ξ 值。实际中一般取 ξ＝０．７０７。然后，确定自然谐振频
率 wn。假 设 输 入 信 号 的 最 大 频 偏 为 Δwｍａ（ｘ 或 称 多 普
勒频偏的最大值） ，为了提高环路的捕获性能，要确
保最大频偏落在快捕带内 ［４］， 即 Δwｍａｘ≤２ξwn， 可知
wn≥
Δwｍａｘ １．４１４
＝０．７０７Δwｍａｘ。
４（ wnT） ２ ４＋４ζwnT＋（ wnT） ２
（ １０）
kd 为相位检测器的增益， 由于在实现软件锁相
环时， 基带信号的同相和正交分量都经过归一化处
在设计选取锁相环的自
然 谐 振 频 率 wn 和 阻 尼 系 数 ξ 时，模拟锁相环需考虑电路中
的电容和电阻等模拟器件对
参数选取的影响，而数字锁相
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中国新通信
软件锁相环的设计与仿真
高广军 梁俊明 尤永祥
（ 合肥电子工程学院 合肥 ２３００３７）
摘 要 根据软件无线电技术的特点和锁相环的基本原理， 提出了一种适于计算机软件实现的锁相环数学模型， 并分析了不同参数对锁相环捕获和跟踪性能的影响，得出不同情况下参数设定的基本准则。计算机仿真结果表明， 软件锁相环在加性高斯白噪声信道下具有较好的捕获与跟踪性能。 关键词 软件无线电 软件锁相环 鉴相器 环路滤波器 压控振荡器
Ｄｅ ｓ ｉｇｎ ａ ｎｄ Ｓ ｉｍｕｌａ ｔｉｏｎ ｏｆ Ｓ ｏｆｔｗａ ｒｅ Ｐ ｈａ ｓ ｅ Ｌｏｃｋ Ｌｏｏｐ
Ｇａｏ Ｇｕａｎｇｊｕｎ，Ｌｉａｎｇ Ｊｕｎｍｉｎｇ，ＹｏｕＹｏｎｇｘｉａｎｇ
（ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｆｅｉ ２３００３７，Ｃｈｉｎａ）
４ 性能仿真
为了验证软件锁相环的捕获速度和精度性能， 选取频率阶跃的单频信号作为仿真输入。 假设输入 信号的频率为 ７０ＭＨｚ，频率偏差为 １０ｋＨｚ，采样率为 １６．５ＭＨｚ，阻尼系数 ξ 为 ０． ７０７。
首先对高信噪比（ SNR ＝ ３０ｄＢ） 条件下锁相环的 性能进行仿真。如图 ３ 所示分别对 fn＝３０ｋＨｚ，fn＝８ｋＨｚ 进行仿真。对比可知，高信噪比条件下，取较大的自 然谐振频率 wn 可 以 在 不 影 响 精 度 的 情 况 下 提 高 捕 获速度。
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参考文献
［１］ Ｗｉｃｋｅｒｔ Ｍ Ａ． Ｐｈａｓｅ－ Ｌｏｃｋｅｄ ｌｏｏｐｓ ｗｉｔｈ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ． ＥＣＥ Ｌｅｃｔｕｒｅ Ｎｏｔｅｓ，Ｆａｌｌ ２００４ ［２］ Ｈｏｌｍｅｓ Ｊ Ｋ． Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｓｙｓｔｅｍｓ． Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：Ｗｉｌｅｙ，１９８２ ［３］ 马志朋． 二阶锁相环设计中环路参数的选择． 火控雷达技术，１９９７，（２６） １２：１６～２０ ［４］ 陈世伟． 锁相环路原理及应用． 北京：兵器工业出版社，１９９０ ［５］ 张厥盛，郑继禹，万心平． 锁相环技术． 西安：西安电子科技大学出版社，１９９４
理， 故 kd＝１；k０ 为数控振荡器 的 增 益 ，k０＝２πT；T 为 调 制 数 据速率的倒数。
３ 参数设计
Ｉ＿ｂａｓｅｂａｎｄ ＝ （Ｉ n） ＝Aｃｏｓθe
（ １）
Ｑ＿ｂａｓｅｂａｎｄ ＝ Ｑ（ ｎ） ＝ Aｓｉｎθe
（ ２）
（ ２） 当误差相位 θe 很小时，θe≈ｓｉｎθe；
（ ３） 计算相位误差 d（ n） ：
Ａｂｓ ｔｒａｃｔ Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｖｉｒｔｕａｌ ｒａｄｉｏ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｐｈａｓｅ Ｌｏｏｋ Ｌｏｏｐ （ＰＬＬ）， ｔｈｉｓ ｐａ－ ｐｅｒ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ＰＬＬ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｂｙ ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ， ｔｈｅ ｉｎｆｌｕ－ ｅｎｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｔｏ ｔｈｅ ｃａｐｔｕｒｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ， ａｎｄ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅ－ ｔｅｒ ｓｅｔｔｉｎｇ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｉｓ ｇｉｖｅｎ ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｖｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃａｐｔｕｒｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒ－ ｍａｎｃｅ ｏｆ ｓｏｆｔｗａｒｅ ＰＬＬ ｉｎ ａｄｄｉｔｉｖｅ ｗｈｉｔｅ Ｇａｕｓｓｉａｎ ｎｏｉｓｅ ａｒｅ ｇｏｏｄ ａｔ ｔｈｅ ｌａｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｅ ＰＬＬ ｓｉｇｎａｌ ｒｅ－ ａｌ－ ｔｉｍｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｔｒａｃｋｉｎｇ ， ｔｅｌｅｍｅｔｅｒｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｖｉｒｔｕａｌ ｒａｄｉｏ，ｓｏｆｔｗａｒｅ ＰＬＬ，ｐｈａｓｅ ｄｅｔｅｃｔｏｒ，ｌｏｏｐ ｆｉｌｔｅｒ，ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ
d（ n） ＝ｓｉｇｎ（ Ｉ＿ｂａｓｅｂａｎｄ） ×K＿ｎｏｒｍ×Q＿ｂａｓｅｂａｎｄ
（ ３）
（ ４） 更新环路中间变量 Ｓ＿ｐｌｌｎ（ n） ：
S＿ｐｌｌｎ（ n） ＝C２×d（ n） ＋Ｓ＿ｐｌｌｎ（ n-１）
（ ４）
（ ５） 输出控制信号 Δ（f n） ：
Δ（f n） ＝C１×d（ n） ＋Ｓ＿ｐｌｌｎ（ n）
５ 结论
软件锁相环摆脱了模拟锁相环和数字锁相环中 复杂的硬件电路设计和器件的非线性对跟踪精度的 影响，具有结构简单、参数设计灵活等优点。利用软 件方式实现信号处理， 使软件锁相环比硬件锁相环 具有更好的灵活性和通用性。计算机仿真结果表明， 软件锁相环具有较好的捕获和跟踪的精度。 随着软 件无线电的发展， 高速高精的软件锁相环的应用范 围将会越来越广。
速率；减小 wn 和 ξ，可以加强对输入噪声的滤除，提 高跟踪精度，延长平均跳周时间。因此，参数的设计 是在一个合理的范围内实现锁相环性能的优化［３］。
首先，确定阻尼系数 ξ。根据环路对输入噪声的
抑制性能，选择 ξ＝ ０．５ 时等效噪声带宽最小。考虑到
环路暂态响应不应太长，应在 ０．６ ＜ξ ＜ １ 内选择一个
根据以上分析，wn 可在（ ０．７０７Δwｍａｘ，０.４８５wiｍｉｎ） 范
６４
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围内取值。当输入信号的信噪比较大时，wn 应取得接 近上限以获得较快的捕获速度； 当输入信噪比较小 时， 应首先考虑跟踪精度而将 wn 取得接近下限。可 以利用软件实现的灵活性， 在锁相环不同的工作阶 段设定不同的参数，从而实现性能的优化。
１ 引言
锁相环是一种常用的信号处理方法， 它广泛应 用在测控信号相干解调、 时间同步、 频率合成等领 域。目前使用的锁相环可以分为模拟锁相环、数字锁 相环、全数字锁相 环 和 软 件 锁 相 环［１］等 几 种 。随 着 虚 拟无线电技术的出现， 软件锁相环得到了越来越广 泛的应用。尽管与其他类型锁相环相比，其基本原理 并没有太大变化，但在数学模型、参数设计和实现方 式方面却存在较大的差异。 本文根据计算机软件处 理的特点，研究软件锁相环的模型及参数设计，并通 过计算机仿真验证锁相环在不同信 噪比时的性能，提出实现信号实时处 理的改进措施。
（ 收稿日期：２００８ 年 ９ 月 ８ 日）
中国新通信 ２００８．１０
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ＣＨＩＮＡ ＮＥＷ ＴＥＬＥＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ
移动目录销售平台研究
蒋鲤韩
（ 中国移动通信集团福建有限公司宁德分公司 宁德 ３５２１００）
摘 要 本文探讨了一种混合式的目录销售平台，研究了在其上可以进行的业务模式。文章指出在这个混合式的 目录销售平台上可以有两种的商业模式：（ １） 总销和分销类型的企业作为内部的渠道管理手段，（ ２） 零售业销售管 理。ＣＳＰ 平台可以以低廉的成本为企业提供销售网络的扩展，为移动运营商、供应商和零售企业都带来了利益。 关键词 目录销售 经营模式 移动
（ ５）
（ ６） 设置 ＮＣＯ 载波频率 （f n） ：
（f n） ＝Δ（f n） ＋f０
（ ６）
其 中 K＿ｎｏｒｍ是 归 一 化 因 子 ， 由 Ｉ＿ｂａｓｅｂａｎｄ 和
Ｑ＿ｂａｓｅｂａｎｄ的初始值确定，f０ 是固定的中心频率。 K＿ｎｏｒｍ＝
１ 姨（ Ｉ＿ｂａｓｅｂａｎｄ（ ０）） ２＋（ Q＿ｂａｓｅｂａｎｄ（ ０）） ２
二阶有源滤波器构成的闭环幅频响应为
２２
姨 H（ ｊΩ） ＝
１＋４ζ x
２２
２２
（ １－ x ） ＋４ζ x
（ １１）
其中，x＝ω／wn。
对输入相位来说， 理想二阶环相当于一个低通
２
滤波器。当 ξ＝ ０．７０７ 时，令 H（ ｊΩ） ＝０．５ 可求得环路
截止频率 ωc＝２．０６wn 理想的环路滤 波 器 应 只 允 许 被 跟踪的载波分量通过， 而将其他调制信号全部滤除 ［５］，所以要使 ωc＝ ２．０６wn≤wiｍｉ（ｎ wiｍｉｎ 是调制信号的最小 频率） ，即 wn ≤０.４８５wiｍｉｎ。
（ ７）