[發(fā)明專利]跟蹤方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010929497.0
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112118200B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧磊;張洪偉;李楨;孫慧峰
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航宇星通科技有限公司
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 中國和平利用軍工技術(shù)協(xié)會專利中心 11215
• 代理人: 周玄;李智婧

1.一種跟蹤方法，其特征在于，包括：

偽碼跟蹤，所述偽碼跟蹤對本地復(fù)制偽碼相位進(jìn)行實(shí)時調(diào)整，保證本地偽碼相位和接收信號偽碼相位對齊，獲得減小相關(guān)損失，最大程度獲得擴(kuò)頻增益；

頻率跟蹤，所述頻率跟蹤對多普勒頻率進(jìn)行精確同步，消除接收信號殘余頻率偏差，指導(dǎo)載波頻率調(diào)整，驅(qū)動接收模塊復(fù)位；

其中，所述偽碼跟蹤包括：

輸入復(fù)信號和復(fù)載波NCO產(chǎn)生的載波信號進(jìn)行混頻，然后剝離載波信號；

剝離載波后的信號分別與本地碼發(fā)生器產(chǎn)生的超前1/8、即時和滯后1/8擴(kuò)頻碼進(jìn)行相乘，進(jìn)而剝離擴(kuò)頻碼；

在積分清除器中對剝離擴(kuò)頻碼后的信號進(jìn)行相干累積，其中本地碼發(fā)生器的即時支路積分輸出結(jié)果作為載波相位跟蹤環(huán)路的輸入，本地碼發(fā)生器的超前1/8支路和滯后1/8支路積分輸出結(jié)果作為鑒相器的輸入；

鑒相器采用歸一化的超前減滯后功率鑒相器，將鑒相器的輸出結(jié)果作為環(huán)路濾波器的輸入；

對鑒相器的輸出至環(huán)路濾波器進(jìn)行環(huán)路濾波，環(huán)路濾波后的結(jié)果轉(zhuǎn)換為頻率控制字，將環(huán)路濾波器和頻率控制字轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行級聯(lián)；

根據(jù)頻率控制字與碼NCO偏置進(jìn)行相位累加，相位累加器的位寬為32個比特，取相位累加器的高十比特進(jìn)行映射輸出到本地碼發(fā)生器；

所述頻率跟蹤包括：

輸入信號與輸出信號同時進(jìn)入混頻器，通過乘法器進(jìn)行相乘運(yùn)算，獲取輸入信號與輸出信號的和頻分量以及差頻分量；

將獲取的和頻分量以及差頻分量輸入至鑒相器中，對差頻分量進(jìn)行鑒相運(yùn)算，得到與相位差相關(guān)的相位信息；

將相位信息輸入至環(huán)路濾波器，經(jīng)過環(huán)路濾波后得出頻率跟蹤結(jié)果、頻率控制字及相位誤差。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跟蹤方法，其特征在于，所述鑒相器的輸出結(jié)果為：

式中，E(k)表示超前1/8支路積分輸出的結(jié)果，L(k)表示滯后1/8支路積分輸出的結(jié)果。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的跟蹤方法，其特征在于，所述環(huán)路濾波器和頻率控制字轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行級聯(lián)的算法公式為：

式中，F(xiàn)_c(z)為z域傳遞函數(shù)，z^-1對應(yīng)時域中的延遲因子，L為擴(kuò)頻比，sps為過采樣率，f_s為輸入復(fù)信號的采樣率，T為環(huán)路的更新周期，T等于一個數(shù)據(jù)比特持續(xù)的時間，K為環(huán)路的增益，w_nF＝1.89·B_L為環(huán)路濾波器的特征頻率，通過改變環(huán)路濾波器的噪聲帶寬B_L,進(jìn)而改變w_nF。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的跟蹤方法，其特征在于，所述碼NCO偏置為預(yù)偏置，對應(yīng)無多普勒碼偏時的相位累加器增量，偏置值計算公式為：

式中，L為擴(kuò)頻比，sps為過采樣率。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跟蹤方法，其特征在于，所述輸入信號與輸出信號的和頻分量以及差頻分量為：

m(n)＝s_in(n)*s_。ut(n)；

式中，s_in(n)為輸入信號，s_out(n)為輸出信號，m(n)為輸入信號與輸出信號的和頻分量以及差頻分量。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的跟蹤方法，其特征在于，所述鑒相器進(jìn)行鑒相運(yùn)算，得到與相位差相關(guān)的相位信息，其算法公式為：

式中，K_m為增益系數(shù),V_i、θ_in為輸入信號的幅值和相位,V_o、θ_out為輸出信號的幅值和相位，Kd為鑒相器的增益，θ_e為相位差。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的跟蹤方法，其特征在于，所述環(huán)路濾波器的環(huán)路傳遞函數(shù)為：

式中，s為輸入信號，ω_n為環(huán)路自然角頻率，系數(shù)a，b的典型取值為a＝1.1,b＝2.4，環(huán)路濾波器的噪聲帶寬B_L＝0.7845ω_n。

8.一種跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，包括：

第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器、第四乘法器、第一積分清除器、第二積分清除器、第三積分清除器、鑒相器、環(huán)路濾波器、頻率控制字轉(zhuǎn)換模塊、相位累加器、本地碼發(fā)生器；

將復(fù)信號和復(fù)載波NCO輸入第一乘法器，由所述第一乘法器將復(fù)信號和復(fù)載波NCO產(chǎn)生的載波進(jìn)行混頻，并剝離載波，輸出剝離載波后的信號；

所述本地碼發(fā)生器產(chǎn)生超前1/8擴(kuò)頻碼、即時擴(kuò)頻碼和滯后1/8擴(kuò)頻碼；

所述剝離載波后的信號分別通過第二乘法器、第三乘法器、第四乘法器與所述本地碼發(fā)生器產(chǎn)生的超前1/8擴(kuò)頻碼、即時擴(kuò)頻碼和滯后1/8擴(kuò)頻碼進(jìn)行相乘后，分別經(jīng)過第一積分清除器、第二積分清除器、第三積分清除器將擴(kuò)頻碼剝離，所述第一積分清除器、第三積分清除器輸出的剝離擴(kuò)頻碼后的信號輸出至鑒相器，所述第二積分清除器輸出的剝離擴(kuò)頻碼后的信號輸出作為載波相位跟蹤環(huán)路的輸入；

所述鑒相器采用歸一化的超前減滯后功率鑒相器，所述鑒相器的信號輸出至所述環(huán)路濾波器；

所述環(huán)路濾波器將信號進(jìn)行濾波，并將濾波后的結(jié)果轉(zhuǎn)換為頻率控制字，所述環(huán)路濾波器與所述頻率控制字轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行級聯(lián)；

所述相位累加器對頻率控制字與碼NCO偏置進(jìn)行相位累加，所述碼NCO偏置為預(yù)置值，對應(yīng)無多普勒碼偏時的相位累加器增量，所述相位累加器的位寬為32個比特，取相位累加器的高十比特進(jìn)行映射輸出到本地碼發(fā)生器。