[發明專利]使用矢量法分析松尾環載波相位跟蹤原理的方法

有效

• 申請號: 201610153945.6
• 申請日: 2016-03-17
• 公開（公告）號: CN105763264B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 季金明;徐湃
• 申請（專利權）人: 季金明;徐湃
• 主分類號: H04B10/61
• 分類號: H04B10/61
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

本發明提供了一種使用矢量法分析松尾環載波相位跟蹤原理的方法，包括建立矢量直角坐標系；用一根旋轉矢量表示外界輸入信號，記為輸入旋轉矢量；用兩根正交旋轉矢量表示本地恢復的兩個正交載波，記為本地恢復的正交旋轉矢量；獲取輸入旋轉矢量在本地恢復的正交旋轉矢量上面的投影，作為外界輸入信號與本地恢復的兩個正交載波的相關性；沿用數學推導式原理分析法得出壓控振蕩器輸出頻率隨同相、正交相關性變化而變化的情況；將外界輸入信號頻率和壓控振蕩器VCO輸出頻率的大小與旋轉矢量旋轉快慢進行關聯。本發明能夠直觀簡便地形成關于“松尾環”的本地載波同步、跟蹤原理，幫助更好地研制出滿足各種需要的4相PSK信號解調器。

技術領域

本發明涉及松尾環載波相位跟蹤技術領域，具體地，涉及一種使用矢量法分析松尾環載波相位跟蹤原理的方法。

背景技術

四相相移鍵控(Quadrature Phase Shift Keying，QPSK)是一種性能優良，廣泛用于現代數字移動通信的調制方式。它頻帶利用率高，是二相相移鍵控(Binary Phase ShiftKeying，BPSK)的兩倍；誤碼率指標好，相干檢測時同等信號強度下誤碼率與BPSK相同。但也存在信號受快衰弱和多普勒效應影響大，相干載波特別難以跟蹤等問題。

為了解決相干載波難以跟蹤問題，目前通常采用科斯塔斯環或科斯塔斯環的變形環—松尾環(以下簡稱“松尾環”)的辦法，進行相干載波跟蹤。而為了在“松尾環”上做好跟蹤，掌握跟蹤原理是關鍵。

令人遺憾的是，目前書籍和論文上能看到的內容大都集中在：1)電路原理框圖；2)鑒相特性；3)MATLAB性能仿真；鮮有載波同步、跟蹤原理敘述，究其原因，可能缺少一種簡單、直觀的分析方法。

現有的松尾環載波相位跟蹤的分析方法需要通過如下步驟進行：

1)設定輸入信號為Cos(ωt+θ₁+Φ_k)，其中ω是輸入信號的角頻率；θ₁是輸入信號的初相；Φ_k是調制附加相位；

2)設定本地恢復的正交載波信號為和Cos(ωt+θ₂)，θ₂本地恢復的正交載波信號的初相；并將二個信號的初相差Δθ＝θ₁-θ₂的變化視為環路跟蹤原理的討論對象；

3)分析同相相關性隨Δθ的變化情況，即對Cos(ωt+θ₁+Φ_k)×Cos(ωt+θ₂)進行計算，并分析大小變化情況；

4)分析正交相關性隨Δθ的變化情況，即對進行計算，并分析大小變化情況；

5)根據松尾環原理框圖，分析VCO隨同相、正交相關性的變化情況；

6)根據壓控振蕩器(Voltage Controlled Oscillator，VCO)頻率變化的積分就是相位變化的概念，觀察回控相差是否與初始假設相差相反，最終看出本地載波是否能夠實現跟蹤。

上述方法的缺點，1)～4)和6)的描述全部是數學描述，含義比較抽象和晦澀，與通常的原理分析往往用文字簡潔直觀描述的做法，有一定距離。另外，VCO頻率變化如何導致跟蹤也不能得到形象直觀地說明。

通過綜合原理框圖、鑒相特性推導過程，和旋轉矢量等知識，提出了一種能用于松尾環載波相位跟蹤原理分析的方法——矢量法。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種使用矢量法分析松尾環載波相位跟蹤原理的方法。

根據本發明提供的使用矢量法分析松尾環載波相位跟蹤原理的方法，包括如下步驟：

步驟1：建立矢量直角坐標系；