[發(fā)明專利]多載波跟蹤方法及跟蹤裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810377837.6
• 申請(qǐng)日: 2018-04-25
• 公開（公告）號(hào): CN108712190B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊軍;郭曉峰;黃龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安宇飛電子技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H04B1/7087
• 分類號(hào): H04B1/7087;H04B1/711
• 代理公司: 北京力量專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 王鴻遠(yuǎn)

本發(fā)明涉及多載波通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多載波跟蹤方法及跟蹤裝置。該方法包括以下步驟：接收發(fā)射端發(fā)送的直擴(kuò)信號(hào)，并對(duì)直擴(kuò)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，使直擴(kuò)信號(hào)變頻到零頻，得到零頻直擴(kuò)信號(hào)；提取出直擴(kuò)信號(hào)中的中頻頻點(diǎn)，作為中頻控制字；根據(jù)零頻直擴(kuò)信號(hào)得到直擴(kuò)信號(hào)的殘留頻偏，作為殘留頻偏控制字；根據(jù)中頻控制字和殘留頻偏控制字，得到載波控制字；利用載波控制字對(duì)載波環(huán)路進(jìn)行調(diào)整，消弭誤差，使調(diào)整后的直擴(kuò)信號(hào)與發(fā)射端發(fā)送的直擴(kuò)信號(hào)載波同步；將與發(fā)射端同步后的直擴(kuò)信號(hào)輸出。本發(fā)明極大的簡(jiǎn)化了環(huán)路濾波處理的復(fù)雜度，能夠比較穩(wěn)定的完成頻偏測(cè)量,且有很好的抗多徑和抗噪聲功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多載波通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多載波跟蹤方法及跟蹤裝置。

背景技術(shù)

鎖相環(huán)路是一個(gè)頻率與相位的同步控制系統(tǒng),其性能與同步系統(tǒng)的功能緊密相連。它的工作過程可用圖1所示的鎖相環(huán)路組成原理框圖來說明，在圖1中,環(huán)路輸入信號(hào)是信號(hào)v_i(t)＝V_i sin[w₀t+θ(t)]與加性噪聲n(t)之和。它與壓控振蕩器(VCO)的輸出一起加到相乘器，此處為鑒相器(PD)上,相乘器的鑒相作用產(chǎn)生一個(gè)誤差電壓v_d(t),該電壓的大小與波形變化取決于v_i(t)與v₀(t)之間的頻率與相位的差值以及加性噪聲n(t)。誤差信號(hào)v_d(t)經(jīng)環(huán)路濾波器(LF)處理后,可改變VCO輸出信號(hào)的頻率及相位,使之跟蹤上環(huán)路輸入信號(hào)的頻率與相位。在VCO輸出信號(hào)v₀(t)的表達(dá)式中,表示輸入信號(hào)的頻率與相位的跟蹤估值。因此在無噪聲時(shí),當(dāng)與θ(t)取得一致,即可獲得完全的同步。

隨著數(shù)字電路技術(shù)的發(fā)展,尤其大規(guī)模集成電路及微處理器的廣泛應(yīng)用,鎖相環(huán)路的各部件全用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn),稱之為數(shù)字鎖相環(huán)(DPLL)。全數(shù)字鎖相環(huán)一般分為四類:

(1)觸發(fā)器型數(shù)字鎖相環(huán)(FF一DPLL):利用一雙穩(wěn)觸發(fā)器作數(shù)字鑒相器,分別受輸入信號(hào)與本地受控時(shí)鐘信號(hào)的正向過零點(diǎn)觸發(fā),產(chǎn)生的置位與復(fù)位脈沖之間的間隔就反映了相位誤差。

(2)奈奎斯特速率型數(shù)字鎖相環(huán)(NR一DPLL):在輸入信號(hào)進(jìn)入數(shù)字鑒相器之前先以奈奎斯特速率(固定速率的脈沖)進(jìn)行抽樣,然后與本地受控時(shí)鐘進(jìn)行數(shù)字相乘,產(chǎn)生數(shù)字式相位誤差。

(3)過零檢測(cè)式數(shù)字鎖相環(huán)(CZ一DPLL):環(huán)路用本地受控時(shí)鐘脈沖對(duì)輸入信號(hào)的過零點(diǎn)抽樣,如不能正好在過零點(diǎn)抽樣,則實(shí)際抽樣值大小就反映著相位誤差,可用來調(diào)節(jié)本地時(shí)鐘信號(hào)的相位。

(4)超前滯后型數(shù)字鎖相環(huán)(LL一DPLL):環(huán)路鑒相器逐周地比較輸入信號(hào)與本地時(shí)鐘信號(hào)相位,根據(jù)相位的超前或者滯后輸出相應(yīng)的超前或者滯后脈沖，用來相應(yīng)地調(diào)節(jié)本地時(shí)鐘相位。

一般情況下在直擴(kuò)接收機(jī)中會(huì)使用科斯塔斯(Costas)載波跟蹤環(huán),這是因?yàn)榻邮諜C(jī)對(duì)接收到的擴(kuò)頻信號(hào)作載頻和碼信號(hào)剝離之后,數(shù)據(jù)調(diào)制信號(hào)還保留著。如果I和Q信號(hào)的預(yù)檢測(cè)積分時(shí)間不跨越數(shù)據(jù)的位過渡,Costas環(huán)對(duì)I和Q信號(hào)的180度相位翻轉(zhuǎn)不敏感。Costas環(huán)特別的性質(zhì)在于Costas鑒別器和在接收機(jī)預(yù)檢測(cè)積分區(qū)中相對(duì)于接收機(jī)的自然時(shí)鐘相位而言的相位調(diào)節(jié)能力。為了防止積分跨越數(shù)據(jù)的過渡邊界,需要有積分和累加功能的相位調(diào)節(jié)特性。

Costas鎖相環(huán)鑒別器的輸出相位誤差和特性同純PLL(Phase Locked Loop，鎖相環(huán))基本相似,前3個(gè)鑒別器與在純鎖相環(huán)中所用的鑒別器是完全相同的。第四種鑒別器,純鎖相環(huán)使用的是四象限反正切,而Cosats環(huán)鑒別器使用的是二象限反正切。四象限ATAN功能鎖相環(huán)鑒別器在整個(gè)±180°的輸入誤差范圍內(nèi)都保持為線性,而二象限Cosats鑒別器在半個(gè)輸入誤差范圍內(nèi)(±90°)保持為線性。