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探討無線通信系統(tǒng)中鎖頻鎖相器的技術(shù)

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探討無線通信系統(tǒng)中鎖頻鎖相器的技術(shù)

一、低信噪比下鎖頻鎖相器性能分析及改進

(一)系統(tǒng)模型

鎖頻鎖相器由鑒相器及控制單元、環(huán)路濾波器和數(shù)字振蕩器三部分構(gòu)成,為鎖頻鎖相器系統(tǒng)模型,該系統(tǒng)的工作流程為:首先鎖頻鎖相器對接收信號進行解碼操作,鑒相器利用相位補償后的信號計算誤差信號e(t),控制單元對e(t)按照相關(guān)的計算算法得到鎖頻鎖相器的輸出信號u(t),同時環(huán)路濾波器提取出u(t)的直流分量,該分量經(jīng)過DCO反饋回去作為下個時刻的相位補償值。

(二)鎖頻鎖相器頻偏捕獲性能分析

鎖頻鎖相器捕獲性能可以用捕獲的范圍與速度這兩個指標(biāo)來進行衡量。下面將依照信噪比高低分析各種因素對這兩個指標(biāo)的影響機理。

(1)高信噪比

當(dāng)系統(tǒng)存在頻偏時,發(fā)送信號會乘上一個相位旋轉(zhuǎn)因子,該因子會跟加性噪聲的運動方向相反,當(dāng)信噪比很高時,噪聲的影響可以忽略,接收信號的星座圖是一個圓,此時通過加窗函數(shù),使得頻偏捕獲范圍擴大。

(2)低信噪比

首先應(yīng)選取大的值來捕獲大頻偏,另一方面,值必須滿足<4/π這個條件限制,否則會造成窗口的混疊或者窗口間距減小,其次在給定合適的值后還應(yīng)將窗口擴大以包含更多的接收信號。為了不降低窗口間距,應(yīng)該選擇遠離單位圓的方向擴大窗口。

二、改進型鎖頻鎖相器及性能分析

改進型的PFD的鑒相信號等于:,比較了不同窗口上改進型PFD(鎖頻鎖相器)與PFD的鑒相曲線,從圖中看出,在相同窗口類型的條件下與PFD相比,改進型PFD的鑒相增益更大,增益也更加平坦,捕獲范圍和增益分別與成正比和反比關(guān)系。

三、結(jié)論

改進型PFD運算簡單,便于數(shù)字電路實現(xiàn)。最后的仿真證明了新算法可以在低信噪比,大頻偏的條件下有效地降低穩(wěn)態(tài)的相位噪聲抖動,提高捕獲速度。

作者:吳德林 單位:廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院

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