Costas环

摘要： BPSK、QPSK、OQPSK、8PSK和16QAM在数字通信中应用广泛。针对非合作接收机解调数字通信信号的需求,研究了基于Costas环的通用数字信号载波恢复技术。仅需通过调整环路滤波参数和改变Costas环中鉴相器的鉴相方式,即可实现BPSK、QPSK、OQPSK、8PSK和16QAM等数字信号的载波恢复。对算法进行了仿真验证,并在FPGA上完成了硬件实现。

摘要： 随着5G高精度信息化普及,通信波段信息传导精确性成为广泛研究讨论的热点问题.电力行业为搭建高精度信息网络,开始逐渐重视通信信息网络,并逐步展开专项研究.从稳定通信基线恢复出发,通过搭载COSTAS环建模来提高载波通信恢复稳定性,提高供电网络的高精准度信息传送,并解决信息在电力通信通道传输过程中易受到空间介质干扰问题.同时,对传统COSTAS环进行改进,大大简化了COSTAS环结构,在保持稳定性的同时,提升了算法计算效率及可靠性.最后,为验证改进COSTAS环稳定性,通过Simulate建模对算法进行验证,结果证明该方法在载波恢复方面具有较强的抗误码效能,能很好提升低压电力载波的抗滋扰能力.

摘要： 为实现天线波束的实时自动对准即方向回溯,提出了一种基于Costas环的相位共轭电路,同时该相位共轭电路具有解调调制信号的能力,即实现全双工通信的能力.首先,利用改进的Costas环结构实现对调制信号的数据解调输出及载波恢复.然后,采用外差混频结构对已恢复的载波进行相位共轭,并以此作为发射载波进行信号调制输出,从而实现阵列天线波束向来波方向自动实时对准,即实现具有方向回溯能力的全双工通信.最后,通过仿真对该电路进行功能性验证.结果表明,该电路在不同输入载噪比条件下,实现了对四相相移键控调制信号的解调,相邻射频通道解调信号的同相叠加,相邻射频通道相干载波信号的相位差共轭,验证了该相位共轭电路的波束自跟踪和全双工通信能力.

摘要： 二相相移键控(BPSK)调制是最基础、最常见的相移键控调制方式,载波同步与解调是通信系统中的关键技术之一。本文以直接序列扩频通信系统为研究对象,介绍了科斯塔思环(Costas环)的基本原理及数学模型,给出BPSK信号的产生、载波同步解调过程的仿真模型,搭建的仿真模型能够成功实现BPSK信号的同步解调。

摘要： 相比于传统的单一的雷达或通信设备,雷达通信一体化系统具有易集成、小型化、高谱效等优势,其中基于线性调频的一体化信号的系统方案应用广泛.在一体化系统通信功能实现方案中,传统的同步技术会降低通信速率.针对这一问题,设计了一种包含两类线性调频载波的一体化信号,并利用线性调频良好的自相关特性,提出了一种基于Costas环的时间和载波频率联合同步技术.在该技术中,首先设计了基于线性调频的Costas环结构,实现对两类调频载波的跟踪,然后根据两类载波的频率信息反演出通信时延和载波频偏.仿真结果表明,该同步技术在不影响通信效率及雷达性能的情况下,可实现一体化信号的时频联合同步,且误码率与传统同步技术的性能相当.

摘要： 本文针对相位解调时的门限效应问题,提出了利用Costas环结构进行相位解调的方法.利用经过相位调制的QPSK信号作为仿真激励.通过MATLAB仿真,对比Costas环解调方式和传统解调方式的抗噪声性能,验证了基于Costas环解调方式对门限效应的改善作用.

摘要： 研究了GPS软件接收机载波跟踪技术.首先,介绍了GPS载波跟踪环软件实现;其次,分析了GPS参数的设计;最后,对GPS载波跟踪技术进行了仿真实验.结果表明:GPS载波跟踪环能够很好地跟踪GPS信号,达到了预期要求.

摘要： 针对鉴相特性的固有非线性对Costas环捕获性能的影响,对2种常用的鉴相器在不同载噪比下线性区间和鉴相误差进行分析和仿真.仿真结果表明,通过鉴相增益补偿使得频率跟踪精度近似相等的情况下,只考虑线性区间和鉴相误差对捕获性能的影响,反正切鉴相器的捕获时间要比正弦鉴相器短,在捕获过程中反正切鉴相器的调整次数要少,并且有较小的调整幅度,捕获性能更好.为Costas环中鉴相器的选择提供了参考.

摘要： A fiber seismometer is a new seismic monitoring method which has the advantage of high sensitivity and strong anti⁃interference ability. Phase⁃generated carrier ( PGC) algorithm is a traditional phase calculation method, which is widely used in optical fiber interferometer due to its simple structure. However, PGC is an open loop de⁃tection method, which may appear harmonic distortion and demodulation accuracy reduction when the system static phase point changes dramatically. COSTAS loop is a closed⁃loop feedback structure in wireless communication carri⁃er synchronization process. In this paper, we take COSTAS loop as the feedback to PGC algorithm. Through the two quadrature signals phase⁃locked with the interference signal, the seismometer system phase drift can be modified and the THD of the demodulation result can be suppressed.%光纤地震计作为一种新的地震监测手段，具有灵敏度高、抗干扰能力强等优点。传统的干涉型光纤地震计使用相位生成载波（ PGC）算法作为相位解调方法，该算法结构简单，但是由于该算法为开环检测算法，在系统静态相位发生很大变化时，将会出现较大的谐波失真，同时导致解调结果不准确。 COSTAS环是无线通信载波同步过程中的一种闭环反馈结构，文中将COSTAS环作为PGC算法的反馈环路，通过2个正交分量对干涉信号进行锁相，可以校正地震计系统自身相移，该算法有效地降低解调结果谐波失真度。

摘要： SOQPSK信号包络恒定、相位连续，拥有很高的功率、频谱效率，在卫星通信、深空通信、航空遥测等系统中具有广泛的应用前景。为保证SOQPSK信号能够适应上述系统较大的载波多普勒平移，本文提出一种FFT引导COSTAS环的SOQPSK信号载波跟踪技术。算法首先利用FFT粗略估计多普勒频率，将载波频偏牵引至较小的误差范围，再利用改进的COSTAS环跟踪载波残差及相位误差，进而实现了对大频偏SOQPSK信号载波的稳态跟踪。仿真结果表明，本文所提算法不仅能够跟踪大频偏载波，而且在小频偏时性能亦优于传统方法。%SOQPSK signal has constant envelope and continuous phase,and has high power and spectral efficiency.It will have broad application prospects in satellite communications,deep space communications and aeronautical telemetry sys-tems.To ensure SOQPSK carrier signal can be applied to larger Doppler offset system,this paper presents a SOQPSK signal carrier tracking technology which uses FFT guide COSTAS loop.First,a rough estimate by FFT of the Doppler frequency makes carrier frequency offset be limited to a small range,and then uses the improved COSTAS loop to track carrier residu-als and phase error,thus achieving a steady carrier track for SOQPSK signal with large carrier frequency offset.Simulation results show that the proposed algorithm not only is able to track large carrier frequency offset,but also is better to track small frequency offsets than traditional methods.

摘要： 本文主要研究在QPSK解调中相干载波提取的costas环,对其工作原理进行了简要介绍,并给出了costas环的两种结构.

摘要： 本文首先论述了QPSK 调制与解调的原理，并给出了一种构建方案，介绍一种基于Xilinx 公司FPGA 开发工具System Generator 进行QPSK 调制解调器设计与实现的方法。通过对调制与解调框图的仿真分析，介绍了各个模块功能以及各个模块的构建和实现方法，最后在LYRTECH 公司的软件无线电平台上进行了验证。

摘要： 本文首先论述了QPSK 调制与解调的原理，并给出了一种构建方案，介绍一种基于Xilinx 公司FPGA 开发工具System Generator 进行QPSK 调制解调器设计与实现的方法。通过对调制与解调框图的仿真分析，介绍了各个模块功能以及各个模块的构建和实现方法，最后在LYRTECH 公司的软件无线电平台上进行了验证。

摘要： 本文首先论述了QPSK 调制与解调的原理，并给出了一种构建方案，介绍一种基于Xilinx 公司FPGA 开发工具System Generator 进行QPSK 调制解调器设计与实现的方法。通过对调制与解调框图的仿真分析，介绍了各个模块功能以及各个模块的构建和实现方法，最后在LYRTECH 公司的软件无线电平台上进行了验证。

摘要： 本文首先论述了QPSK 调制与解调的原理，并给出了一种构建方案，介绍一种基于Xilinx 公司FPGA 开发工具System Generator 进行QPSK 调制解调器设计与实现的方法。通过对调制与解调框图的仿真分析，介绍了各个模块功能以及各个模块的构建和实现方法，最后在LYRTECH 公司的软件无线电平台上进行了验证。

摘要： 本文首先论述了QPSK 调制与解调的原理，并给出了一种构建方案，介绍一种基于Xilinx 公司FPGA 开发工具System Generator 进行QPSK 调制解调器设计与实现的方法。通过对调制与解调框图的仿真分析，介绍了各个模块功能以及各个模块的构建和实现方法，最后在LYRTECH 公司的软件无线电平台上进行了验证。

摘要： 本文首先论述了QPSK 调制与解调的原理，并给出了一种构建方案，介绍一种基于Xilinx 公司FPGA 开发工具System Generator 进行QPSK 调制解调器设计与实现的方法。通过对调制与解调框图的仿真分析，介绍了各个模块功能以及各个模块的构建和实现方法，最后在LYRTECH 公司的软件无线电平台上进行了验证。

摘要： 针对大频偏的情况下扩频信号载波的捕获和跟踪问题，本文提出了一种可以快速实现频率同步的算法及其中频接收机实现方案。方案的算法基于FFT谱分析、频率步进调整和Costas环路。利用FFT运算对频率偏移的敏感性，可以通过一次频率校正实现大频偏的快速捕获;用较少的步进调整进一步缩小剩余频差，最后通过Costas环完成频率的精确同步。基于Simulink(R)平台，对本算法进行了定点仿真，并在Lyrtech(R)硬件开发平台上进行实验和调试，实现了功能。在频差为±40KHz时，可以在十三个符号内完成频率的粗、精同步。仿真及实验结果表明，本方法完成频率同步的时间短，硬件资源消耗较少，且算法验证及工程实现周期短。

摘要： 针对大频偏的情况下扩频信号载波的捕获和跟踪问题，本文提出了一种可以快速实现频率同步的算法及其中频接收机实现方案。方案的算法基于FFT谱分析、频率步进调整和Costas环路。利用FFT运算对频率偏移的敏感性，可以通过一次频率校正实现大频偏的快速捕获;用较少的步进调整进一步缩小剩余频差，最后通过Costas环完成频率的精确同步。基于Simulink(R)平台，对本算法进行了定点仿真，并在Lyrtech(R)硬件开发平台上进行实验和调试，实现了功能。在频差为±40KHz时，可以在十三个符号内完成频率的粗、精同步。仿真及实验结果表明，本方法完成频率同步的时间短，硬件资源消耗较少，且算法验证及工程实现周期短。

摘要： 针对大频偏的情况下扩频信号载波的捕获和跟踪问题，本文提出了一种可以快速实现频率同步的算法及其中频接收机实现方案。方案的算法基于FFT谱分析、频率步进调整和Costas环路。利用FFT运算对频率偏移的敏感性，可以通过一次频率校正实现大频偏的快速捕获;用较少的步进调整进一步缩小剩余频差，最后通过Costas环完成频率的精确同步。基于Simulink(R)平台，对本算法进行了定点仿真，并在Lyrtech(R)硬件开发平台上进行实验和调试，实现了功能。在频差为±40KHz时，可以在十三个符号内完成频率的粗、精同步。仿真及实验结果表明，本方法完成频率同步的时间短，硬件资源消耗较少，且算法验证及工程实现周期短。

摘要： 本发明提出了一种抑制载波同步技术，用于接收端数字信号处理系统的前端的数据解调，该方法同时采用多个同相积分模块和正交积分模块，在同步脉冲到来的前后多个时钟同时进行位同步判断，实时地判断实际相位偏差值，本发明实现结构简单、设计能力强，资源消耗少，可以灵活地应对不同位同步时钟频率，拓宽接收信号的频率容差值，对不同输入信号具有较强的适应能力。

摘要： 本发明公开了一种基于Costas环的快速测频和跟踪输出装置的实现方法，包括采用欠采样方式采集中频信号并转换成数字信号；对该数字信号功率统计；对功率进行增益解码求得增益控制参数；对输入的雷达中频信号进行增益处理；生成功率控制标志；设定Costas环的本振频率；提取功率控制标志，将数字信号变频成基带，求得基带的误差电压；捕获基带信号；根据误差电压生成对应的频率控制字和环路误差；判定并输出的锁定信号；对锁定信号有效性判定并传输频率控制字；DDS信号发生器生成数字频率合成信号，并由DA转换模块将该数字频率合成信号转换成模拟信号，带通滤波器输出所需带宽的中频信号。本发明具有结构简单、测量准确、跟踪可靠、扩展性能良好等优点。

摘要： 本发明公开了一种基于FFT载频估计和Costas环的非协作通信载波同步系统，该系统包含两部分，即前端的FFT载频估计模块和后端的Costas环载波同步模块。其工作原理：输入信号同时作用在两个模块上，FFT载频估计模块先对输入信号进行载频估计，直到其将估计出的载波频率传输到Costas环时，Costas环的使能端才变为有效，并以载波频率的估计值为初始振荡频率，传输到Costas环载波同步模块中的数字频率控制振荡器(NCO)，控制数字频率控制振荡器(NCO)的振荡频率，对输入信号进行高精度的载波同步；当完成对输入信号的捕获后，数字频率控制振荡器将输出精确的载波提取信号。利用本发明缩短捕获时间和间接拓宽捕获带宽，从而完成非协作通信中未知信号的载波同步。

摘要： 本发明公开了一种数字COSTAS环，包括第一鉴相器、第二鉴相器、信号移相模块、压控振荡器、环路滤波器，所述第一鉴相器和第二鉴相器的输出端通过一第一乘法器耦接于所述环路滤波器的输入端，所述环路滤波器的输出端耦接于所述压控振荡器的输入端，所述压控振荡器的输出端通过一第二乘法器耦接于所述第一鉴相器的输入端，所述压控振荡器的输出端还耦接于所述信号移相模块的输入端，所述信号移相模块的输出端通过一第三乘法器耦接于所述第二鉴相器的输入端，其中，所述环路滤波器包括PID控制器。本发明不但结构简化，而且可以稳定、快速的解调出载波信号。

摘要： 本发明涉及一种基于Costas环的全数字半球谐振陀螺频率跟踪回路，陀螺电极振动信号采样电路分别采集陀螺x电极和y电极上的振动信号；两路振动信号通过乘法器分别与压控振荡器的sin支路和cos支路的输出信号进行乘法鉴相，再通过各个低通滤波器进行滤波；滤波后的信号经过相位误差信号运算器计算得到相位误差信号后送至环路滤波器；环路滤波器根据输入的相位误差信号产生控制信号，控制信号对压控振荡器NCO输出信号的相位进行调整，使得振动信号与输出信号相位差不断减小至环路锁定稳态相位差为0；基于Costas环技术在FPGA中实现了全数字半球谐振陀螺的频率跟踪回路设计，该设计可提高频率跟踪的精度，并具有结构简单、通用性强的优点。

摘要： 本发明公开了一种基于Costas环的快速测频和跟踪输出装置的实现方法，包括采用欠采样方式采集中频信号并转换成数字信号；对该数字信号功率统计；对功率进行增益解码求得增益控制参数；对输入的雷达中频信号进行增益处理；生成功率控制标志；设定Costas环的本振频率；提取功率控制标志，将数字信号变频成基带，求得基带的误差电压；捕获基带信号；根据误差电压生成对应的频率控制字和环路误差；判定并输出的锁定信号；对锁定信号有效性判定并传输频率控制字；DDS信号发生器生成数字频率合成信号，并由DA转换模块将该数字频率合成信号转换成模拟信号，带通滤波器输出所需带宽的中频信号。本发明具有结构简单、测量准确、跟踪可靠、扩展性能良好等优点。

摘要： 本发明公开了一种基于FFT载频估计和Costas环的非协作通信载波同步系统，该系统包含两部分，即前端的FFT载频估计模块和后端的Costas环载波同步模块。其工作原理：输入信号同时作用在两个模块上，FFT载频估计模块先对输入信号进行载频估计，直到其将估计出的载波频率传输到Costas环时，Costas环的使能端才变为有效，并以载波频率的估计值为初始振荡频率，传输到Costas环载波同步模块中的数字频率控制振荡器(NCO)，控制数字频率控制振荡器(NCO)的振荡频率，对输入信号进行高精度的载波同步；当完成对输入信号的捕获后，数字频率控制振荡器将输出精确的载波提取信号。利用本发明缩短捕获时间和间接拓宽捕获带宽，从而完成非协作通信中未知信号的载波同步。

摘要： 本发明提出了一种抑制载波同步技术，用于接收端数字信号处理系统的前端的数据解调，该方法同时采用多个同相积分模块和正交积分模块，在同步脉冲到来的前后多个时钟同时进行位同步判断，实时地判断实际相位偏差值，本发明实现结构简单、设计能力强，资源消耗少，可以灵活地应对不同位同步时钟频率，拓宽接收信号的频率容差值，对不同输入信号具有较强的适应能力。

摘要： 本实用新型公开了一种基于Costas环的甚低频载波恢复系统，包括：网络连接的上位机和ZYNQ芯片，与ZYNQ芯片的输出端连接的第一TTL接口，与ZYNQ芯片的第一输入端连接的用于输入时钟信号的第二TTL接口，与ZYNQ芯片的第二输入端连接的ADC模块，依次连接的切换开关的输出端、功率检测低通滤波单元、放大电路和单端转差分电路，以及分别与切换开关的两个输入端连接的调制信号接口和小信号接口，其中，单端转差分电路连接ADC模块；ZYNQ芯片包括：与ADC模块连接的Costas环。本实用新型的有益效果是：本技术方案将数字Costas环应用于甚低频信号的QPSK解调过程，实现了载波恢复，消除了本地载波与接收到的信号的频率、相位误差，以保证解调的正确性。

摘要： 本实用新型公开了一种数字COSTAS环，包括第一鉴相器、第二鉴相器、信号移相模块、压控振荡器、环路滤波器，所述第一鉴相器和第二鉴相器的输出端通过一第一乘法器耦接于所述环路滤波器的输入端，所述环路滤波器的输出端耦接于所述压控振荡器的输入端，所述压控振荡器的输出端通过一第二乘法器耦接于所述第一鉴相器的输入端，所述压控振荡器的输出端还耦接于所述信号移相模块的输入端，所述信号移相模块的输出端通过一第三乘法器耦接于所述第二鉴相器的输入端，其中，所述环路滤波器包括PID控制器。本实用新型不但结构简化，而且可以稳定、快速的解调出载波信号。