一种载波跟踪电路和载波跟踪方法技术

技术编号:14058774 阅读:98 留言:0更新日期:2016-11-27 12:11
本发明专利技术涉及一种载波跟踪电路和载波跟踪方法,载波跟踪电路包括载波NCO、正弦LUT、余弦LUT、码发生器和移位寄存器、相关器、码NCO、EPL载波鉴相环路和码鉴相环路。载波跟踪方法通过载波NCO、正弦LUT、余弦LUT形成同相路和正交路,分别与码发生器和移位寄存器形成的提前,即时和滞后码做相关运算,输出至相关器,最后在载波鉴相环路以及码鉴相环路中进行被跟踪信号的载波相位和码鉴别。采用本发明专利技术提高了载波跟踪电路的精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种载波跟踪电路和载波跟踪方法,属于卫星导航领域。
技术介绍
在当今社会,全球导航卫星系统(GNSS)已经变为包含美国GPS(全球定位系统),俄罗斯GLONASS(俄语“全球卫星导航系统GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM”的缩写),欧洲Galileo(伽利略卫星导航系统)和中国BDS(北斗卫星导航系统)的多系统多频点环境。对于这些系统,其跟踪环路中载波的跟踪环路至关重要,同时,鉴相器的性能决定着整个跟踪环路的跟踪误差,反正切鉴相器由于其较低的鉴相误差而被广泛使用,例如,即时路二象限反正切鉴相器,利用即时路P的正交路和同向路数据I/Q,进行二象限反正切鉴相,对于鉴相误差进行环路滤波后调整数字VCO(压控振荡器),改变本地载波的相位与速率,使得本地载波复制实际信号的载波信息。但是该鉴相器的建模和理论推导都是在忽略噪声影响的前提下进行,实际使用时,由于噪声的介入,使得该鉴相器的鉴相性能较低,这不仅对载波测量的精度造成了影响,也增大了码相位的测量误差,特别是在采用载波跟踪辅助码跟踪的环路结构中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于对载波相位鉴别过程中采用超前、滞后路数据对载波鉴相进行修正,提高载波环路跟踪精度。为达到上述目的,本专利技术公开了一种载波跟踪电路,所述载波跟踪电路包括:接收机,用于接收中频信号;载波鉴相环路,由载波NCO连接正弦LUT和余弦LUT,正弦LUT和余弦LUT分别连接第一相关器和第二相关器,第一相关器和第二相关器连接EPL载波鉴相器,EPL载波鉴相器连接载波NCO构成;其中,载波NCO用于产生本地载波信号;码鉴相环路,由码NCO连接码发生器,码发生器连接移位寄存器,移位寄存器分别连接第一相关器和第二相关器,第一相关器和第二相关器连接码鉴相器,码鉴相器连接码NCO构成;其中,码NCO用于控制本地伪码信号;其中,正弦LUT和余弦LUT接收本地载波信号产生数字正弦信号和数字余弦信号,所述数字正弦信号和数字余弦信号分别与接收到的中频信号相乘得到同向路信号和正交路信号,所述正交路信号输入第一相关器,所述同向路信号输入第二相关器;其中,移位寄存器产生提前、即时、滞后码分别输入第一相关器和第二相关器;其中,第一相关器和第二相关器输出信号至EPL载波鉴相器和码鉴相器,用于进行噪底消除并产生载波相位误差和码相位误差,利用载波相位误差和码相位误差输入到载波NCO和码NCO来调整载波NCO的本地载波和码NCO的本地伪码,通过载波鉴相环路和码鉴相环路循环调整,直至载波相位误差和码相位误差为零,完成跟踪。所述的一种载波跟踪电路,其中载波相位误差和码相位误差为零时,本地载波相位和本地伪码相位是载波跟踪电路接收到的中频信号的载波相位和码相位。所述的一种载波跟踪电路,其中第一相关器和第二相关器分别包括三个乘法器和一个积分清零单元,用于正交路信号、同相路信号与移位寄存器产生的提前、即时、滞后码相乘,相乘结果经过积分清零单元输出6路信号。所述的一种载波跟踪电路,其中6路信号是IP、QP、IE、QE、IL、QL,E为超前路,P为即时路,L为滞后路,I/Q分别为同向信号与正交信号。本专利技术还公开了一种载波跟踪方法,包括:将接收到的中频信号与本地载波相乘形成同向路和正交路信号;同向路和正交路信号与移位寄存器形成的超前路,即时路和滞后路相乘得到6路信号,对6路信号积分和清零;输入积分和清零后的6路信号到EPL载波鉴相器进行噪底消除并得到载波相位误差,载波相位误差输入载波NCO调整本地载波输出;输入积分和清零后的6路信号到码鉴相器进行噪底消除并得到码相位误差,码相位误差输入码NCO调整本地伪码;输出码NCO产生的本地伪码到码发生器产生本地扩频码,输入本地扩频码到移位寄存器形成超前,即时和滞后路;根据载波相位误差和码相位误差不断调整本地载波和本地伪码,直至载波相位误差和码相位误差等于零,跟踪完成。所述的一种载波跟踪方法,其中输入的6路信号是IP、QP、IE、QE、IL、QL,E为超前路,P为即时路,L为滞后路,I/Q分别为同向信号与正交信号。所述的一种载波跟踪方法,其中进行载波噪底消除满足下列公式:2IP-(IE+IL)=2ARD(n)sinc(feTcoh)cos(θe),2QP-(QE+QL)=2ARD(n)sinc(feTcoh)sin(θe)。所述的一种载波跟踪方法,其中使用二象限反正切法获得载波相位误差。由上述的技术方案可见,本专利技术实施例通过利用超前路与滞后路的数据,消除了输入信号锁相环底噪,在保证锁相环固定增益的同时,提高载波和伪码的跟踪精度。当然,实施本专利技术的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例中载波跟踪电路的结构图;图2是本专利技术实施例中-155dBm功率下E-P-L与P-ONLY鉴相器性能比较图;图3是本专利技术实施例中-145dBm功率下E-P-L与P-ONLY鉴相器性能比较图;图4是本专利技术实施例中-135dBm功率下E-P-L与P-ONLY鉴相器性能比较图。具体实施方式根据图1对本专利技术的进行说明,载波跟踪电路主要包括:接收机(图中未示出),用于接收中频信号;载波NCO(数控振荡器):用于产生本地载波信号;正弦LUT(显示查找表)模块:利用查找表法发生数字正弦信号;余弦LUT模块:利用查找表法发生数字余弦信号;载波鉴相环路:由载波NCO连接正弦LUT模块和余弦LUT模块,正弦LUT模块和余弦LUT模块分别连接第一相关器和第二相关器,第一相关器和第二相关器连接EPL载波鉴相器,EPL载波鉴相器连接载波NCO构成。其中,正弦LUT模块和余弦LUT模块分别发生数字正弦信号和数字余弦信号,所述数字正弦信号和数字余弦信号分别与载波跟踪电路接收到的中频信号相乘得到同向路信号和正交路信号,正交路信号输入第一相关器,同向路信号输入第二相关器。码鉴相器:由码NCO连接码发生器,码发生器连接移位寄存器,移位寄存器分别连接第一相关器和第二相关器,第一相关器和第二相关器连接码鉴相器,码鉴相器连接码NCO构成,对经过BPSK调制的信号,利用提前路和滞后路进行码相位鉴别。码发生器:产生本地扩频码,经过移位寄存器产生提前,即时和滞后码。第一相关器和第二相关器:分别包括三个乘法器和一个积分清零单元,用于正交路信号、同相路信号与移位寄存器产生的提前、即时、滞后码相乘,相乘结果经过积分清零单元生成6路需要的信号。E为超前路,P为即时路,L为滞后路,I/Q分别为同向信号与正交信号。码NCO:码数控振荡器,用于控制本地伪码信号。相异于传统P_ONLY载波鉴相环路,EPL鉴相器的输入信号由E-P-L的I/Q组成的共6路信号,利用这六路信号进行信号的载波噪底消除和环路鉴别,使用二象限反正切进行鉴相。根据前述的载波跟踪电路进行基于噪底消除的载波跟踪方法包括以下步骤,首先将接收到的中频信号与本地载波正弦、余弦数字信号相本文档来自技高网...
一种载波跟踪电路和载波跟踪方法

【技术保护点】
一种载波跟踪电路,其特征在于:所述载波跟踪电路包括:接收机,用于接收中频信号;载波鉴相环路,由载波NCO连接正弦LUT和余弦LUT,正弦LUT和余弦LUT分别连接第一相关器和第二相关器,第一相关器和第二相关器连接EPL载波鉴相器,EPL载波鉴相器连接载波NCO构成;其中,载波NCO用于产生本地载波信号;码鉴相环路,由码NCO连接码发生器,码发生器连接移位寄存器,移位寄存器分别连接第一相关器和第二相关器,第一相关器和第二相关器连接码鉴相器,码鉴相器连接码NCO构成;其中,码NCO用于控制本地伪码信号;其中,正弦LUT和余弦LUT接收本地载波信号产生数字正弦信号和数字余弦信号,所述数字正弦信号和数字余弦信号分别与接收到的中频信号相乘得到同向路信号和正交路信号,所述正交路信号输入第一相关器,所述同向路信号输入第二相关器;其中,移位寄存器产生提前、即时、滞后码分别输入第一相关器和第二相关器;其中,第一相关器和第二相关器输出信号至EPL载波鉴相器和码鉴相器,用于进行噪底消除并产生载波相位误差和码相位误差,利用载波相位误差和码相位误差输入到载波NCO和码NCO来调整载波NCO的本地载波和码NCO的本地伪码,通过载波鉴相环路和码鉴相环路循环调整,直至载波相位误差和码相位误差为零,完成跟踪。...

【技术特征摘要】
1.一种载波跟踪电路,其特征在于:所述载波跟踪电路包括:接收机,用于接收中频信号;载波鉴相环路,由载波NCO连接正弦LUT和余弦LUT,正弦LUT和余弦LUT分别连接第一相关器和第二相关器,第一相关器和第二相关器连接EPL载波鉴相器,EPL载波鉴相器连接载波NCO构成;其中,载波NCO用于产生本地载波信号;码鉴相环路,由码NCO连接码发生器,码发生器连接移位寄存器,移位寄存器分别连接第一相关器和第二相关器,第一相关器和第二相关器连接码鉴相器,码鉴相器连接码NCO构成;其中,码NCO用于控制本地伪码信号;其中,正弦LUT和余弦LUT接收本地载波信号产生数字正弦信号和数字余弦信号,所述数字正弦信号和数字余弦信号分别与接收到的中频信号相乘得到同向路信号和正交路信号,所述正交路信号输入第一相关器,所述同向路信号输入第二相关器;其中,移位寄存器产生提前、即时、滞后码分别输入第一相关器和第二相关器;其中,第一相关器和第二相关器输出信号至EPL载波鉴相器和码鉴相器,用于进行噪底消除并产生载波相位误差和码相位误差,利用载波相位误差和码相位误差输入到载波NCO和码NCO来调整载波NCO的本地载波和码NCO的本地伪码,通过载波鉴相环路和码鉴相环路循环调整,直至载波相位误差和码相位误差为零,完成跟踪。2.如权利要求1所述的一种载波跟踪电路,其特征在于:载波相位误差和码相位误差为零时,本地载波相位和本地伪码相位是载波跟踪电路接收到的中频信号的载波相位和码相位。3.如权利要求1所述的一种载波跟踪电路,其特征在于:第一相关器和第二相关器分别包括三个乘法器和一个积分清零单元,用于正交路信号、同相路信号与移位寄存器产生的提前、即...

【专利技术属性】
技术研发人员:邓中亮马宏涛胡恩文尹露朱棣于鹏帅张志敏
申请(专利权)人:北京邮电大学
类型:发明
国别省市:北京;11

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