CN103888133A

CN103888133A - 一种锁频的方法及装置

Info

Publication number: CN103888133A
Application number: CN201410072786.8A
Authority: CN
Inventors: 李彦涛; 李波; 李卫斌; 王红丽
Original assignee: SHAANXI BEIDOU HENGTONG INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHAANXI BEIDOU HENGTONG INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2014-02-28
Filing date: 2014-02-28
Publication date: 2014-06-25

Abstract

本发明实施例提供了一种锁频的方法及装置，涉及北斗导航领域，用以降低资源的消耗，提高用户体验。所述方法包括：确定待输入信号；根据数控振荡器信号及所述待输入信号，获取第一信号及第二信号；根据所述第一信号及所述第二信号分别进行相干积分求和处理，获取混频功率；对进行了相干积分求和处理的第一信号及第二信号进行鉴频处理，获取鉴频信号；将所述鉴频信号进行环路滤波处理，更新频率控制字及相位控制字；根据所述混频功率确定是否失锁；若确定没有失锁，则将更新后的所述频率控制字及相位控制字发送至数控振荡器。本发明适用于接收机接收信号的场景。

Description

一种锁频的方法及装置

技术领域

本发明涉及北斗导航领域，尤其涉及一种锁频的方法及装置。

背景技术

接收机内部通过锁频环复制一个包含多普勒频移在内的载波频率，使其尽可能地与实际接收到的信号载波频率保持一致，因而锁频环首先需要鉴别出接收载波与复制载波置换的频率差异，然后相应的去调节载波数控振荡器所输出的复制载波频率，经过连续多次的反馈与调节之后，最终使两者的频率达到一致。

现有的锁频环进行频率牵引的方式为并行牵引，具体为将输入信号通过与数控振荡器产生的两路信号进行混频、低通滤波之后，分成同相与正交两路信号；再对两路信号进行平方求和，得到功率的对应值PP，并对PP进行门限判断，如果超过给定的次数，得到的PP连续小于门限值，则频率控制字按照频率步进重新选择；直到PP不满足选频条件，则完成自适应选频过程。

在实现上述频率牵引的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：在上述并行牵引过程中，由于锁频环牵引能力有限，牵引的频差越大，则需要在一个时间点进行，这样进行选频判断也就越多，相应所需消耗的资源就越多，降低了用户体验。

发明内容

本发明的实施例提供一种锁频的方法及装置，用以降低资源的消耗，提高用户体验。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种锁频的方法，包括：确定待输入信号；根据数控振荡器信号及所述待输入信号，获取第一信号及第二信号；其中，所述数控振荡信号是数控振荡器根据频率控制字及相位控制字生成；根据所述第一信号及所述第二信号分别进行相干积分求和处理，获取混频功率；对进行了相干积分求和处理的第一信号及第二信号进行鉴频处理，获取鉴频信号；将所述鉴频信号进行环路滤波处理，更新频率控制字及相位控制字；根据所述混频功率确定是否失锁；若确定没有失锁，则将更新后的所述频率控制字及相位控制字发送至数控振荡器，以使得所述数控振荡器根据更新后的所述频率控制字及相位控制字重新生成数控振荡器信号。

第二方面，本发明实施例提供了一种锁频的装置，包括：确定单元，用于确定待输入信号；获取单元，用于根据数控振荡器信号及所述待输入信号，获取第一信号及第二信号；其中，所述数控振荡信号是数控振荡器根据频率控制字及相位控制字生成；所述获取单元，还用于根据所述第一信号及所述第二信号分别进行相干积分求和处理，获取混频功率；所述获取单元，还用于对进行了相干积分求和处理的第一信号及第二信号进行鉴频处理，获取鉴频信号；处理单元，用于将所述获取单元获取的所述鉴频信号进行环路滤波处理，更新频率控制字及相位控制字；所述确定单元，还用于根据所述混频功率确定是否失锁；发送单元，用于在所述确定单元确定出没有失锁时，将更新后的所述频率控制字及相位控制字发送至数控振荡器，以使得所述数控振荡器根据更新后的所述频率控制字及相位控制字重新生成数控振荡器信号。

本发明实施例提供了一种锁频的方法及装置，在确定了待输入信号后，根据数控振荡器信号及所述待输入信号，获取第一信号及第二信号，根据所述第一信号及所述第二信号分别进行相干积分求和处理，获取混频功率，对进行了相干积分求和处理的第一信号及第二信号进行鉴频处理，获取鉴频信号；将所述鉴频信号进行环路滤波处理，更新频率控制字及相位控制字；根据所述混频功率确定是否失锁；若确定没有失锁，则将所述更新后的频率控制字及相位控制字发送至数控振荡器。这样，实现了串行牵引，从而可以降低资源的消耗，提高用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种锁频的方法示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种锁频的方法示意图；

图3为本发明实施例提供的一种锁频的装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种锁频的装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种锁频的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种锁频的方法，如图1所示，包括：

101、确定待输入信号。

具体的，获取采样信号，并将所述采样信号按照采样周期进行分段处理，将第m个分段后的采样信号确定为待输入信号。

需要说明的是，m为大于0的整数。

其中，第m个分段后的采样信号是将采样信号按照等采样周期进行分段处理后，任意一个分段后的采用信号。采用周期是预先设置的。

示例性的，对采用信号为加入时钟为46.52MHz且定点化为4Bit的离散采样信号FIX_S，将离散采用信号FIX_S以离散采样周期M来对离散采信号FIX_S进行分段，并将分段后的第m段采样信号确定为待输入信号，即为将FIX_S(n+(m-1)M)分确定为待输入信号。其中，

n=0,1,...M-1，m表示对FIX_S的第m段采样，f₀表示采样信号FIX_S(n)的中心频率，f_s表示采样频率。

进一步，初始令统计数CN=0，并初始跳频系数D＝0，初始频率控制字（其中

表示向下取整），并且初始跳频控制字

初始频率控制字K＝K₀,P＝0，P表示相位控制控制字。

需要说明的是，在本发明实施例中，初始即为预先设置，初始后的参数值可以随着下述步骤的处理而改变。

102、根据数控振荡器信号及所述待输入信号，获取第一信号及第二信号。

具体的，初始令m＝1，将输入信号FIX_S(n+(m-1)M)，与数控振荡器（NCO：Numerically Controlled Oscillator）根据[S_I(n),S_Q(n)]＝NCO(K,M,P)产生的长度为M，且位宽为16bit的I路信号S_I(n)与Q路信号S_Q(n)分别进行相乘，即为输入信号FIX_S(n+(m-1)M)与数控振荡器信号相乘，再进行混频处理，得到第一信号S_I,(n)，及第二信号S,_Q(n)，如图2所示。

进一步的，获取第一信号及第二信号的具体公式表示为：

I路：

Q路：

103、根据所述第一信号及所述第二信号分别进行相干积分求和处理，获取混频功率。

具体的，对第一信号S_I′(n)及第二信号S′_Q(n)进行相干积分求和，得到第一求和信号I₀(m)及第二求和信号Q₀(m)，并根据第一和信号I₀(m)及第二求和信号Q₀(m)求出混频功率PP。

进一步的，获取第一和信号I₀(m)及第二求和信号Q₀(m)的具体公式表示如下：

根据第一和信号I₀(m)及第二求和信号Q₀(m)获取混频功率PP的公式为：

104、对进行了相干积分求和处理的第一信号及第二信号进行鉴频处理，获取鉴频信号。

具体的，对进行了相干积分求和处理的第一信号及第二信号进行鉴频处理，即为对第一求和信号I₀(m)，及第二求和信号Q₀(m)进行鉴频处理。具体过程如下：

初始I₀(0)=0,Q₀(0)=0，并对第一求和信号I₀(m)，及第二求和信号Q₀(m)利用鉴频公式：

进行鉴频处理。其中

表示向下取整。

其中，fd（m）表示第m个分段后的采样信号的鉴频处理结果，可以作为环路滤波器输入。

105、将所述鉴频信号进行环路滤波处理，更新频率控制字及相位控制字。

具体的，将鉴频信号fd(m)送入环路滤波器，从而更新频率控制字K与相位控制字P。具体过程表示为：

其中，Δf(m)表示第m个分段后的采样信号的环路滤波器输出，fd（m）表示第m个分段后的采样信号的环路滤波器输入，t(m)表示第m个分段后的采样信号的环路滤波器输入与输出的中间变量，t(1)＝0（采用16Bit定点化），FIX_c1＝2¹⁵、FIX_c2＝2¹¹表示环路滤波器系数。进一步，频差控制字

根据ΔK利用公式K＝K₀+ΔK，更新频率控制字K，并根据更新后的频率控制字K更新相位控制字。

根据更新后的频率控制字K更新相位控制字，具体过程如下：

相位增量

累加相位

并且令

并令相位控制字

从而更新相位控制字P。

106、根据所述混频功率确定是否失锁。

具体的，确定所述混频功率是否小于第一预设值，且统计数（CN：Count Number）小于第二预设值。

其中，第一预设值及第二预设值是预先设置的。可选的，令第一预设值为500，第二预设值为4。

需要说明的是，第一预设值及第二预设值还可是其他值，本发明对此不做限制。

进一步的，确定PP(m)是否小于500且CN是否小于4，从而确定是否失锁。

若确定PP(m)大于500且CN小于4，则确定没有失锁。

若确定PP(m)小于500且CN不小于4，则确定失锁，并记录PP(m)小于500的次数。

需要说明的是，下述步骤107及108是选择执行的，根据确定的结果不同，执行的步骤不同。若确定没有失锁，则执行步骤107，若确定失锁，则执行步骤108，具体如下。

107、若确定没有失锁，则将更新后的所述频率控制字及相位控制字发送至数控振荡器，以使得所述数控振荡器根据更新后的所述频率控制字及相位控制字重新生成数控振荡器信号。

具体的，在确定出没有失锁的情况下，将更新后的频率控制字与相位控制作为数控振荡器NCO输入参数，发送至数控振荡器NCO。

进一步的，在确定出没有失锁的情况下，在所述将更新后所述频率控制字及相位控制字发送至数控振荡器之后，所述方法，还包括：根据第二预设规则，更新m。

需要说明的是，第二规则是预先设置的用于更新m的规则。可选的，在确定没有失锁的情况下，第二规则为将更新后的频率控制字与相位控制发送至数控振荡器后，将m累加1。

108、若确定失锁，则根据第一规则重新更新所述频率控制字及相位控制字，并将重新更新后的所述频率控制字及相位控制字发送至数控振荡器，以使得所述数控振荡器根据重新更新后的所述频率控制字及相位控制字重新生成数控振荡器信号。

其中，所述第一规则是预设设置的用于在失锁情况下更新频率控制字的规则。所述第一规则包括：K=K₀+DK_d或K=K₀-DK_d。其中，K₀表示初始的频率控制字，K_d表示选频步进频率控制字，D表示跳频系数，初始值为0。

具体的，重新选择频率控制字K，即为重新更新频率控制字K如下：

在前一次第一规则设为K＝K₀-DK_d进行了重新更新频率控制字K时，将当前第一规则设为K＝K₀+DK_d，并根据第一规则重新更新频率控制K，在进行下一次重新更新频率控制K处理时，将第一规则设为K＝K₀-DK_d，并将D累加1。

也就是说，第一规则是在K＝K₀+DK_d及K＝K₀-DK_d间交替变换的，在第一规则每交替完一次，将D累加1。

需要说明的，在第一次交替时，将第一规则设为K＝K₀+DK_d，进行重新更新频率控制K的处理。

当D累加到第一阀值时，将D重新置零。可选的，第一阀值为15。

需要说明的是，第一阀值也可以其他值，并限制为15，第一阀值的选值越大，则牵引能力越强。

进一步的，重新更新了频率控制字K后，将CN=0。且根据重新更新的频率控制字K，重新更新相位控制字P。

进一步的，在确定失锁的情况下，在将所重新更新后的所述频率控制字及相位控制字发送至数控振荡器之后，所述方法，还包括：根据第二预设规则，更新m。

需要说明的是，第二规则是预先设置的用于更新m的规则。可选的，在确定失锁的情况下，第二规则为将重新更新后的频率控制字与相位控制发送至数控振荡器后，将m累加1。

进一步的，在将所重新更新后的所述频率控制字及相位控制字发送至数控振荡器之后，所述方法，还包括：确定记录的PP(m)小于500的次数是否不小于第二阀值，若确定记录的PP(m)小于500的次数是否不小于第二阀值，则确定跟踪稳定，可以进行其他处理。

可选的，第二阀值的取值可以为20，当然还可以为其他取值，本发明对此不做限制。

本发明实施例提供了一种锁频的方法，在确定了待输入信号后，根据数控振荡器信号及所述待输入信号，获取第一信号及第二信号，根据所述第一信号及所述第二信号分别进行相干积分求和处理，获取混频功率，对进行了相干积分求和处理的第一信号及第二信号进行鉴频处理，获取鉴频信号；将所述鉴频信号进行环路滤波处理，更新频率控制字及相位控制字；根据所述混频功率确定是否失锁；若确定没有失锁，则将更新后的所述频率控制字及相位控制字发送至数控振荡器。这样，实现了串行牵引，从而可以降低资源的消耗，提高用户体验。

本发明实施例提供一种锁频的装置，如图3所示，包括：确定单元31、获取单元32、处理单元33,、发送单元34。

确定单元31，用于确定待输入信号；

获取单元32，用于根据数控振荡器信号及所述待输入信号，获取第一信号及第二信号。

其中，所述数控振荡信号是数控振荡器根据频率控制字及相位控制字生成。

需要说明的是，初始频率控制字

（其中

表示向下取整），初始频率控制字K＝K₀,P＝0。f₀表示采样信号的中心频率，f_s表示采样频率。

所述获取单元32，还用于根据所述第一信号及所述第二信号分别进行相干积分求和处理，获取混频功率。

所述获取单元32，还用于对进行了相干积分求和处理的第一信号及第二信号进行鉴频处理，获取鉴频信号。

所述处理单元33，用于将所述获取单元32获取的所述鉴频信号进行环路滤波处理，更新频率控制字及相位控制字。

所述确定单元31，还用于根据所述混频功率确定是否失锁。

发送单元34，用于在所述确定单元31确定出没有失锁时，将更新后的所述频率控制字及相位控制字发送至数控振荡器，以使得所述数控振荡器根据更新后的所述频率控制字及相位控制字重新生成数控振荡器信号。

进一步所述处理单元33，还用于在所述确定单元31确定失锁时，根据第一规则重新更新所述频率控制字及相位控制字。

所述发送单元34，还用于将所述处理单元33重新更新的所述频率控制字及相位控制字发送至数控振荡器，以使得所述数控振荡器根据重新更新的所述频率控制字及相位控制字重新生成数控振荡器信号。

在本发明实施例中，进一步的，如图4所示，所述锁频的装置还可以包括：第一更新单元35。

所述确定单元31，具体用于确定所述混频功率是否小于第一预设值，且CN小于第二预设值；

所述第一更新单元35，用于在所述确定单元31确定没有失锁时，根据第一预设规则更新所述CN。

在本发明实施例中，进一步的，所述第一规则包括：K=K₀+DK_d或K=K₀-D*K_d，其中，所述K为第二频率控制字，K₀表示初始的频率控制字，K_d表示选频步进频率控制字，D表示跳频系数，初始值为0。

在本发明实施例中，进一步的，如图5所示，所述锁频的装置还可以包括：第二更新单元36。

所述确定单元31，具体用于获取采样信号，并将所述采样信号按照采样周期进行分段处理，将第m个分段后的采样信号确定为待输入信号。

所述第二更新单元36，具体用于根据第二预设规则，更新所述m。

本发明实施例提供了一种锁频的装置，在确定了待输入信号后，根据数控振荡器信号及所述待输入信号，获取第一信号及第二信号，根据所述第一信号及所述第二信号分别进行相干积分求和处理，获取混频功率，对进行了相干积分求和处理的第一信号及第二信号进行鉴频处理，获取鉴频信号；将所述鉴频信号进行环路滤波处理，更新频率控制字及相位控制字；根据所述混频功率确定是否失锁；若确定没有失锁，则将更新后的所述频率控制字及相位控制字发送至数控振荡器。这样，实现了串行牵引，从而可以降低资源的消耗，提高用户体验。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-Only Memory，简称ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，简称RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种锁频的方法，其特征在于，包括：

确定待输入信号；

根据数控振荡器信号及所述待输入信号，获取第一信号及第二信号；其中，所述数控振荡信号是数控振荡器根据频率控制字及相位控制字生成；

根据所述第一信号及所述第二信号分别进行相干积分求和处理，获取混频功率；

对进行了相干积分求和处理的第一信号及第二信号进行鉴频处理，获取鉴频信号；

将所述鉴频信号进行环路滤波处理，更新频率控制字及相位控制字；

根据所述混频功率确定是否失锁；

若确定没有失锁，则将更新后的所述频率控制字及相位控制字发送至数控振荡器，以使得所述数控振荡器根据更新后的所述频率控制字及相位控制字重新生成数控振荡器信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在，还包括：

若确定失锁，则根据第一规则重新更新所述频率控制字及相位控制字，并将重新更新后的所述频率控制字及相位控制字发送至数控振荡器，以使得所述数控振荡器根据重新更新后的所述频率控制字及相位控制字重新生成数控振荡器信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述混频功率确定是否失锁包括：

确定所述混频功率是否小于第一预设值，且统计数CN小于第二预设值；

所述方法，还包括：

若确定没有失锁，则根据第一预设规则更新所述CN。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述第一规则包括：K=K₀+DK_d或K=K₀-DK_d，其中，所述K为频率控制字，K₀表示初始的频率控制字，K_d表示选频步进频率控制字，D表示跳频系数，初始值为0。

5.根据权利要求2-4任一项所述的方法，其特征在于，所述确定待输入信号包括：

获取采样信号，并将所述采样信号按照采样周期进行分段处理；

将第m个分段后的采样信号确定为待输入信号；

在所述将更新后的所述频率控制字及相位控制字发送至数控振荡器之后，或在将重新更新后的所述频率控制字及相位控制字发送至数控振荡器之后，还包括：

根据第二预设规则，更新所述m。

6.一种锁频的装置，其特征在于，包括：

确定单元，用于确定待输入信号；

获取单元，用于根据数控振荡器信号及所述待输入信号，获取第一信号及第二信号；其中，所述数控振荡信号是数控振荡器根据频率控制字及相位控制字生成；

所述获取单元，还用于根据所述第一信号及所述第二信号分别进行相干积分求和处理，获取混频功率；

所述获取单元，还用于对进行了相干积分求和处理的第一信号及第二信号进行鉴频处理，获取鉴频信号；

处理单元，用于将所述获取单元获取的所述鉴频信号进行环路滤波处理，更新频率控制字及相位控制字；

所述确定单元，还用于根据所述混频功率确定是否失锁；

发送单元，用于在所述确定单元确定出没有失锁时，将更新后的所述频率控制字及相位控制字发送至数控振荡器，以使得所述数控振荡器根据更新后的所述频率控制字及相位控制字重新生成数控振荡器信号。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述处理单元，还用于在所述确定单元确定失锁时，根据第一规则重新更新所述频率控制字及相位控制字；

所述发送单元，还用于将所述处理单元重新更新后的所述频率控制字及相位控制字发送至数控振荡器，以使得所述数控振荡器根据重新更新后的所述频率控制字及相位控制字重新生成数控振荡器信号。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：第一更新单元；

所述确定单元，具体用于确定所述混频功率是否小于第一预设值，且统计数CN小于第二预设值；

所述第一更新单元，用于在所述确定单元确定没有失锁时，根据第一预设规则更新所述CN。

9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述第一规则包括：K=K₀+DK_d或K=K₀-DK_d，其中，所述K为第二频率控制字，K₀表示初始的频率控制字，K_d表示选频步进频率控制字，D表示跳频系数，初始值为0。

10.根据权利要求7-9任一项所述的装置，其特征在于，还包括：第二更新单元；

所述确定单元，具体用于获取采样信号，并将所述采样信号按照采样周期进行分段处理；

将第m个分段后的采样信号确定为待输入信号；

所述第二更新单元，具体用于根据第二预设规则，更新所述m。