[发明专利]一种低轨卫星MAPSK通信系统的相位跟踪方法

权利要求书

1.一种低轨卫星MAPSK通信系统的相位跟踪方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1：初始化压控振荡器NCO的初始值θ(n)，初始化设置状态控制字m(n)＝1，并预设状态控制器切换阈值γ＝0.2；

S2：接收输入MAPSK的已调信号r(n)，将r(n)与e^-jθ(n)相乘，并进行相位补偿得到a(n)，其中e为自然指数，

S3：判断状态控制字m(n)是否大于预设状态控制器切换阈值γ，若是，鉴频鉴相器支路工作，进入粗同步阶段，对MAPSK已调信号进行幅度判决，对外圆上信噪比高的四个星座点使用精简星座的极性判决算法进行鉴相得到鉴频鉴相值p₁(n)，对大频偏进行快速捕获，进入步骤S4；若不是，切换鉴相器支路工作进入细同步阶段，进入步骤S7；

S4：对鉴相得到的p₁(n)通过环路滤波器进行滤波处理得到θ₁(n)，此时状态控制器选择环路滤波器带宽大于四倍带宽的滤波器系数；

S5：每N个输入信号a(n)通过状态控制器计算一次状态控制字均值，得到状态控制字m(n)，同时，更新状态控制字m(n)值，其中N取256；

S6：判断状态控制字m(n)是否大于预设状态控制器切换阈值γ，若是，则返回步骤S2，对大频偏进行快速捕获；若不是，则切换鉴相器支路工作进入细同步阶段，进入步骤S7；

S7:使用判决导引算法对MAPSK全部星座点进行鉴相，得到鉴相值p₂(n)；

S8：对鉴相得到的p₂(n)通过环路滤波器进行滤波处理得到θ₂(n)，此时状态控制器选择环路滤波器带宽小于二倍带宽的滤波器系数；并判断是否θ₂(n)≤0.005；若是，完成处理；若不是，返回步骤B。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述鉴频鉴相器是当信号存在载波频偏和相偏时，为了获取载波频偏，可选择星座图对角线上的符号点作为标准点，用来与被测的输入信号进行鉴频鉴相；根据选定的标准星座点，在其周围设定一个区域，并判断被测信号a(n)是否进入该区域；若在，则通过对比a(n)和极性判决输出值q(n)；若不在，则保持上一次的鉴频值；鉴频鉴相器计算表达式为：

其中，Re(a(n))为取实部，Im(a(n))为取虚部,q(n)为划定区域的标准星座点，b表示鉴频鉴相区域的实部和虚部值，其为一个预设常数值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述鉴频鉴相器是当鉴频鉴相器完成频率误差捕获后，环路切换到相位跟踪模式，在每个符号周期内，在其周围设定一个区域，若被测信号a(n)进入该区域，则通过对比a(n)和极性判决输出值q(n)；若不在则a(n)进行K次幂运算，然后通过对比K次幂运算得到的a(n)与其极性判决输出值q(n)，鉴相器计算表达式为：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环路滤波器用于滤出噪声及其杂散，环路滤波器在离散时域中的递归方程为：

θ(n)＝θ(n-1)+C1*[p(n)-p(n-1)]+C1*p(n)

其中，计算θ₁(n)时，环路滤波器的系数为C1＝2^-3，C2＝2^-7；计算θ₂(n)时，环路滤波器的系数为C1＝2^-6，C2＝2^-13。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，环路滤波器的输出直接送入压控振荡器NCO，以控制其产生对应的频率；所述压控振荡器NCO的输入θ₁(n)通过累加得到状态控制字m(n)，将状态控制字m(n)送入查找表模块，从而获取当前载波误差补偿分量对应的正弦sin、余弦cos值，再通过与输入相乘，实现对频偏相偏的校正；其计算表达式为：m(n+1)＝m(n)+k·θ(n)，k表示压控振荡器增益的因子。