專利名稱：數(shù)字信號鑒頻器及鑒頻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子行業(yè)數(shù)字信號處理領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)字信號鑒頻器及鑒頻方法。
背景技術(shù)：
目前，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System，簡稱 GNSS)信號跟蹤技術(shù)多采用鎖相環(huán)(Phase Locked Loop，簡稱PLL)和鎖頻環(huán)(Frequency Locked Loop，簡稱FLL)技術(shù)。PLL具有相位噪聲特性良好等優(yōu)點，但俘獲范圍和動態(tài)就不盡如人意；FLL因為對輸入信號的頻率進行跟蹤，所以俘獲范圍和動態(tài)均優(yōu)于PLL，所以在高動態(tài)和微弱信號的場合應(yīng)用較多，但其相位噪聲較大。由于GNSS信號多采用碼分多址技術(shù)，為了得到盡可能大的處理增益，跟蹤環(huán)的相關(guān)積分時間越長越好；但由于相鄰數(shù)據(jù)比特會發(fā)生跳變，所以一般最長的相關(guān)積分時間為數(shù)據(jù)比特的長度。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)數(shù)字信號鑒頻器的實現(xiàn)框圖。如圖1所示，常規(guī)的鑒頻器的結(jié)構(gòu)往往涉及相鄰兩個積分時元的結(jié)果。頻率誤差的計算有若干種方式，常用的如表一所示
表一幾種常用鑒頻器及其特性
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字信號鑒頻器，其特征在于，包括正向頻偏載波通道、負向頻偏載波通道、頻偏能量差單元和頻率調(diào)整單元，其中所述正向頻偏載波通道，與輸入中頻設(shè)備和本地載波設(shè)備相連接，用于在所述本地載波設(shè)備產(chǎn)生的本地中頻信號上加預(yù)設(shè)頻偏，得到正向頻偏載波信號，將所述正向頻偏載波信號和所述輸入中頻設(shè)備輸入的輸入中頻信號做相關(guān)積分，獲取所述正向頻偏載波信號的能量；所述負向頻偏載波通道，與輸入中頻設(shè)備和本地載波設(shè)備相連接，用于在所述本地載波設(shè)備產(chǎn)生的本地中頻信號上減所述預(yù)設(shè)頻偏，得到負向頻偏載波信號，將所述負向頻偏載波信號和所述輸入中頻設(shè)備輸入的輸入中頻信號做相關(guān)積分，獲取所述負向頻偏載波信號的能量；所述頻偏能量差單元，與所述正向頻偏載波通道和負向頻偏載波通道相連接，用于根據(jù)所述正向頻偏載波信號和負向頻偏載波信號的能量，獲得正負頻偏能量差信號；所述頻率調(diào)整單元，與所述頻偏能量差單元和所述本地載波設(shè)備相連接，用于根據(jù)所述正負頻偏能量差信號，對本地載波設(shè)備的本地中頻信號進行調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字信號鑒頻器，其特征在于，所述預(yù)設(shè)頻偏根據(jù)所需的鑒頻特征曲線和相關(guān)積分時間長度設(shè)定，所述相關(guān)積分時間為獲得所述正向/負向頻偏載波信號能量的相關(guān)積分時間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字信號鑒頻器，其特征在于，所述預(yù)設(shè)頻偏為使所述數(shù)字信號鑒頻器工作于所述鑒頻特征曲線的線性區(qū)的頻偏。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字信號鑒頻器，其特征在于，還包括本地中頻信號通道和能量差歸一化單元，其中所述本地中頻信號通道，與所述輸入中頻設(shè)備和本地載波設(shè)備相連接，用于根據(jù)本地中頻信號和輸入中頻信號做相關(guān)積分，獲取所述本地中頻信號的能量；所述能量差歸一化單元，與所述本地中頻信號通道和所述頻偏能量差單元相連接，用于根據(jù)所述本地中頻信號的能量值，對所述正負頻偏能量差信號進行歸一化處理；所述頻率調(diào)整單元，與所述能量差歸一化單元相連接，用于根據(jù)所述歸一化處理后的所述正負頻偏能量差信號，對本地載波設(shè)備的本地中頻信號進行調(diào)整。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字信號鑒頻器，其特征在于，所述正向頻偏載波通道、負向頻偏載波通道和本地中頻信號通道基于同步的輸入中頻信號進行處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字信號鑒頻器，其特征在于，該數(shù)字信號鑒頻器還包括鑒相器，與所述本地中頻信號通道相連接，用于根據(jù)所述輸入中頻信號獲取相位誤差量，對本地中頻信號進行鎖相環(huán)調(diào)整。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字信號鑒頻器，其特征在于，還包括環(huán)路濾波單元，連接于所述頻偏能量差單元和頻率調(diào)整單元之間，用于濾除所述正負頻偏能量差信號中的噪聲。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的數(shù)字信號鑒頻器，其特征在于所述正向頻偏載波通道包括第一乘法器和第一積分器，其中該第一乘法器，與所述輸入中頻設(shè)備和本地載波設(shè)備相連接，用于在所述本地中頻載波信號上加預(yù)設(shè)頻偏，得到正向頻偏載波信號；該第一積分器，與所述第一乘法器相連接，用于通過相關(guān)積分獲取所述正向頻偏載波信號的能量；所述負向頻偏載波通道包括第二乘法器和第二積分器，其中該第二乘法器，與所述輸入中頻設(shè)備和本地載波設(shè)備相連接，用于在所述本地載波設(shè)備產(chǎn)生的本地中頻信號上減所述預(yù)設(shè)頻偏，得到負向頻偏載波信號；該第二積分器，與所述第二乘法器相連接，用于通過相關(guān)積分獲取所述負向頻偏載波信號的能量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的數(shù)字信號鑒頻器，其特征在于，所述頻率調(diào)整單元為壓控振蕩器，所述頻偏能量差單元為減法器。
10.一種數(shù)字信號鑒頻的方法，其特征在于，包括在所述本地載波設(shè)備產(chǎn)生的本地中頻信號上加預(yù)設(shè)頻偏，得到正向頻偏載波信號，將所述正向頻偏載波信號和所述輸入中頻設(shè)備輸入的輸入中頻信號做相關(guān)積分，獲取所述正向頻偏載波信號的能量；在所述本地載波設(shè)備產(chǎn)生的本地中頻信號上減所述預(yù)設(shè)頻偏，得到負向頻偏載波信號，將所述負向頻偏載波信號和所述輸入中頻設(shè)備輸入的輸入中頻信號做相關(guān)積分，獲取所述負向頻偏載波信號的能量；根據(jù)所述正向頻偏載波信號和負向頻偏載波信號的能量，獲得正負頻偏能量差信號；根據(jù)所述正負頻偏能量差信號，對本地中頻信號進行調(diào)整。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的數(shù)字信號鑒頻的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)頻偏根據(jù)所需的鑒頻特征曲線和相關(guān)積分時間長度設(shè)定，所述相關(guān)積分時間為獲得所述正向/負向頻偏載波信號能量的積分時間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的數(shù)字信號鑒頻的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)頻偏為使所述數(shù)字信號鑒頻器工作于所述鑒頻特征曲線的線性區(qū)的頻偏。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的數(shù)字信號鑒頻的方法，其特征在于所述在本地載波設(shè)備產(chǎn)生的本地中頻信號上加預(yù)設(shè)頻偏，得到正向頻偏載波信號，將正向頻偏載波信號和輸入中頻設(shè)備輸入的輸入中頻信號做相關(guān)積分，獲取正向頻偏載波信號的能量的步驟包括第一乘法器在所述本地中頻載波信號上加預(yù)設(shè)頻偏，得到正向頻偏載波信號；該第一積分器通過相關(guān)積分獲取所述正向頻偏載波信號的能量；所述在本地載波設(shè)備產(chǎn)生的本地中頻信號上減預(yù)設(shè)頻偏，得到負向頻偏載波信號，將負向頻偏載波信號和輸入中頻設(shè)備輸入的輸入中頻信號做相關(guān)積分，獲取負向頻偏載波信號的能量的步驟包括第二乘法器在所述本地載波設(shè)備產(chǎn)生的本地中頻信號上減所述預(yù)設(shè)頻偏，得到負向頻偏載波信號；第二積分器通過相關(guān)積分獲取所述負向頻偏載波信號的能量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一個數(shù)字信號鑒頻器及鑒頻方法。該數(shù)字信號鑒頻器能根據(jù)當(dāng)前積分時元的積分結(jié)果直接估計出頻偏值，而無需等待歷史積分時元的結(jié)果，從而消除了數(shù)據(jù)比特跳變對常規(guī)鑒頻器的負面影響。
文檔編號H03L7/08GK102545891SQ201010612050
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者魯郁 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所