[發(fā)明專利]衛(wèi)星移動(dòng)通信中載波跟蹤的方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410008727.4
• 申請(qǐng)日: 2014-01-08
• 公開（公告）號(hào): CN103701740B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉解華;劉斌彬;吳彥奇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京華力創(chuàng)通科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H04L27/00
• 分類號(hào): H04L27/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11371
• 代理人: 吳開磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及衛(wèi)星移動(dòng)通信領(lǐng)域，特別是一種衛(wèi)星移動(dòng)通信中載波跟蹤的方法及裝置。

背景技術(shù)

在衛(wèi)星移動(dòng)通信中，由于收發(fā)信機(jī)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致多普勒頻移，并且由于收發(fā)端的本地晶振不一致，使得地面終端或者機(jī)載終端的接收與衛(wèi)星的發(fā)送信號(hào)存在較大的頻率偏差。另外，由于加速運(yùn)動(dòng)致使地面終端或者機(jī)載終端的接收信號(hào)存在多普勒頻率變化（地面終端變化率最大32.5Hz/s，機(jī)載終端變化率最大67.7Hz/s）。因此，要想正確解調(diào)數(shù)據(jù)，衛(wèi)星移動(dòng)通信中的載波跟蹤不但要能夠跟蹤固定的頻偏，還需要能夠跟蹤頻率的變化。

在當(dāng)前的衛(wèi)星信號(hào)跟蹤中多采用二階或者三階環(huán)路，比如GPS系統(tǒng)，采用二階環(huán)路即可滿足要求，但是GPS的信號(hào)模型很難直接用于衛(wèi)星移動(dòng)通信中，因此需要對(duì)二階環(huán)路做適當(dāng)修改。在陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)中，目前多采用卡爾曼一階濾波器來構(gòu)成環(huán)路，比如GSM系統(tǒng)，因?yàn)殛懙匾苿?dòng)通信系統(tǒng)不關(guān)心一階頻率變化，所以，一階卡爾曼方式足以滿足要求。但是衛(wèi)星移動(dòng)信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)與GSM類似，因此可以借鑒GPS跟蹤一階頻率變化的能力和GSM的環(huán)路結(jié)構(gòu)來解決衛(wèi)星移動(dòng)通信的一階頻率變化的跟蹤問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種衛(wèi)星移動(dòng)通信中載波跟蹤的方法及裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)衛(wèi)星移動(dòng)通信中的載波跟蹤。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提供如下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種衛(wèi)星移動(dòng)通信中載波跟蹤的方法，包括：

在衛(wèi)星移動(dòng)通信的載波跟蹤環(huán)路中，通過在突發(fā)中間插入一定數(shù)量符號(hào)的訓(xùn)練序列實(shí)現(xiàn)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行頻偏估計(jì)，得到所述接收信號(hào)的近似頻偏估計(jì)值

將所述近似頻偏估計(jì)值帶入環(huán)路濾波器進(jìn)行濾波，得到濾波后的頻偏估計(jì)值

通過所述濾波后的頻偏估計(jì)值對(duì)載波跟蹤環(huán)路中濾波器的VCO進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星移動(dòng)通信中的載波跟蹤。

另一方面，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種衛(wèi)星移動(dòng)通信中載波跟蹤的裝置，包括：

頻偏估計(jì)單元，用于在衛(wèi)星移動(dòng)通信的載波跟蹤環(huán)路中，通過在突發(fā)中間插入一定數(shù)量符號(hào)的訓(xùn)練序列對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行頻偏估計(jì)，得到所述接收信號(hào)的近似頻偏估計(jì)值

濾波單元，用于將所述近似頻偏估計(jì)值帶入環(huán)路濾波器進(jìn)行濾波，得到濾波后的頻偏估計(jì)值

調(diào)整單元，用于通過所述濾波單元獲得的所述濾波后的頻偏估計(jì)值對(duì)載波跟蹤環(huán)路中濾波器的VCO進(jìn)行調(diào)整_，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星移動(dòng)通信中的載波跟蹤。

本發(fā)明的實(shí)施例提供的衛(wèi)星移動(dòng)通信中載波跟蹤的方法及裝置，實(shí)現(xiàn)了載波跟蹤中頻偏的獲取，即通過在突發(fā)中間插入一定數(shù)量符號(hào)的訓(xùn)練序列對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行頻偏估計(jì)，并且將所述近似頻偏估計(jì)值帶入環(huán)路濾波器進(jìn)行濾波，得到濾波后的頻偏估計(jì)值通過所述濾波后的頻偏估計(jì)值對(duì)載波跟蹤環(huán)路中濾波器的VCO進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星移動(dòng)通信中的載波跟蹤。

附圖說明

圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的載波跟蹤環(huán)路示意圖；

圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的衛(wèi)星移動(dòng)通信中載波跟蹤的方法流程圖；

圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的訓(xùn)練序列的兩種插入方式；

圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種衛(wèi)星移動(dòng)通信中載波跟蹤的裝置組成框圖；

圖5示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種衛(wèi)星移動(dòng)通信中載波跟蹤的裝置組成框圖；

圖6示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的沒有環(huán)路跟蹤時(shí)頻偏估計(jì)方差示意圖；

圖7、圖8示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的在頻率變化率為33Hz/s時(shí)的載波跟蹤仿真結(jié)果示意圖；

圖9、圖10示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的在頻率變化率為67Hz/s時(shí)的載波跟蹤仿真結(jié)果示意圖。

具體實(shí)施方式

在載波環(huán)路跟蹤技術(shù)中，由于環(huán)路的跟蹤精度和跟蹤速度往往是一對(duì)矛盾，因此需要綜合考慮精度和速度，來選擇合適的B_L和ζ。本發(fā)明的實(shí)施例中主要采用與鎖相環(huán)類似的自動(dòng)頻率控制環(huán)路，該載波跟蹤環(huán)路如圖1所示。由于載波跟蹤的精度不但與環(huán)路濾波器噪聲帶寬相關(guān)，還與頻偏估計(jì)模塊的估計(jì)精度相關(guān)。因此，本發(fā)明實(shí)施例主要設(shè)計(jì)頻偏估計(jì)模塊(Frequency offset estimation)和環(huán)路濾波器模塊(Loop filter)的實(shí)現(xiàn)方法。

基于上述涉及，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種衛(wèi)星移動(dòng)通信中載波跟蹤的方法，如圖2所示，該方法包括：

101、在衛(wèi)星移動(dòng)通信的載波跟蹤環(huán)路中，通過在突發(fā)中間插入一定數(shù)量符號(hào)的訓(xùn)練序列對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行頻偏估計(jì)，得到所述接收信號(hào)的近似頻偏估計(jì)值