CN110392008B - 基带载波频率跟踪方法、装置及终端 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基带载波频率跟踪方法、装置及终端。所述方法包括：获取载波频偏观察值；对所述载波频偏观察值进行IIR滤波得到累计值；将所述累计值与本振基本频率相加得到载波频率估计值；根据所述载波频率估计值对本地振荡器频率进行调整。本发明能够抑制估计噪声的影响，达到更好的载波跟踪效果。

Description

基带载波频率跟踪方法、装置及终端
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基带载波频率跟踪方法、装置及终端。
背景技术
在基带实现方案中，载波频偏的跟踪是一个重要的组成部分，对系统性能起着很重要的作用。但由于手机的移动和传输环境的变化，空口载波频率本身呈现随机变化。终端基带需要时刻跟踪这种空口载波的频率变化。为此，终端基带会计算出本地振荡器和载波频率的差异。这种差异成为载波频率偏差(Carrier Frequency Offset，CFO)。但由于终端基带对载波频率的观察本身存在噪声偏差，如用这个观察值直接调节本地振荡器的频率，可能会产生较大的误差。如何在对载波频率的观察存在噪声偏差的情况下，使得本地振荡器频率尽可能的接近于实际空口频率，是基带载波频率跟踪的一大难点。
目前，现有的实现基带载波频率跟踪的方案如图1所示，其中，fi(n)为当前时刻系统接收的空口载波频率观察值，fe(n)为当前时刻空口载波频率和本振频率之间的偏差的观察值，fa(n)为fe(n)经过迭代相加后的累计值，fo(n)为当前时刻的载波频率估计值，fo(n-1)为上一次频率估计得到的载波频率估计值，Z-1表示一次频率估计的时延，当前子帧得到的本振预输出值需要在下一子帧才能生效，fvco(n)为当前时刻的本地振荡器基本频率。
使用这种迭代累计调整的方法，虽然也能工作，但由于观察噪声的存在，基带载波频率跟踪在理论上不能达到最优的效果。
发明内容
本发明提供的基带载波频率跟踪方法、装置及终端，能够抑制估计噪声的影响，达到更好的载波跟踪效果。
第一方面，本发明提供一种基带载波频率跟踪方法，包括：
获取载波频偏观察值；
对所述载波频偏观察值进行IIR滤波得到累计值；
将所述累计值与本振基本频率相加得到载波频率估计值；
根据所述载波频率估计值对本地振荡器频率进行调整。
可选地，所述获取载波频偏观察值包括：对当前时刻系统接收的空口基带信号进行观察，得到载波频偏观察值。
可选地，所述对所述载波频偏观察值进行IIR滤波包括：利用如下滤波参数b(n)对所述载波频偏观察值进行IIR滤波：
b(n)＝(M(n-1)+σω 2)/(M(n-1)+σω 2+σv 2)；
其中，b(0)＝(σω 2)/(σω 2+σv 2)；M(0)＝(σω 2σv 2)/(σω 2+σv 2)；
M(n)＝σv 2(M(n-1)+σω 2)/(M(n-1)+σω 2+σv 2)；
σv 2为当前一段时间系统接收的空口载波频率观察值上的噪声的方差；
σω 2为当前一段时间系统接收的空口载波频率自身的方差。
可选地，所述空口载波频率的观察值建模为实际频率值和观察噪声的和，σv 2为该观察噪声的方差；所述空口载波频率的变化建模为一阶马尔可夫过程，σω 2为触发所述一阶马尔可夫过程的噪声方差。
第二方面，本发明提供一种基带载波频率跟踪装置，包括：
获取单元，用于获取载波频偏观察值；
滤波单元，用于对所述载波频偏观察值进行IIR滤波得到累计值；
加法单元，用于将所述累计值与本振基本频率相加得到载波频率估计值；
调整单元，用于根据所述载波频率估计值对本地振荡器频率进行调整。
可选地，所述获取单元，用于对当前时刻系统接收的空口基带信号进行观察，得到载波频偏观察值。
可选地，所述滤波单元，用于利用如下滤波参数b(n)对所述载波频偏观察值进行IIR滤波：
b(n)＝(M(n-1)+σω 2)/(M(n-1)+σω 2+σv 2)；
其中，b(0)＝(σω 2)/(σω 2+σv 2)；M(0)＝(σω 2σv 2)/(σω 2+σv 2)；
M(n)＝σv 2(M(n-1)+σω 2)/(M(n-1)+σω 2+σv 2)；
σv 2为当前一段时间系统接收的空口载波频率观察值上的噪声的方差；
σω 2为当前一段时间系统接收的空口载波频率自身的方差。
可选地，所述空口载波频率的观察值建模为实际频率值和观察噪声的和，σv 2为该观察噪声的方差；所述空口载波频率的变化建模为一阶马尔可夫过程，σω 2为触发所述一阶马尔可夫过程的噪声方差。
第三方面，本发明提供一种终端，所述终端包括上述基带载波频率跟踪装置。
本发明实施例提供的基带载波频率跟踪方法、装置及终端，对获取到的载波频偏观察值进行IIR滤波，并对滤波后得到的结果与本振基本频率相加得到载波频率估计值，根据该载波频率估计值对本地振荡器频率进行调整。与现有技术相比，本发明通过卡尔曼滤波技术，从带噪声的频偏观察值中提取实际的载波频率，能够抑制估计噪声的影响，达到更好的载波跟踪效果。
附图说明
图1为现有技术中基带载波频率跟踪的实现框图；
图2为本发明实施例提供的基带载波频率跟踪方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的基带载波频率跟踪方法的实现框图；
图4为本发明实施例提供的基带载波频率跟踪装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
本发明实施例提供一种基带载波频率跟踪方法，如图2所示，所述方法包括：
S11、获取载波频偏观察值。
S12、对所述载波频偏观察值进行IIR滤波，得到累计值。
S13、将所述累计值与本振基本频率相加得到载波频率估计值。
S14、根据所述载波频率估计值对本地振荡器频率进行调整。
本发明实施例提供的基带载波频率跟踪方法，对获取到的载波频偏观察值进行IIR滤波，并对滤波后得到的结果与本振基本频率相加得到载波频率估计值，根据该载波频率估计值对本地振荡器频率进行调整。与现有技术相比，本发明通过卡尔曼滤波技术，从带噪声的频偏观察值中提取实际的载波频率，能够抑制估计噪声的影响，达到更好的载波跟踪效果。
具体地，如图3所示，本发明实施例提供的基带载波频率跟踪方法的实现过程如下：
首先，根据当前时刻系统接收的空口载波频率观察值fi(n)以及上一次频率估计得到的载波频率估计值fo(n-1)，计算得到载波频偏观察值fe(n)。
然后，将这些载波频偏观察值fe(n)送入IIR滤波器进行IIR滤波。
其中，进行IIR滤波的滤波参数b(n)具体如下：
IIR滤波第一次输入：
b(0)＝(σω 2)/(σω 2+σv 2)；
以后滤波的第n次输入：
b(n)＝(M(n-1)+σω 2)/(M(n-1)+σω 2+σv 2)；
其中，M(0)＝(σω 2σv 2)/(σω 2+σv 2)，M(n)＝σv 2(M(n-1)+σω 2)/(M(n-1)+σω 2+σv 2)。
其中，σv 2为当前一段时间系统接收的空口载波频率观察值上的噪声的方差，根据估计方法的不同而不同；σω 2为当前一段时间系统接收的空口载波频率自身的方差。
这里，可以将所述空口载波频率的观察值建模为实际频率值和观察噪声的和，σv 2为该观察噪声的方差；所述空口载波频率的变化建模为一阶马尔可夫过程，σω 2为触发所述一阶马尔可夫过程的噪声方差。
接着，将所述载波频偏观察值fe(n)经过IIR滤波后，得到累计值fa(n)。
接着，将所述累计值与本振基本频率相加得到载波频率估计值；
最后，根据所述载波频率估计值对本地振荡器频率进行调整。
具体地，将累计值fa(n)与当前时刻的本地振荡器基本频率fvco(n)进行相加，得到当前时刻滤波输出后的载波频率估计值fo(n)。重复上述过程，直至fe(n)接近为零，此时，fo(n)接近空口频率。
在图3中，fi(n)为当前时刻系统接收的空口载波频率观察值，fe(n)为当前时刻空口载波频率和本振频率之间的偏差的观察值，b(n)为滤波参数，fa(n)为fe(n)经过滤波后的累计值，fo(n)为当前时刻滤波输出后的载波频率估计值，fo(n-1)为上一次频偏估计得到的载波频率估计值，Z-1表示一次频偏估计的时延，当前子帧的估计需要在下一子帧才能生效，fvco(n)为当前时刻的本地振荡器基本频率。
本发明实施例还提供一种基带载波频率跟踪装置，如图4所示，所述装置包括：
获取单元11，用于获取载波频偏观察值；
滤波单元12，用于对所述载波频偏观察值进行IIR滤波得到累计值；
累计单元13，用于将所述累计值与本振基本频率相加得到载波频率估计值；
调整单元14，用于根据所述载波频率估计值对本地振荡器频率进行调整。
本发明实施例提供的基带载波频率跟踪装置，对获取到的载波频偏观察值进行IIR滤波，并对滤波后得到的结果与本振基本频率相加得到载波频率估计值，根据该载波频率估计值对本地振荡器频率进行调整。与现有技术相比，本发明通过卡尔曼滤波技术，从带噪声的频偏观察值中提取实际的载波频率，能够抑制估计噪声的影响，达到更好的载波跟踪效果。可选地，所述获取单元11，用于根据当前时刻系统接收的空口基带信号进行观察，得到载波频偏观察值。
可选地，所述滤波单元12，用于利用如下滤波参数b(n)对所述载波频偏观察值进行IIR滤波：
b(n)＝(M(n-1)+σω 2)/(M(n-1)+σω 2+σv 2)；
其中，b(0)＝(σω 2)/(σω 2+σv 2)；M(0)＝(σω 2σv 2)/(σω 2+σv 2)；
M(n)＝σv 2(M(n-1)+σω 2)/(M(n-1)+σω 2+σv 2)；
σv 2为当前一段时间系统接收的空口载波频率观察值上的噪声的方差；
σω 2为当前一段时间系统接收的空口载波频率自身的方差。
可选地，所述空口载波频率的观察值建模为实际频率值和观察噪声的和，σv 2为该观察噪声的方差；所述空口载波频率的变化建模为一阶马尔可夫过程，σω 2为触发所述一阶马尔可夫过程的噪声方差。
本实施例的装置，可以用于执行上述方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
本发明实施例还提供一种终端，所述终端包括上述基带载波频率跟踪装置。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基带载波频率跟踪方法，其特征在于，包括：
获取载波频偏观察值；
对所述载波频偏观察值进行IIR滤波得到累计值；
将所述累计值与本振基本频率相加得到载波频率估计值；
根据所述载波频率估计值对本地振荡器频率进行调整；
其中，对所述载波频偏观察值进行IIR滤波包括：利用如下滤波参数b(n)对所述载波频偏观察值进行IIR滤波：
b(n)＝(M(n-1)+σω 2)/(M(n-1)+σω 2+σv 2)；
其中，b(0)＝(σω 2)/(σω 2+σv 2)；M(0)＝(σω 2σv 2)/(σω 2+σv 2)；
M(n)＝σv 2(M(n-1)+σω 2)/(M(n-1)+σω 2+σv 2)；
σv 2为当前一段时间系统接收的空口载波频率观察值上的噪声的方差；
σω 2为当前一段时间系统接收的空口载波频率自身的方差。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取载波频偏观察值包括：对当前时刻系统接收的空口基带信号进行观察，得到载波频偏观察值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空口载波频率的观察值建模为实际频率值和观察噪声的和，σv 2为该观察噪声的方差；所述空口载波频率的变化建模为一阶马尔可夫过程，σω 2为触发所述一阶马尔可夫过程的噪声方差。
4.一种基带载波频率跟踪装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取载波频偏观察值；
滤波单元，用于对所述载波频偏观察值进行IIR滤波得到累计值；
加法单元，用于将所述累计值与本振基本频率相加得到载波频率估计值；
调整单元，用于根据所述载波频率估计值对本地振荡器频率进行调整；
其中，所述滤波单元，用于利用如下滤波参数b(n)对所述载波频偏观察值进行IIR滤波：
b(n)＝(M(n-1)+σω 2)/(M(n-1)+σω 2+σv 2)；
其中，b(0)＝(σω 2)/(σω 2+σv 2)；M(0)＝(σω 2σv 2)/(σω 2+σv 2)；
M(n)＝σv 2(M(n-1)+σω 2)/(M(n-1)+σω 2+σv 2)；
σv 2为当前一段时间系统接收的空口载波频率观察值上的噪声的方差；
σω 2为当前一段时间系统接收的空口载波频率自身的方差。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述获取单元，用于对当前时刻系统接收的空口基带信号进行观察，得到载波频偏观察值。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述空口载波频率的观察值建模为实际频率值和观察噪声的和，σv 2为该观察噪声的方差；所述空口载波频率的变化建模为一阶马尔可夫过程，σω 2为触发所述一阶马尔可夫过程的噪声方差。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1486008A (zh) * 2002-09-24 2004-03-31 深圳市中兴通讯股份有限公司 一种码分多址系统的自动频率校正方法和装置
WO2011091671A1 (zh) * 2010-01-27 2011-08-04 中兴通讯股份有限公司 一种实现自动频率控制的方法和装置
CN105940724A (zh) * 2013-12-06 2016-09-14 英特尔Ip公司 用于用户设备的干扰辅助频率偏移估计
CN107769841A (zh) * 2017-10-19 2018-03-06 中国人民解放军陆军工程大学 高动态极低信噪比下卫星通信Turbo码迭代解调方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102546514B (zh) * 2012-01-21 2014-12-24 北京邮电大学 Ofdm系统频率同步的方法和设备
US9476989B2 (en) * 2014-04-16 2016-10-25 Honeywell International Inc. Vector tracking loop operability through oscillator micro-jump event

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1486008A (zh) * 2002-09-24 2004-03-31 深圳市中兴通讯股份有限公司 一种码分多址系统的自动频率校正方法和装置
WO2011091671A1 (zh) * 2010-01-27 2011-08-04 中兴通讯股份有限公司 一种实现自动频率控制的方法和装置
CN105940724A (zh) * 2013-12-06 2016-09-14 英特尔Ip公司 用于用户设备的干扰辅助频率偏移估计
CN107769841A (zh) * 2017-10-19 2018-03-06 中国人民解放军陆军工程大学 高动态极低信噪比下卫星通信Turbo码迭代解调方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Low Complexity Compensation of Frequency Dependent I/Q Imbalance and Carrier Frequency Offset for Direct Conversion Receivers";Leonardo Lanante Jr.;《2010 IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS)》;20100803;全文 *

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