Simulation des performances Matlab du système de synchronisation des porteuses basé sur l'anneau Costas

Table des matières

1. Aperçu des rendus des opérations de l'algorithme

2. Version du logiciel exécutant l'algorithme

3. Quelques programmes de base

4. Aperçu de la théorie des algorithmes

5. Ingénierie complète du programme d'algorithme

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1. Aperçu des rendus des opérations de l'algorithme

2. Version du logiciel exécutant l'algorithme

matlab2022a

3. Quelques programmes de base

............................................................................
I_Data=round(rand(N,1))*2-1;
Q_Data=round(rand(N,1))*2-1;
%QPSK信号源
s=I_Data + j*Q_Data;
fs=2400;                    %采样率
fdelta=-40;                 %频偏
Time_Sample=1/fs;           %每个采样值的持续时间
Delta_Phase=rand(1)*2*pi;   %初始相位
sin_cos=exp(j*(fdelta/fs*(1:len)+Delta_Phase));  %载波

%调制
r=s.*sin_cos'; %r=Icos+Qsin 

%环路处理
C1=0.022;  
C2=0.00024;

for i=2:N
..........................................................................
end

figure
plot(Discriminator_Out);
grid on;
title('鉴相器输出');
% axis([1 len 0 7]);

figure
plot(mod(NCO,2*pi));
grid on;
title('NCO响应曲线');
axis([1 len 0 7]);


figure
subplot(211)
plot(-PLL_out(2:len)*fs);
grid on;
title('锁相环频率响应曲线');
axis([1 len -100 100]);

subplot(212)
plot(PLL_out2(2:len)*180/pi);
title('锁相环相位响应曲线');
axis([1 len -2 2]);
grid on;

 
figure

subplot(2,2,1)
plot(I_Data(500:550));
grid on;
title('I路信息数据');
axis([1,50,-2,2]);

subplot(2,2,2)
plot(Q_Data(500:550));
grid on;
title('Q路信息数据');
axis([1,50,-2,2]);


subplot(2,2,3)
plot(I_PLL(500:550));
grid on;
title('锁相环输出I路信息数据,注意可能会出现相位模糊现象，即倒PI现象');
axis([1,50,-2,2]);

subplot(2,2,4)
plot(Q_PLL(500:550));
grid on;
title('锁相环输出Q路信息数据,注意可能会出现相位模糊现象，即倒PI现象');
axis([1,50,-2,2]);
15_001m

4. Aperçu de la théorie des algorithmes

        Le système de synchronisation de porteuse en anneau Costas est un système utilisé pour restaurer la fréquence porteuse et la synchronisation de phase du signal reçu. La boucle Costas est une boucle spéciale à verrouillage de phase qui est largement utilisée dans les modems, les communications sans fil, les radars et d'autres domaines. Voici le principe de base et la structure du système de synchronisation de porteuse basé sur la boucle Costas : La boucle Costas est une boucle à verrouillage de phase utilisée pour estimer la fréquence porteuse et la phase du signal reçu. Son principe de base est d'obtenir une synchronisation de fréquence et de phase en comparant continuellement et de manière itérative la différence de phase du signal reçu. En ajustant la fréquence et la phase de l'oscillateur local, la différence de phase entre le signal reçu et l'oscillateur local est maintenue dans une plage spécifique, réalisant ainsi la synchronisation.

structure:

Un système de base de synchronisation de porteuses en anneau Costas comprend généralement les composants suivants :

1. Signal de réception : reçoit un signal modulé du canal, qui est généralement un signal décalé en fréquence et en phase de la porteuse.

2. Mélangeur : Le mélangeur qui reçoit le signal avec l'oscillateur local déplace le signal de la fréquence centrale vers la fréquence de bande de base. La sortie du mélangeur est un signal de différence de phase.

3. Oscillateur local : L'oscillateur local génère un signal avec une fréquence et une phase similaires à celles du signal reçu.

4. Boucle Costas : La boucle Costas se compose de deux branches, une pour l'estimation de la fréquence et l'autre pour l'estimation de la phase. Ces deux branches permettent de contrôler respectivement la fréquence et la phase de l'oscillateur local. Sa formule de base est la suivante :

       Les deux signaux (I est le canal supérieur, Q est le canal inférieur) traversent le filtre de mise en forme passe-bas et sont multipliés par cos et sin pour compléter la modulation du système. Ensuite, les deux signaux modulés sont ajoutés pour compléter le mixage. puis envoyé.

1. Calculateur de différence de phase : utilisé pour calculer la différence de phase à la sortie du mélangeur pour un retour vers la boucle Costas.

2. Ajusteur de fréquence et de phase : ajustez la fréquence et la phase de l'oscillateur local en fonction des résultats du calcul de différence de phase pour obtenir la synchronisation de la porteuse.

3. Sortie : Le signal synchronisé peut être utilisé pour une démodulation ultérieure ou une extraction de données.

       Le système de synchronisation de porteuse en anneau Costas est un moyen efficace de récupérer la fréquence porteuse et la phase du signal reçu afin de démoduler correctement le signal et d'extraire les données. Ce type de système est très courant dans les systèmes de communications numériques, notamment dans les modems et les récepteurs de synchronisation.

5. Ingénierie complète du programme d'algorithme

OOOOO

OOO

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