一種基于SNR的擴頻通信聯合載波同步方法技術

一種基于SNR的擴頻通信聯合載波同步方法，涉及一種載波同步方法。它是為了實現接收端載波信號信噪比控制鎖相環和鎖頻環的切換，進而實現對擴頻通信載波信號的快速準確同步。它在接收機收到擴頻信號后，對擴頻信號進行捕獲，同時估算信噪比，當捕獲成功并且信噪比大于閾值后，則初始化頻率和相位控制字。在載波跟蹤回路中，設置鑒相標志字為1，鎖相環工作而鎖頻環停用。而當相位誤差超過門限值時，設置鑒相標志字為0，切換為FLL工作而PLL停用，從而實現鎖相環和鎖頻環的切換，進而實現擴頻通信的載波同步。本發明專利技術適用于擴頻通信系統中。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種載波同步方法。
技術介紹
載波同步是擴頻通信系統的關鍵技術之一。通常情況下，假如載波同步的性能不好，信號解擴和解調都不能很好的工作。高性能、高精度的載波同步系統能改善接收機靈明度。當雙邊帶信號的載波相位誤差為A 0時，接收端信噪比(SNR)將降低至cos2 A 0倍。許多因素都會導致載波相位誤差，其中最主要的原因為多普勒頻移。科斯塔斯環通常被用于擴頻通信中的載波頻率捕獲和跟蹤。盡管在對抗高斯白噪聲的時候有很好的表現，但這種方法無法勝任動態多普勒頻移情況。如果等價噪聲帶寬增加，頻率跟蹤范圍會相應增加，但跟蹤精度卻降低了。如果只使用鎖頻環(FLL)的話，其動態范圍會比鎖相環(PLL)大。但由于鎖頻環只鎖定頻率，并不跟蹤相位變化，它的跟蹤精度就很低。通常來說，載波頻率跟蹤的精度和范圍這兩點是相互矛盾的。為了解決這個問題，我們使用鎖頻環跟蹤大的頻率偏移而鎖相環跟蹤小的頻率或相位偏移。當數控振蕩器(NCO)輸出頻率與參考信號的頻率區別很大時，我們使用鎖頻環來調整NCO來減小這個偏差。當偏差小于鎖相環間隔的時候會被迅速捕獲，這時頻率被最終鎖定。總而言之，由鎖頻環進行粗調，由鎖相環進行最終鎖定。由此，載波跟蹤環路能同時滿足動態范圍和跟蹤精度。 對于高速信號傳輸系統的載波同步來說，它需要快速的調整和長的保持時間。這意味著FLL和PLL的調整時間很短，PLL的跟蹤時間要長。但當接收信號是不規則的，即信噪比突變的情況下，PLL將保持錯誤跟蹤并嚴重影響調整時間。因此載波同步需要考慮信噪比。這就需要對接收端載波同步與SNR控制。
技術實現思路
本專利技術是為了實現接收端載波信號信噪比控制鎖相環和鎖頻環的切換，進而實現對擴頻通信載波信號的快速準確同步，從而提供一種基于SNR的擴頻通信聯合載波同步方法。一種基于SNR的擴頻通信聯合載波同步方法，它由以下步驟實現步驟一、在擴頻通信系統的接收端接收到擴頻信號后，同時執行步驟二和步驟—■ ---，步驟二、將接收到的擴頻信號進行捕獲；并執行步驟二一 ；步驟二一、對步驟二中的捕獲成功次數是否到達預設值Ml ；M1為正整數；如果結果為是，則執行步驟二二 ；如果判斷結果為否，則返回執行步驟二 ；步驟二二、對頻率控制字和相位控制字進行初始化；并執行步驟四；步驟三、將接收到的擴頻信號進行信噪比估算，獲得信噪比估算值；并執行步驟四；步驟四、判斷步驟三中獲得的信噪比估算值是否小于預設閾值M2，M2為正數；如果判斷結果為是，則返回執行步驟二二 ；如果判斷結果為否，則執行步驟五；步驟五、在載波跟蹤回路中，判斷鑒相標志字是否大于或等于1，如果判斷結果為是，則執行步驟五一；如果判斷結果為否，則執行步驟六；步驟五一、對擴頻信號的相位進行調整，并獲得調整后相位控制字；步驟五二、判斷步驟五一獲得的調整后相位控制字是否小于預設的第一門限值，如果判斷結果為是，則返回執行步驟五；如果判斷結果為否，則執行步驟五三；步驟五三、設置鑒相標志字為0，即切換為鎖頻環工作且鎖相環停用狀態；實現鎖相環和鎖頻環的切換，完成一次基于SNR的擴頻通信聯合載波同步，并返回執行步驟五；步驟六、對擴頻信號的頻率進行調整，并獲得調整后的頻率控制字；步驟六一、判斷步驟六獲得的調整后的頻率控制字是否小于預設的第二門限值，如果判斷結果為否，則返回執行步驟五；如果判斷結果為是，則執行步驟六三；步驟六三、設置鑒相標志字為1，即切換為鎖相環工作且鎖頻環停用狀態；實現鎖相環和鎖頻環的切換，完成一次基于SNR的擴頻通信聯合載波同步，并返回執行步驟五；實現基于SNR的擴頻通信聯合載波同步的閉環控制。步驟三中所述將 接收到的擴頻信號進行信噪比估算，獲得信噪比估算值是采用信噪比計算模塊估算獲得的。本專利技術及一種無線通信中的載波跟蹤技術，大的動態范圍下采用鎖頻環路而高的跟蹤精度下采用鎖相環，通過估測接收信號信噪比完成鎖頻環和鎖相環切換，進而實現擴頻通信的載波同步。本專利技術可以廣泛用于實際的擴頻系統并且能夠很好的對抗多普勒頻移。本專利技術能縮短載波環路捕捉和跟蹤的時間。附圖說明圖1是本專利技術具體實施方式一中的信號處理流程示意圖；圖2是鎖相環或鎖頻環的原理示意圖；圖3是數控振蕩器的FPGA實現原理示意圖。具體實施例方式具體實施方式一、結合圖1至圖3說明本具體實施方式，一種基于SNR的擴頻通信聯合載波同步方法，它由以下步驟實現步驟一、在擴頻通信系統的接收端接收到擴頻信號后，同時執行步驟二和步驟—■ ---，步驟二、將接收到的擴頻信號進行捕獲；并執行步驟二一 ；步驟二一、對步驟二中的捕獲成功次數是否到達預設值Ml ；M1為正整數；如果結果為是，則執行步驟二二 ；如果判斷結果為否，則返回執行步驟二 ；步驟二二、對頻率控制字和相位控制字進行初始化；并執行步驟四；步驟三、將接收到的擴頻信號進行信噪比估算，獲得信噪比估算值；并執行步驟四；步驟四、判斷步驟三中獲得的信噪比估算值是否小于預設閾值M2，M2為正數；如果判斷結果為是，則返回執行步驟二二 ；如果判斷結果為否，則執行步驟五；步驟五、在載波跟蹤回路中，判斷鑒相標志字是否大于或等于1，如果判斷結果為是，則執行步驟五一；如果判斷結果為否，則執行步驟六；步驟五一、對擴頻信號的相位進行調整，并獲得調整后相位控制字；調整方法是將擴頻信號的相位誤差信號和原相位控制字進行累加，獲得更新后的相位控制字，從而控制產生更新后的相位信號。步驟五二、判斷步驟五一獲得的調整后相位控制字是否小于預設的第一門限值，如果判斷結果為是，則返回執行步驟五；如果判斷結果為否，則執行步驟五三；步驟五三、設置鑒相標志字為0，即切換為鎖頻環工作且鎖相環停用狀態；實現鎖相環和鎖頻環的切換，完成一次基于SNR的擴頻通信聯合載波同步，并返回執行步驟五；步驟六、對擴頻信號的頻率進行調整，并獲得調整后的頻率控制字；調整方法是將擴頻信號的頻率誤差信號和原頻率控制字進行累加，獲得更新后的頻率控制字，從而控制產生更新后的頻率信號。步驟六一、判斷步驟六獲得的調整后的頻率控制字是否小于預設的第二門限值，如果判斷結果為否，則 返回執行步驟五；如果判斷結果為是，則執行步驟六三；步驟六三、設置鑒相標志字為1，即切換為鎖相環工作且鎖頻環停用狀態；實現鎖相環和鎖頻環的切換，完成一次基于SNR的擴頻通信聯合載波同步，并返回執行步驟五；實現基于SNR的擴頻通信聯合載波同步的閉環控制。步驟三中所述將 接收到的擴頻信號進行信噪比估算，獲得信噪比估算值是采用信噪比計算模塊估算獲得的。其中M1=20。M2=10。工作原理本專利技術提出一種根據估測接收信號信噪比切換鎖相環和鎖頻環，以完成擴頻通信載波同步的方法，具體流程如圖1所示。當接收機收到擴頻信號時，首先對擴頻信號進行捕獲，同時用信噪比計算模塊估算信噪比，若捕獲成功并且信噪比大于閾值，則初始化頻率和相位控制字，并進行下一步的載波同步，否則繼續進行捕獲。正常工作情況，載波跟蹤回路中，鑒相標志字為I，鎖相環(PLL)工作而鎖頻環(FLL)停用。而當相位誤差超過門限值時，即頻偏(fOTOT)超過PLL的跟蹤范圍(^ange)時，更改鑒相標志字為0，FLL工作而PLL停用。而通常PLL工作的時間長，而切換過程中接收機是不能正常工作的。這個過程時間越快越好。一旦檢測本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于SNR的擴頻通信聯合載波同步方法，其特征是：它由以下步驟實現：步驟一、在擴頻通信系統的接收端接收到擴頻信號后，同時執行步驟二和步驟三；步驟二、將接收到的擴頻信號進行捕獲；并執行步驟二一；步驟二一、判斷步驟二中的捕獲成功次數是否到達預設值M1；M1為正整數；如果結果為是，則執行步驟二二；如果判斷結果為否，則返回執行步驟二；步驟二二、對頻率控制字和相位控制字進行初始化；并執行步驟四；步驟三、將接收到的擴頻信號進行信噪比估算，獲得信噪比估算值；并執行步驟四；步驟四、判斷步驟三中獲得的信噪比估算值是否小于預設閾值M2，M2為正數；如果判斷結果為是，則返回執行步驟二二；如果判斷結果為否，則執行步驟五；步驟五、在載波跟蹤回路中，判斷鑒相標志字是否大于或等于1，如果判斷結果為是，則執行步驟五一；如果判斷結果為否，則執行步驟六；步驟五一、對擴頻信號的相位進行調整，并獲得調整后相位控制字；步驟五二、判斷步驟五一獲得的調整后相位控制字是否小于預設的第一門限值，如果判斷結果為是，則返回執行步驟五；如果判斷結果為否，則執行步驟五三；步驟五三、設置鑒相標志字為0，即：切換為鎖頻環工作且鎖相環停用狀態；實現鎖相環和鎖頻環的切換，完成一次基于SNR的擴頻通信聯合載波同步，并返回執行步驟五；步驟六、對擴頻信號的頻率進行調整，并獲得調整后的頻率控制字；步驟六一、判斷步驟六獲得的調整后的頻率控制字是否小于預設的第二門限值，如果判斷結果為否，則返回執行步驟五；如果判斷結果為是，則執行步驟六三；步驟六三、設置鑒相標志字為1，即：切換為鎖相環工作且鎖頻環停用狀態；實現鎖相環和鎖頻環的切換，完成一次基于SNR的擴頻通信聯合載波同步，并返回執行步驟五；實現基于SNR的擴頻通信聯合載波同步的閉環控制。...

【技術特征摘要】
1.一種基于SNR的擴頻通信聯合載波同步方法，其特征是它由以下步驟實現 步驟一、在擴頻通信系統的接收端接收到擴頻信號后，同時執行步驟二和步驟三； 步驟二、將接收到的擴頻信號進行捕獲；并執行步驟二一 ；步驟二一、判斷步驟二中的捕獲成功次數是否到達預設值Ml ；M1為正整數；如果結果為是，則執行步驟二二 ；如果判斷結果為否，則返回執行步驟二 ；步驟二二、對頻率控制字和相位控制字進行初始化；并執行步驟四；步驟三、將接收到的擴頻信號進行信噪比估算，獲得信噪比估算值；并執行步驟四； 步驟四、判斷步驟三中獲得的信噪比估算值是否小于預設閾值M2，M2為正數；如果判斷結果為是，則返回執行步驟二二 ；如果判斷結果為否，則執行步驟五；步驟五、在載波跟蹤回路中，判斷鑒相標志字是否大于或等于1，如果判斷結果為是，則執行步驟五一；如果判斷結果為否，則執行步驟六；步驟五一、對擴頻信號的相位進行調整，并獲得調整后相位控制字；步驟五二、判斷步驟五一獲得的調整后相位控制字是否小于預設的第一門限值，如果判斷結果為是，則返回執行步驟五；如果判斷結果...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張佳巖，馬永奎，趙洪林，白旭，吳少川，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：發明
國別省市：