CN203705643U - 一种锁频环与副载波环联合鉴频跟踪环路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种锁频环与副载波环联合鉴频跟踪环路，包括载波跟踪环、副载波跟踪环和扩频码跟踪环，载波跟踪环包括载波数控振荡器、互相关处理单元、积分清零单元、载波环鉴频器和FLL环路滤波器；副载波跟踪环包括副载波数控振荡器、互相关处理单元、积分清零单元、副载波环鉴相器和SLL环路滤波器；码跟踪环包括码数控振荡器、互相关处理单元、积分清零单元、码环鉴相器和DLL环路滤波器，锁频环与副载波环联合跟踪环路根据BOC信号的结构特点，可以实现对载波频率、副载波相位和扩频码相位的独立跟踪，不但提高了对弱信号的跟踪稳定性能，增大了环路的动态范围，而且还有效解决了BOC信号在低信噪比下的跟踪模糊性问题。

Description

一种锁频环与副载波环联合鉴频跟踪环路

技术领域

本实用新型涉及卫星导航跟踪技术领域，特别涉及一种锁频环与副载波环联合鉴频跟踪环路。

背景技术

在卫星导航技术不断发展的同时，各国的卫星导航系统都取得了较大的进展。全球导航卫星系统（GNSS）的进展首先是GPS现代化的进展。新一代GPS卫星信号在已有卫星信号的基础上在调制机理、伪码序列形式和载波频段等多个方面进行了改进。二进制偏移载波调制（BOC）是未来军用GPS信号中普遍采用的调制方式。BOC调制方式独有的功率谱裂谱特性，可以实现频段共用的同时实现频谱分离，可以减小信号之间的相互干扰，为信号的有效传输带来了很大的优势。

BOC调制通过采用方波作为副载波，将其对产生的扩频码进行调制，扩频码的频谱以副载波频率为中心频率偏移量向正负方向偏移。正是由于BOC信号自相关函数的多峰特性，使得跟踪环路可能错误地锁定在边锋上，即出现跟踪上的模糊性，这也限制了BOC信号的应用范围。为了消除BOC信号跟踪的模糊性问题，已提出了一些跟踪算法，如：二元估计技术、边带处理法和将副载波与扩频码分离的三重环路跟踪技术。

二元估计技术将BOC信号的多峰自相关函数映射为无模糊的二维函数。该技术可保证跟踪环路锁定在BOC信号相关函数的主峰上。但是，二元估计技术没有充分利用副载波的周期性，因此对于弱信号的跟踪稳定性较差。

边带处理法以扩频码作为本地信号，对BOC信号的上（下）边带分量进行跟踪。该算法对BOC信号的稳定跟踪是以展宽相关峰为代价的，所以码跟踪精度将大幅下降。

在2010年由北航大学申请的名为一种二进制偏移载波信号跟踪环路专利中，引入了副载波跟踪环来消除BOC信号模糊性的问题，虽然实现了副载波与扩频码分离跟踪，但是其中所采用的二象限反正切鉴相器没有考虑噪声对鉴相误差的影响。若在信噪比较低的情况下，会使鉴相误差淹没在噪声中，给鉴相结果带来很高的模糊度。

发明内容

本实用新型是通过这样的技术方案实现的：一种锁频环与副载波环联合鉴频跟踪环路，其特征在于，包括载波跟踪环、副载波跟踪环和扩频码跟踪环；波跟踪环、副载波跟踪环和扩频码跟踪环； 

载波跟踪环包括载波数控振荡器，载波环数控振荡器与互相关处理单元、积分清零单元、载波环鉴频器和FLL环路滤波器依次连接形成环路；

副载波跟踪环包括副载波数控振荡器，副载波数控振荡器与互相关处理单元、积分清零单元、副载波环鉴相器和SLL环路滤波器依次连接形成环路；

扩频码跟踪环包括码数控振荡器，码数控振荡器与互相关处理单元、积分清零单元、码环鉴相器和DLL环路滤波器依次连接形成环路。

本实用新型的优点在于：

（1）    本实用新型实现了副载波和扩频码的分离跟踪，消除了BOC信号的跟踪模糊性；

（2）    本实用新型相比于传统跟踪BOC信号的方法提高了对弱信号的跟踪稳定性能；增大了环路动态范围。

附图说明

图1是本实用新型锁频环与副载波环联合鉴相跟踪环路的结构方框图；

图中：01——载波跟踪环 ， 02——副载波跟踪环，03——扩频码跟踪环，

04——鉴相器模块 ，05——滤波器模块，101——乘法器单元 ，111——积分清零单元，102——载波环数控振荡器，103——副载波环数控振荡器，104——码环数控振荡器，105——DLL鉴相器，106——SLL鉴相器，107——FLL鉴频器，108——DLL环路滤波器 ，  109——SLL环路滤波器   110——FLL环路滤波器。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

本实用新型是一种锁频环与副载波联合鉴频跟踪环路，如图1所示，包括载波跟踪环01、副载波跟踪环02和扩频码跟踪环03。

载波跟踪环01包括载波环数控振荡器102、互相关处理单元101、积分清零单元111、载波环鉴频器107和FLL环路滤波器110；

副载波跟踪环02包括副载波数控振荡器103、互相关处理单元101、积分清零单元111、副载波环鉴相器106和SLL环路滤波器109；

扩频码跟踪环03包括扩频码数控振荡器104、互相关处理单元101、积分清零单元111、码环鉴相器105和DLL环路滤波器108。

所述锁频环与副载波环联合跟踪环路对BOC信号进行处理的步骤包括：

环路中的载波跟踪环01首先对接收到的中频BOC信号进行0到                                               周期积分处理，将其与载波环数控振荡器102生成的本地余弦和正弦载波信号进行相乘，为了运算方便，这里将本地正弦与余弦载波信号用指数形式表示，其频率为；该过程实现了载波剥离。

环路中的副载波跟踪环02，其中，副载波数控振荡器103产生的本地余弦和正弦信号，其频率为，将经过载波剥离的信号与产生的本地余弦和正弦副载波信号进行相关，得到和两个支路，完成副载波剥离。

环路中的载波跟踪环01再对输入的中频BOC信号进行到周期积分运算，处理方法同0到周期一样，利用积分周期公式，得到到周期剥离掉载波与副载波的两路基带信号和，联合和，实现对BOC信号载波跟踪环01的频率跟踪和副载波跟踪环02的相位跟踪。

根据上述说明，结合本领域技术可实现本实用新型的方案。

Claims (1)

1. 一种锁频环与副载波环联合鉴频跟踪环路，其特征在于，包括载波跟踪环、副载波跟踪环和扩频码跟踪环；波跟踪环、副载波跟踪环和扩频码跟踪环； 

载波跟踪环包括载波数控振荡器，载波环数控振荡器与互相关处理单元、积分清零单元、载波环鉴频器和FLL环路滤波器依次连接形成环路；

副载波跟踪环包括副载波数控振荡器，副载波数控振荡器与互相关处理单元、积分清零单元、副载波环鉴相器和SLL环路滤波器依次连接形成环路；

扩频码跟踪环包括码数控振荡器，码数控振荡器与互相关处理单元、积分清零单元、码环鉴相器和DLL环路滤波器依次连接形成环路。