擴(kuò)頻通信中的saps環(huán)研究

擴(kuò)頻通信中的saps環(huán)研究

0接收信號(hào)同充分的同步在數(shù)字移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信（gps、北斗等系統(tǒng)的數(shù)字收割機(jī)設(shè)計(jì)中，由于信道環(huán)境的多徑衰減和多通道現(xiàn)象，載波通信中接收到的信號(hào)波形與本地波形之間存在頻散和相位差。在進(jìn)行通信時(shí)，必須完成載波同步，方能實(shí)現(xiàn)對(duì)接收信號(hào)的相干解調(diào)。在解調(diào)時(shí)獲取本地同頻同相載波的方法有多種，而在獲取BPSK/QPSK相干載波的方法中，最常用的是科斯塔斯環(huán)法。文中對(duì)Costas環(huán)進(jìn)行了研究和分析，并對(duì)其進(jìn)行了仿真。1數(shù)學(xué)模型的證明科斯塔斯環(huán)，實(shí)際上是一種鎖相環(huán)。以BPSK為例，其數(shù)學(xué)模型令BPSK信號(hào)為s(t)=m(t)cos(w輸入信號(hào)s(t)與經(jīng)過低通濾波器后分別輸出：ν當(dāng)其中，2數(shù)字collas環(huán)2.1字符串kodas環(huán)的原理框架圖圖2的特點(diǎn)是：用NCO向兩支路提供正交載波來代替圖1中的VCO；并使用了數(shù)字環(huán)路濾波器2.2dds輸出相位化在數(shù)字Costas環(huán)設(shè)計(jì)中，用DDS來實(shí)現(xiàn)NCO相位累加器輸出的是相位碼，將載波相偏控制字與相位累加器輸出的高位相加，可以有效地改變DDS的輸出相位。若DDS的時(shí)鐘頻率為f上面兩式就是實(shí)現(xiàn)BPSK/QPSK數(shù)字化正交相干解調(diào)時(shí)所需要的數(shù)字式相干載波。2.3相位檢測(cè)模型相位檢測(cè)器由判決函數(shù)Sign(x)和相乘器組成。它起到鑒相器的作用，其鑒相特性為2.4環(huán)路濾波器模型與設(shè)計(jì)由于一階鎖相環(huán)的鎖定范圍是有限的對(duì)環(huán)路模型進(jìn)行分析，可得關(guān)聯(lián)VCO相位和輸入相位的傳遞函數(shù)為則有：引入環(huán)路固有頻率ω對(duì)F(s)變換得：因此，F(xiàn)(s)可由兩個(gè)傳遞函數(shù)并聯(lián)來實(shí)現(xiàn)，第一個(gè)傳遞函數(shù)是常數(shù)，而第二個(gè)是式中進(jìn)行變換，可得環(huán)路濾波器的數(shù)字實(shí)現(xiàn)函數(shù)為其中，3模擬和性能分析3.1costas環(huán)鎖定輸入根據(jù)文獻(xiàn)當(dāng)t>t當(dāng)頻偏階躍f圖5(a)、圖5(b)、圖5(c)是模擬Costas環(huán)的仿真結(jié)果，而圖5(d)、圖5(e)、圖5(f)是鑒相特性改進(jìn)的仿真結(jié)果。圖5(a)顯示了模擬Costas環(huán)鎖定輸入階躍頻率約在0.3s處，而圖5(d)約在0.2s處；圖5(b)、圖5(e)顯示的是對(duì)應(yīng)的穩(wěn)態(tài)相位差；圖5(c)、圖5(f)顯示了鎖定輸入頻率的滑動(dòng)周期。結(jié)果比較表明，改進(jìn)的Costas環(huán)的鎖定時(shí)間減少了約0.1s，穩(wěn)態(tài)相位差減少了約4π，從而提高了跟蹤性能。3.2性能分析經(jīng)理論分析和仿真結(jié)果顯示，Costas環(huán)的跟蹤特性、捕獲性能等之間存在著矛盾，其性能表現(xiàn)在環(huán)路參數(shù)ω4atlp仿真文中詳細(xì)介紹了Costas環(huán)的工作原理，對(duì)Costas環(huán)的鑒相特性進(jìn)行了改進(jìn)。通過Matlab仿真比較，結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的Costas環(huán)在載波跟蹤中具有良好的跟蹤性能。仿真還表明所設(shè)計(jì)的鎖相環(huán)適應(yīng)一定的頻率、相位的動(dòng)態(tài)性，