适应网络断续传输的接收机跟踪环路实现方法技术

本发明专利技术提供了一种适应网络断续传输的接收机跟踪环路实现方法，接收机跟踪环路包括：由载波发生器、积分累加器、载波相位误差缓存器、第一最小二乘线性拟合器、载波鉴相器和载波环路滤波器组成的载波跟踪环路以及由伪码发生器、积分累加器、第二最小二乘线性拟合器、码鉴相器和码环滤波器组成的伪码跟踪环路。有效解决了接收机跟踪环路在数据接口数据包断续传输时，出现的环路抖动失锁、系统发散不稳定现象。引入线性拟合预测的方法，当数据断续传输现象出现时，通过采用最小二乘线性拟合方法对相位误差进行预测输出，仍能实现接收机环路稳定跟踪运行，增强了系统可靠性。增强了系统可靠性。增强了系统可靠性。

【技术实现步骤摘要】
适应网络断续传输的接收机跟踪环路实现方法


[0001]本专利技术涉及航天测控
，具体而言，涉及一种适应网络断续传输的接收机跟踪环路实现方法。

技术介绍

[0002]航天测控地面系统架构正朝着以网络化和虚拟化技术为基础的云测控架构发展。在云测控架构下，测控基带处理软件部署在由通用服务器构建的云平台上，称作云基带，射频前端与云基带通过网络接口进行数字信号的收发。相较于以专用基带处理和射频电缆连接为特征的传统测控架构，云测控架构的测控信号IP化高效网络传输技术在带来简化系统信号传输链路复杂度、提高信号传输效率及提升整个系统的灵活性等一系列优点的同时，也引入了新的问题。
[0003]基于IP化网络的测控系统架构改变了传统的以信号流为基础、点对点、信号独占链路的传输模式，替代为以数据包为交换单位的传输架构，由于网络损伤的存在，不可避免地会引入一定程度的延时、抖动甚至是丢包，引起数据断续传输现象。而测距测速是测控系统的重要功能，相比信息解调，测距测速应用对信号相位稳定性、数据丢包率等方面有更高的要求。在这种架构下如何保证测距测速精度的稳定性是需要解决的关键技术之一。
[0004]因此，有必要提出一种新的接收机环路跟踪方法，解决由于网络接口数据断续传输现象导致的环路抖动失锁的问题，同时保证数据丢失情况下接收机环路跟踪性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在接收机跟踪环路在网络接口数据断续传输时，会出现环路抖动失锁、系统发散不稳定现象的技术问题。
[0006]为此，本专利技术提供了一种适应网络断续传输的接收机跟踪环路实现方法。
[0007]本专利技术提供的一种适应网络断续传输的接收机跟踪环路实现方法，所述接收机跟踪环路包括：至少由载波发生器、积分累加器、载波相位误差缓存器、第一最小二乘线性拟合器组成的载波跟踪环路以及至少由伪码发生器、积分累加器、第二最小二乘线性拟合器组成的伪码跟踪环路；
[0008]所述方法包括以下步骤：
[0009]S1、将数字基带信号输入接收机跟踪环路，数字基带信号分为I路基带信号和Q路基带信号两条支路；
[0010]S2、初次运行时，在载波跟踪环路中，数字基带信号的两条支路信号分别经过积分累加器进行积分累加，检测积分期间本地载波信号和数字基带信号的相位误差，并将本地载波信号和数字基带信号的相位误差作为环路反馈输入至载波发生器中；在伪码跟踪环路中，数字基带信号的每条支路分为超前子支路、实时子支路和滞后子支路，每条子支路上的信号分别经过积分累加器进行积分累加，检测积分期间本地即时码和数字基带信号的码相位误差，并将本地即时码和数字基带信号的码相位误差作为环路反馈输入至伪码发生器；
[0011]S3、载波相位误差缓存器实时存取本地载波信号和数字基带信号的相位误差累加值，并将数据传送给第一最小二乘线性拟合器，第一最小二乘线性拟合器利用采样数据的索引值对应的载波相位误差累加值，通过线性拟合实时得到第一拟合函数，同时载波发生器正常输出本地复现载波的输出相位和频率状态；码相位误差缓存器实时存取本地即时码和数字基带信号的码相位误差累加值，并将数据传送给第二最小二乘线性拟合器，第二最小二乘线性拟合器利用采样数据的索引值对应的码相位误差累加值，通过线性拟合实时得到第二拟合函数，同时伪码发生器正常输出本地复现码的输出相位和频率状态；
[0012]S4、在载波跟踪环路中，将I路基带信号和Q路基带信号分别与载波发生器所产生的本地载波信号混频相乘得到两路第一混频信号，将两路第一混频信号分别与其所在支路对应的伪码发生器复现的实时子支路分量相乘后进行积分累加，检测积分期间本地载波信号和数字基带信号的相位误差，并将本地载波信号和数字基带信号的相位误差作为环路反馈输入至载波发生器中；在伪码跟踪环路中，将数字基带信号的子支路信号分别与伪码发生器产生的超前分量、实时分量、滞后分量混频相乘后进行积分累加，检测积分期间本地即时码和数字基带信号的码相位误差，并将本地即时码和数字基带信号的码相位误差作为环路反馈输入至伪码发生器；
[0013]S5、当发生接收的数字基带信号缺失，出现丢包现象时：载波跟踪环路中，立即将后续丢失的采样数据的索引值送给第一最小二乘线性拟合器，利用第一最小二乘线性拟合器将索引值代入第一拟合函数，得到缺失信号时载波相位误差累加值并发送给载波发生器，进而本地复现出载波的输出相位和频率状态，维持载波环锁定状态；伪码跟踪环路中，立即将后续丢失的采样数据的索引值送给第二最小二乘线性拟合器，利用第二最小二乘线性拟合器将索引值代入第二拟合函数，得到缺失信号时码相位误差累加值并发送给伪码发生器，进而输出本地复现码的相位和频率状态，维持码环锁定状态；
[0014]S6、当数字基带信号再次输入接收机跟踪环路时，载波发生器正常输出本地复现载波的输出相位和频率状态，同时，第一最小二乘线性拟合器同步进行数据拟合；伪码发生器正常输出本地复现码的输出相位和频率状态，同时，第二最小二乘线性拟合器同步进行数据拟合；接收机环路根据新接收到的数字基带信号进入对应的跟踪锁定状态。
[0015]根据本专利技术上述技术方案的适应网络断续传输的接收机跟踪环路实现方法，还可以具有以下附加技术特征：
[0016]在上述技术方案中，所述载波跟踪环路还包括载波鉴相器和载波环路滤波器；
[0017]所述载波鉴相器用于检测积分期间本地载波信号和数字基带信号的相位误差，所述本地载波信号和数字基带信号的相位误差经过载波环路滤波器后作为环路反馈输入到载波发生器。
[0018]在上述技术方案中，所述伪码跟踪环路还包括码鉴相器和码环滤波器；
[0019]所述码鉴相器用于检测积分期间本地即时码和数字基带信号的码相位误差，所述本地即时码和数字基带信号的码相位误差经过码环滤波器后作为环路反馈输入到伪码发生器。
[0020]在上述技术方案中，所述第一拟合函数为：
[0021][0022]其中，系数a0和a1运用最小二乘线性拟合行列式求解，计算方法为：
[0023][0024][0025]其中，x为采样数据，y
i
为采样数据x
i
的索引值i对应的载波相位误差累加值。
[0026]在上述技术方案中，所述第二拟合函数为：
[0027]ω(x)＝b0+b1x
[0028]其中，系数b0和b1运用最小二乘线性拟合行列式求解，计算方法为：
[0029][0030][0031]其中，x为采样数据，y
′
i
为采样数据x
i
的索引值i对应的码相位误差累加值。
[0032]在上述技术方案中，所述接收机跟踪环路还包括误差累加计算单元；
[0033]S5中，误差累加计算单元利用第一最小二乘线性拟合器将索引值代入第一拟合函数，得到缺失信号时载波相位误差累加值并发送给载波发生器；和/或
[0034]S5中，误差累加计算单元利用第二最小二乘线性拟合器将索本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适应网络断续传输的接收机跟踪环路实现方法，其特征在于，所述接收机跟踪环路包括：至少由载波发生器、积分累加器、载波相位误差缓存器、第一最小二乘线性拟合器组成的载波跟踪环路以及至少由伪码发生器、积分累加器、第二最小二乘线性拟合器组成的伪码跟踪环路；所述方法包括以下步骤：S1、将数字基带信号输入接收机跟踪环路，数字基带信号分为I路基带信号和Q路基带信号两条支路；S2、初次运行时，在载波跟踪环路中，数字基带信号的两条支路信号分别经过积分累加器进行积分累加，检测积分期间本地载波信号和数字基带信号的相位误差，并将本地载波信号和数字基带信号的相位误差作为环路反馈输入至载波发生器中；在伪码跟踪环路中，数字基带信号的每条支路分为超前子支路、实时子支路和滞后子支路，每条子支路上的信号分别经过积分累加器进行积分累加，检测积分期间本地即时码和数字基带信号的码相位误差，并将本地即时码和数字基带信号的码相位误差作为环路反馈输入至伪码发生器；S3、载波相位误差缓存器实时存取本地载波信号和数字基带信号的相位误差累加值，并将数据传送给第一最小二乘线性拟合器，第一最小二乘线性拟合器利用采样数据的索引值对应的载波相位误差累加值，通过线性拟合实时得到第一拟合函数，同时载波发生器正常输出本地复现载波的输出相位和频率状态；码相位误差缓存器实时存取本地即时码和数字基带信号的码相位误差累加值，并将数据传送给第二最小二乘线性拟合器，第二最小二乘线性拟合器利用采样数据的索引值对应的码相位误差累加值，通过线性拟合实时得到第二拟合函数，同时伪码发生器正常输出本地复现码的输出相位和频率状态；S4、在载波跟踪环路中，将I路基带信号和Q路基带信号分别与载波发生器所产生的本地载波信号混频相乘得到两路第一混频信号，将两路第一混频信号分别与其所在支路对应的伪码发生器复现的实时子支路分量相乘后进行积分累加，检测积分期间本地载波信号和数字基带信号的相位误差，并将本地载波信号和数字基带信号的相位误差作为环路反馈输入至载波发生器中；在伪码跟踪环路中，将数字基带信号的子支路信号分别与伪码发生器产生的超前分量、实时分量、滞后分量混频相乘后进行积分累加，检测积分期间本地即时码和数字基带信号的码相位误差，并将本地即时码和数字基带信号的码相位误差作为环路反馈输入至伪码发生器；S5、当发生接收的数字基带信号缺失，出现丢包现象时：载波跟踪环路中，立即将后续丢失的采样数据的索引值送给第一最小二乘线性拟合器，利用第一最小二乘线性拟合器将索引值代入第一拟合函数，得到缺失信号时载波相位误差累加值并发送给载波发生器，进而本地复现出载波的输出相位和频率状态，维持载波环锁定状态；伪码跟踪环路中，立即将后续丢失的采样数据的索引值送给第二最小二乘线性拟合器，利用第二最小二乘线性拟合器将索引值代入第二拟合函数，得到缺失信号时码相位误差累加值并发送给伪码发生器，进而输出本地复现码的相位和频率状态，维持码环锁定状态；S6、当数字基带信号再次输入接收机跟踪环路时，载波发生器正常输出本地复现载波的输出相位和频率状态，同时，第一最小二乘线性拟合器同步进行数据拟合；伪码发生器正常输出本地复现码的输出相位和频率状态，同时，第二最小二乘线性拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：张毅，凡益民，刘柳，孙菁，刘田，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：