锁相环与锁频环在数字Costas环中的应用

基于锁相环和锁频环的模型,研究了由两者构成的数字Costas环结构和性能.首先介绍了传统的数字Costas环模型,接着给出了鉴相器、二阶环路滤波器和三阶环路滤波器的结构,在此基础上分析了基于锁频环的数字Costas模型,实现了扩大Costas环的跟踪范围和提高跟踪精度的目的,最后给出了仿真结果,分析了两种环路单独和相结合后的应用和特点.     

数字Costas环的改进的分析与研究

本文介绍了数字Costas环原理,并对环路参数进行了详细的分析,设计了带有锁定/假锁检测机制的数字Costas环,为提高跟踪性能,并提出了环路变增益变带宽策略,进一步提高环路抑制噪声的能力。     

基于FPGA的数字式GPS接收机载波环设计与实现

同步系统工作的好坏,在很大程度上决定了通信系统的质量。GPS接收机将天线接收到的卫星信号经射频前端处理后变成了数字中频信号,接收机对GPS卫星的信号处理过程,可依次分为捕获、跟踪、位同步和帧同步4个阶段。针对GPS信号的BPSK调制和强度微弱等特点,模拟GPS接收机基带数字信号处理过程,首先介绍了科斯塔斯(Costas)接收机的工作原理,分析研究了基于现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)的软件无线电载波同步技术的实现方法,并采用Costas环实现了载波同步,性能测试验证了设计的正确性和可行性。     

一种用于PSK及QAM的全数字低频载波恢复环路

介绍了一种新型的全数字化载波恢复环，用来直接从ＭФＰＳＫ或ＮＱＡＭ信号中提取同步的载波信号。由于实现了全数字的环路，这种环路将具有高度的稳定性、简洁性、实验结果表明环路具有良好的载波恢复性能和很小的相位抖动。     

基于可变带宽可控根FLL-PLL跟踪算法分析与仿真

在信号跟踪环节中,载波跟踪是关键部分,而载波跟踪的改进主要体现在载波环路滤波器的设计上.为了均衡载波同步的跟踪精度、环路带宽与快速同步3者之间的矛盾,提出了基于相位锁定检测量的自适应可变带宽的锁频环(FLL)与锁相环(PLL)相结合的跟踪方案,同时利用可控根法来完成数字环路滤波器参数的设计.由仿真结果得出可控根法可直接设计数字滤波器参数而不依赖模拟概念,同时基于自适应变带宽的锁频辅助锁相跟踪环路可以扩大锁定范围,适应更高动态,自适应变带宽可以在不影响锁定精度的条件下缩短锁定时间,达到快速同步.此方法可折中载波跟踪的各性能,达到平衡状态.     

基于北斗卫星导航系统的无源定位方法研究

北斗卫星导航系统是中国独立研发并自主运行的卫星定位导航系统。在分析扩频通信系统原理的基础上,设计出了一种基于数字Costas环的载波跟踪方法。通过算法的分析比较,经过MATLAB仿真,验证了Costas环设计的正确性与可行性。     

两种抑制载波双边带信号的载波提取方法比较

在介绍平方环和科斯塔斯环实现抑制载波双边带调制信号载波提取原理的基础上,基于Matlab中的Simulink组件,分别给出了两种方法进行该信号载波提取的具体过程,设置了合理的环路滤波器参数和VCO单元的控制灵敏度.通过仿真分析比较了两种方法的可行性和优缺点.结果表明,两种方法提取抑制载波双边带调制信号的载波是可行的,但科斯塔斯环法的抗噪声性能优于平方环法.     

一种改进的数字UQPSK载波同步方法

UQPSK载波同步方法目前广泛应用于无人机数据链中的数据传输系统中,但相关的恢复方式只针对模拟信号或者环路复杂情况时实现难度大.为此提出一种改进的数字UQPSK载波同步方法,主要使用判决反馈锁相环路结合UQPSK信号的星座图特点进行改进,该方法可以在低信噪比情况下以快速的收敛速度实现相位补偿和相位快速捕获.经仿真UQPSK载波同步的系统并分析得到,改进的UQPSK载波同步方法的误码率与理论误码率相近,其系统可靠性高.户外实地测试实验验证了其可行性.      

两种抑制载波双边带信号的载波提取方法比较

在介绍平方环和科斯塔斯环实现抑制载波双边带调制信号载波提取原理的基础上,基于Matlab中的Simulink组件,分别给出了两种方法进行该信号载波提取的具体过程,设置了合理的环路滤波器参数和VCO单元的控制灵敏度.通过仿真分析比较了两种方法的可行性和优缺点.结果表明,两种方法提取抑制载波双边带调制信号的载波是可行的,但科斯塔斯环法的抗噪声性能优于平方环法.     

新型Costas环在2PSK中的研究与硬件实现

针对先验概率相等的2PSK中的信号不含载波分量,无法通过常规锁相法进行载波同步的缺陷,提出了利用新型科斯塔斯(Costas)环对2PSK进行锁频的方案。利用Simulink搭建框图平台对理论进行了验证,并通过System Generator自动代码生成并将代码下载到FPGA芯片上,同时通过硬件在环协同仿真功能将结果实时在Simulink平台显示出来。输出结果表明该方法能较好地达到实现锁频目的,通过比特流数据实时下载到FPGA开发板来进行调试与验证,提高系统性能。     

一种改进的复合型弱信号载波跟踪方法研究

论述了使用FFT跟踪载波的方法。在标准锁相环(PLL)的基础上引入平方检测器,形成了一种更先进的跟踪结构——非相干模块处理跟踪环路(NCBP)。并对此环路进行改进,提出了使用FFT和非相干模块处理跟踪环相结合的复合软环跟踪GPS微弱信号的方法。通过模拟微弱GPS接收信号,从跟踪精度、环路锁定速度和环路的动态应力性能等方面比较了几种载波跟踪环的性能。仿真结果表明:该复合软环可以提高环路跟踪精度和锁定速度,它的等效噪声带宽可以设得更小,减小引入到环路的噪声,提高环路稳定性。     

全数字正交相移键控解调器设计

作为数字卫星视频广播（DVB-S）接收芯片的核心组件，给出了一种全数字正交相移键控（QPSK）接收解调器的设计，该解调器由载波频率恢复、载波相位恢复、符号同步3个环路为主要部分构成，具有良好的抗噪声性能、较低的系统差损和适中的算法复杂度，介绍了3个环路的具体设计，并给出了优化的环路参数和仿真结果，最后给出了FPGA实现的结果。     

一种快速提取BPSK载波的方法

本文提出了一种用倍频-滤波-自动频率微调(AFC)环路来提取TDMA载波的方案,给出了计算机模拟的结果。在分析环路时延对相位跟踪性能的影响时,给出了一种用线性微分方程进行时延分析的简便方法,并得到了与计算机模拟相一致的结果。实验结果与计算机模拟结果一致。     

可变速率QPSK Modem中码元定时恢复电路的研制

本文介绍了一种利用混合数字锁相环(HDPLL)实现码元定时恢复的新方法。HDPLL中定时误差检测器、环路滤波器是全数字的,而VCXO使用了模拟器件。定时误差检测器从基带眼图中提取定时相位误差。此信号与载波相位信息无关,因而容许码元定时和载波相位恢复操作同时进行。     

高灵敏度GPS接收机载波跟踪环路的设计优化与实现

基于高灵敏度GPS基带信号处理器, 设计优化并实现了GPS载波跟踪环路。为了提高跟踪灵敏度, 对鉴相器的性能、环路误差、环路参数进行了分析优化, 并采用锁频环辅助锁相环结构, 同时对于需要多个乘法器、除法器的模块采用分时共享技术, 降低了资源消耗减小芯片面积。用Verilog硬件描述语言实现了所设计的载波跟踪环路, 在ModelSim中完成了RTL级代码的逻辑和功能仿真, 搭建了FPGA开发板验证平台, 并使用GPS L1波段信号源进行性能测试。测试结果表明所设计的载波跟踪环路可达到25 dB-Hz的跟踪灵敏度。单通道载波跟踪环路基于SMIC 0.18μm工艺, Design Complier的逻辑综合面积为425555μm²。     

高稳定BPSK信号载波相位同步算法

基于二相相移键控(BPSK)信号幅度剧烈变化会严重影响数字锁相环的环路带宽和稳定性,提出了一种数字自动增益控制(AGC)和锁相环(PLL)联合的高稳定BPSK信号载波相位同步算法.采用指数增益放大非相关反馈自动增益控制环路对输入调制信号进行幅度调整,使输出AGC的调制信号幅度稳定在预定值,再将幅度稳定调制信号输入到数字三阶PLL进行精确载波相位估计.仿真结果表明,算法避免了数字三阶PLL由于调制信号幅度变化带来的环路不稳定,且在信噪比(SNR)动态范围内,保证环路噪声性能满足BPSK信号解调的要求.     

扩频接收机的载波捕获跟踪算法的优化与实现

提出一种基于现场可编程门阵列的数字化扩频接收机的设计方案,并针对接收机中的捕获跟踪算法进行优化和实现;捕获过程分析采用基于快速傅里叶变换并行相关的方案;跟踪环路中采用二阶锁频环(FLL)辅助三阶锁相环(PLL)的载波跟踪环路,以实现在高动态环境下的载波同步;引入判决因子,调整FLL的断开时机,提出带宽调整的策略优化跟踪环路以提高跟踪环路的准确性。结果表明,在信号的信噪比为5 d B,码速率为1 kbps,多普勒频偏为±2 MHz,加速度为±800 Hz/s时,频率估计误差小于1 Hz,实现了高动态的微弱信号精确捕获跟踪。     

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.     

基于DSP+FPGA的高动态GPS信号载波环路设计

为了提高动态环境下捕获、跟踪GPS信号的环路性能,通过分析环路逻辑时序、参数和高动态下多普勒频移的变化特性,使用高阶、宽带宽的跟踪环路,设计了一种基于DSP+FPGA的载波捕获、跟踪方法。利用现场可编程门阵列(FPGA)对信号进行傅里叶变换,实现载波的快速初捕和二次精捕,同时利用数字信号处理器(DSP)实现具有自动调整功能的二阶频率锁定环路的辅助三阶Costas-PLL载波跟踪环,使得环路具有抗高动态性能的同时仍拥有较高的跟踪精度。仿真实验表明:该方案能实现高动态下载波信号的快速捕获与精确跟踪。     

数字通信接收机中载波同步的一种算法

提出数字通信接收机中,由2DPSK调制信号还原基带信号,解决好收发载波同步的一种算法.对中频信号(2DPSK)直接采样后,在DSP(数字信号处理器)中用软件完成正交数字下变频,并从产生的信号中估计出收发载波的频差,并经卡尔曼滤波后再结合数字锁相环可还原基带信号,较好地解决载波同步问题,达到载频捕获范围宽、同步跟踪速度快、环路噪声小的特点.