[发明专利]一种二进制偏移载波信号跟踪环路

摘要

本发明公开了一种二进制偏移载波信号跟踪环路，包括相关器模块、鉴相器单元和滤波器单元；相关器模块对输入的中频BOC信号进行解调和解扩处理，并且获得本地信号与中频BOC信号的多路相关值I_IP、I_IE、I_IL、I_QP、I_QE、I_QL和Q_IP；鉴相器单元检测载波相位的跟踪误差、副载波相位的跟踪误差Δθ，并且测量扩频码的跟踪误差τ；滤波器单元对鉴相结果进行降噪和平滑处理，并将输出的跟踪误差转化成相应的频率控制字，对应反馈到相关器模块，跟踪输入的中频BOC信号，闭合跟踪环路。本发明实现副载波和扩频码的分离跟踪，消除BOC信号的跟踪模糊性；降低对捕获精度的要求，提高弱信号跟踪性能，增大了环路的动态范围；利用副载波的周期性，提高BOC信号的跟踪稳定性。

主权项

1.一种二进制偏移载波信号跟踪环路，其特征在于，包括相关器模块、鉴相器单元和滤波器单元；相关器模块包括载波跟踪环、副载波跟踪环、扩频码跟踪环、积分清零单元；载波跟踪环、副载波跟踪环、扩频码跟踪环中分别设置有载波数控振荡器、副载波数控振荡器和扩频码数控振荡器；中频BOC信号输入至载波跟踪环，载波跟踪环对输入的中频BOC信号进行载波跟踪处理，载波数控振荡器生成本地中频载波，频率为f_IF的正弦和余弦信号，对输入的中频BOC信号进行正交解调，得到基带BOC信号；将解调后得到的基带BOC信号输入至副载波跟踪环，副载波数控振荡器产生与BOC信号副载波同频的频率为f_sc的正弦和余弦信号，副载波跟踪环通过锁相环实现对BOC信号副载波的相位跟踪，完成副载波剥离；副载波剥离后的信号输入至扩频码跟踪环，扩频码跟踪环对中频BOC信号的扩频码分量进行跟踪处理，扩频码数控振荡器生成本地扩频码的即时、超前和滞后三路分量，三路本地扩频码分别与输入信号进行相关运算，实现BOC信号的解扩处理；扩频码跟踪环的输出信号输入至积分清零单元，积分清零单元对本地信号与中频BOC信号进行相关累积，得到多路相关值I_IP、I_IE、I_IL、I_QP、I_QE、I_QL和Q_IP；所述的本地信号为载波数控振荡器产生的频率为f_IF的正弦和余弦信号、副载波数控振荡器产生的频率为f_sc的正弦和余弦信号、扩频码数控振荡器产生的扩频码的即时、超前和滞后三路分量；设本发明的输入中频BOC信号为r(t)：其中，c(t-τ)是BOC信号扩频码分量，sc(t-τ)代表副载波分量，s(t-τ)＝c(t-τ)sc(t-τ)是基带BOC信号；ω_IF＝2πf_IF是中频载波角频率，是输入中频BOC信号的初始相位；设载波数控振荡器生成的本地中频载波分别为和其中是本地中频载频的初始相位；副载波数控振荡器输出为和其中ω_sc＝2πf_sc，是初始相位；扩频码数控振荡器生成本地扩频码的即时，超前和滞后分量分别为c(t)，c(t+D/2)和c(t-D/2)，其中，D是扩频码跟踪环的超前减滞后间隔，且满足D＜T_c，T_c是扩频码的码片宽度；积分清零器输出多路相关值分别为：同理其中，T是积分时间；是载波的相位误差；是副载波的相位误差；是扩频码的自相关函数，τ是扩频码延迟；鉴相器单元包括载波跟踪环鉴相器、副载波跟踪环鉴相器和扩频码跟踪环鉴相器；载波跟踪环鉴相器检测载波相位的跟踪误差，副载波跟踪环鉴相器检测副载波相位的跟踪误差Δθ，扩频码跟踪环鉴相器测量扩频码的跟踪误差τ；积分清零单元得到多路相关值I_IP、I_IE、I_IL、I_QP、I_QE、I_QL和Q_IP输入至鉴相器单元中的载波跟踪环鉴相器、副载波跟踪环鉴相器和扩频码跟踪环鉴相器；滤波器单元包括载波跟踪环环路滤波器、副载波跟踪环环路滤波器和扩频码跟踪环环路滤波器，载波跟踪环鉴相器、副载波跟踪环鉴相器和扩频码跟踪环鉴相器的鉴相结果分别输出到载波跟踪环环路滤波器、副载波跟踪环环路滤波器和扩频码跟踪环环路滤波器中，滤波器单元对鉴相结果进行降噪和平滑处理，载波跟踪环环路滤波器、副载波跟踪环环路滤波器和扩频码跟踪环环路滤波器输出的跟踪误差转化成相应的频率控制字，对应反馈到载波数控振荡器、副载波数控振荡器和扩频码数控振荡器，控制载波数控振荡器、副载波数控振荡器和扩频码数控振荡器调整载波、副载波和扩频码的相位，跟踪输入的中频BOC信号，完成闭合跟踪环路。