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近年来微电子技术的迅速发展,为数字接收机的发展提供了硬件基础;软件无线电的思想和算法的改进为数字接收机的设计带来了更加优异的性能。跟踪系统的研究一直是数字接收机设计中的重要组成部分,直接影响数字接收机的性能。本文主要研究DS-BPSK(直扩二进制移相键控)数字接收机的跟踪环路设计和实现。
本文以卫星测控通信中星载数字接收机为研究对象,阐述了DS-BPSK数字接收机跟踪算法、设计仿真、定点实现和测试结果。文中分析了数字接收机跟踪环路设计算法,包括锁频环(FLL)、锁相环(PLL)、伪码跟踪环(DLL)以及比特跟踪环;对环路滤波器进行了研究,介绍了滤波器的参数计算方法。星载数字接收机需要同时处理遥控和测距两种信号。且信号具有±90KHz的多普勒频率变化范围、±2.5KHz/s的多普勒频率变化速度、60dB的功率变化范围、接收通道之间存在互干扰等特点。所以在设计上提出了利用FLL辅助PLL、载波环辅助码环的结构应对多普勒变化快的特点;利用模拟自动增益控制(Automatic Generation Control,AGC)来应对数字接收机接收功率范围大的特点;利用双门限策略应对码道间的互干扰的特点。在VS2005开发环境上建立了一个浮点仿真平台,介绍了算法仿真的结果和性能。定点实现时,对算法中的关键模块以及滤波器的系数进行了定点设计,并制定了自适应截取AD数据位的方案。最后文章介绍了课题研究的数字接收机的测试场景和各个通道测试结果,测试结果表明数字接收机满足了系统设计需求。