使用 Costas 环路进行载波恢复:PLL 引入范围

信息处理 格努拉迪奥 pll
2022-02-21 00:01:06

我在 GNU Radio 中创建了一个频道模型(默认 GNU Radio 频道块的修改版本)。它在 AWGN(无时序、相位或频率偏移)下的性能与理论(对于 BPSK)完全一致。我目前正在通过下面的流程图评估载波频率偏移对 BER 的影响。块“debug_bpsk_phase_recovery”是默认 GNU Radio Costas 循环的修改版本(提供了一种配置循环阻尼因子的方法)。下面的曲线是通过使用环路带宽运行仿真获得的Bn=0.1和 0.05 和两种不同的数据速率(250k 和 500k)。频偏为0.01Rs.

BER曲线

出于好奇,我试图找出科斯塔斯环路可以处理多少频率偏移。据我了解,最大频率偏移与 PLL 拉入范围有关。从理论上讲,PLL 吸合范围为(2π(2)×ζ)×Bn(在哪里ζ是阻尼系数(我设置为 1.0 用于临界阻尼(一些文本使用(2)/2)。这评估为0.88×Rs0.44×Rs为了Bn=0.1和 0.05 分别(Rs是符号率)。

但是,如下表所示 (SNR = 6dB),环路无法处理上述偏移0.04Rs(Bn = 0.1) 和0.03Rs(Bn = 0.05),远低于理论值。关于为什么会发生这种情况的任何想法?

据我了解(来自 Mengali 书),课程载频(如 GNU Radio 中的 FLL 块)可以将偏移减少到符号率的 10% 以内。因此,我尝试包含 FLL 块。这根本没有帮助。事实上,即使对于 Costas 环路能够自行处理的小频率偏移 (~0.01),FLL 也会引入 BER 劣化。为什么 FLL 会显示这种行为?

该书还建议在相位恢复之前使用精细载波恢复(跟踪?)(时钟辅助,决策导向)。欢迎任何关于我可以用于此的算法的建议。

在此处输入图像描述 GRC流程图

提前致谢,M。

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