FLL辅助PLL载波跟踪环路误差分析-论文.pdf

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1、FLL辅助PLL载波跟踪环路误差分析·131·FLL辅助PLL载波跟踪环路误差分析马路，石立国，王竹刚(中国科学院国家空间科学中心，北京101~)摘要：在GPS接收机中，为了跟踪多普勒变化率，需要采用三阶锁相环；为了增大跟踪的动态范围需要锁频环进行辅助跟踪。为了分析二阶锁频环辅助下的三阶锁相环的跟踪误差，建立了环路的数学模型，重点分析和推导了环路的热噪声误差。通过Simulink仿真验证了误差公式的正确性，为以后的环路优化提供了参考。关键词：锁频环；锁相环；环路滤波器；热噪声中图分类号：TN914．3文献标识码：A文章编号：1000—8829

2、(2014)09—0131—05AnalysisonFLL—Assisted-PLLCarrierTrackingLoopErrorMALu，SHILi—guo，WANGZhu—gang(NationalSpaceScienceCenter，ChineseAcademyofSciences，Beijing100190)Abstract：InordertotrackDopplerratesignal，athird—orderPLLisexploitedinaGPSreceiver．Meanwhile。asecondorderFLLisalway

3、susedtoassistthePLLformeetingahighdynamicsigna1．Themathematicalmodelofthetrackingloopisbuilttoanalyzethetrackingerrorscausedbythermalnoise．Simulationresultsvalidatethecorrectnessoftheerrorformulawhichisusefulforoptimizingthedigitalloop．Keywords：frequencylockedloop；phaselock

4、edloop；loopfilter；thermalnoise高动态GPS接收机的捕获后残余频差约为几百想的跟踪效果。这种方式，切换前的跟踪精度与FLL赫兹，单独用锁相环(PLL，phaselockedloop)跟踪载一样，切换之后的精度与PLL一样，虽然两种状态下波相位的难度很大。而在这种情况下，锁频环(FLL，的精度满足要求，但是环路切换必然会导致环路滤波frequencylockedloop)却可以较快地消除环路残余的不连续，在环路切换过于频繁情况下不可避免地会产大部分多普勒频率。FLL直接跟踪载波频率，通过提生较大的误差，甚至可能导致环

5、路失锁。J。第二种取载波频率误差，使信号处理机产生与输入载波同频方式中，每一时刻FLL和PLL同时工作。这种方式，但不一定同相的载波。与PLL相比，FLL环路噪声较由于FLL和PLL同时工作，所以它的跟踪精度比FLL大，但具有较好的动态性能，抗干扰能力强，因此它适好，但比PLL差。笔者研究的对象是FLL辅助用于高动态情况下的载波跟踪，而PLL具有良好的噪PLL的载波跟踪算法。笔者将对FLL辅助PLL的环声抑制性能，跟踪精度高。因此，为了使环路同时具有路跟踪误差进行理论分析。较好的动态性能和较高的跟踪精度，常采用FLL／PLL组合的方式圳。FL

6、L和PLL组合的方式主要有两种：FLL切换PLL的方式和FLL辅助PLL的方式。第一种方式中，FLL以较大的带宽对载波的残余频差进行跟踪，使环路快速闭合，之后转入PLL实现相位精确跟踪，当环路出现失锁时，环路自动转入FLL跟踪，从而达到理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．PL⋯⋯：图1FLL辅助PLL模型收稿日期：2013—07—301FLL辅助PLL模型基金项目：国家“863”计划项目(2011AA7014053)作者简介：马路(1990一)，男，回族，安徽滁州人，硕士研究生，FLL辅助PLL的模型如图1所示。输人信号与本主要研究方向为空间通信系统。

7、地载波相乘，并经下变频后得到载波频偏，经过积分清·132·《测控技术)2014年第33卷第9期零器之后送人鉴频器和鉴相器，将鉴频和鉴相结果送人各自的环路滤波器，之后调整本地载波频率使输入信号和本地振荡器的频率误差、相位误差逐渐变小。环路在第k个更新周期内，积分清零器输出的同相信号，()和正交信号Q()可表示为』，()=Ec。s+n，()=+凡，·(1)【Q(k)=Esin0k+nq(k)=Yk+Q．式中，E=0．5A(后)·R[s(Ij})]·sin0[(J})·图2二阶FLL辅助三阶PLL环路滤波器耵]；A为接收信号的幅度；R(·)为伪码自

8、相关函表1环路滤波器参数设计数；()为码相位偏差，()=(Ij})一(k)；(k)为阶数典型滤波器参数稳态误差多普勒的估计；为积分累加时间；(k)为相位误c，：B~