[发明专利]高动态大频偏载波跟踪方法

说明书

本发明涉及测控通信领域，公开了一种高动态大频偏载波跟踪方法，包括S1、输入基带零中频I、Q信号至频偏校正，进行修正；S2、对频偏校正后基带信号进行匹配滤波，并输出解调后的基带I、Q信号；S3、基于匹配滤波，提取正负频率分量，并根据所述正负频率分量进行频率偏差的估计；S4、将频率偏差估计后的信号输出至频偏校正，进行修正；S5、对解调后的基带I、Q信号进行符号同步，恢复出PCM数据流并输出到帧同步；S6、对符号同步后的基带I、Q信号进行帧同步处理。本方案在频域进行大频率偏差跟踪，以克服现有技术的在高动态下对窄带信号载频频率跟踪慢的问题。

技术领域

本发明涉及测控通信领域，具体涉及高动态大频偏载波跟踪方法。

背景技术

空地通信过程中，空基平台(导弹、火箭和无人机等)的高速运动，使通信双方存在明显的多普勒频现象，出现较大的多普勒频率偏移，导致接收信号质量恶化，影响正常接收和通信。另外由于空基平台的功耗、体积限制，发射机的频率稳定度较差，和地面接收机之间存在较大的固有频差，也会对通信的频率跟踪造成影响。比如某测控系统采用PCM_QPSK调制体制，信息速率10kbps-20Mbps,对应的符号速率是5ksps-20Msps，频率跟踪范围±40kHz，最低速率情况下，频率跟踪范围是符号速率的16倍，传统的频率跟踪环路难以实现如此大动态范围的频率跟踪，对接收机的信号载波的跟踪方法和其跟踪性能均提出了极高的要求。

载波恢复是数字通信系统实现高质量接收的基础,它补偿了信号在信道传输和接收过程中所造成的频偏和相位抖动。接收机需要对接收的飞行器发射的信号进行载波跟踪，实现相干解调以获取有用的传输信息。当飞行器的运动速度较慢时，多普勒效应产生的频移和变化率较小，采用传统的频偏估方法就可以解决频率跟踪问题；但在高动态的应用背景下，多普勒频移和多普勒变化率大，对于信号的载波跟踪性能影响很大，导致整个系统的接收性能恶化，尤其对于窄带信号影响更大。并且发信机和收信机射频信号源不稳定也会引入的频率偏差，当频率偏差大于传统锁相环的捕获工作范围时,使得现有的频率捕获方法可能失效,无法捕获载波频率。

为了保证频率跟踪的可靠性和稳定性，传统锁相环载波跟踪范围较窄，一般远小于符号速率。为了满足高动态载波的跟踪的需求，通常采用频率扫描方法或者多路频率预置方法，来辅助扩展锁相环载波跟踪的范围。频率扫描方法在压控振荡器的控制端另外叠加一个锯齿波扫描电压，在锁相环未锁定时不断扫描，同时监测锁相环是否进入锁定，一旦锁相环进入锁定状态，立即停止扫描，在振荡器的压控电压上叠加了扫描产生的压控偏置电压，该方法需要在时间上逐步进行扫描，环路才能缓慢的进入锁定状态，无法实现快速的高动态的载频跟踪。多路频率预置方法采用多路压控振荡器，每路压控振荡器的预置不同的固定振荡频率，通过并行多路方式进行接收处理，扩展锁相环的跟踪范围，增加了系统的实现复杂度，同时还需要对符合锁定的接收通路进行判断，设计上也存在一定的难度。

本发明在于提供了一种高动态大频偏载波跟踪方法，在频域进行大频率偏差跟踪，以克服现有技术的在高动态下对窄带信号载频频率跟踪慢的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高动态大频偏载波跟踪方法，在频域进行大频率偏差跟踪，以克服现有技术的在高动态下对窄带信号载频频率跟踪慢的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案提供一种高动态大频偏载波跟踪方法包括：

S1、输入基带零中频I、Q信号至频偏校正，进行修正；

S2、对频偏校正后基带信号进行匹配滤波，并输出解调后的基带I、Q信号；

S3、基于匹配滤波，提取正负频率分量，并根据所述正负频率分量进行频率偏差的估计；

S4、将频率偏差估计后的信号输出至频偏校正，进行修正；

S5、对解调后的基带I、Q信号进行符号同步，恢复出PCM数据流并输出到帧同步；