[发明专利]锁相环与副载波环联合鉴相跟踪环路

权利要求书

1.锁相环与副载波环联合鉴相跟踪环路，其特征在于，包括载波跟踪环、副载波跟踪环和扩频码跟踪环，其中，载波跟踪环首先对接收到的中频BOC信号进行载波剥离处理，得到的输出信号作为副载波跟踪环的输入，与副载波数控振荡器产生的本地余弦和正弦信号相乘，得到的信号输入到扩频码跟踪环中进行码相位跟踪。

2.载波跟踪环包括载波数控振荡器、互相关处理单元、积分清零单元、载波环与副载波环联合鉴相器和PLL环路滤波器；

副载波跟踪环包括副载波数控振荡器、互相关处理单元、积分清零单元、载波环与副载波环联合鉴相器和SLL环路滤波器；

扩频码跟踪环包括码数控振荡器、互相关处理单元、积分清零单元、扩频码环鉴相器和DLL环路滤波器；

环路中的载波跟踪环首先对接收到的中频BOC信号进行处理，将其与载波环数控振荡器生成的本地余弦和正弦载波信号进行相乘，本地余弦和正弦信号与接收信号频率同为                                                ，此过程即为正交解调，实现了载波剥离，得到路和路信号；

环路中的副载波跟踪环，其中，其频率与接收副载波信号频率同为，将得到的路和路信号与副载波数控振荡器产生的本地余弦和正弦信号进行相关，得到和四个支路，实现对BOC信号副载波相位的锁相环跟踪，完成副载波剥离；

环路中的扩频码跟踪环，其中，由码数控振荡器产生的三路本地超前（E）、即时（P）和滞后码分别与、和四个之路信号进行相关，实现扩频码的解扩；将解扩后的码输入到积分清零单元，由积分清零单元对相关运算结果进行累加，得到多路相关值分别为和；

设本发明中接收到的中频BOC信号表达为：

其中，代表调制载波的扩频码，代表副载波分量，代表载波分量，为载波频率，为载波的初始相位；

设载波数控振荡器产生的本地中频载波分别为和，其中是本地中频载波的初始相位；副载波数控振荡器产生的副载波分别为和，其中是初始相位；码数控振荡器生成本地码的即时、超前和滞后分量分别为和，其中，是扩频码跟踪环的超前减滞后间隔，且满足，是扩频码的码片宽度；积分清零单元输出多路相关值分别为：

同理，

其中，是积分时间；是载波的相位误差；是副载波的相位误差；是扩频码的自相关函数，是扩频码延迟；对上面四个即时之路分别进行平方，对进行归一化得到：

。

3.如权利要求1所述的载波跟踪环、副载波跟踪环和扩频码跟踪环中的积分清零单元，其特征在于，将得到的多路相关值、和、、各自输入至载波跟踪环和副载波跟踪环中的载波环与副载波环联合鉴相器和扩频码跟踪环中的扩频码跟踪环鉴相器，载波环与副载波环联合鉴相器检测载波相位的跟踪误差和副载波相位的跟踪误差，扩频码跟踪环鉴相器测量扩频码的跟踪误差。

4.如权利要求1所述载波跟踪环和副载波跟踪环中的载波环与副载波环联合鉴相器，其特征在于，针对传统采用副载波环的跟踪技术中忽略噪声存在而引起相位模糊度的情况，采用以下算法来降低模糊度的影响，有：

可以发现当和都很小时，它们各自的余弦与正弦值不可能同时小，那么在有噪声存在情况下，鉴相误差模糊度很高，而鉴相误差模糊度较小，则可通过对和取平均值来降低模糊度；对于副载波跟踪环的鉴相误差处理同理；

另外，还可以通过以下式子计算出与各自的余弦值与正弦值的模值，即：

比较与模值大小及与模值大小，在噪声环境中选择模值大的去计算载波环与副载波环鉴相误差与。

5.如权利要求1所述的载波跟踪环和副载波跟踪环中的载波环与副载波环联合鉴相器，其特征在于，载波环与副载波环联合鉴相器选用联合鉴相算法，即对权利要求1中所有的即时（P）之路都进行如下变换：

得到：

其中，和都是已知量；从而由上述四式可以求得和，进而求得载波跟踪环鉴相器的相位误差和副载波跟踪环鉴相器的相位误差。

6.如权利要求1所述的锁相环与副载波环联合鉴相跟踪环路，其特征在于，所选用的联合鉴相算法，还可以选择对即时（P）支路进行如下变换：

得到载波跟踪环鉴相误差和副载波跟踪环鉴相误差分别为：

如权利要求1所述的锁相环与副载波环联合鉴相跟踪环路，其特征在于，扩频码跟踪环鉴相器算法依据传统的非相干超前减滞后功率鉴相器算法，考虑到副载波跟踪环的存在，利用载波环和副载波环中超前和滞后支路分别包含的路和路两路同时进行扩频码鉴相，其算法如下：

其中，是扩频码跟踪环鉴相器输出的扩频码跟踪误差。