Les ràdios de les naus espacials transmeten un senyal modulat a una freqüència portadora, que posteriorment es demodula i es processa a banda base. Tanmateix, aquesta freqüència portadora canvia amb el temps a causa de l’efecte Doppler, que s’ha d’eliminar abans de la demodulació mitjançant l’adquisició i el seguiment de la portadora. Un algorisme per fer-ho ja està implementat a les ràdios de naus espacials desenvolupades per la NASA. Tot i això, utilitza un algorisme d’escombratge de pas fix per adquirir la portadora, una limitació que facilita la seva implementació en el maquinari de vol, però fa que el procés d’adquisició sigui fràgil. En aquesta tesi es presenta un nou algorisme d’adquisició de portadores que utilitza un pas adaptatiu, i el seu rendiment es quantifica en presència de soroll blanc. A més, també es presenta una implementació en programari que utilitza GNU Radio, i es comprova mitjançant simulacions amb una àmplia varietat de ratios de senyal a soroll. Finalment, els resultats presentats en aquest treball demostren la capacitat de l’algorisme d’adquirir i fer un seguiment de la portadora del Lunar Reconnaissance Orbiter.
Las radios de las naves espaciales transmiten una señal modulada a una frecuencia portadora, que posteriormente se demodula y se procesa en banda base. Sin embargo, esta frecuencia portadora cambia con el tiempo debido al efecto Doppler, que debe eliminarse antes de la demodulación mediante la adquisición y el seguimiento de la portadora. Un algoritmo para hacerlo ya está implementado en las radios de naves espaciales desarrolladas por la NASA. Sin embargo, utiliza un algoritmo de barrido de paso fijo para adquirir la portadora, una limitación que facilita su implementación en el hardware de vuelo, pero hace que el proceso de adquisición sea frágil. En esta tesis se presenta un nuevo algoritmo de adquisición de portadoras que utiliza un paso adaptativo, y su rendimiento se cuantifica en presencia de ruido blanco. Además, también se presenta una implementación en software que utiliza GNU Radio, y se comprueba mediante simulaciones con una amplia variedad de ratios de señal a ruido. Finalmente, los resultados presentados en este trabajo demuestran la capacidad del algoritmo de adquirir y hacer un seguimiento de la portadora del Lunar Reconnaissance Orbiter.
Spacecraft radios transmit a signal modulated at a carrier frequency, which is later demodulated and processed at baseband. However, this carrier frequency shifts over time due to the Doppler effect, which must be removed prior to demodulation by acquiring and tracking the carrier. An algorithm to do so is already implemented in spacecraft radios developed by NASA. However, it uses a fixed-step sweep algorithm to acquire the carrier, a limitation that facilitates implementing it in flight hardware, but makes the acquisition process brittle. In this thesis, a novel carrier acquisition algorithm that uses an adaptive-step is presented and its performance is quantified in the presence of Additive White Gaussian Noise. Additionally, a software implementation using GNU Radio is also presented and tested in simulation for a wide variety of Signal to Noise Ratio conditions. Finally, results presented in this work demonstrate the ability of the algorithm to acquire and track the carrier of the Lunar Reconnaissance Orbiter.
