Qpsk載波同步鎖定檢測器的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)字相干通信系統(tǒng)中利用分布概率判定正交相移鍵控QPSK載波同步的鎖定檢測器。
【背景技術(shù)】
[0002]在數(shù)字通信系統(tǒng)的下行通道中，由于受到信道特性和振蕩器不穩(wěn)定的影響，系統(tǒng)接收到的調(diào)制信號與本地載波會存在一定的頻偏和相位誤差，需要載波同步提取一個與接收信號中的調(diào)制載波同頻同相的相干載波來實現(xiàn)相干解調(diào)，消除本地載波與接收到的信號的頻率、相位誤差，以保證解調(diào)的正確性。載波同步的性能直接影響到整個接收機的性能，故載波同步技術(shù)是接收機的關(guān)鍵技術(shù)之一。在載波同步的實現(xiàn)中，一般需要經(jīng)過載波捕獲與載波跟蹤兩個階段。載波捕獲階段希望具有較寬的帶寬，能快速捕獲較大頻率偏差的信號；載波跟蹤階段希望具有較窄的帶寬，以降低載波相位估計的方差。載波鎖定判決就是為接收機提供載波恢復環(huán)路處于跟蹤狀態(tài)還是捕獲狀態(tài)的模塊。實現(xiàn)QPSK載波鎖定判決的方法包括統(tǒng)計法和門限法兩種。為判斷當前載波同步的狀態(tài)，統(tǒng)計法通常需要計算包括二階矩和四階距等信號的統(tǒng)計量，門限法則通過比較經(jīng)過載波同步環(huán)路的信號和固定門限的相對大小。以上傳統(tǒng)處理中，統(tǒng)計法實現(xiàn)較復雜且在低信噪比下的誤判率偏高，門限法也有在低信噪比下易假鎖的缺點，而在航天測控、衛(wèi)星應用、高速數(shù)傳等領域的工程應用中，用戶往往需要精確了解當前接收機的載波同步鎖定狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服傳統(tǒng)處理中QPSK載波鎖定判決的上述缺陷，本發(fā)明提供一種對相干通信中的載波同步環(huán)鎖定狀態(tài)進行檢測判定的裝置，該裝置能夠適應更寬的信噪比范圍，檢測判定結(jié)果更準確可靠。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種QPSK載波同步鎖定檢測器，包括載波同步環(huán)NC0電路、用于實現(xiàn)輸出信號概率特性的QPSK信號分布統(tǒng)計電路和用于實現(xiàn)對載波環(huán)路進行鎖定判決的動態(tài)比較電路，其特征在于:正交相移鍵控QPSK信號分布統(tǒng)計電路分別連接動態(tài)比較電路和載波同步環(huán)NC0電路，在QPSK信號分布統(tǒng)計電路中，積分清零濾波器依次串聯(lián)絕對值電路和兩個并行的區(qū)間統(tǒng)計電路，載波同步環(huán)NC0電路輸出控制脈沖，積分清零濾波器在控制脈沖的作用下對輸入的零中頻支路信號作積分清零運算，積分清零運算結(jié)果分別經(jīng)過絕對值電路和兩個區(qū)間統(tǒng)計電路得到信號在兩個區(qū)間的幅度分布統(tǒng)計結(jié)果，其中，第一區(qū)間的點數(shù)統(tǒng)計結(jié)果與鎖定門限系數(shù)相乘得到第一區(qū)間的運算結(jié)果，第二區(qū)間的點數(shù)統(tǒng)計結(jié)果直接作為第二區(qū)間的運算結(jié)果，兩個區(qū)間的運算結(jié)果同時輸入比較器，比較器對來自兩個區(qū)間的運算結(jié)果進行比較，輸出判決QPSK載波同步環(huán)鎖定與否的指示。
[0005]本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果:檢測判定結(jié)果更準確可靠。本發(fā)明采用QPSK信號分布統(tǒng)計電路和動態(tài)比較電路相連的QPSK載波同步鎖定判決電路，通過載波同步環(huán)NCO電路輸出控制脈沖，控制對輸入基帶信號的積分清零運算，積分清零運算結(jié)果分別經(jīng)過絕對值電路和兩個區(qū)間統(tǒng)計電路得到信號在兩個區(qū)間的幅度分布統(tǒng)計結(jié)果，動態(tài)比較器對來自兩個區(qū)間的運算結(jié)果進行比較，輸出判決QPSK載波同步環(huán)鎖定與否的指示。該處理方法根據(jù)載波同步環(huán)進入鎖定狀態(tài)時信號滿足瑞利分布的特性，有效地提取出反映載波同步環(huán)鎖定時的本質(zhì)特征，故檢測判定結(jié)果更準確可靠。
[0006]能夠適應更寬的信噪比范圍。本發(fā)明中動態(tài)比較電路的鎖定門限系數(shù)可根據(jù)信噪比動態(tài)調(diào)整，故能夠適應更寬的信噪比范圍。
【附圖說明】
[0007]下面結(jié)合附圖和實施例對本專利進一步說明。
[0008]圖1是本發(fā)明QPSK載波鎖定檢測器的電路原理示意圖。
[0009]圖2是鎖定狀態(tài)下信號幅度概率分布及統(tǒng)計區(qū)間示意圖。
【具體實施方式】
[0010]在圖1描述的一個最佳實施例中，QPSK載波鎖定檢測器主要包括:載波同步環(huán)NC0電路、用于實現(xiàn)輸出信號概率特性的QPSK信號分布統(tǒng)計電路和用于實現(xiàn)對載波環(huán)路進行鎖定判決的動態(tài)比較電路。換句話說，所述載波同步鎖定檢測器由一個積分清零濾波器、一個絕對值電路、兩個區(qū)間統(tǒng)計電路、一個乘法器、一個比較器和一個載波同步環(huán)NC0電路組成。其中，QPSK信號分布統(tǒng)計電路分別連接動態(tài)比較電路和載波同步環(huán)NC0電路，在QPSK信號分布統(tǒng)計電路中，積分清零濾波器依次串聯(lián)絕對值電路和兩個并行的區(qū)間統(tǒng)計電路，載波同步環(huán)NC0電路輸出控制脈沖，積分清零濾波器在控制脈沖的作用下對輸入的零中頻支路信號作積分清零運算，積分清零運算結(jié)果分別經(jīng)過絕對值電路和兩個區(qū)間統(tǒng)計電路得到信號在兩個區(qū)間的幅度分布統(tǒng)計結(jié)果，其中，第一區(qū)間的點數(shù)統(tǒng)計結(jié)果與鎖定門限系數(shù)相乘得到第一區(qū)間的運算結(jié)果，第二區(qū)間的點數(shù)統(tǒng)計結(jié)果直接作為第二區(qū)間的運算結(jié)果，兩個區(qū)間的運算結(jié)果同時輸入比較器，比較器對來自兩個區(qū)間的運算結(jié)果進行比較，輸出判決QPSK載波同步環(huán)鎖定與否的指示。
[0011]載波同步環(huán)NC0電路采用累加器實現(xiàn)，累加器在對相位控制字進行累加過程中產(chǎn)生的進位脈沖作為積分清零濾波器的控制脈沖。
[0012]QPSK信號分布統(tǒng)計電路在控制脈沖作用下作積分清零運算，積分清零運算的結(jié)果經(jīng)過絕對值電路得到積分絕對值，上述結(jié)果并行送給兩個區(qū)間統(tǒng)計電路，得到信號在兩個區(qū)間內(nèi)的幅度分布統(tǒng)計結(jié)果。
[0013]兩個統(tǒng)計電路中的統(tǒng)計區(qū)間范圍由3個可動態(tài)配置的門限確定，如圖2所示。其中第一區(qū)間統(tǒng)計信號幅度小于門限1的點數(shù)，第二區(qū)間統(tǒng)計信號幅度大于門限2且小于門限3的點數(shù)，兩個區(qū)間統(tǒng)計電路分別計算約定統(tǒng)計點數(shù)內(nèi)信號落在兩個區(qū)間中的點數(shù)，計數(shù)器進行計數(shù)，同時累加器對滿足區(qū)間條件的信號點數(shù)進行累加，當計數(shù)器的計數(shù)值達到約定統(tǒng)計點數(shù)后輸出累加器的值作為此次統(tǒng)計的結(jié)果并清空累加器，如此循環(huán)。約定統(tǒng)計點數(shù)的取值可根據(jù)仿真或調(diào)試結(jié)果進行設定，也可在電路運行過程中動態(tài)配置。
[0014]動態(tài)比較