專利名稱：載波相位不連續(xù)信號的頻率跟蹤方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主要應(yīng)用于信號頻段很寬的直序跳頻混合擴頻系統(tǒng)，載波相位不連續(xù)信號的頻率跟蹤方法。
背景技術(shù)：
直序跳頻混合的擴頻系統(tǒng)，尤其信號帶寬很寬時，首先模擬電路需要一定的穩(wěn)定時間，其次跳頻帶寬很寬的信號需要多個DDS共同構(gòu)成，這些都會導(dǎo)致每跳之間載波相位的不連續(xù)?，F(xiàn)有載波跟蹤環(huán)技術(shù)依賴鑒別相位變化率來實現(xiàn)頻率同步，它的鑒頻器是通過I支路和Q支路積分值來計算出Δ t時間內(nèi)相位的變化率，當(dāng)信號相位不連續(xù)時，通過現(xiàn)有數(shù)字鑒頻技術(shù)就會得到錯誤的頻率值，使得現(xiàn)有載波跟蹤環(huán)技術(shù)不能跟蹤載波相位不連續(xù)信號的頻率。在圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)中，載波跟蹤環(huán)由解調(diào)模塊、解擴模塊、鑒頻器、環(huán)路濾波器和數(shù)控振蕩器組成。由I支路(同相支路)積分值和Q支路(正交支路)積分值進(jìn)行頻差鑒定，其輸入中頻信號首先與接收機本地數(shù)控振蕩器產(chǎn)生的正弦(SIN)和余弦(COS)信號分別經(jīng)解調(diào)模塊實現(xiàn)解調(diào)，解調(diào)模塊輸出的I支路和Q支路信號分別經(jīng)解擴模塊實現(xiàn)解擴，解擴模塊輸出的I支路和Q支路積分值送入鑒頻器進(jìn)行頻差計算，鑒頻器輸出的頻差進(jìn)入環(huán)路濾波器進(jìn)行濾波，環(huán)路濾波器輸出的頻率控制字送入數(shù)控振蕩器進(jìn)行相位累加和正余弦查表，查表輸出的正余弦信號反饋送入解調(diào)模塊，構(gòu)成閉環(huán)實現(xiàn)載波跟蹤。由I支路和Q支路積分值進(jìn)行鑒別頻差的原理是先鑒別相位，再鑒別相位變化率，若信號的載波相位不連續(xù)，則鑒別出來的頻差值是錯誤的，導(dǎo)致本地載波跟蹤不上輸入信號，這種依賴鑒別相位變化的現(xiàn)有載波跟蹤環(huán)技術(shù)不能實時跟蹤載波相位非連續(xù)信號的頻率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的存在的不足之處，提供一種能夠?qū)崟r跟蹤載波相位非連續(xù)信號頻率，不依賴鑒別相位變化率來實現(xiàn)頻率同步的方法，以解決現(xiàn)有載波環(huán)技術(shù)不能跟蹤載波相位不連續(xù)信號頻率的問題。本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)問題所采用的方案是一種載波相位不連續(xù)信號的頻率跟蹤方法，其特征在于包括如下步驟在多普勒頻偏不確定范圍內(nèi)，將接收機多普勒頻劃分為等間隔或非等間隔多組頻率槽；基帶設(shè)備通過接收機每個不同多普勒頻率槽對應(yīng)的多個本地數(shù)控振蕩器產(chǎn)生多路正弦(SIN)和余弦(COS)信號，接收機本地正余弦信號對模數(shù)轉(zhuǎn)換(AD)后輸入的數(shù)字中頻信號，通過解調(diào)模塊分別進(jìn)行解調(diào)，再分別經(jīng)與解調(diào)模塊相串聯(lián)的各路解擴模塊分別解擴獲取各頻率槽的積分值，并將獲得的多路積分值送入鑒頻器進(jìn)行鑒頻，再把鑒頻輸出的頻差送至環(huán)路濾波器進(jìn)行濾波得到頻率控制字
iL ,直接送給主槽數(shù)控振蕩器產(chǎn)生主槽正余弦本地信號；由加法器將頻率控制字I和每
個頻率分槽值做相加得到的各分槽頻率控制字，分別送給各分槽數(shù)控振蕩器產(chǎn)生各分槽本地正余弦信號，正余弦信號分別反饋給各自的解調(diào)模塊，構(gòu)成一個對相位不連續(xù)信號的頻率跟蹤環(huán)。本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果
本發(fā)明利用多普勒頻偏與積分值大小的關(guān)系，結(jié)合頻率槽的靈活劃分，劃分頻率槽得到多路解擴積分值，通過各頻率槽對應(yīng)的多路積分值和與之對應(yīng)的多普勒槽值進(jìn)行頻差鑒定。用多路頻率槽解調(diào)、多路解擴、多路積分值和頻率槽值參與的鑒頻、環(huán)路濾波器、多路數(shù)控振蕩器五個步驟構(gòu)成一個閉環(huán)，代替現(xiàn)有技術(shù)由I支路(同相支路)積分值和Q支路(正交支路)積分值進(jìn)行頻差鑒定，實現(xiàn)了對相位非連續(xù)信號進(jìn)行穩(wěn)定的頻率跟蹤，而且在能保證多普勒頻率跟蹤精度的同時，也能兼顧信號多普勒頻率的高動態(tài)變化，解決了現(xiàn)有技術(shù)不能對載波相位不連續(xù)信號的頻率跟蹤問題。


下面結(jié)合附圖和實施例對本專利進(jìn)一步說明。圖1是載波相位不連續(xù)信號的頻率跟蹤原理框圖。圖2是現(xiàn)有載波跟蹤環(huán)的原理框圖。
具體實施例方式參閱圖1。在多普勒頻偏不確定范圍內(nèi)，可以將接收機多普勒頻劃分為等間隔或非等間隔多組頻率槽；頻率槽的劃分，是根據(jù)信號的多普勒動態(tài)范圍，對信號頻率進(jìn)行跟蹤的精度要求，同時考慮電路的復(fù)雜性與數(shù)字芯片資源，一般可以劃分成3到10個頻率槽。頻率槽的設(shè)置可以適應(yīng)不同動態(tài)的跟蹤，若信號多普勒動態(tài)低，要求頻率跟蹤精度高，可以把頻率槽劃分得細(xì)密些；若信號多普勒動態(tài)高，頻率槽應(yīng)設(shè)置得寬；還可以把離中心槽附近的頻率槽劃分得細(xì)密，離中心槽遠(yuǎn)處的頻率槽劃分得寬，這樣既能滿足跟蹤精度又能兼顧信號多普勒大動態(tài)。基帶設(shè)備通過不同多普勒頻率槽對應(yīng)的多個本地數(shù)控振蕩器產(chǎn)生多路正弦(SIN)和余弦(C0Q信號，對接收的模數(shù)轉(zhuǎn)換(AD)后的數(shù)字中頻信號通過解調(diào)模塊分別進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)輸出再和本地直擴碼和跳頻圖案產(chǎn)生模塊的輸出一起送至各路解擴模塊分別解擴獲得多路積分值。解擴模塊將解擴獲得的多路積分值通過求模單元送入鑒頻器進(jìn)行鑒頻。頻差的鑒別計算方法，通過比較多路求模單元輸出的模值大小，選擇最大模值對應(yīng)的多普勒頻率槽頻率值作為鑒頻器結(jié)果。鑒頻器輸出的頻差通過環(huán)路濾波器進(jìn)行濾波后，把得到的頻率控制字&送給主
數(shù)控振蕩器產(chǎn)生主槽正余弦信號。環(huán)路濾波器產(chǎn)生的頻率控制字I和每個頻率分槽值經(jīng)
加法器相加得到每個分槽的頻率控制字，每個分槽的頻率控制字分別送給對應(yīng)的分槽數(shù)控振蕩器產(chǎn)生本頻率槽正余弦信號，這些正余弦信號分別反饋給各自的解調(diào)模塊，構(gòu)成一個對相位不連續(xù)信號的頻率跟蹤閉環(huán)。以多普勒不確定范圍為1000Hz，頻率槽分為3個為例，具體步驟如下
(1 )3個頻率槽解調(diào)把OHz處劃分成主槽，500Hz處劃分為第一分槽，-500Hz處劃分為第二分槽，這樣的三個頻率槽就能覆蓋完1000Hz不確定范圍。主槽數(shù)控振蕩器輸出載波相位，載波相位通過正余弦查表后得到接收機主槽數(shù)字正弦和數(shù)字余弦信號，主槽正余弦信號分別與輸入的數(shù)字中頻信號進(jìn)行相乘(二進(jìn)制序列用異或代替)，實現(xiàn)主槽的解調(diào)，第一分槽和第二分槽與主槽同樣地并行解調(diào)。(2) 3個頻率槽解擴本地直擴碼和跳頻圖案產(chǎn)生模塊輸出當(dāng)前跳頻頻率值、當(dāng)前直序擴頻碼片值，同時送給6個解擴模塊并通過6個解擴模塊對6個解調(diào)模塊輸出的6路解調(diào)序列并行解擴。主槽解擴后輸出正交2路積分值，正交2路積分值進(jìn)行求模運算得到主槽積分值，同樣，第一分槽和第二分槽也進(jìn)行求模得到各自積分值。(3)鑒頻器主槽和第一分槽、第二分槽共3路積分值送給鑒頻器，鑒頻器選擇最大積分值對應(yīng)的多普勒頻率槽值作為輸出結(jié)果。(4)環(huán)路濾波器環(huán)路濾波器對鑒頻器輸出的頻差進(jìn)行濾波，用以降低噪聲以便在其輸出端對多普勒頻差產(chǎn)生精確的估計。(5) 3路數(shù)控振蕩器環(huán)路濾波器輸出頻差控制字, I直接送給主槽數(shù)控振蕩
器，加上500Hz送給第一分槽數(shù)控振蕩器，F(xiàn)ew減去500Hz送給第二分槽數(shù)控振蕩器，3路數(shù)控振蕩器同時獨立工作。
權(quán)利要求
1.一種載波相位不連續(xù)信號的頻率跟蹤方法，具有如下技術(shù)特征，在多普勒頻偏不確定范圍內(nèi)，將接收機多普勒頻劃分為等間隔或非等間隔多組頻率槽，基帶設(shè)備通過接收機每個不同多普勒頻率槽對應(yīng)的多個本地數(shù)控振蕩器產(chǎn)生多路正弦(SIN)和余弦(COS)信號，接收機本地正余弦信號對模數(shù)轉(zhuǎn)換(AD)后輸入的數(shù)字中頻信號，通過解調(diào)模塊分別進(jìn)行解調(diào)，再分別經(jīng)與解調(diào)模塊相串聯(lián)的各路解擴模塊分別解擴獲取各頻率槽的積分值，并將獲得的多路積分值送入鑒頻器進(jìn)行鑒頻，再把鑒頻輸出的頻差送至環(huán)路濾波器進(jìn)行濾波得到頻率控制字J^ ,直接送給主槽數(shù)控振蕩器產(chǎn)生主槽正余弦本地信號，由加法器將頻率控制字I和每個頻率分槽值做相加得到的各分槽頻率控制字，分別送給各分槽數(shù)控振蕩器產(chǎn)生各分槽本地正余弦信號，正余弦信號分別反饋給各自的解調(diào)模塊，構(gòu)成一個對相位不連續(xù)信號的頻率跟蹤環(huán)。
2.按權(quán)利要求1所述的載波相位不連續(xù)信號的頻率跟蹤方法，其特征在于，頻率槽劃分成3 10個頻率槽。
3.按權(quán)利要求1或2所述的載波相位不連續(xù)信號的頻率跟蹤方法，其特征在于，把OHz處劃分成主槽，500Hz處劃分為第一分槽，-500Hz處劃分為第二分槽，三個頻率槽覆蓋IOOOHz不確定范圍。
4.按權(quán)利要求1或2所述的載波相位不連續(xù)信號的頻率跟蹤方法，其特征在于，主槽數(shù)控振蕩器輸出載波相位，載波相位通過正余弦查表后得到接收機主槽數(shù)字正弦和數(shù)字余弦信號，主槽正余弦信號分別與輸入的數(shù)字中頻信號進(jìn)行相乘，實現(xiàn)主槽的解調(diào)，第一分槽和第二分槽與主槽同樣地并行解調(diào)。
5.按權(quán)利要求1或2所述的載波相位不連續(xù)信號的頻率跟蹤方法，其特征在于，主槽解擴后輸出正交2路積分值，正交2路積分值進(jìn)行求模運算得到主槽積分值，同樣，第一分槽和第二分槽也進(jìn)行求模得到各自積分值。
6.按權(quán)利要求1或2所述的載波相位不連續(xù)信號的頻率跟蹤方法，其特征在于，環(huán)路濾波器輸出頻差控制字& , 直接送給主槽數(shù)控振蕩器，^加上500Hz送給第一分槽數(shù)控振蕩器，減去500Hz送給第二分槽數(shù)控振蕩器，三路數(shù)控振蕩器同時獨立工作。
全文摘要
本發(fā)明提出的載波相位不連續(xù)信號的頻率跟蹤方法，旨在提供一種能夠不依賴鑒別相位變化率來實現(xiàn)頻率同步的方法。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)在多普勒頻偏不確定范圍內(nèi)，進(jìn)行等間隔或非等間隔劃分得到多組頻率槽，接收機每個頻率槽對應(yīng)的數(shù)控振蕩器產(chǎn)生各自的正弦和余弦信號，接收機本地正余弦信號對AD后的輸入數(shù)字中頻信號分別進(jìn)行解調(diào)，再分別經(jīng)解擴模塊獲得各頻率槽的積分值，通過多個頻率槽的積分值來鑒別頻差，頻差通過環(huán)路濾波器后得到頻率控制字，直接送給主槽數(shù)控振蕩器產(chǎn)生主槽本地信號，頻率控制字加上分槽值后得到各分槽頻率控制字，分別送給各分槽數(shù)控振蕩器產(chǎn)生各分槽本地信號，構(gòu)成一個實現(xiàn)載波相位非連續(xù)系統(tǒng)的頻率跟蹤閉環(huán)。
文檔編號H04L25/03GK102394672SQ20111030844
公開日2012年3月28日 申請日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月12日
發(fā)明者劉文燾, 舒炳江, 蔣宇志 申請人:中國電子科技集團公司第十研究所