一种高动态与低信噪比条件下的载波同步方法.pdf

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1、第22卷第14期电子设计工程2014年7月Vol-22NO．14ElectronicDesignEngineeringJu1．2014一种高动态与低信噪比条件下的载波同步方法许静文，王宇，王显煜(中国空间技术研究院陕西西安710100)摘要：在卫星接收机中，数字锁相环的设计对通信系统的性能起着重要的作用。目前，低轨卫星接收机通常工作在高动态和低信噪比条件下，锁相环的收敛性能变差。该文给出了一种工作在高动态与低信噪比条件下的由FFT变换辅助的快速跟踪方法，并且比较了不同的跟踪方法的跟踪性能与时间。关键词：数字锁相环；高动态；低信噪比；收敛性能；分段相关FFT中图分类号：TN914．4

2、2文献标识码：A文章编号：1674—6236(2014)14—0174—03ThedesignofcarriersynchronizationmethodforlowSNRwithhighdynamicXUJing-wen，WANGYu，WANGXian—yu(ChinaAcademyof@aceTechnology(CAS，Xi’an710100，China)Abstract：Inthesatellitereceivers，thedigitalphase-lockedloopsdesignplaysaimportantroletocommunicationsystems．Now，

3、low—orbitsatellitereceiversusuallyworkintheconditionsofhighdynamicandlowSNR，theconvergenceperformanceofphase—lockedloopsbecomesterrible．Inthispaper，aFFT-assistedfasttrackingmethodworkingintheconditionsofhighdynamicandlowSNRisgiven，anddifferentmethodsarecompared．Keywords：digitalphase-lockedloop

4、s；highdynamic；lowSNR；convergenceperformance；PMF-FFT锁相环的设计在通信系统中起着重要作用。在实际中，天线如果要锁相环快速收敛，需采用较大的环路带宽，但在低信噪比条件下失锁的概率也很大。如果环路带宽比较窄，锁相出环的收敛速度很慢，不满足卫星接收机在突发体制下快速锁图1整体结构设计定的要求。在低信噪比条件下，为增加锁相环收敛的概率，Fig．1Designofwholestructure又能快速锁定，就需进入锁相环的剩余频差很，J_l_。目前低粗同步，剩余多普勒频偏比较大，需要将多普勒频偏变小之轨通信卫星运动的速度与加速度很大，卫星接收信

5、号的多普后才能进入锁相环进行跟踪。如果我们在符号速率上使用勒频偏及其变化率也很大。为解决低轨卫星接收机的同步，FFT变换，那么可以搜索到的多普勒频偏的最大的变化范围提出了一种在高动态和低信噪比条件下的载波同步方法。为符号的速率，可是当多普勒频偏比较大时，往往超过了符号的速率[3-41o本节详细的介绍了一种扩大多普勒频偏搜索1载波同步方法整体结构设计范围的方法，即PMF—FFT。PMF—FFT将每个符号分为x段，卫星接收机的天线接收到的信号通过前置滤波器滤掉这样多普勒频偏的搜索范围就扩大了x倍。分段相关FFT信号带宽以外的信号，提高信噪比，然后将射频信号下变频的框图如2所示，本地PN

6、码每次移动半个码片，如果PN到基带信号，模数转换器对基带信号进行数字化采样I21。捕码的误差在1／2chip范围内，后面的FFT的峰值就会超过门获和跟踪是卫星接收机的关键部分，捕获实现载波与码相位限，捕获成功。的粗同步，跟踪实现两者的精同步。本文重点研究载波同步，S经过码剥离后，只剩下残留的载波哪，对其作文中的捕获使用分段相关FFT(PMF—FFT)，将信号的多FFT频谱分析，出现谱峰，就能得到多普勒频移值，假设普勒频偏减小到几十Hz以内，再进入锁相环进行频率和相符号速率为，每个符号为段，总共使用P个符号(做位的跟踪。整体结构如图l所示。分段相关FFT所用的数据长度总共为·P)，则

7、可以表示的最大剩余偏差为R+，若进行Ⅳ点的FFT变换，则2利用PMF-FFT变换减小偏差的方法FFT之后的频率分辨率为：。若FFT之后的第k点值在捕获的过程中，如果我们使用扫频的方法进行载波的最大，则说明在所用的数据的中间的时刻，剩余的频差为收稿日期：2013—09—25稿件编号：201309185者简介：许静文(1989-)，女，山西晋中人，硕士。研究方向：抗干扰技术与卫星接收机设计。174．许静文，等一种高动态与低信噪比条件下的载波同步方法(k-1)-TRb~N，