高动态多进制扩频信号的载波跟踪技术研究

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利用扩频信号进行跟踪测角技术方法的研究

干扰性和抗截获的能力相对薄弱。随着电子对抗技术的不断发展进步，未来飞行器测控系统中，于信息安全考出
按照跟踪原理，自动跟踪有３种体制：步进跟踪，圆锥扫描跟踪和单脉冲跟踪Ｌ。２］步进跟踪的原理和设备都很简单，即按一定的时间间隔使天线在方位上（或高低面上）以一个微小的角度作阶跃状转动。这种体制的缺点是天线波束不能停留在对准目标的方向上，而是在该方向的周围不断地摆动，因而跟踪精度不高，这种体制适用于基本不动的同步卫星，对快
（ｅａｔｎｆｐｉｌｎｌｃｉｑｉｍｅｔＴｅａｅｆｕｐｎｏＤｐｒｍｅｔｔａａｄＥｅｔｃＥｕｐｎ，ｈｄｍｙｏｉｏＯｃｒａｌＡｃｑＥｍｅｔｍｍａｄ８ｅｈｏｇ，￣ｉｇ１１１）ＣｎＬＴｃｎｌｙＢｉ０４６ｏｉｎ
与方法
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ己口年４口日月
第２卷第４７期
利用扩频信号进行跟踪测角技术方法的研究
郝建华许斌刘然
（备指挥技术学院光电装备系北京１１１）装０４６
摘要：本文小结了各种跟踪测角技术的方法。重点研究了利用直扩信号跟踪测角的２种不同方法：单通道体制方法、双通道自相关方法。单通道体制方法直接将和差信号在一个通道内解扩解调来提取角度误差信息；相关方法利用和差两支路自
ｔｉｌｔｎｏｙｔｍＶｉｗｉｈｐｏｅｈｔｏｓａａｌｂｅｈｅｓｍｕａｉｎＳｓｅｏｅｗｈｃｒｖｓｔｅｍｅｈｖｉｌ．ｄａＫｅｗｏｄ：ｓｒａｐｃｒｍ；ｎｌｒｃｎｍｏｏｕｓ；ｅｏｕａｉｎ；ｕｌｃａｎｌ；ｕｏｃｒｅａｉｎｙｒｓｐｅｄｓｅｔｕａｇｅｔａｋｇ；ｎｐｌｅｄｍｄｌｔｉｏｄａｈｎｅｓａｔｏｒｌｔｏ

高动态下直扩接收机关键模块的设计与仿真

ＤｅｉｎａｄｓｍｕａｉｎｏｅｄｌｆＤＳ— ＳｒｃｉｅｎｈｇｙｍｉｓｇｎｉｌｔｏｆｋｙｍｏｕｅｏＳｅｅｖｒｉｉｈｄｎａｃ
ＷＡＮＤｉｇＩＪｎｚｏｇＸＵＬｎｂＧｎ，Ｌｕ－ｈｎ，ｉ— ｏ
ｏｉｅｉｎ，ｎｖｎｉｉｉｈｄｎｍｉｃｎｉｉｎ，ｔｉｄｓｇａｌｏｈｖｒｃｓｎｔｂｅｐｒｏｍａｃ．ｆｔｓｄｓｈｇａｄｅｅｆｎａｈｇｙａｃｏｄｔｓｈｓｅｉｎｃｎａｓａｅａｐｅｉｅａｄｓｌｅｒｎｅｏａｆＫｅｒｓｃｕｓｔｎ；ｔａｋｎ；ｈｇｙａｃ；Ｄｏｐｅ；ｐａｅｄｔｃｏｙｗｏｄ：ａｑｉｉｉｏｒｃｉｇｉｈｄｎｍｉｐｌｒｈｓｅｅｔｒ
中图分类号：Ｔ３３０Ｐ９．４文献标志码：Ａ文章编号：１０ —６５２１）３０９．３０１３９（０２０ —９１０
ｄｉ１．９９ｊｉｎ１０－６５２１．３０５ｏ：０３６／．ｓ．０１９．０２０．０２ｓ３
（ｅｕｎｙｌｃｅｏ）助３阶锁相环ＰＬ（ｈｓｏｋｄｌｏ）码环采用２阶延迟锁定环ＤＬ（ｅｙｌｃｅ￣ｑｅｃｋｄｌｐ辅ｏｏＬｐａｅｌｃｅｏｐ，Ｌｄｌｏｋｄａ
ｌｐ。ＭＴＡｏ）ＡＬＢ仿真结果表明，高达６ｏ在５ｇ的视距动态应力条件下该设计也能够表现出其精确、稳定的性能。关键词：捕获；跟踪；高动态；多普勒；鉴相器

QPSK扩频调制信号载波跟踪环路设计

QPSK扩频调制信号载波跟踪环路设计裴军;杜晓辉;胡正群【摘要】扩频接收基带通常需要载波跟踪环来完成本地载波与接收信号载波的同步,科斯塔斯环是常用的非相干载波相位跟踪环,具有较好的鉴相特性.本文基于常规的单路单载波解调的科斯塔斯环原理.对科斯塔斯环做了改进,提出了对双通道平衡QPSK扩频基带所用载波跟踪环科斯塔斯环的改进方法.并推导出环路误差鉴相信号,用Matlab进行了仿真实验,结果证明利用本环路可实现载波稳定跟踪.【期刊名称】《电信科学》【年(卷),期】2010(026)005【总页数】5页(P83-87)【关键词】科斯塔斯环;QPSK解调;载波相位跟踪环;直接序列扩频【作者】裴军;杜晓辉;胡正群【作者单位】中国科学院国家天文台,北京100012;中国科学院国家天文台,北京100012;中国科学院研究生院,北京100039;中国科学院国家天文台,北京100012【正文语种】中文1 引言扩频载波接收信号的基带处理主要包括载波信号的捕获和跟踪，载波信号的跟踪通常采用载波相位跟踪环来完成。

由于在扩频系统中，载波信号低于接收噪声信号，完全被淹没在噪声之下，因此载波相位跟踪环很难提取扩频载波信号的相干载波。

此外，由于扩频载波接收信号上有数据调制，没有足够长的导频信号供跟踪环捕获载波信号，因此高质量的相干载波不易得到[1]。

扩频接收机载波的解调过程依赖于扩频信号的解扩所获得的扩频增益，这就要求系统在完成载波信号和扩频码的搜索和捕获后，才能进行载波的稳定跟踪。

扩频接收机通常采用非相干的科斯塔斯环来完成对载波的跟踪，这种非相干码鉴相器对载波相位跟踪没有很强的依赖性，不需要知道载波的精确相位，只要相位估计误差相对于预检带宽足够小即可，在高动态、低载噪比和有干扰情况下其综合性能较好。

本文在单路科斯塔斯环的基础上，分析了双路平衡QPSK的解调方法，对用于载波相位跟踪的科斯塔斯环做了改进，使之能实现载波跟踪，并推导出了环路误差鉴相信号，利用本环路可实现载波信号的稳定跟踪，可以应用到双路平衡QPSK的电路设计中去。

高动态扩频信号捕获的多普勒补偿

耗；另一方面直接导致载波多普勒频率测频精度的降低影响
后续跟踪环路的锁定。因此高动态环境下的扩频信号捕获，多普勒补偿显得至关重要。现有文献大多仅考虑了载波频偏及伪码频偏的多普勒补偿，未考虑对多普勒变化率的补偿。频移的增大而减小。为保证多普勒频移与相关积分时间造成的衰减小于１ｄＢ，应满足以下公式
ｃａｎｅｌｉｍｉｎａｔｅｔｈｅｉｎｌｆｕｅｎｃｅｓｉｇｎａｌａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｒｏｕｓｅｄｂｙＤｏｐｐｌｅｒ￣ｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｃｈａｎｇｅｒａｔｅ．Ｉｔｃａｎｉｍ— ｐｒｏｖｅｔｈｒｅｓｈｏｌｄｏｆａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｐｒｅａｄｓｐｅｃｔｕｍ；ｈｒｉｇｈｄｙｎａｍｉｃ；Ｄｏｐｐｌｅｒｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ
关键词：扩；高动态；多普勒补偿
中图分类号：ＴＮ９１４．４文献标识码：Ａ文章编号：１００６— ０７０７（２０１３）０７—０１２２— ０３
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＤｏｐｐｌｅｒＣｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｉｎＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｏｆＨｉｇｈＤｙｎａｍｉｃＳｐｒｅａｄＳｐｅｃｔｒｕｍＳｉｇｎａｌｓ

高动态下长周期扩频信号快速捕获技术的研究

ｂａｅｎＦｓｄｏＦｒ，ｃｈｒｎｎｅｒｔｏｎｅｕａｎｏｏｅｅｔｉｔｇａｎａｄｒｇｌｒｗｉｄｗ，ｗｈｃａｌｒｄｃｈｅａｑｉｉｏｉａｇｌｉｉｈｃｌｅｕｅｔｃｕｓｔｎｔｉｍｅｌｒｅｙ
摘
要：高动态下长周期直扩信号由于大的多普勒频移影响捕获时间极长，提出了一种高动态
直扩系统中长周期伪码信号的快速捕获方法，该方法利用复数Ｆｒ与窗函数卷积以及相干累加Ｆ来实现，适合于多速率数据调制以及大频偏下低信噪比直扩信号的接收，捕获时间短，且易于硬件实现。实验结果表明，该方法在多普勒范围为一２０～＋５ｋｚ５２０Ｈ、低信噪比条件下快速实现
ＢＩＷｅ．ｏｇ．ＬＵ．ｉｇｉｈｎＩＬｉｎｎ
（ｏｌｅｆｎｏｍｔｎＳｉｎｅａｄＥｇｎｅｉｇＹｎｈｎＵｉｅｓｙＱｎ！ｎｄｏ０６０，ｈｎ）Ｃｌｇｆｒａｉｃｃｎｎｉｅｒｎ，ａｓａｎｖｒｉ，ｉｈ｜ｇａ６０４ＣｉａｅｏＩｏｅｔａ
ＡｂｔａｔＴｅａｑｉｉｏｉｆｌｎｅｉｄｃｓｎｌｂｃｍｅｒｏｇｒｉｉｈｄｎｍｉｔｔ．Ａｓｒｃ：ｈｃｕｓｔｎｔｉｍｅｏｏｇｐｒｉｉａｅｏｓｍｏｅｌｎｅｎｈｇｙａｃｓｅｏｇａｆｓａｑｉｉｏｓｈｍｅｏｏｇｐｒｄｃｉｎｏｉｃｅｕｎｅｓｒａｐｃｒｍｙｔｍｎｈ．ａｔｃｕｓｔｎｃｅｆｌｎｅｉｉｓａｆｒｄｒｔｓｑｅｃｐｅｄｓｅｔｉｏｇｌｅｕｓｓｅｉｉｈｇｄｎｍｉｔｔｓｄｖｌｐｄｉｈｓｐｐｒｈｃｓｅｐｃａｌｕｔｂｅｆｒｔｅｓｌｎｏｓｐｓｎｅｏｙａｃｓａｅｉｅｅｏｅｎｔｉａｅ，ｗｉｈｉｓｅｉｌｓｉｌｈｉｔｅｕｒｅｃｆｙａｏｍｕａｅｖｌｕａｅｄｔｄｌｔｎａｄｗｄｏｐｅｈｆｒｎｅａｏｉｎｌｔ — ｏｓａｉ．ＴｅｔｃｎｑｅｉａｏｓｒｔａｍｏｕａｉｎｉｅＤｐｌｒｓｉａｇｔｌｗｓａ — ｎｉｅｒｔ３ａｏｔｇｏｏｈｅｈｉｕｓ

高动态跳频载波跟踪技术

第４４卷　第２期系统工程与电子技术Ｖｏｌ．４４　Ｎｏ．２２０２２年２月ＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＦｅｂｒｕａｒｙ２０２２文章编号：１００１５０６Ｘ（２０２２）０２０６７７０７　网址：ｗｗｗ．ｓｙｓｅｌｅ．ｃｏｍ收稿日期：２０２１０３２４；修回日期：２０２１０５２０；网络优先出版日期：２０２１０８２７。

网络优先出版地址：ｈｔｔｐｓ：∥ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／１１．２４２２．ＴＮ．２０２１０８２７．０９４９．００４．ｈｔｍｌ通讯作者．引用格式：刘艺，周晓雄，程广俊．高动态跳频载波跟踪技术［Ｊ］．系统工程与电子技术，２０２２，４４（２）：６７７６８３．犚犲犳犲狉犲狀犮犲犳狅狉犿犪狋：ＬＩＵＹ，ＺＨＯＵＸＸ，ＣＨＥＮＧＧＪ．Ｈｉｇｈｄｙｎａｍｉｃｃａｒｒｉｅｒｔｒａｃｋｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｆｒｅｑｕｅｎｃｙｈｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０２２，４４（２）：６７７６８３．高动态跳频载波跟踪技术刘　艺，周晓雄，程广俊（北京遥感设备研究所，北京１００８５４）摘　要：在无人机或导弹等高速运动目标间建立稳定、可靠的通信链路，需要突破高动态下的载波跟踪技术，考虑跳频通信系统的突发传输模式，本文提出基于开环最大似然估计（ｍａｘｉｍｕｍｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ，ＭＬＥ）和扩展卡尔曼滤波跟踪算法的高动态载波信号跟踪技术。

通过理论和仿真分析证实了该算法可有效克服传统环路的缺点，能够在低载噪比下稳定工作且跟踪频率误差小，可快速实现高动态环境下载波跟踪。

尤其对于初速度为３００ｍ／ｓ，初始加速度为１５犵，加加速度为每秒６０犵的高动态场景，本算法在低载噪比为３５ｄＢＨｚ时锁定不同跳频频率的锁定时间缩短到传统算法的１％～２０％，效果显著。

关键词：载波跟踪；最大似然估计；高动态；扩展卡尔曼滤波器中图分类号：ＴＮ９１１文献标志码：Ａ犇犗犐：１０．１２３０５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０６Ｘ．２０２２．０２．３９犎犻犵犺犱狔狀犪犿犻犮犮犪狉狉犻犲狉狋狉犪犮犽犻狀犵狋犲犮犺狀狅犾狅犵狔犻狀犳狉犲狇狌犲狀犮狔犺狅狆狆犻狀犵狊狔狊狋犲犿狊ＬＩＵＹｉ，ＺＨＯＵＸｉａｏｘｉｏｎｇ，ＣＨＥＮＧＧｕａｎｇｊｕｎ（犅犲犻犼犻狀犵犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犚犲犿狅狋犲犛犲狀狊犻狀犵犈狇狌犻狆犿犲狀狋，犅犲犻犼犻狀犵１００８５４，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈａｓｔａｂｌｅａｎｄｒｅｌｉａｂｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｌｉｎｋｓｂｅｔｗｅｅｎｕｎｍａｎｎｅｄａｅｒｉａｌｖｅｈｉｃｌｅｏｒｍｉｓｓｉｌｅｓ，ｗｅｎｅｅｄｔｏｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈｕｎｄｅｒｈｉｇｈｄｙｎａｍｉｃｃａｒｒｉｅｒｃａｐｔｕｒｅａｎｄｔｒａｃｋｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｅｍｅｒｇｅｎｃｙｏｆｆｒｅｑｕｅｎｃｙｈｏｐｐｉｎｇｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂｕｒｓｔｔｒａｎｓｆｅｒｍｏｄｅ，ａｎｏｐｅｎｌｏｏｐｏｆｍａｘｉｍｕｍｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ（ＭＬＥ）ａｎｄｅｘｔｅｎｄｅｄＫａｌｍａｎｆｉｌｔｅｒｉｓａｆａｖｏｒａｂｌｅｃｈｏｉｃｅｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｃａｒｒｉｅｒｔｒａｃｋｉｎｇｉｎｈｉｇｈｄｙｎａｍｉｃｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｉｔｉｓｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｏｖｅｒｃｏｍｅｔｈｅｄｒａｗｂａｃｋｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｌｏｏｐ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｔｒａｃｋｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｃａｎｗｏｒｋｓｔｅａｄｉｌｙｉｎｔｈｅｌｏｗｃａｒｒｉｅｒｔｏｎｏｉｓｅｒａｔｉｏｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅ，ａｎｄｃａｎｑｕｉｃｋｌｙｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｃａｒｒｉｅｒｔｒａｃｋｉｎｇａｔｌｏｗｅｒｒｏｒｒａｔｅｏｆｃａｒｒｉｅｒｔｒａｃｋｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｎｈｉｇｈｄｙｎａｍｉｃｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｆｏｒｔｈｅｈｉｇｈｄｙｎａｍｉｃｓｃｅｎｅｗｉｔｈｉｎｉｔｉａｌｓｐｅｅｄｏｆ３００ｍ／ｓ，ｉｎｉｔｉａｌａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｏｆ１５犵ａｎｄｊｅｒｋｏｆ６０犵ｐｅｒｓｅｃｏｎｄ，ｔｈｅｃａｐｔｕｒｅａｎｄｔｒａｃｋｉｎｇｔｉｍｅｏｆｔｈｉｓａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｒｅｄｕｃｅｄｔｏ１％～２０％ｏｆｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｌｏｏｐａｌｇｏｒｉｔｈｍｗｈｅｎｔｈｅｌｏｗｃａｒｒｉｅｒｔｏｎｏｉｓｅｒａｔｉｏｉｓ３５ｄＢＨｚ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｃａｒｒｉｅｒｔｒａｃｋｉｎｇ；ｍａｘｉｍｕｍｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ（ＭＬＥ）；ｈｉｇｈｄｙｎａｍｉｃ；ｅｘｔｅｎｄｅｄＫａｌｍａｎｆｉｌｔｅｒ０　引　言复杂的战场环境下，无人机、导弹等高速飞行体在高动态环境下的通信问题已日益成为研究热点。

一种高动态弱GNSS_信号跟踪解调算法研究与实现

第 21 卷第 11 期2023 年 11 月太赫兹科学与电子信息学报Journal of Terahertz Science and Electronic Information TechnologyVol.21，No.11Nov.，2023一种高动态弱GNSS信号跟踪解调算法研究与实现吴军伟，梁涛涛，王川(中国工程物理研究院电子工程研究所，四川绵阳621999)摘要：在某些高动态弱信号场景中，载波相位难以锁定。

为实现对高动态弱全球导航卫星系统(GNSS)信号的跟踪，考虑锁频环较锁相环更为鲁棒，提出了一种基于锁频环(FLL)+差分解调的算法，实现对GNSS信号的跟踪和解调。

该算法采用二阶FLL实现对卫星信号的频率进行跟踪，差分解调算法实现对比特数据的解调。

工程应用上，算法采用现场可编程门阵列和数字信号处理器(FPGA+DSP)的架构实现，在FPGA中实现信号的跟踪信号的前处理，在DSP中实现跟踪环路算法、位同步和差分解调。

本文在Matlab平台中实现算法的仿真，通过模拟器平台和对天接收真实的GNSS信号对算法进行验证。

仿真结果与实验结果表明，该算法在高动态弱信号条件下能实现对卫星信号的稳定跟踪和数据的解调，克服了锁相环难以锁定导致数据无法解调的难题，最终实现GNSS信号在该条件下的位置、速度和时间(PVT)解算。

关键词：高动态弱GNSS信号；二阶FLL；比特同步；差分解调；现场可编程门阵列和数字信号处理器(FPGA+DSP)中图分类号：TN961 文献标志码：A doi：10.11805/TKYDA2021322Research and implementation of tracking demodulation algorithm for highdynamic and weak GNSS signalWU Junwei，LIANG Taotao，WANG Chuan(Institute of Electronic Engineering，China Academy of Engineering Physics，Mianyang Sichuan 621999，China)AbstractAbstract：：In some high dynamic weak signal scenarios, the carrier phase is difficult to lock. In order to track the high dynamic weak Global Navigation Satellite System(GNSS) signal, considering thatthe Frequency Locked Loop(FLL) is more robust than the Phase-Locked Loop(PLL), an algorithm basedon FLL+differential demodulation is proposed to track and demodulate the GNSS signal. The algorithmuses the second-order FLL to track the frequency of satellite signal, and the differential demodulationalgorithm is employed to demodulate bit data. In engineering application, the algorithm adopts thearchitecture of Field Programmable Gate Array+Digital Signal Processing(FPGA+DSP), realizes the pre-processing of signal tracking signal in FPGA, and realizes the tracking loop algorithm, bitsynchronization and differential modulation in DSP. The simulation of the algorithm is performed inMatlab platform, and the algorithm is verified by receiving the real GNSS signal from the simulatorplatform and the sky. The simulation and experimental results show that the algorithm can realize thestable tracking of satellite signal and data demodulation under the condition of high dynamic and weaksignal, and overcome the problem that the data cannot be demodulated due to the difficulty of PLLlocking, finally realize the Position Velocity and Time(PVT) solution of GNSS signal under this condition.KeywordsKeywords：：high dynamic and weak Global Navigation Satellite System(GNSS) signal；the second order Frequency Locked Loop(FLL)；bit synchronization;differential demodulation；Field ProgrammableGate Array+Digital Signal Processor(FPGA+DSP)在某些特殊的弱信号、高动态环境下[1]，天线相位衰减起伏较大，锁相环无法实现对GNSS信号的相位跟踪，无法实现数据的解调和观测量的提取，导致PVT解算结果错误甚至解算中断。

高速通信中的载波相位跟踪

高速通信中的载波相位跟踪崔准;郏文海【摘要】In order to solve the communication speed of the spread spectrum communication system is relatively low and unable to meet the communication needs of high-speed wireless transmission of high-definition image, a key technology is studied to achieve high- speed baseband demodulation, which is the carrier phase tracking technology.%为了解决扩频通信体制的通信速率相对较低而无法满足高速高清图像的无线传输通信需要的问题，文中对实现高速基带解调的一项关键技术，也就是载波相位跟踪技术进行了研究。

【期刊名称】《物联网技术》【年(卷),期】2012(002)003【总页数】4页(P63-65,68)【关键词】高速通信;载波;相位跟踪;正交下变频【作者】崔准;郏文海【作者单位】中国电子科技集团公司第二十研究所,陕西西安710068;中国电子科技集团公司第二十研究所,陕西西安710068【正文语种】中文【中图分类】TN9110 引言采用扩频体制的通信系统具有较高的抗干扰能力，但由于扩频通信体制通信速率相对较低，无法满足一些高速通信的需要，如高清图像的无线传输，因此只有通过解调基带码流才能获取较高的信道速率，从而满足此类场合的无线数据传输需求。

而实现高速基带解调的其中一项关键技术就是载波相位跟踪。

为此，本文对高速通信中的载波相位跟踪技术进行了研究。

1 载波相位跟踪理论分析1.1 载波相位误差对信息解调的影响对于以相位键控方式调制的中频信号，接收方通常在中频采样后采用正交下变频的方式将输入的中频采样信号分解为两路正交的基带码流I路和Q路。

扩频通信中直接扩频系统的同步技术

摘要扩频通信作为一种新型的通信体制，具有很多独特的优点，在军用和民用领域中都得到了广泛的应用。

扩频通信中一个关键性的问题就是扩频信号的同步，包括捕获和跟踪两个步骤，同步性能的优劣直接影响到整个扩频通信系统的性能。

因此，对直扩系统同步的研究具有很大的实用价值。

本文深入研究了扩频通信中直接扩频系统的同步技术，包括伪随机(PN)序列的捕获、跟踪和载波同步。

在伪随机(PN)序列的捕获中研究了串并结合的大步进方法。

研究了伪码串行-载波并行、伪码并行-载波串行、伪码串行-载波并行、伪码并行-载波并行4种捕获方法。

在特定的参数下，设计出直扩通信系统，并在高斯信道条件下，仿真得出了直扩系统的误码率性能曲线，在此基础上运用了伪码并行-载波串行的方法进行仿真分析，从MATLAB仿真结果可以看出捕获方案确实可行。

关键词：扩频通信；同步；捕获；跟踪AbstractAs a new type of communications system,spread spectrum communications has many unique advantages, and has been widely used in both military and civilian fields. The synchronization of spread specturn signal, including acquisition and tracking, is the key problem of spread specturn communication. The performance of synchronizing has direct impact on the whole spread spectrun communication system. As a result, it’s very important to discuss this problem.This paper researches into synchronization techniques of direct-sequence spread spectrum systems, which include PN code acquisition, PN code tracking and carrier recovery. we studied PN acquisition scheme, large step acquision scheme. This paper discusses four capture methods about serial PN code, serial carrier, parallel PN code, serial carrier, serial PN code, parallel carrier, and parallel PN code, parallel carrier. Incertain parameters, design of direct sequence spread spectrum communication system, and in the Gauss channel conditions, simulation of the curve of the BER performance of DSSS system, on the basis of using the parallel PN code, carrier serial simulation, simulation results can be seen from the MATLAB capture scheme is feasible.Keywords: S pread Spectrum Communications; Synchronization; Acquisition; Tracking目录1 绪论 (1)2直接序列扩频通信的理论基础 (4)2.1扩频通信的理论基础 (4)2.1.1基本理论 (4)2.1.2扩频通信的特点 (5)2.2直接序列扩频通信系统 (6)2.3伪随机序列 (9)2.3.1m序列 (10)3 直接序列扩频系统的同步 (12)3.1同步机理 (12)3.2信号捕获 (12)3.3 信号跟踪 (17)3.3.1 载波跟踪技术 (17)3.3.2 锁相环原理 (18)3.3.3 锁频环原理 (20)3.3.4 锁相环与锁频环的性能比较 (21)4直扩系统的仿真分析 (23)4.1设计参数 (23)4.2 直扩通信系统的原理框图 (23)4.3直扩通信系统的仿真分析 (24)4.4 直扩系统的抗干扰性能分析 (30)5 同步仿真分析 (31)5.1同步参数设计 (31)5.2 PN码的自相关性仿真 (31)5.3 捕获 (32)5.4 跟踪 (36)结论 (39)致谢 (40)参考文献 (41)附录A 英文原文 (43)附录B 中文翻译 (55)附录C 程序 (64)1 绪论扩频通信是建立在ClaudeE.Shannon 信息论基础之上的一种新型现代通信体制。

一种应用四相鉴频的扩频接收机载波快速同步技术研究

⑥ ２０ＳｉｅｈＥｇｇ０８ｃ．Ｔｃ．ｎｎ．
一
种应用四相鉴频的扩频接收机载波快速同步技术研究
李陟吕卫华
（国空空导弹研究院，阳４１０中洛７０９）
摘
要
针对高动态扩频接收机的设计要求，为提高载波同步的速度，出了一种应用四相鉴频算法的载波快速同步方案。提
（）中，１式ｋ为离散时间点；（为伪随机码码片）相位差；（）ｓｃｆ１）为频差时的伪随机舡Ｊ］ｉ（ｄＴｊｎ｝
的鉴频辅助策略，对载波同步效率有较大影响。本
文针对这种影响，过分析四相鉴频算法特点，通提
维普资讯
第８卷第１８期２００８年９月１７ —８９２０）８５７－６６１１１（０８１— １８０
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ．Ｎ１８ｏ．８１
Ｓｐｅ．２００８
ＳｉｎｅＴｃｎｌｇｎｎｉｅｒｇｃｅｃｅｈｏｏｙａｄＥｇｎｅｉｎ
Ｑ（）Ｒ［）・ｉｃｆ￣）Ｉ＝Ａ（］ｓ（ａＴ × ｉ｝ｎｒｓ［（一１２Ｔ＋】Ｑ）ｉ２ｎｊ／）＋ｎ（｝（）１
低至叉积频率线性跟踪环的工作范围后进行载波
频率跟踪，同步能够满足快速性与准确性的要使求。四相鉴频辅助频率牵引性能的改善对载波同步中辅助频率捕获产生了积极的作用。但是不同

电力通信中扩频捕获跟踪技术

２研究方案
经推导可得周期为Ｐ的ｍ的自相关函数为
现有的扩频通信系统共有四种基本方式，分别为
直接扩频，跳频，跳时和线形调频，及这些基本方式的组合。本文采用直接扩频的方法，所谓直接扩频
（）ｆ＝
维普资讯
用积分时间最短的积分器进行积分并对其输出判决，
周而复始。当Ｐ很大时，ｍ的自相关函数与白噪声类
似。相关检测就是利用这一特性来检测自相关函数值
为ｌ的码。［】４
这样就可以快速地去掉非同步状态。当然，这会引起
很高的虚警概率。如果输出大于门限，则判决为同步
钟颖仪
陈忠辉陈新
福州大学物理与信息工程学院福建
福州５００５０２
【摘要】针对电力通信中，载波频率不高，传输信息量较少的特点提出一套数字化扩频通信捕捉，跟踪方案，结合现代通信技术与数字信号处理技术，对传统的扩频通信进行改进，有效提高其传输准确率。【关键词】数字化扩频通信捕获跟踪【文献标识码】Ａ【中图分类号】Ｔ９４４Ｎ１．２
气控制，还提供了名为扩频信号处理器的单片集成电
路。【】国内这几年，也开始重视配电网低压电力线ｌ扩频载波通信技术，国内一些大学和公司正在进行这方面的研究工作，引进了一些国外的技术和产品，也有一些产品面世。这些芯片在国外比较干净的电网中通信效果还不错，但由于国内的配电网络结构与国外有一定的差别，且国内的用户环境比国外复杂得多，特别是低压电网脏（负荷重，噪声干扰大）的特点，这些芯片在国内使用的效果并不好，面上还无此类可市

高动态环境下扩频系统的快速同步方案

０引言
所谓高动态环境就是指通信系统中接收机／发射机等信号载体具有非常高的绝对速度（常高于通３马赫）加速度（、通常大于３ｇ、加速度（０）加通常大
而达到快速、确的捕捉和解调信号。通过仿真发精
ｕｄｒｈｇｙａｉｉｃｍｓａｃｎｅｉｈｄｎｍｃｃｒｕｔｎｅ
ＣＥｈｎＩＮＬａｇＹＮｅｇＨＮＣｅ，ＱＡｉｎ，ＡＧＦｎ，ＷＡＧＷｅＮｉ
（ｃｏｌｆｌｔｎｃＩｆｒｔｎａｄＥｅｔｃｌｎｉｅｒｇＳａｇａＪａｔｎｎｅｓｙＳａｇａ２０４，ｈｎ）Ｓｈｏｅｒｉｎｏｍａｏｎｌｒａｇｅｉ，ｈｎｈｉｉｏｇＵｉｒｉ，ｈｎｈｉＯ２ＯＣｉｏＥｃｏｉｃｉＥｎｎｏｖｔａ
ｃｒｅａｉｎｆｒｆａｙｃｒｎｚｔｎａｍｐｅｎｉｇＰ／Ｆｏｉｅ￣ｅｕｎｙｒｃｖｒｎｏｐ．ＩｏｒｌｔｒｍｅｓｎｈｏｉａｉｎｄｉｌｍｅｔｎＵＪ，ＬＬｃｍｂｎｄｏｏｏｑｅｃｅｏｅｉｇｌｔｕｅｆｕ — ａｒｎ￣ｅｕｎｃｄｓｒｍｉａｏｔａｑｉｅｈｃａｓ￣ｅｕｎｙｓｉ；ｔｎｓＣＤＡＦｓｓｏｒｑｕｄａｔｑｅｙｉｃｉｎｔｒｏｃｕｒｔｅｏｒｅｑｅｃ —ｈｆｔｈｅｕｅＣ
摘要：提出了一种应用于高动态环境下扩频系统的快速同步方案，通过优化帧结构设计，利用

基于PMF-FFT的高动态多进制扩频信号的捕获算法

直接序列扩频通信系统（ＳＳ以抗干扰能力强、ＤＳ）功率谱密度低、具有隐蔽性和低的截获率等优点，获得日益广泛的而
ＨＵＡＮＧｉ－ｈｏＨＡＮＧＴａ — ｉＬｅｃａ，Ｚｉｎｑ，ＤＵＸｉｏｈａａ — ｕ，ＢｕｎＡＩａＪ
（ｈｎｑｎｅａｏａｏｙｏｉｎｌＩｏｍｔｎＰｏｅｓｇ，ｈｎｑｎｎｅｉｏｔ＆ＴｌｏＣｏｇｉｇＫｙＬｂｒｔｒｇｕ＆ｎｒａｉｒｓｎＣｏｇｉｇＵｉｒｔｏｓｆＳｆｏｃｉｖｓｙｆＰｓｅｃｍｍｕｉｔｎ，Ｃｏｇｉ００５Ｃｉｅｎｃｉｓｈｎｑｎ４０６，ｈａｏ１年９月
计算机应用研究
ＡｐｌａｉｎＲｅｅｒｈｏｍｐｔｒｐｉｔｓａｃｆＣｏｕｅｓｃｏ
Ｖ０．８Ｎｏ９１２．Ｓｐ２１ｅ．０１
基于Ｐ — ＦＭＦＦＴ的高动态多进制扩频信号的捕获算法米
并在此基础上分析了部分相关器长度、兀１Ｆ点数及累积次数对捕获性能的影响。在理论分析的前提下，通过计算机仿真验证了该方法的可行性。
关键词：多进制扩频；高动态；捕获；ＭＦＦＴ；功率谱累积Ｐ —Ｆ
中图分类号：Ｔ９４Ｔ３１６Ｎ１；Ｐ０，
黄烈超，天骐，晓华，白张杜娟
（重庆邮电大学信号与信息处理重庆市重点实验室，重庆４０６）００５

高动态GNSS导航接收机中扩展卡尔曼跟踪算法的研究

状态更新方程为：
＝
１［＇１４１（，。
ｔ＋（ｚ（））
ｋ＋１（，一Ｉ）其中
这里＝ ± ｌ是第ｋ个Ｔ时间段内的未知数据比特，，（）和（ ”为零均值高斯白噪声。Ａ为ＮＣＯ更新是根据ＥＫＦ的滤波输出对接收信号信号幅度，观测噪声ｎ（ｋ）的方差阵可表示为：与本地信号之间的相位差、频率差进行校准。因此第ｋ＋１个Ｔ时间段相位旋转的本地ＮＣＯ的初咖）相位和频率分别为：其中＝Ｎｏ／（ｚｒ。）。（＾＋１）（）＋２。（）＋（）（２２）为了适应高动态条件，选择四阶ＥＫＦ跟踪（＋１）＝（）＋（）（２３）环路，对接收信号与本地信号的相位残差建３．２载波环辅助码环模，其状态方程和观测方程为：卫星信号Ｌｌ频段载波频率＝ｔ５７５．４２Ｍｎｚ，母｝十（６）而Ｃ／Ａ码码率为１．０２３ＭＨｚ，在相同的动态应力（７）情况下，Ｃ／Ａ码信号所受到的多普勒频率远小其中，，＝ｏＡｋ），ｌ０，．．．，０］（８）于载波多普勒频移，它们之间的比率为， ‘ １式中（），（）， ’ （ ’ （圳：为状态向因此可以用载波环估计的多普ＬＬＪ叶Ｕ量，表示相位残差和频率及其导数，ｗ是状态勒频移来辅助码环。噪声，：ＩＩ为观测值，Ｉ，＝ｉ｝为观测噪声，４．性能仿真与分析表示状态转移矩阵，Ｔ为相干积分时间。用于测试本文提出的环路的指标是采用美状态转移矩阵为：国喷气推进实验室（ｊＰＬ）定义的高动态模拟环ｈ２２ｚＴ／２２ｚｌ ’ ／６１境，是某些机动导弹的上边界条件。整个过程ｓ，其中最为严重的动态是发生在（９）持续时间为８。０ ‘ ３ｓ一３．５ｓ和５．５ｓ一６ｓ两个时间段内分别为ｌＯＯｇ／ｓ０００Ｉ１ｌ的正、负加加速度，其间是２５ｇ的常加速度。接收机所在的高动态载体的速度、加速度和加０（１０）加速度的轨迹如图２所示。ｏ０ｌ

高动态环境下载波信号的快速捕获方法探讨

高动态环境下载波信号的快速捕获方法探讨作者：金璐张延彬来源：《计算机光盘软件与应用》2012年第21期摘要：我国北斗二代卫星导航系统采用三类异质卫星组成的混合星座导航系统，高动态绘给载波信号带来较高的多普勒频移，造成载波跟踪环失锁，影响载波的同步，提高载波快速捕获能力极为重要。

本文基于北斗二代卫星导航系统，研究了高动态环境下载波信号的快速捕获方法。

关键词：北斗二代；高动态环境；载波信号；快速捕获中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 21-0000-021 引言我国北斗一代导航系统采用的是“双星定位”的方法，仅覆盖我国本土区域，采用主动式双向测距二维导航原理来实现定位，对于高速运动体的定位误差极大。

北斗二代则同北斗一代不同，是由三类异质卫星组成的混合星座导航系统，采用“无源定位”的方法，理论上讲同GPS定位精度相差无几，拥有更强的军事应用能力。

在设计上北斗二代需要发射35颗卫星，比美国GPS还要多出11颗，截止2012年5月，我国北斗二代已经成功发射了第十颗卫星。

虽然理论上讲北斗二代拥有比GPS更高的精度，但北斗二代目前还不够完善，尤其是高动态环境下载波信号的快速捕获上能力还有所不足，极容易造成载波跟踪环失锁现象，影响载波和码跟踪的同步。

下面，本文就高动态环境下载波信号的快速捕获方法进行简要的探讨。

2 高动态扩频接收技术简述在上世纪七十年代中后期，GPS系统启动后，卫星通信开始使用扩频体制、伪码测距技术，至九十年代随着现代信号处理技术的发展，产生了基于FFT的频域方法，用于快速观测载波瞬时频率位置，以实现载波信号的快速捕获和跟踪。

随着技术的发展，自适应滤波技术开始被应用于高动态多普勒条件下载波相位估计之中。

目前，国外在高动态扩频技术与相关接收机设备方面对我国实行封锁，尤其是关键和核心技术自主化方面极低，极大的限制了我国航天与国防技术的发展，因此我国急需一套自主研发的针对北斗二代的高频动态载波信号快速捕获方法，以提升卫星导航系统的实时性和动态性。

BOC信号跟踪技术的研究

BOC信号跟踪技术的研究
刁鸣;邓云飞
【期刊名称】《弹箭与制导学报》
【年(卷),期】2008(028)003
【摘要】BOC调制是通过将扩频码与一个频率为扩频码速率的整数倍的方波副载波相乘得到.由于其自相关函数的多峰性,将增加这种信号的捕获难度和误跟踪的可能性.文中通过讨论BOC(1,1)信号,详述了BOC(1,1)信号的跟踪模糊问题,找出了一种适合其本身的码跟踪技术,并给出一种改进的适用于新的相关函数的鉴相器算法.这种算法消除了边峰带来的误跟踪威胁.最后通过仿真验证了所述算法的正确性和有效性.
【总页数】3页(P261-263)
【作者】刁鸣;邓云飞
【作者单位】哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,哈尔滨,150001
【正文语种】中文
【中图分类】TN967.1
【相关文献】
1.基于自相关函数重构的BOC信号无模糊捕获算法研究 [J], 吴伟;杨会英
2.高阶BOC调制信号无模糊跟踪技术性能比较 [J], 刘中伟;黄仰博;唐小妹;欧钢
3.高阶BOC信号的无模糊接收算法研究 [J], 李宏博;王雪;卢晓春
4.非协作BOC信号检测与捕获跟踪技术研究 [J], 熊兴雨;倪淑燕;程乃平
5.非协作BOC信号检测与捕获跟踪技术研究 [J], 熊兴雨;倪淑燕;程乃平
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基于UPF的高动态北斗卫星信号的载波跟踪

基于UPF的高动态北斗卫星信号的载波跟踪
王海辉;孙希延;纪元法
【期刊名称】《桂林电子科技大学学报》
【年(卷),期】2015(000)004
【摘要】针对扩展卡尔曼滤波(EKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)等高动态信号载波跟踪算法存在跟踪精度不高的问题,采用无迹粒子滤波(UPF)算法对高动态北斗卫星信号载波进行跟踪。

UPF 算法结合粒子滤波(PF)和无迹卡尔曼滤波,采用PF对载波状态变量进行估计,同时使用 UKF滤波器对粒子进行权值的重新分配,解决了粒子退化问题。

通过 Matlab 仿真对比,基于 EKF、UKF、UPF的跟踪算法的载波频率误差分别为-15~15、-10~10、-4~4 Hz,验证了 UPF算法的优越性。

【总页数】5页(P259-263)
【作者】王海辉;孙希延;纪元法
【作者单位】桂林电子科技大学信息与通信学院，广西桂林 541004;桂林电子科技大学信息与通信学院，广西桂林 541004;桂林电子科技大学信息与通信学院，广西桂林 541004
【正文语种】中文
【中图分类】TN967.1
【相关文献】
1.高动态GPS卫星信号混合载波跟踪算法设计 [J], 刘满国;张科
2.基于软技术的高动态扩频信号载波跟踪技术 [J], 任俊涛;邵定蓉;李署坚
3.四相鉴频器辅助的高动态BOC信号载波跟踪 [J], 闫振华;张天骐;张世会;欧旭东
4.基于自适应锁相环的高动态GPS信号载波跟踪算法 [J], 李金海;巴晓
辉;SHERAZ;Anjum;陈杰
5.一种新型的用于深空高动态微弱信号载波跟踪环 [J], 齐航天; 张晓林; 朱丽锦因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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３多进制扩频系统载波跟踪方案
对于多进制扩频系统，在高动态环境下由于加速度
引起的多普勒频偏变化，在初始捕获时无法仅通过ＦＴＦｒ
图中ｃ，，Ｃ是滤波器两个重要的参数，这两个参数是由滤波器的噪声带宽、时间周期和阻尼因子决定的，１）式（４
本地载波振荡器产生的同相支路和正交支路分别为
Ｑ（Ｔｋ）＝ｓ（ｋ２ｋ）ｉｗＴ＋（Ｔ）ｎ
和式（５为Ｃ，１）１ｃ的计算公式，详细推导见文献［］７。
悲－
（１１）
（２１）
ｋ）＝ｓｎＤｔ）・ｒｓ（ｇ（ｏ（）Ｃｏｓ）＝ｓｎＤｔ）・后Ｄ（一１ｇ（ｏ（）ＡＤ（））・
÷ｃｓ（Ｔ）ｏ（ｋ）
１
ｓｅ（ｉｎ
×叮）Ｘｓ（一一）＋Ｔｉ１（）ｒ，ｎ
现动态信号的快速、精确跟踪。理论分析和仿真结果表明，该方法具有良好的跟踪效果。
【关键词】高动态；制扩频；多进载波跟踪；频环；相环锁锁
ＳｔｄｙｏｒｉｒＴｒｃｉｇｆｒＨｉｈｎｍｉ－ｙＳｅｄＳｃｒｍｉｎａｓｕｆＣａｒｅａｋｎｏｇＤｙａｃＭａｒｐｒａｐｅｔｕＳｇｌ
［ｏ（￣Ｔ＋ｌｋ）＋（Ｔ）＋ｃｓ２ｋ（Ｔ２ｋ）ｏ（）９
分时间；为阻尼因子，常取经验值＝０７７；ｄ，０．０ＫＫ分
别为鉴别器和压控振荡器的增益。
ｅｓｑ（Ｔ）ｏ（￣ｋ）］。
＝Ｓｋ）・（Ｔ（Ｔｐｋ）＝
的增大必然会引起噪声的增加，因此还会影响跟踪精度。锁频环（Ｌ）ＦＬ只是跟踪载波频率，鉴频器的输出是载波频率跟踪误差，具有较好的动态性。基于ＰＬ和ＦＬ的优ＬＬ
设输中频信号经混频，积分清除后得到的信号为，）一Ａｋｓｃ（）・Ｔ］・（Ｄ（）ｉ［ｋ１ｎ
ＦｌｌｅｔｏｆｃｒｉｒｔａｋｎｏｉｉｇＦＬｔＬｓｐｅｅｔｄｉｈｓｐｐｒＴｅｄｎｍｉｓｏｈｉｎｌｃｎｂｅｖｄｂＬ．ｎｈＪ．ａｎｗｍｅｈｄｏａｒｅｒｃｉｇｃｍｂｎｎＬｗｉｈＰＬｉｒｓｎｅｎｔｉａｅ．ｈｙａｃｆｔｅｓｇａａｅｒｍｏｅｙＦＬａｄｔｅＪｐａｅｃｎｂｒｃｅｒｃｓｌｙＰＬＴｈｏｙａａｙｉｎｉｌｔｏｅｕｔｈｗｈｔｔｓｍｅｈｄｈａｈａｏａｌｆｅｔｈｓａｅｔａｋｄｐｅｉｅｙｂＬ．ｅｒｎｌｓｓａｄｓｍｕａｉｎｒｓｌｓｓｏｔａｈｉｔｏｓｔｅｆｖｒｂｅｅｆｃ．
所以误差信号为
１
＝ × ＝ｉ２ｋ）寺ｓ（￣Ｔ）ｎｑ（
（）１３
＝［（一式中：）输出信号与ｓ（￣（Ｔ）成正比，ｉ２ｋ）ｎ经环路滤波后，实现载波同步。
Ａｋ１］Ｌ（一）Ｔ＝
；Ｉ当
Ｖ１＝ｓｋ）・（Ｔ＝（Ｔ，ｋ）
去
ｏ
（５１）
位。
式中： ∞ 为环路固有振荡频率，通常在设计时用滤波器的
ＣＳＯ（
—
＋ｌｋ）ｃｓ∞ ＋（Ｔ）＝（Ｔ）・ｏ（２ｋ）
噪声带宽曰来取代，＝（）；Ｂ１＋Ｔ为相干积
【ｂｔｃ】ｏｔｕｓｏｒｅｎｈｎａｏｉ－）ａｉＭａｙｐｅｄｓｅｔｉａ，ａｅｎｎｌｉｇｈｄａｔｅｆＬｎＡｓａｔＦｒｈｑｅｉｏｃｒｒｙｃｒｉｔｎｏｈｈｄｎｍｃ —ｒｓｒｐｅｒｅｔｎｆａｉｓｏｚｉｆｇａｍｍｓｎｌｂｓｄｏａｚｅａｖｎｇｓＬａｄｇｓａｙｎｔａｏＰ
ＴＭ．ｓ．Ｎ丌Ｇ
嘲教耪磺
Ｉ０哐ａｉ … ｅａｎｉ４
【本文献信息】黄烈超，张天骐，谭方青，．等高动态多进制扩频信号的载波跟踪技术研究［］电视技术，１，（）Ｊ．２２３３０６
高动态多进制扩频信号的载波跟踪技术研究
锁相环直接跟踪载波的相位，由于Ｃｓｓ对载波ｏｔ环ａ
２环路滤波器（ＦＬ）
环路滤波器在载波跟踪环路中有着非常重要的作用，不仅具有低通滤波作用，更重要的是对环路参数调整起着决定性作用。文献［］６对各种常用的环路滤波器做
）
Ｃ使跟踪输人载波，当（Ｔ一０时，ｋ）认为・ｌ＇时，ｉ订《了ｒｒｓｅ（ × 去控制ＮＯ，ｎ一。由此误差控制量
叮）一１，ｉ（一Ｔｓ￣ｎ
１２锁相环．
来控制载波ＶＯ调整频率产生，Ｃ以达到跟踪频率的目的。
黄烈超，张天骐，谭方青，余熙
（重庆邮电大学信号与信息处理重庆市重点实验室，重庆４０６）００５
【要】针对高动态环境下多进制扩频信号的载波同步问题，摘在分析锁相环（Ｉ）ＰＪ和锁频环（Ｌ）ＬＦＬ环路各自优点的基础上，研究了采用锁频环和锁相环相结合的方式进行载波信号跟踪。利用ＦＬ动态适应能力较强和ＰＬ具有较好跟踪精度的特点，ＬＬ实
１４《视术第３卷第期总７期稿网ｔ：ｗ．ｅＥａ１电技》６３（第３ｊ８Ｉ投址ｈ／ｗｉｏ．ｔ／Ｖｐｗｄｃ
嚼橱擞螭
ＩＩ匹ｎ＊ｃｎＥｄ０ｉｒｃｉｑ
ＴＭＧＲＮ８
＝
为了便于分析，不考虑噪声的影响，假设输入信号是
幅度为１的中频载波信号，ＡＤ采样后为经／
５ｋ）＝ｅｓｗＴ＋ｌｋ）（ｒｏ（ｋ（Ｔ），ｋ）＝ＣＳ（ＴＯ（＋（Ｔ）２ｋ）（）６（）７（）８
图３理想二阶数字环路滤波器的基本原理框图
１锁频环和锁相环的数学模型及基本
原理
扩频通信中载波的同步包括载波的捕获和跟踪，载波
的捕获通常采用ＦＴ得粗略的载波频率，利用Ｆｒ获再
ＦＬ和ＰＬ实现载波的频率跟踪和相位跟踪。ＬＬ
ＣＡＣ的误差控制函数可以表示为ＰＦ
（Ｌ），ＰＬ前者也是锁相环的一种。ＰＬ直接跟踪载波相Ｌ
位，具有良好的相位跟踪精度和抗噪声能力，但是在高动
态的情况下，由于多普勒频移的影响较大，ＬＰＬ的跟踪精
图１ｃＡＦ基本原理图ＰＣ
度将会降低，只能通过增加环路带宽来应对。而环路带宽
【ｅｏｄ】ｈｈｄｎｍｃＭ—ｒｓｒｄｓｅｔｍ；ａｉａｋｎ；Ｌ；ＬＫｙｗｒｓｉｙａｉ；ａｐａｐｃｕｃｒｅｔｃｉＦＬＰＬｇｙｅｒｒｒｒｇ
由于扩谱技术具有很强抗的干扰、低截获概率性等优１１锁频环．
点，因而其在军用通信、武器制导系统等军事领域得到的捕获与跟踪。在高动态环境中，由于载体机动引起的多普勒频偏对载波的捕获和跟踪带来了许多问题，国内外专
ＨＵＡＮＧＬｅｈｏ，ＺｉｅａＨＡＮＧＴｉｎｉＡＮａｇｉｇ，ＹＵａｑ，ＴＦｎｑｎｘｉ
（ｈｎｑｇＫｙＬｂｒｏｎｌｎｆｒａｏｒｅｉ，ｈｎｑｇＵｉｒｔｏｓｎｅｃｍｎａｏｓＣｏｇｉ０６，ｈａＣｏｉｅｏｔｙｆ￣ｄｎｍｔｎＰｏｓｎＣｏｇｉｎｅｉＰｔａＴｅｍｕｉｔｎ，ｈｎｑｇ００５Ｃｉ）ｇｎａａｒｏｓａａＩｏｉｃｓｇｎｖｓｙｏｓｄｌｏｆｃｉｎ４ｎ
（）５
＝￣ｓ（（Ｔ）－ｎｋ）ｌ
式中：假设ｏ（）＝ｏｋ一），ＯｋＤｋ１ｋ（１则（）（一）＝１；为多普勒角频率残差，且＝（）一（一１）；＝ ×＋ｔ。，连续采样相位变化为一
锁频环通常采用叉积自动频率跟踪算法（ＰＦ）ＣＡＣ
了广泛应用。扩频通信中最重要的问题是对载波和伪码来实现对载波频率的跟踪，其基本原理框图如图１所示。
家和学者围绕载波的捕获和跟踪进行了大量研究，但多是围绕低动态、低码率的信号展开。
常用的载波跟踪方法主要是Ｃｓｓ环和锁相环ｏｔａ
Ｃ
一
１
８
Ｔ
式中：Ｔ为采样周期；为载波频率；为载波初始相位；
（Ｔ为时刻本地载波的估计相位。令（Ｔ＝ｋ）ｋ）
．
４＋４Ｔ＋（
）
ห้องสมุดไป่ตู้
（４１）
（Ｔ一（Ｔ是时刻本地载波和输入信号的误差相ｋ）ｋ）