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科斯塔斯环总结报告.docx


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Costas环研究总结报告一、研究目的:高速移动通信系统中,收、发送机的相对运动使得接收信号不可避免地形成快衰落信道,从而引入较大的多普勒偏移和多普勒变化率,故此必须纠正或补偿多普勒频偏和多普勒变化率,以保证收发系统间的信号同步。由于较大的多普勒频偏和多普勒变化率的存在,造成接收载波与给定载波在频率和相位上均存在较大的差别,为正确解调需使用载波跟踪机制来提取相干载波,costas环路是高效、可靠的跟踪环路,在成熟系统中常用来来提取接收信号相干载波,以实现对接收信号进行精确相干解调,确保收发系统信号间高可靠和高精度的同步。二、性能要求:依系统指标需求,要求该环路能够狗在100us(约合200个复值信号点)之内达到求解稳定,输出相干载波的实时频偏估测值,并纠正频偏,纠偏范围依系统指标需求应达到1khz-30khz(载波2Mhz);频率抖动范围在频偏的10%以内(噪声≤10db);相位抖动范围在±5o(噪声≤10db)。基于costas环路的高效性和可靠性以及较低的实现代价,本课题经过仿真验证,选择该环路作为该功能模块的实现环路。三、costas环路基本原理概述:Costas环路在系统架构中的接入示意图如图1所示:图1costas环路系统架构中的接入图Costas环路功能结构图如图2所示:图2costas环路功能结构图设输入的下变频后的2PSK信号(假设没有GAWN噪声影响)m( )cos( )ct w t,其中m(t)是基带调制信号cos(WCt)是调制载波,假定环路锁定,且不考虑噪声影响,则振荡器输出的两路互为正交的本地载波分别为v1 cos(w ( ))ct t?? ?(2)v2 sin(w ( ))ct t?? ?(3)( )t?为本地载波与输入相干载波之间的相位差。由图1所示输入信号( )cos(w )cm t t分别与锁定后的本地载波即式(2)、(3)相乘得到??1v3 ( )cos(w t) cos(w ( )) ( ) cos( ( )) cos(2w ( ))2c c cm t t t m t t t t? ??? ?????(4)??1v4 ( )cos(w t) sin(w (t)) ( ) sin( ( )) sin(2w ( ))2c c cm t t m t t t t? ??? ?????(5)经过低通滤波器滤除2倍分量得到1v5 ( )cos( ( ))2m t t??(6)1v6 ( )sin( ( ))2m t t??(7)V5和V6相乘得到v ( ) sin(2 ( ))d dt K t??(8)可以把上面部分看做是一个鉴相的过程,v ( )dt就是鉴相结果。环路滤波器的功能结构图如图3所示:图3环路滤波器则v ( )dt经过环路滤波器得到'v (t)=v (t) 1 v (t 1) 2d d dK K? ?(10)环路滤波器输出相角'v ( )dt,'v ( )dt控制VCO的

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  • 时间2016-01-11
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