三阶卡尔曼滤波数字锁频环设计及性能分析

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三阶卡尔曼滤波数字锁频环设计及性能分析

李金海, 巴晓辉, 陈杰

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李金海, 巴晓辉, 陈杰. 三阶卡尔曼滤波数字锁频环设计及性能分析[J]. 电子科技大学学报, 2008, 37(5): 677-680,729.

引用本文:

李金海, 巴晓辉, 陈杰. 三阶卡尔曼滤波数字锁频环设计及性能分析[J]. 电子科技大学学报, 2008, 37(5): 677-680,729.

LI Jin-hai, BA Xiao-hui, Chen Jie. Design and Performance Analysis of 3rd Order Kalman Filter Digital Frequency-Locked Loop[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2008, 37(5): 677-680,729.

Citation:

LI Jin-hai, BA Xiao-hui, Chen Jie. Design and Performance Analysis of 3rd Order Kalman Filter Digital Frequency-Locked Loop[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2008, 37(5): 677-680,729.

三阶卡尔曼滤波数字锁频环设计及性能分析

1.
中国科学院微电子研究所北京朝阳区 100029

基金项目:

国家自然科学基金(60425413)

作者简介:
李金海(1978-),男,博士生,主要从事卫星导航定位算法、通信系统SOC设计方面的研究.

中图分类号: TN911.22

Design and Performance Analysis of 3rd Order Kalman Filter Digital Frequency-Locked Loop

1.
Institute of Microelectronics,Chinese Academy of Sciences Chaoyang Beijing 100029

摘要: 提出了一种基于三维卡尔曼滤波的三阶数字锁频环设计方法,并将该锁频环用于高动态GPS信号的载波跟踪。推导了卡尔曼滤波与数字锁频环之间的等效关系,给出了基于该方法设计的锁频环的等效噪声带宽闭式解,分析了环路的暂态性能和稳态性能。以暂态带宽和均方根频率跟踪误差为性能指标,对基于该方法设计的锁频环和固定增益的数字锁频环进行了仿真对比。结果表明,在具有相同稳态带宽的情况下,两种环路具有可比拟的动态和静态跟踪误差,但基于该方法设计的环路具有较高的初始捕获带宽,环路收敛时间大大降低。
- 锁频环 /
- 全球定位系统 /
- 高动态 /
- 卡尔曼滤波
Abstract: A three-dimensional Kalman filter based digital frequency-locked loop design approach is proposed for the carrier tracking of high dynamic global positioning system signals. The equivalence between Kalman filer and digital frequency-locked loop is derived. The transient-state and steady-state loop performance are analyzed. The simulation results show that the Kalman filter based digital frequency locked loop (DFLL) has much wider bandwidth in the transient-state than the fixed-gain DFLL while both have the same steady-state bandwidth, and the convergence time decreases a lot.
- FLL /
- global positioning system /
- high dynamic /
- Kalman filter

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[3]	宋召青, 王康. 基于后向差分Delta算子的卡尔曼滤波算法及其仿真 . 电子科技大学学报, 2016, 45(5): 767-771. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.05.010
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[5]	刘翔舸, 王鹏新, 唐伯惠, 黄健熙, 陶欣. 集合卡尔曼滤波同化估算地表水热通量的研究 . 电子科技大学学报, 2014, 43(3): 393-399. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.03.013
[6]	李晓龙, 刘锡良, 史黎明. 磁浮列车测速定位中的信息融合研究 . 电子科技大学学报, 2013, 42(1): 87-91.
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三阶卡尔曼滤波数字锁频环设计及性能分析

1. 中国科学院微电子研究所北京朝阳区 100029

基金项目:

国家自然科学基金(60425413)

作者简介:
李金海(1978-),男,博士生,主要从事卫星导航定位算法、通信系统SOC设计方面的研究.

收稿日期: 2007-03-31
修回日期: 2007-08-24
刊出日期: 2008-10-15

中图分类号: TN911.22

关键词:

摘要: 提出了一种基于三维卡尔曼滤波的三阶数字锁频环设计方法,并将该锁频环用于高动态GPS信号的载波跟踪。推导了卡尔曼滤波与数字锁频环之间的等效关系,给出了基于该方法设计的锁频环的等效噪声带宽闭式解,分析了环路的暂态性能和稳态性能。以暂态带宽和均方根频率跟踪误差为性能指标,对基于该方法设计的锁频环和固定增益的数字锁频环进行了仿真对比。结果表明,在具有相同稳态带宽的情况下,两种环路具有可比拟的动态和静态跟踪误差,但基于该方法设计的环路具有较高的初始捕获带宽,环路收敛时间大大降低。

English Abstract

李金海, 巴晓辉, 陈杰. 三阶卡尔曼滤波数字锁频环设计及性能分析[J]. 电子科技大学学报, 2008, 37(5): 677-680,729.

引用本文:

李金海, 巴晓辉, 陈杰. 三阶卡尔曼滤波数字锁频环设计及性能分析[J]. 电子科技大学学报, 2008, 37(5): 677-680,729.

LI Jin-hai, BA Xiao-hui, Chen Jie. Design and Performance Analysis of 3rd Order Kalman Filter Digital Frequency-Locked Loop[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2008, 37(5): 677-680,729.

Citation:

LI Jin-hai, BA Xiao-hui, Chen Jie. Design and Performance Analysis of 3rd Order Kalman Filter Digital Frequency-Locked Loop[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2008, 37(5): 677-680,729.

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