论文部分内容阅读
时延测量技术的发展至今已有几十年的历史。随着电子技术的迅猛发展和广泛应用，时延测量技术所针对的测量对象也从简单的电缆、空间信道发展到今天的混频器、变频器甚至调制解调器。纵观当今电子领域的各种时延测量方法和测量仪器，其面向的被测对象主要是输入输出同频的系统或器件。对于混频器、上下变频器等频率变换器件，世界上主要的仪器公司在近些年也推出了各自的群时延测量解决方案。但迄今为止仍然没有专门针对调制解调器的高精度时延测量方案和相关的测量设备。随着武器系统向着高精尖目标的飞速发展，系统的时延特性在卫星精密定位、授时、导弹制导、多基站雷达、分集接收机、MIMO 系统以及定轨测量等军事应用领域的作用和意义更加突出。尤其对于我国自行研制的“××一代”、“××二代”卫星导航定位系统，系统各个部分时延特性的精确测量对整个系统定位、授时精度有着至关重要的影响。而调制器和解调器则是系统发射、接收装置的核心组成部分，必须要对它们的时延特性做精密测量。
本文在深入研究当今各种时延测量技术手段的基础上，结合调制解调器自身结构和工作的特点，并充分借鉴了软件无线电技术的处理方法，创新提出了一套基于高速数据采集与软件数据处理的调制解调器时延测量的新方法。文章首先对已有时延测量方法和主要的时延测量设备进行了深入研究；同时，又对主要被测对象：通用及扩频系统中的数字调制解调器的原理、结构和工作特点进行了详细分析和系统仿真。在此基础上，本文提出了测量系统硬件部分的详细设计方案；完成了软件部分算法的理论设计和具体的数学推导；并且完成了包括载波恢复、伪码捕获和跟踪、数字相关解扩等模块的软件实现。通过对测量软件的仿真测试和实验验证，证明了算法的优良特性。然后，本文利用组建的调制解调器时延测量系统对多种ASK、BPSK调制器进行了实际测量，给出了相关的实验数据。最后，文章对系统测量中的不确定度来源及评定方法进行了详细分析，通过计算得出了调制器测量结果的不确定度。从而证明了本文提出的调制解调器时延测量系统可以达到亚纳秒量级的测量精度。