频率变换及角度矩阵映射,设计了一种抗噪能力较强的信号接收模型,使其能够结合正交处理的方式来抑制信道噪声干扰,以降低定位过程中因噪声而导致精度不高的问题。随后,联合预设极坐标中心与频率-拓扑关系,构建了一种环定位结构,充分利用sink节点性能不受限的特点来快速捕获信号发射位置,提高定位精度,减少定位时间。仿真实验表明:与常用的正交环定位算法(Orthogonal Loop Location Algorithms,OLL算法)、双源定位算法(Dual-source localization algorithm,DSL算法)相比,本文算法定位精度高,定位时间短等优势,具有很强的实际部署价值。     

复杂环境下的GPS/BDS/GLONASS结合的单频RTK定位性能研究

为考察GPS/BDS/GLONASS结合的单频RTK定位模式在复杂城市环境下的定位优势,该文在香港采集一个参考站和7个流动站的GNSS数据,通过LAMBDA模糊度搜索方法和R-ratio检验得到单系统、双系统、多系统GNSS单频RTK的定位精度,分析在复杂观测环境下不同系统单频RTK定位性能.结果表明：1)在良好的观测条件下,多系统定位精度最高,双系统次之,单系统最差,都能达到厘米级的定位精度;2)在复杂环境下,部分单系统单频RTK很难实现双差定位,总体上双系统比单系统定位精度高,GLONAS＋BDS的定位精度最差,但都难以实现高精度定位;3)多系统单频RTK可定位精度最高,可用于高精度的城市导航定位;4)观测环境与GNSS单频RTK定位精度具有明显的相关性.     

基于ARM+FPGA的相位平滑伪距差分定位方法

为了满足用户更高的定位精度要求,研究了载波相位平滑伪距差分定位方法.根据差分定位原理,基于MATLAB平台自主编制了差分解算软件,兼容北斗和GPS伪距差分定位;基于ARM+FPGA平台的接收机实现了相位平滑伪距差分定位.实验结果表明,零基线条件下,相位平滑伪距差分算法定位精度可由标准定位的米级水平提高到亚米级,性能稳定.基线距离增大,定位精度随之降低,误差在±4m内,差分讯龄和定位精度成正比关系.     

基于广义卡尔曼-布西滤波的压缩光相位自适应估计方法

应用量子理论获取导航测角中的相位参数,有望获取超越经典理论极限的定位精度.在利用量子零拍探测测量相位压缩光的相位时,本振相位与待测相位在正交的前提下得到的零拍电流受到散粒噪声的影响最小.为了保证本振相位能够时刻满足此条件,并考虑到导航系统非线性和实时性的特点,基于广义卡尔曼-布西滤波设计了零拍锁相环,对本振相位进行实时的反馈控制,进而实现对压缩光相位的实时估计.理论分析以及仿真结果表明,利用压缩光作为信号场获取相位参数时能够突破散粒噪声的限制,提高导航测角系统的定位精度,并且在最优压缩度处相位估计精度最高,最优压缩度取决于压缩光强度以及测量系统的相位稳定性.      

基于图像分析的目标位置和方向测量

对相位敏感的视觉测量技术是一种基于图像相位分析的新方法,可用于目标的精确对准,是精密加工的关键技术之一.在相位敏感的视觉测量技术基础上,提出了基于傅里叶变换的相位梯度算法,分析了空间相位梯度与目标角度和位置关系,通过计算机模拟实验,验证了该方法在有噪声干扰的情况下,可以有效的降低噪声对测量的影响,该方法在高精度测量和校准中有着实际应用价值.     

相位噪声下OFDM系统中的信道估计与均衡

分析了相位噪声对正交频分复用（OFDM）系统的影响,发现相位噪声不仅产生通用相角错误（CPE）,而且还会产生载波间干扰（ICI）,这都使OFDM系统的性能急剧恶化,因此必须对CPE和ICI进行校正,文中给出了基于MSE准则的CPE校正方法,考虑到ICI干扰主要来源于相邻信道,进而提出了基于LMS法则的自适应相邻信道干扰消除方法,整个算法简单高效。仿真结果表明,所提出的算法大大改善了OFDM系统的性能。     

基于北斗/GPS双切换的中心导航系统设计

设计一种基于北斗和全球定位系统(global positioning system,GPS)双切换的中心导航系统.该系统对两种定位模式信号载噪比进行分析,灵活切换定位系统,解决了普通双模定位系统中信号有效性不连续的问题;并将动态路况信息引入路径规划过程,解决了传统车载导航无法根据实时交通状况进行灵活规划的问题;制定了车台与中心服务器间简易数据传输协议,简化了传统车服通信协议.实验结果表明,该切换系统可使卫星数据保持更高的质量并实现了根据交通状况的动态导航.     

CO-OFDM系统中的相位噪声补偿算法

为了提高相干光正交频分复用（coherent optical orthogonal frequency division multiplexing,CO-OFDM）系统的性能,针对系统中产生的相位噪声,例如公共相位误差（common phase error,CPE）噪声与子载波间干扰（inter-carrier interference,ICI）,提出了一种新的CO-OFDM系统中相位噪声补偿算法,该算法是基于循环前缀（cyclic prefix,CP）插值算法与容积卡尔曼滤波（cubature Kalman filter,CKF）结合的相位噪声补偿算法。在第一阶利用CP进行线性插值,消除了公共相位误差（common phase error,CPE）噪声,对一阶补偿后的信号进行预判决,通过划分次符号,消除了部分载波间干扰（inter-carrier interference,ICI）,利用CKF对信号残余的相位噪声进行处理,经过两阶补偿,有效地抑制相位噪声。仿真结果表明,所提出的算法能有效降低相位噪声对系统的影响,在线宽较大时能改善CO-OFDM系统对激光器线宽的容忍度,降低错误平层,有效提高系统的性能。