CN107872283B - 一种扫频方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种扫频方法及装置，属于通信技术领域，所述方法包括：输出起始本振频率；延时预设时间间隔；控制当前本振频率以固定步进进行扫频；重复上述步骤，当满足预设扫频条件时，结束扫频。本发明解决现有扫频方法速度过慢的问题。

Description

一种扫频方法及装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种扫频方法及装置。
背景技术
随着通讯制式的多样化、通信频段的增加以及通信频段有效带宽的增加，通信设备引入干扰信号的概率也大大提高，这就要求通信设备可以对外界干扰信号进行有效的检测，及时发现避免其对设备正常通信业务的影响。
目前对干扰信号的检测方法，通常是针对通信设备的有效带宽进行点频测量。以某一步进改变本振频率依次得到有效带宽内存在射频信号的准确频率幅度特性，从而完成对外界干扰信号的检测。
上述对干扰信号的检测方法中，由于数字滤波器的阶数较高，延时较大，导致本振频点的每一次递进都必须等待滤波器的延时，带宽越宽测量频点越多，该设备对外界干扰的检测时间越久，检测效率大大降低。
以5G接收带宽为1GHz的通信基站为例，
一个通信基站有效接收通带为：fRFstart<fRF<fRFstop；
对应有效带宽为：BW＝fRFstop-fRFstart；
中频频率为fIF。
采用低本振方案，则对应的本振范围为fLostart<fLo<fLostop；
其中：fLostart＝fRFstart-fIF，fLostop＝fRFstop-fIF；
其数字部分所用成形滤波器阶数为N，对应的数据速率为fs。
如果采用现有点频测量方法，其本振扫频步进为fstep，假设所设计成型滤波器为64阶滤波器即N＝64，fs＝3.84MHz，滤波器通带带宽RBW；
而fRFstop-fRFstart＝1GHz，为防止扫频漏点要求fstep的取值要小于RBW；
则整个扫频时间为
Figure BDA0001122248960000011
由此可见，随着射频有效带宽的增大，会使扫频时间过长，现有的这种点频测量干扰方法是非常耗时的。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题是提供一种扫频方法及装置，用以解决现有干扰检测过程中扫频方法速度过慢的问题。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题：
本发明一方面提供一种扫频方法，包括：
输出起始本振频率；
延时预设时间间隔；
控制当前本振频率以固定步进进行扫频；
重复所述延时预设时间间隔及控制当前本振频率以固定步进进行扫频的步骤，并以固定时间周期计算功率，当满足预设扫频条件时，结束扫频。
进一步的，所述预设时间间隔为Δt，所述Δt等于本振芯片锁相环鉴相周期；
所述固定步进为Δf，所述Δf＝fs*RBW*Δt/30.72
则当前本振频率fLoi＝fLo0+Δf*i；
所述固定时间周期为1/fs；
其中：fs为滤波器对应的数据速率；RBW为滤波器通带带宽；fLo0为起始本振频率；i为自然数，表示当前循环次数。
进一步的，所述预设扫频条件为：当前本振频率大于终止本振频率。
进一步的，所述以固定时间周期计算功率之后还包括：
获取当前功率值；根据预设频偏和幅度校准值对所述当前功率值进行频偏和幅度补偿，获取对应射频干扰频率的准确频率值和幅度值；
所述结束扫频之后还包括：
根据扫频干扰频率的幅度值，确定干扰频点及对应幅度值。
进一步的，所述输出起始本振频率之后还包括：
将信号源有效带宽内已知频点和幅度的单音信号接入干扰检测的接收通道；
获取当前功率值；
获取所述当前功率值中最大功率值对应的频率和幅度，比较所述最大功率值对应的频率和幅度与信号源的频点和幅度，得到所述预设频偏和幅度校准值。
进一步的，所述获取当前功率值包括：
获取当前正交解调I、Q数据，则当前功率值P＝10*log(I2+Q2)。
本发明另一方面提供一种扫频装置，包括：
输出模块，用于输出起始本振频率；
延时模块，用于延时预设时间间隔；
控制模块，用于控制当前本振频率以固定步进进行扫频；
判断模块，用于控制延时模块及控制模块循环工作，并以固定时间周期计算功率，当满足预设扫频条件时，结束扫频。
进一步的，
所述预设时间间隔为Δt，所述Δt等于本振芯片锁相环鉴相周期；
所述固定步进为Δf：所述Δf＝fs*RBW*Δt/30.72；
则当前本振频率fLoi＝fLo0+Δf*i；
所述固定时间周期为1/fs；
其中：fs为滤波器对应的数据速率；RBW为滤波器通带带宽；fLo0为起始本振频率；i为自然数，表示当前循环次数。
进一步的，所述装置还包括：
干扰幅度获取模块，用于1/fs时间间隔后，获取当前功率值；根据预设频偏和幅度校准值对所述当前功率值进行频偏和幅度补偿，获取对应射频干扰频率准确频率值和的幅度值；
干扰确定模块，用于根据扫频干扰频率的幅度值，确定干扰频点及对应幅度值。
进一步的，所述装置还包括：
功率计算模块，用于1/fs时间间隔后，获取当前功率值；
校准值获取模块，用于获取所述当前功率值中最大功率值对应的频率和幅度，比较所述最大功率值对应的频率和幅度与信号源的频点和幅度，得到所述预设频偏和幅度校准值。
与现有技术相比，本发明实施例提供的扫频方法及装置，通过时域换频域的原理、减少滤波器延时等待时间，提高扫频速度。
附图说明
图1示出本发明实施例一提供的一种扫频方法流程图；
图2示出本发明实施例二提供的一种扫频方法流程图；
图3示出本发明实施例三提供的一种扫频装置结构示意图；
图4示出本发明实施例三提供的另一种扫频装置结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例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作出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明实施例一提供一种扫频方法，如图1所示，该方法包括：
S10、输出起始本振频率；
其中，起始本振频率fLo0可以根据通信基站的射频有效带宽以及收发信机接收通道射频频率与本振频率的对应关系来计算。
S11、延时预设时间间隔；
优选的，所述预设时间间隔为Δt，Δt等于本振芯片锁相环鉴相周期；
S12、控制当前本振频率以固定步进进行扫频；
优选的，所述固定步进为Δf，所述Δf＝fs*RBW*Δt/30.72。则当前本振频率fLoi＝fLo0+Δf*i，
其中：fs为滤波器对应的数据速率；RBW为滤波器通带带宽；fLo0为起始本振频率；i为自然数，表示当前循环次数。
S13、重复所述延时预设时间间隔及控制当前本振频率以固定步进进行扫频的步骤，并以固定时间周期计算功率，当满足预设扫频条件时，结束扫频。
其中，所述固定时间周期为1/fs；
优选的，所述预设扫频条件为：当前本振频率fLoi大于终止本振频率fLostop，
即：fLoi>fLOstop；
其中，终止本振频率fstop可以根据通信基站的射频有效带宽以及收发信机接收通道射频频率与本振频率的对应关系来计算。
本发明实施例提供的快速扫频方法及装置，通过时域换频域的原理、减少滤波器延时等待时间，提高扫频速度。
实施例二
本发明实施例二提供一种扫频方法，如图2所示，该方法包括：
S20、输出起始本振频率；
S21、延时预设时间间隔；
其中，步骤S20、S21分别与上述步骤S10、S11相同，在此不再赘述。
S23、控制当前本振频率以固定步进进行扫频；
优选的，所述固定步进为：Δf＝fs*RBW*Δt/30.72。
则当前本振频率fLoi＝fLo0+Δf*i，
其中：fs为滤波器对应的数据速率；RBW为滤波器通带带宽；fLo0为起始本振频率；i为自然数，表示当前循环次数。
至此，系统完成了第一次扫频，本实施例中为了对当前功率值进行频偏和幅度补偿，可以在上述步骤S20之后进行步骤S22。其中步骤S22可以与步骤S21～S23同时进行。
S22、以S20为起始时间、1/fs为时间周期获取当前功率值；根据预设频偏和幅度校准值对所述当前功率值进行频偏和幅度补偿，获取对应射频干扰频率的幅度值；
所述获取当前功率值包括：
获取当前正交解调I、Q数据，则当前功率值P＝10*log(I2+Q2)。
所述根据预设频偏和幅度校准值对所述当前功率值进行频偏和幅度补偿，获取对应射频干扰频率的幅度值包括：
S30、将信号源有效带宽内频点fRFstart<fRF<fRFstop和幅度的单音信号接入干扰检测的接收通道；
S31、输出起始本振频率；
S32、延时预设时间间隔；
其中，步骤S31、S32分别与上述步骤S10、S11相同，在此不再赘述。
S34、控制当前本振频率以固定步进进行扫频；
所述固定步进为Δf：所述Δf＝fs*RBW*Δt/30.72；
则当前本振频率fLoi＝fLo0+Δf*i；
S33、以S31为起始时间、1/fs为固定时间周期获取当前功率值；
所述获取当前功率值包括：
获取当前正交解调I、Q数据，则当前功率值P＝10*log(I2+Q2)。
S35、重复步骤S32、S33、S34，当满足预设扫频条件时，结束扫频。
优选的，所述预设扫频条件为：当前本振频率fLoi大于终止本振频率fstop，
即：fLoi>fstop；
其中，终止本振频率fstop可以根据通信基站的射频有效带宽以及收发信机接收通道射频频率与本振频率的对应关系来计算。
S36、获取所述当前功率值中最大功率值对应的频率和幅度，比较所述最大功率值对应的频率和幅度与信号源的频点和幅度，得到所述预设频偏和幅度校准值。
进一步，可将所述预设频偏和幅度校准值存入校准文件中。方便后续检测直接调用。
至此，步骤S22完成，进入步骤S24。
S24、重复步骤S21～S23及步骤S22，当满足预设扫频条件时，结束扫频。
本步骤中，当未满足预设扫频条件时，重复上述步骤S21～S23及S22，其中步骤S21～S23与步骤S22同时进行。
当满足预设扫频条件时，执行步骤S25。
优选的，所述预设扫频条件为：当前本振频率fLoi大于终止本振频率fstop，
即：fLoi>fstop；
其中，终止本振频率fstop可以根据通信基站的射频有效带宽以及收发信机接收通道射频频率与本振频率的对应关系来计算。
S25、根据扫频干扰频率的幅度值，确定干扰频点及对应幅度值。
具体的，根据有效带宽内所有扫频频点的扫频结果，筛选出幅度值高于正常噪底的频点，即可判断出有效带宽内存在干扰的频点和幅度值。
在一个具体的实施方式中，以5G接收带宽为1GHz的通信基站为例，一个通信基站有效接收通带为fRFstart<fRF<fRFstop，对应有效带宽为BW＝fRFstop-fRFstart，中频频率为fIF，采用低本振方案，则对应的本振范围为fLOstart<fLoi<fLOstop，其中fLOstart＝fRFstart-fIF，fLOstop＝fRFstop-fIF，其数字部分所用成形滤波器阶数为N,以及对应的数据速率为fs。
采用本实施例提供的扫频方法，完成上述整个有效带宽内的扫频所需时间是：
Figure BDA0001122248960000071
而采用现有扫频方法，完成整个有效带宽内的扫频所需时间是:
Figure BDA0001122248960000072
假设所设计成型滤波器为64阶滤波器即N＝64，fs＝3.84MHz；
而fRFstop-fRFstart＝1GHz，为防止扫频漏点要求fstep的取值要小于RBW，一般情况下设定
Figure BDA0001122248960000073
即完成整个扫频所需时间：
Figure BDA0001122248960000074
而
Figure BDA0001122248960000075
可见：T1≈10T2
显然，本发明提供的扫频方法比现有技术能够有效减小扫频时间。
本发明实施例提供的扫频方法及装置，通过时域换频域的原理、减少滤波器延时等待时间，可以有效提高扫频速度。
进一步的，本实施例一方面，在生产过程中对设备进行快速扫频得到设备预设频偏和幅度校准值。并将所得到的预设频偏和幅度校准值存储在校准文件中，以备扫频测量时进行补偿。
本实施例另一方面，在扫频测量干扰的过程中，缩短等待延时时间，获取数据处理的I、Q数据后，在功率计算过程中调用校准文件中的预设频偏和幅度校准值进行补偿，得到正确的射频信号频率和幅度。在确保扫频检测准确度的情况下，有效提高宽带干扰检测速度。
实施例三
本发明实施例三提供一种扫频装置3，如图3所示，该装置3包括：
输出模块31，用于输出起始本振频率；
延时模块32，用于延时预设时间间隔；
控制模块33，用于控制当前本振频率以固定步进进行扫频；
判断模块34，用于控制延时模块及控制模块循环工作，当满足预设扫频条件时，结束扫频。
其中，所述预设时间间隔为Δt，Δt等于本振芯片锁相环鉴相周期；
所述固定步进为Δf：所述Δf＝fs*RBW*Δt/30.72；
则当前本振频率fLoi＝fLo0+Δf*i；
进一步的，所述装置还包括：
干扰幅度获取模块35，用于1/fs时间间隔后，获取当前功率值；根据预设频偏和幅度校准值对所述当前功率值进行频偏和幅度补偿，获取对应射频干扰频率的幅度值；
干扰确定模块36，用于根据扫频干扰频率的幅度值，确定干扰频点及对应幅度值。
进一步的，所述装置还包括：
功率计算模块37，用于1/fs时间间隔后，获取当前功率值；
校准值获取模块38，用于获取所述当前功率值中最大功率值对应的频率和幅度，比较所述最大功率值对应的频率和幅度与信号源的频点和幅度，得到所述预设频偏和幅度校准值。
本实施例还提供另一种扫频装置，如图4所示，该装置包括射频模块、中频模块、模数变换及滤波抽取模块、成形滤波器、数据读取及功率上报模块、控制模块和高速自扫频频综模块。
其中，所述射频模块对应图3所述输出模块31，所述控制模块对应图3所述延时模块32、控制模块33和判断模块34，所述数据读取功率上报模块对应图3所述干扰幅度获取模块35、干扰确定模块36、功率计算模块37和校准值获取模块38。
需要说明的是：由于通信装置中方案实现方式有多种，比如射频变频有高、低中频以及零中频等方案，本发明中扫频参数，如延时所需的预设时间间隔，扫频时的固定步进以及预设的扫频时间等的设定也可以根据实际需要在一定范围内进行变化。上述各实例只是本发明的例举，并未例数本发明对应功能可以使用的全部实现方式。
本领域技术人员可以理解，可以用计算机程序指令来实现这些结构图和/或框图和/或流程图中的每个框以及这些结构图和/或框图和/或流程图中的框图的组合。可以将这些计算机程序指令提供给可编程数据处理方法的处理器来生成机器，从而通过可编程数据处理方法的处理器来执行的指令创建用于实现结构图和/或框图和/或流程图的框或多个框中指定的方法。
需要说明的是：本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
以上对本发明所提供的一种快速扫频方法及装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种扫频方法，其特征在于，包括：
输出起始本振频率；
延时预设时间间隔；
控制当前本振频率以固定步进进行扫频；
重复所述延时预设时间间隔及控制当前本振频率以固定步进进行扫频的步骤，并以固定时间周期计算功率，当满足预设扫频条件时，结束扫频；
所述预设时间间隔为Δt，Δt等于本振芯片锁相环鉴相周期；
所述固定步进为Δf，所述Δf＝fs*RBW*Δt/30.72；
则当前本振频率fLoi＝fLo0+Δf*i，
所述固定时间周期为1/fs；
其中：fs为滤波器对应的数据速率；RBW为滤波器通带带宽；fLo0为起始本振频率；i为自然数，表示当前循环次数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述预设扫频条件为：当前本振频率大于终止本振频率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以固定时间周期计算功率之后还包括：
获取当前功率值；根据预设频偏和幅度校准值对所述当前功率值进行频偏和幅度补偿，获取对应射频干扰频率的准确频率值和幅度值；
所述结束扫频之后还包括：
根据扫频干扰频率的幅度值，确定干扰频点及对应幅度值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：
所述输出起始本振频率之后还包括：
将信号源有效带宽内已知频点和幅度的单音信号接入干扰检测的接收通道；
获取当前功率值；
获取所述当前功率值中最大功率值对应的频率和幅度，比较所述最大功率值对应的频率和幅度与信号源的频点和幅度，得到所述预设频偏和幅度校准值。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于：
所述获取当前功率值包括：
获取当前正交解调I、Q数据，则当前功率值P＝10*log(I2+Q2)。
6.一种扫频装置，其特征在于，包括：
输出模块，用于输出起始本振频率；
延时模块，用于延时预设时间间隔；
控制模块，用于控制当前本振频率以固定步进进行扫频；
判断模块，用于控制延时模块及控制模块循环工作，并以固定时间周期计算功率，当满足预设扫频条件时，结束扫频；
所述预设时间间隔为Δt，Δt等于本振芯片锁相环鉴相周期；
所述固定步进为Δf：所述Δf＝fs*RBW*Δt/30.72；
则当前本振频率fLoi＝fLo0+Δf*i；
所述固定时间周期为1/fs；
其中：fs为滤波器对应的数据速率；RBW为滤波器通带带宽；fLo0为起始本振频率；i为自然数，表示当前循环次数。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
干扰幅度获取模块，用于1/fs时间间隔后，获取当前功率值；根据预设频偏和幅度校准值对所述当前功率值进行频偏和幅度补偿，获取对应射频干扰频率的准确频率值和幅度值；
干扰确定模块，用于根据扫频干扰频率的幅度值，确定干扰频点及对应幅度值。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
功率计算模块，用于1/fs时间间隔后，获取当前功率值；
校准值获取模块，用于获取所述当前功率值中最大功率值对应的频率和幅度，比较所述最大功率值对应的频率和幅度与信号源的频点和幅度，得到所述预设频偏和幅度校准值。
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