[發(fā)明專利]一種用于GFSK系統(tǒng)的載波頻偏估計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011185108.4
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112367283B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李東敏;田紅亮;孫文;李帆;嚴(yán)由輝
• 申請（專利權(quán)）人: 青島鼎信通訊股份有限公司
• 主分類號: H04L27/00
• 分類號: H04L27/00;H04L27/38;H04L27/148
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• 代理人: 暫無信息

1.一種用于GFSK系統(tǒng)的載波頻偏估計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：射頻信號經(jīng)過下變頻、低通濾波，獲得帶有頻偏的GFSK調(diào)制信號，分段經(jīng)過自動頻偏補(bǔ)償模塊，進(jìn)行頻偏補(bǔ)償；

步驟2：頻偏補(bǔ)償后的GFSK信號經(jīng)過差分鑒相器，獲得基帶碼元信號；

步驟3：步驟2得到的基帶碼元信號進(jìn)行高斯濾波，用于濾除高頻分量；

步驟4：步驟3中的基帶碼元分段均值濾波，估計(jì)殘留直流，減小噪聲；

步驟5：步驟4中得到的殘留直流進(jìn)行頻偏轉(zhuǎn)換，經(jīng)映射關(guān)系轉(zhuǎn)換為殘留頻偏值；

步驟6：步驟5中得到的殘留頻偏與已經(jīng)補(bǔ)償?shù)念l偏值進(jìn)行累加，反饋給自動頻率補(bǔ)償模塊作為新的頻偏補(bǔ)償值；累加的頻偏值需要進(jìn)行閾值判斷，當(dāng)累加的頻偏值超過設(shè)置的閾值時(shí)，頻偏值設(shè)置為預(yù)置值，其中預(yù)置值提前設(shè)定；

步驟7：通過自動頻偏補(bǔ)償、殘留頻偏估計(jì)、碼元同步、尋找前導(dǎo)碼這些步驟的不斷反饋迭代，找到前導(dǎo)碼后，頻偏補(bǔ)償值鎖定，PHR和PSDU均用鎖定的頻偏值進(jìn)行補(bǔ)償。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于GFSK系統(tǒng)的載波頻偏估計(jì)方法，其特征在于，需要產(chǎn)生GFSK數(shù)據(jù)幀：

前導(dǎo)碼基帶信號為一串0101…或1010…，幀分隔符(SFD)為指定碼元；

對基帶碼元進(jìn)行高斯濾波；

設(shè)置調(diào)制頻點(diǎn)，對濾波后的基帶碼元進(jìn)行GFSK調(diào)制，產(chǎn)生I/Q兩路信號，f_H、f_L分別為GFSK的兩個調(diào)制頻點(diǎn)，h為GFSK的調(diào)制指數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于GFSK系統(tǒng)的載波頻偏估計(jì)方法，其特征在于，步驟1的自動頻偏補(bǔ)償通過頻偏值不斷地反饋迭代，分段補(bǔ)償?shù)蟮念l偏值f_comp，即第一次迭代1～lenSection個碼元進(jìn)行頻偏補(bǔ)償，第二次迭代，1+lenSection～2*lenSection個碼元進(jìn)行頻偏補(bǔ)償,…,依次進(jìn)行補(bǔ)償，迭代過程中，頻偏補(bǔ)償值不斷更新，頻偏補(bǔ)償值f_comp的預(yù)置值為0，分段大小lenSection選擇為16。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于GFSK系統(tǒng)的載波頻偏估計(jì)方法，其特征在于，步驟2中的差分鑒相，利用步驟1中GFSK調(diào)制信號延遲一個采樣間隔，前后兩個采樣點(diǎn)做差分共軛乘，得到相位信息，即GFSK調(diào)制頻率和頻偏值的疊加信號。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于GFSK系統(tǒng)的載波頻偏估計(jì)方法，其特征在于，步驟3中的高斯濾波，一方面用于對鑒相后的信號進(jìn)行低通濾波，濾除高頻分量，另一方面，兩個高斯濾波級聯(lián)會起到匹配的作用。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于GFSK系統(tǒng)的載波頻偏估計(jì)方法，其特征在于，自動頻偏補(bǔ)償已經(jīng)補(bǔ)償上一部分頻偏，步驟4的均值濾波用來估計(jì)殘留直流值，對overSam*lenSection個采樣點(diǎn)濾波計(jì)算均值，其中overSam表示每個碼元內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)，lenSection表示用到的前導(dǎo)碼元數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于GFSK系統(tǒng)的載波頻偏估計(jì)方法，其特征在于，步驟5的殘留直流與殘留頻偏值的映射關(guān)系通過公式轉(zhuǎn)換，

其中，D_value為估計(jì)的殘留直流值，f_Hz為轉(zhuǎn)換得到的殘留頻偏值，F(xiàn)_s為系統(tǒng)采樣率。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于GFSK系統(tǒng)的載波頻偏估計(jì)方法，其特征在于，步驟6進(jìn)行頻偏值累加，累加后的頻偏值反饋給自動頻率補(bǔ)償模塊作為新的頻偏補(bǔ)償值，

f_c'_omp＝f_comp+f_Hz

其中，f_c'_omp表示累加后新的頻偏補(bǔ)償值，f_comp表示上次迭代的頻偏補(bǔ)償值，f_Hz表示估計(jì)的殘留頻偏值；

新的頻偏補(bǔ)償值需要進(jìn)行閾值判斷，當(dāng)累加的頻偏值超過設(shè)置的閾值時(shí)，頻偏值設(shè)置為預(yù)置值，其中預(yù)置值提前設(shè)定。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于GFSK系統(tǒng)的載波頻偏估計(jì)方法，其特征在于，步驟7是自動頻偏補(bǔ)償、殘留頻偏估計(jì)、碼元同步、尋找前導(dǎo)碼步驟的不斷迭代，找到前導(dǎo)碼后，此時(shí)鎖定頻偏補(bǔ)償值f_c'_omp，此時(shí)的頻偏值是一個收斂值。