WO2012058921A1 - 一种频偏快速跟踪装置及方法 - Google Patents
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- H04L2027/0044—Control loops for carrier regulation
- H04L2027/0053—Closed loops
Definitions
- the present invention relates to the field of communications technologies, and in particular, to a frequency offset fast tracking device and method. Background technique
- the communication signal tends to generate a frequency deviation (referred to as a frequency offset) at the receiving end, for example, due to the mutual motion between the receiving end and the transmitting end, due to the Doppler frequency offset, due to the receiving end
- a frequency offset a frequency deviation
- the deviation between the receiving end and the reference frequency of the transmitting end formed by the long-term drift of the crystal.
- AFC (automa t ic frequency control) circuit is a commonly used feedback circuit.
- AFC circuits are used to achieve Doppler frequency offset, between the transmitting end and the receiving end. Tracking and correction of frequency drift.
- 3GPP The 3rd Genera t ion Par tnership Project, Third Generation Partnership Ge 1 J
- the UE User Equipment, user equipment
- Doppler offset the AFC The circuit can track and correct this frequency offset very well.
- the smoothing filtering method is adopted for the frequency discriminating result, thereby reducing the tracking of the rapidly changing frequency offset by the AFC circuit. The ability to affect the reception performance of the system.
- Embodiments of the present invention provide a frequency offset fast tracking apparatus and method to improve system reception performance.
- a frequency offset fast tracking device comprising: a frequency discriminator, an automatic frequency control AFC loop filter, a frequency offset latch fast tracking module and a voltage controlled oscillator;
- the frequency discriminator is configured to determine a first frequency offset between the system signal and the local oscillator signal output by the voltage controlled oscillator, and send the first frequency offset to the AFC loop filter and The frequency offset latch fast tracking module;
- the AFC loop filter is configured to perform smoothing filtering on the first frequency offset, and send the smoothed filtered first frequency offset to the frequency offset latch fast tracking module, and generate a step frequency offset Resetting under the control of the frequency offset latch fast tracking module;
- the frequency offset latch fast tracking module is configured to determine whether a step frequency offset occurs according to the first frequency offset, and reset the AFC when determining a step frequency offset according to the first frequency offset a loop filter, determining an initial value of the frequency offset of the AFC loop filter according to the first frequency offset and a last final frequency offset of the AFC loop filter; operating normally in the AFC loop filter Determining, by using the initial value of the frequency offset and the frequency offset of the output of the AFC loop filter, determining a final frequency offset of the AFC loop filter;
- the voltage controlled oscillator is configured to adjust a local oscillator signal according to the final frequency offset, and send the adjusted local oscillator signal to the discriminator.
- a frequency offset fast tracking method comprising:
- the frequency discriminator receives the system signal and the local oscillator signal, and determines a first frequency offset between the system signal and the local oscillator signal;
- An AFC loop filter smoothing the first frequency offset
- the frequency offset latch fast tracking module determines whether a step frequency offset occurs according to the first frequency offset, and resets the AFC loop filter when determining a step frequency offset according to the first frequency offset. Determining a frequency offset initial value of the AFC loop filter according to the first frequency offset and a last final frequency offset of the AFC loop filter; after the AFC loop filter works normally, using the Determining a final frequency offset of the AFC loop filter by a frequency offset initial value and a frequency offset of the AFC loop filter output; the voltage controlled oscillator adjusts the local oscillator signal according to the final frequency offset, and adjusts the adjusted The local oscillator signal is sent to the discriminator.
- the frequency offset latch fast tracking module detects whether a step frequency offset occurs according to the first frequency offset output by the discriminator, and when detecting a step frequency offset occurs, Determining a frequency offset initial value of the AFC loop filter by using a first frequency offset when a step frequency offset occurs and a previous final frequency offset of the AFC loop filter, and working normally in the AFC loop filter Thereafter, the final frequency offset of the AFC loop filter is determined by using the initial value of the frequency offset and the frequency offset of the output of the AFC loop filter.
- the frequency offset is utilized.
- the final frequency offset obtained by the initial value and the frequency offset of the output after the AFC loop filter works normally can accelerate the convergence of the AFC loop filter itself, so that the frequency offset can be quickly followed when the local oscillator signal is adjusted by using the final frequency offset. The changes have improved the reception performance of the system.
- FIG. 1 is a schematic diagram of a frequency offset fast tracking device according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a schematic diagram of a frequency offset latch fast tracking module in a frequency offset fast tracking device according to an embodiment of the present invention
- FIG. 3 is a structural diagram of a frequency offset fast tracking device according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is a flowchart of a frequency offset fast tracking method according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 5 is a diagram showing the effect of tracking the frequency offset when a step frequency offset occurs by using the method of the embodiment of the present invention.
- the frequency offset fast tracking device of the embodiment of the present invention includes: a frequency discriminator 1 1 , an AFC loop filter 1 2 , a frequency offset latch fast tracking module 1 3 , and a voltage controlled oscillator. ( vo l tage-control led osc il la tor , VCO ) 14.
- the first input terminal 1a of the frequency discriminator 11 receives a system signal, and the second input terminal 1b is connected to the output end of the voltage controlled oscillator 14, and the output end of the frequency discriminator 11 is connected to FIG.
- the second input terminal Id of the AFC loop filter 12 is connected To the first output end lh of the frequency offset latch fast tracking module 13, the output of the AFC loop filter 12 is connected to the second input end If of the frequency offset latch fast tracking module 13;
- the third input terminal lg of the partial latch fast tracking module 13 is connected to the second output terminal li of the frequency offset latch fast tracking module 13, and the second output terminal li of the partial latch fast tracking module 13 is connected to the An input of the voltage controlled oscillator 14; an output of the voltage controlled oscillator 14 is connected to a second input lb of the discriminator 11.
- the discriminator 11 is configured to determine a first frequency offset between the system signal and a local oscillator signal output by the voltage controlled oscillator 14, and the first frequency
- the partial offsets are sent to the AFC loop filter 12 and the frequency offset latch fast tracking module 13, respectively.
- the AFC loop filter 12 is configured to perform smoothing filtering on the first frequency offset, and send the smooth filtered first frequency offset to the frequency offset latch fast tracking module 13 and generate a step type When the frequency is off, it is reset under the control of the frequency offset latch fast tracking module 13.
- the frequency offset latching fast tracking module 13 is configured to determine whether a step frequency offset occurs according to the first frequency offset, and reset the step when determining a step frequency offset according to the first frequency offset
- the AFC loop filter 12 determines an initial value of the frequency offset of the AFC loop filter 12 according to the first frequency offset and a last final frequency offset of the AFC loop filter 12; in the AFC loop After the filter 12 is working normally, the final frequency offset of the AFC loop filter 12 is determined by using the initial value of the frequency offset and the frequency offset output by the AFC loop filter 12; the voltage controlled oscillator 14 And configured to adjust a local oscillation signal (abbreviated as a local oscillation signal) according to the final frequency offset, and send the adjusted local oscillation signal to the discriminator 11.
- a local oscillation signal abbreviated as a local oscillation signal
- the frequency offset latch fast tracking module detects whether a step frequency offset occurs according to the first frequency offset output by the discriminator, and detects a step occurs.
- the frequency offset occurs, the first frequency offset when the step frequency offset occurs and the AFC loop filter are utilized.
- the last final frequency offset determines the initial value of the frequency offset of the AFC loop filter, and after the AFC loop filter operates normally, the initial value of the frequency offset and the frequency offset of the AFC loop filter output are utilized. , determining the final frequency offset of the AFC loop filter.
- the frequency offset is utilized.
- the final frequency offset obtained by the initial value and the frequency offset of the output after the AFC loop filter works normally can accelerate the convergence of the AFC loop filter itself, so that the frequency offset can be quickly followed when the local oscillator signal is adjusted by using the final frequency offset. The changes have improved the reception performance of the system.
- the frequency offset latch fast tracking module 13 may include: a comparison submodule 1 31 and a processing submodule 1 32.
- the comparing sub-module 1 31 is configured to compare the first frequency offset with a preset threshold to determine whether a step frequency offset occurs, and when determining that a step frequency offset occurs, to the AFC
- the loop filter sends a reset control signal to reset the AFC loop filter;
- the processing sub-module 1 32 is configured to determine, according to the first frequency offset and the last final frequency offset of the AFC loop filter Determining the initial value of the frequency offset of the AFC loop filter, and determining the AFC by using the initial value of the frequency offset and the frequency offset of the output of the AFC loop filter after the AFC loop filter operates normally.
- the final frequency offset of the loop filter is configured to determine, according to the first frequency offset and the last final frequency offset of the AFC loop filter Determining the initial value of the frequency offset of the AFC loop filter, and determining the AFC by using the initial value of the frequency offset and the
- the frequency offset latch fast tracking module may determine the AFC loop by using the initial value of the frequency offset and the frequency offset of the output of the AFC loop filter after the AFC loop filter works normally. The final frequency offset of the filter.
- the comparison sub-module 1 31 may compare the first frequency offset with a preset threshold, and determine that a step frequency offset occurs when the first frequency offset is greater than the preset threshold. Otherwise it is determined that no step frequency offset has occurred.
- the preset threshold is set according to different application scenarios. After determining that the step frequency offset occurs, a reset control signal may be sent to the AFC loop filter to control the AFC loop filter reset, and the output of the AFC loop filter is zero.
- the comparison sub-module 1 31 can be a comparator 1 31 1.
- Processing submodule Block 132 includes a first latch 1321, a second latch 1322, a first adder 1323, and a second adder 1324.
- the input end of the comparator 1311 is connected to the output end of the discriminator 11, and the output end of the comparator 1311 is respectively connected to the first input end 2c and the second lock of the first latch 1321.
- the first input end 2a of the first latch 1321 is connected to the output end of the second adder 1324; the first input end of the first adder 1323 2f and a second input terminal 2e are respectively connected to an output end of the first latch 1321 and an output end of the second latch 1322; an output end of the first adder 1323 is connected to the second a first input 2g of the adder 1324; a second input 2h of the second adder 1324 is connected to an output of the AFC loop filter 12, and an output of the second adder 1324 is connected to the The voltage controlled oscillator 14 is described.
- the comparator compares the first frequency offset obtained by the frequency discriminator with a preset threshold to determine whether a step frequency offset occurs, and determines the occurrence order. And shifting a reset control signal to the AFC loop filter, resetting the AFC loop filter, and transmitting the reset control signal to the first latch 1321 and the second latch Device 1322. Then, the first latch 1321 and the second latch 1322 respectively latch the last final frequency offset of the AFC loop filter and the first frequency offset according to the reset control signal, and And transmitting the last final frequency offset and the first frequency offset to the first adder 1323, respectively. That is, the first frequency locker and the second frequency locker described herein regard the reset control signal as a latch control signal.
- the first adder 1323 determines an initial value of the frequency offset of the AFC loop filter 12 according to the last final frequency offset and the first frequency offset, and sends the initial value of the frequency offset to the The second adder 1324 is described.
- the second adder 1324 determines the AFC loop filter by using the initial value of the frequency offset and the frequency offset of the output of the AFC loop filter after the AFC loop filter works normally. The final frequency is biased. At the same time, the final frequency offset is sent to the voltage controlled oscillator.
- a delay module 15 may be further included in the apparatus shown in FIG. 1 or FIG. 2, and the frequency offset latches the second of the fast tracking module 13.
- the output terminal li is connected via the delay module 15 to its third input lg.
- the delay module 15 is mainly used to buffer the last final frequency offset of the AFC loop filter.
- an embodiment of the present invention further provides a frequency offset fast tracking method, including: Step 41: A frequency discriminator receives a system signal and a local oscillator signal, and determines a relationship between the system signal and a local oscillator signal. The first frequency offset.
- Step 42 Smooth filtering the first frequency offset by an AFC loop filter.
- Step 43 Determine, by the frequency offset latch fast tracking module, whether a step frequency offset occurs according to the first frequency offset, and reset the AFC ring when determining a step frequency offset according to the first frequency offset.
- a path filter determining an initial value of the frequency offset of the AFC loop filter according to the first frequency offset and a last final frequency offset of the AFC loop filter; after the AFC loop filter is working normally And determining, by using the initial value of the frequency offset and the frequency offset of the output of the AFC loop filter, a final frequency offset of the AFC loop filter.
- the first frequency offset is compared with a preset threshold, when the first frequency offset is greater than the preset threshold.
- a step frequency offset occurs, otherwise it is determined that no step frequency offset occurs.
- the definition of the preset threshold is the same as that described in the previous embodiment.
- determining a final frequency offset of the AFC loop filter by using the initial value of the frequency offset and the frequency offset of the AFC loop filter output mainly in the After the AFC loop filter works normally, the sum of the frequency offset initial value and the frequency offset of the AFC loop filter output is used as the final frequency offset of the AFC loop filter.
- Step 44 The local oscillator signal is adjusted according to the final frequency offset by the voltage controlled oscillator, and the adjusted local oscillator signal is sent to the discriminator.
- the frequency offset latch fast tracking module detects whether a step frequency offset occurs according to the first frequency offset output by the discriminator, and detects the transmission.
- the initial frequency offset of the AFC loop filter is determined by using the first frequency offset when the step frequency offset occurs and the last final frequency offset of the AFC loop filter, and After the AFC loop filter is working normally, the final frequency offset of the AFC loop filter is determined by using the initial value of the frequency offset and the frequency offset of the output of the AFC loop filter.
- the frequency offset is utilized.
- the final frequency offset obtained by the initial value and the frequency offset of the output after the AFC loop filter works normally can accelerate the convergence of the AFC loop filter itself, so that the frequency offset can be quickly followed when the local oscillator signal is adjusted by using the final frequency offset. The changes have improved the reception performance of the system.
- the last final frequency offset of the AFC loop filter can also be buffered.
- the frequency offset and the last final frequency offset of the AFC loop filter may also be latched after resetting the AFC loop filter of step 43.
- Step 51 The frequency discriminator receives the system signal and the local oscillator signal output by the voltage controlled oscillator, and determines a first frequency offset between the system signal and the local oscillator signal, and sends the frequency offset to the frequency offset latching fast. Tracking module.
- the first frequency offset is sent to the AFC loop filter for smoothing filtering.
- Step 52 The frequency offset latch fast tracking module compares the first frequency offset with a preset threshold to determine whether a step frequency offset occurs. When the first frequency offset is greater than a preset threshold, it may be determined that a step frequency offset occurs, otherwise no step frequency offset occurs. The processing flow when the step frequency offset does not occur is the same as in the prior art.
- Step 53 When a step frequency offset occurs, the frequency offset latch fast tracking module generates a reset control signal, and sends the reset control signal to the AFC loop filter, so that the output of the AFC loop filter is zero.
- the frequency offset latch fast tracking module latches the first frequency offset, and obtains a last final frequency offset of the AFC loop filter and latches.
- the AFC loop filter Since the AFC loop filter is reset to zero for a short time, the AFC loop filter will continue to smooth the frequency offset output by the discriminator. When the AFC loop filter operates normally, the output frequency offset of the AFC loop filter and the initial value of the frequency offset are added as a final frequency offset. The final frequency offset is then sent to the voltage controlled oscillator.
- Step 54 The voltage controlled oscillator adjusts the local oscillator signal according to the final frequency offset, and sends the adjusted local oscillator signal to the discriminator.
- FIG. 5 is a diagram showing the effect of tracking the frequency offset when a step frequency offset occurs by using the method of the embodiment of the present invention.
- the straight line represents the step frequency offset
- the dotted line represents the result after tracking by the method of the embodiment of the present invention. It can be seen from the figure that after using the technical solution of the embodiment of the present invention, the frequency offset can be quickly followed in a short time, and the improvement of the receiving performance is improved when the moving speed of the receiver relative to the transmitter is higher. It is bigger.
- the method of the embodiment of the present invention implements the tracking and correction of the step frequency offset, that is, the embodiment of the present invention is a solution for the frequency offset rapid change scenario. Therefore, the wireless communication system having a fast frequency offset change usage scenario can implement the tracking and correction of the fast varying frequency offset by using the embodiment of the present invention.
- the storage medium may be a magnetic disk, an optical disk, a read-only memory (ROM), or a random access memory (RAM).
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Circuits Of Receivers In General (AREA)
Description
一种频偏快速跟踪装置及方法
本申请要求于 2010 年 11 月 4 日提交中国专利局、 申请号为 201010531764. 5 , 发明名称为 "一种频偏快速跟踪装置及方法" 的中国专利 申请的优先权, 其全部内容通过引用结合在本申请中。 技术领域
本发明涉及通信技术领域, 尤其涉及一种频偏快速跟踪装置及方法。 背景技术
在无线通信系统中, 由于各种原因, 通信信号往往会在接收端产生频率 偏差(简称频偏), 例如由于接收端和发射端之间的相互运动导致的多普勒频 偏, 由于接收端晶体的长期漂移性而形成的接收端与发射端基准频率间的偏 差。
AFC ( automa t ic frequency control , 自动频率控制) 电路是一种常用 的反馈电路, 在大多数无线通信系统中都釆用 AFC电路来实现对多普勒频偏、 发射端与接收端之间的频率漂移的跟踪和纠正。 例如, 在 3GPP ( The 3rd Genera t ion Par tnership Project , 第三代合作伙伴计戈1 J ) 中, 当 UE ( User Equipment , 用户设备)针对服务小区进行运动时, 产生多普勒频偏, AFC 电 路就能很好的跟踪和纠正这种频偏。
但是, 当发生小区切换的情况下, 可能会产生频偏的突然变化。 由于目 前的 AFC 电路中为了减少鉴频结果中包含的干扰对频偏结果的影响, 对鉴频 结果釆用了平滑滤波的方式, 因此, 这就降低了 AFC 电路对快速变化的频偏 的跟踪能力, 从而影响了系统的接收性能。
发明内容
本发明实施例提供一种频偏快速跟踪装置及方法, 以提高系统的接收性 匕。
本发明实施例釆用如下技术方案:
一种频偏快速跟踪装置, 包括: 鉴频器, 自动频率控制 AFC环路滤波器, 频偏锁存快速跟踪模块以及压控振荡器;
所述鉴频器, 用于确定系统信号和所述压控振荡器输出的本振信号之间 的第一频偏, 并将所述第一频偏分别发送给所述 AFC环路滤波器和所述频偏 锁存快速跟踪模块;
所述 AFC环路滤波器, 用于对所述第一频偏进行平滑滤波, 将平滑滤波 后的第一频偏发送给所述频偏锁存快速跟踪模块, 并在发生阶跃式频偏时, 在所述频偏锁存快速跟踪模块的控制下复位;
所述频偏锁存快速跟踪模块, 用于根据所述第一频偏确定是否发生阶跃 式频偏, 并在根据所述第一频偏确定发生阶跃式频偏时, 复位所述 AFC环路 滤波器, 根据所述第一频偏和所述 AFC环路滤波器的上一最终频偏确定所述 AFC环路滤波器的频偏初值; 在所述 AFC环路滤波器正常工作后, 利用所述频 偏初值和所述 AFC环路滤波器输出的频偏, 确定所述 AFC环路滤波器的最终 频偏;
所述压控振荡器, 用于根据所述最终频偏调整本振信号, 并将调整后的 本振信号发送给所述鉴频器。
一种频偏快速跟踪方法, 包括:
鉴频器接收系统信号和本振信号, 并确定所述系统信号和本振信号之间 的第一频偏;
AFC环路滤波器对所述第一频偏进行平滑滤波;
频偏锁存快速跟踪模块根据所述第一频偏确定是否发生阶跃式频偏, 并 在根据所述第一频偏确定发生阶跃式频偏时, 复位所述 AFC环路滤波器, 根 据所述第一频偏和所述 AFC环路滤波器的上一最终频偏确定所述 AFC环路滤 波器的频偏初值; 在所述 AFC环路滤波器正常工作后, 利用所述频偏初值和 所述 AFC环路滤波器输出的频偏, 确定所述 AFC环路滤波器的最终频偏; 压控振荡器根据所述最终频偏调整本振信号, 并将调整后的本振信号发 送给所述鉴频器。
由于在本发明实施例的方案中, 由频偏锁存快速跟踪模块根据鉴频器输 出的第一频偏检测是否发生阶跃式频偏, 并在检测到发生阶跃式频偏时, 利
用发生阶跃式频偏时的第一频偏和所述 AFC环路滤波器的上一最终频偏确定 AFC环路滤波器的频偏初值, 并在所述 AFC环路滤波器正常工作后, 利用所述 频偏初值和所述 AFC环路滤波器输出的频偏, 确定所述 AFC环路滤波器的最 终频偏。 由于该频偏初值是在 AFC环路滤波器的上一最终频偏也即现有的鉴 频结果的基础上结合发生阶跃式频偏时的频偏获得的, 因而利用这种频偏初 值和 AFC环路滤波器正常工作后输出的频偏获得的最终频偏能够加快 AFC环 路滤波器本身的收敛, 从而在利用该最终频偏调整本振信号时能够快速的跟 上频偏的变化, 提高了系统的接收性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案, 下面将对实施例描述中所 需要使用的附图作一简单地介绍, 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为本发明实施例频偏快速跟踪装置的示意图;
图 2 为本发明实施例频偏快速跟踪装置中频偏锁存快速跟踪模块的示意 图;
图 3为本发明实施例频偏快速跟踪装置的结构图;
图 4为本发明实施例频偏快速跟踪方法的流程图;
图 5 为利用本发明实施例的方法, 在发生阶跃式频偏时对频偏的跟踪效 果图。
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。
如图 1 所示, 本发明实施例的频偏快速跟踪装置包括: 鉴频器 1 1 , AFC 环路滤波器 1 2 , 频偏锁存快速跟踪模块 1 3 以及压控振荡器
( vo l tage-control led osc i l la tor , VCO ) 14。
其中, 结合图 1所示, 所述鉴频器 11的第一输入端 la接收系统信号, 第二输入端 lb与所述压控振荡器 14输出端连接, 所述鉴频器 11的输出端分 别连接到所述 AFC环路滤波器 12的第一输入端 lc和所述频偏锁存快速跟踪 模块 13的第一输入端 le;所述 AFC环路滤波器 12的第二输入端 Id连接到所 述频偏锁存快速跟踪模块 13的第一输出端 lh, 所述 AFC环路滤波器 12的输 出端连接到所述频偏锁存快速跟踪模块 13的第二输入端 If ;所述偏锁存快速 跟踪模块 13的第三输入端 lg连接到所述频偏锁存快速跟踪模块 13的第二输 出端 l i , 所述偏锁存快速跟踪模块 13的第二输出端 l i连接到所述压控振荡 器 14的输入端; 所述压控振荡器 14的输出端连接到所述鉴频器 11的第二输 入端 lb。
在图 1所示的装置中, 所述鉴频器 11用于确定所述系统信号和所述压控 振荡器 14输出的本振信号之间的第一频偏, 并将所述第一频偏分别发送给所 述 AFC环路滤波器 12和所述频偏锁存快速跟踪模块 13。所述 AFC环路滤波器 12 , 用于对所述第一频偏进行平滑滤波, 将平滑滤波后的第一频偏发送给所 述频偏锁存快速跟踪模块 13 , 并在发生阶跃式频偏时, 在所述频偏锁存快速 跟踪模块 13的控制下复位。 所述频偏锁存快速跟踪模块 13 , 用于根据所述第 一频偏确定是否发生阶跃式频偏, 并在根据所述第一频偏确定发生阶跃式频 偏时, 复位所述 AFC环路滤波器 12 , 根据所述第一频偏和所述 AFC环路滤波 器 12的上一最终频偏确定所述 AFC环路滤波器 12的频偏初值; 在所述 AFC 环路滤波器 12正常工作后, 利用所述频偏初值和所述 AFC环路滤波器 12输 出的频偏, 确定所述 AFC环路滤波器 12的最终频偏; 所述压控振荡器 14 , 用 于根据所述最终频偏调整本地振荡信号(简称本振信号), 并将调整后的本振 信号发送给所述鉴频器 11。
通过上述描述可以看出, 在本发明实施例的方案中, 由频偏锁存快速跟 踪模块根据鉴频器输出的第一频偏检测是否发生阶跃式频偏, 并在检测到发 生阶跃式频偏时, 利用发生阶跃式频偏时的第一频偏和所述 AFC环路滤波器
的上一最终频偏确定 AFC环路滤波器的频偏初值, 并在所述 AFC环路滤波器 正常工作后, 利用所述频偏初值和所述 AFC环路滤波器输出的频偏, 确定所 述 AFC环路滤波器的最终频偏。 由于该频偏初值是在 AFC环路滤波器的上一 最终频偏也即现有的鉴频结果的基础上结合发生阶跃式频偏时的频偏获得 的, 因而利用这种频偏初值和 AFC环路滤波器正常工作后输出的频偏获得的 最终频偏能够加快 AFC环路滤波器本身的收敛, 从而在利用该最终频偏调整 本振信号时能够快速的跟上频偏的变化, 提高了系统的接收性能。
如图 2所示, 所述频偏锁存快速跟踪模块 1 3可包括: 比较子模块 1 31和 处理子模块 1 32。 其中, 所述比较子模块 1 31 , 用于将所述第一频偏与预设阈 值进行比较, 确定是否发生阶跃式频偏, 并在确定发生阶跃式频偏时, 向所 述 AFC环路滤波器发送复位控制信号, 复位所述 AFC环路滤波器; 所述处理 子模块 1 32 ,用于根据所述第一频偏和所述 AFC环路滤波器的上一最终频偏确 定所述 AFC环路滤波器的频偏初值, 并在所述 AFC环路滤波器正常工作后, 利用所述频偏初值和所述 AFC环路滤波器输出的频偏, 确定所述 AFC环路滤 波器的最终频偏。
在此, 需要说明的是, 由于 AFC环路滤波器复位为 0的时间很短, 因此, 在复位的动作完成后也即正常工作后, AFC环路滤波器将会一直对由鉴频器输 出的频偏进行平滑滤波, 并将滤波后的鉴频器输出的频偏发送给频偏锁存快 速跟踪模块。 因此, 所述频偏锁存快速跟踪模块在所述 AFC环路滤波器正常 工作后, 可利用所述频偏初值和所述 AFC环路滤波器输出的频偏, 确定所述 AFC环路滤波器的最终频偏。
在具体应用中, 所述比较子模块 1 31 可将所述第一频偏与预设阈值进行 比较, 当所述第一频偏大于所述预设阈值时, 确定发生阶跃式频偏, 否则确 定没有发生阶跃式频偏。 其中, 所述预设阈值根据应用场景的不同设置。 在 确定发生阶跃式频偏后, 可向所述 AFC环路滤波器发送复位控制信号, 控制 所述 AFC环路滤波器复位, 所述 AFC环路滤波器的输出为 0。
再如图 2所示, 所述比较子模块 1 31可为一比较器 1 31 1。 所述处理子模
块 132包括: 第一锁存器 1321, 第二锁存器 1322, 第一加法器 1323和第二 加法器 1324。 其中, 所述比较器 1311的输入端与所述鉴频器 11的输出端连 接, 所述比较器 1311的输出端分别与所述第一锁存器 1321的第一输入端 2c 和第二锁存器 1322的第一输入端 2a连接; 所述第一锁存器 1321的第二输入 端 2d与所述第二加法器 1324的输出端连接; 所述第一加法器 1323的第一输 入端 2f 和第二输入端 2e分别与所述第一锁存器 1321的输出端和所述第二锁 存器 1322的输出端连接; 所述第一加法器 1323的输出端连接到所述第二加 法器 1324的第一输入端 2g;所述第二加法器 1324的第二输入端 2h连接到所 述 AFC环路滤波器 12的输出端, 所述第二加法器 1324的输出端连接到所述 压控振荡器 14。
具体的, 在图 1 所示的结构图中, 所述比较器将由所述鉴频器获得的第 一频偏与预设阈值进行比较, 确定是否发生阶跃式频偏, 并在确定发生阶跃 式频偏时, 向所述 AFC环路滤波器发送复位控制信号, 复位所述 AFC环路滤 波器, 同时将所述复位控制信号发送给所述第一锁存器 1321 和第二锁存器 1322。 然后, 所述第一锁存器 1321和所述第二锁存器 1322分别根据所述复 位控制信号锁存所述 AFC环路滤波器的上一最终频偏和所述第一频偏, 并将 所述上一最终频偏和所述第一频偏分别发送给所述第一加法器 1323。 也就是 说, 在此所述第一锁频器和第二锁频器将所述复位控制信号看作为锁存控制 信号。 接着, 所述第一加法器 1323根据所述上一最终频偏和所述第一频偏确 定所述 AFC环路滤波器 12的频偏初值, 并将所述频偏初值发送给所述第二加 法器 1324。 最后, 所述第二加法器 1324在所述 AFC环路滤波器正常工作后, 利用所述频偏初值和所述 AFC环路滤波器输出的频偏, 确定所述 AFC环路滤 波器的最终频偏。 同时, 所述最终频偏被发送给所述压控振荡器。
此外, 如图 3所示, 为了使得获得的最终频偏更为准确, 在图 1或者图 2 所示的装置中还可包括延迟模块 15,所述频偏锁存快速跟踪模块 13的第二输 出端 li经所述延迟模块 15连接到它的第三输入端 lg。 在此, 所述延迟模块 15主要用于緩存所述 AFC环路滤波器的上一最终频偏。
如图 4所示, 本发明实施例还提供了一种频偏快速跟踪方法, 包括: 步骤 41、 鉴频器接收系统信号和本振信号, 并确定所述系统信号和本振 信号之间的第一频偏。
步骤 42、 由 AFC环路滤波器对所述第一频偏进行平滑滤波。
步骤 43、 由频偏锁存快速跟踪模块根据所述第一频偏确定是否发生阶跃 式频偏, 并在根据所述第一频偏确定发生阶跃式频偏时, 复位所述 AFC环路 滤波器, 根据所述第一频偏和所述 AFC环路滤波器的上一最终频偏确定所述 AFC环路滤波器的频偏初值; 在所述 AFC环路滤波器正常工作后, 利用所述频 偏初值和所述 AFC环路滤波器输出的频偏, 确定所述 AFC环路滤波器的最终 频偏。
在此步骤中, 在根据所述频偏确定是否发生阶跃式频偏时, 具体的是所 述第一频偏与预设阈值进行比较, 当所述第一频偏大于所述预设阈值时, 确 定发生阶跃式频偏, 否则确定没有发生阶跃式频偏。 其中所述预设阈值的含 义与前述实施例中描述的相同。 在根据所述第一频偏和所述 AFC环路滤波器 的上一最终频偏确定所述 AFC环路滤波器的频偏初值时, 首先需要获取所述 AFC环路滤波器的上一最终频偏,然后根据所述第一频偏和所述 AFC环路滤波 器的上一最终频偏确定所述 AFC环路滤波器的频偏初值, 具体的是将述第一 频偏和所述 AFC环路滤波器的上一最终频偏相加的和作为所述 AFC环路滤波 器的频偏初值。
在所述 AFC环路滤波器正常工作后, 利用所述频偏初值和所述 AFC环路 滤波器输出的频偏, 确定所述 AFC环路滤波器的最终频偏, 主要是在所述 AFC 环路滤波器正常工作后, 将所述频偏初值和所述 AFC环路滤波器输出的频偏 相加之和作为所述 AFC环路滤波器的最终频偏。
步骤 44、 由压控振荡器根据所述最终频偏调整本振信号, 并将调整后的 本振信号发送给所述鉴频器。
通过上述描述可以看出, 在本发明实施例的方案中, 由频偏锁存快速跟 踪模块根据鉴频器输出的第一频偏检测是否发生阶跃式频偏, 并在检测到发
生阶跃式频偏时, 利用发生阶跃式频偏时的第一频偏和所述 AFC环路滤波器 的上一最终频偏确定 AFC环路滤波器的频偏初值, 并在所述 AFC环路滤波器 正常工作后, 利用所述频偏初值和所述 AFC环路滤波器输出的频偏, 确定所 述 AFC环路滤波器的最终频偏。 由于该频偏初值是在 AFC环路滤波器的上一 最终频偏也即现有的鉴频结果的基础上结合发生阶跃式频偏时的频偏获得 的, 因而利用这种频偏初值和 AFC环路滤波器正常工作后输出的频偏获得的 最终频偏能够加快 AFC环路滤波器本身的收敛, 从而在利用该最终频偏调整 本振信号时能够快速的跟上频偏的变化, 提高了系统的接收性能。
为了使得获得的最终频偏更为准确, 还可将所述 AFC环路滤波器的上一 最终频偏緩存。 在步骤 43的复位所述 AFC环路滤波器后还可锁存所述频偏和 所述 AFC环路滤波器的上一最终频偏。
以下, 结合前述的频偏快速跟踪装置详细描述一下本发明实施例方法的 过程, 包括:
步骤 51、 鉴频器接收系统信号和压控振荡器输出的本振信号, 并确定所 述系统信号和本振信号之间的第一频偏, 将所述频偏发送给频偏锁存快速跟 踪模块。
同时, 所述第一频偏被送往 AFC环路滤波器进行平滑滤波。
步骤 52、 所述频偏锁存快速跟踪模块将所述第一频偏与预设阈值进行比 较, 确定是否发生阶跃式频偏。 当所述第一频偏大于预设阈值时, 可确定为 发生了阶跃式频偏, 否则没有发生阶跃式频偏。 当没发生阶跃式频偏时的处 理流程和现有技术中的相同。
步骤 53、 当发生阶跃式频偏时, 所述频偏锁存快速跟踪模块产生复位控 制信号, 并将复位控制信号发送给 AFC环路滤波器, 使得 AFC环路滤波器的 输出为 0。
同时, 所述频偏锁存快速跟踪模块锁存所述第一频偏, 并获得所述 AFC 环路滤波器的上一最终频偏并锁存。
然后, 利用所述第一频偏和所述 AFC环路滤波器的上一最终频偏的和作
为所述 AFC环路滤波器的频偏初值。 由于 AFC环路滤波器复位为 0的时间很 短, 因此, 接下来 AFC环路滤波器将会一直对由鉴频器输出的频偏进行平滑 滤波。 当所述 AFC环路滤波器的正常工作时, 将 AFC环路滤波器的输出频偏 和所述频偏初值相加作为最终频偏。 然后, 将所述最终频偏发送给压控振荡 器。
步骤 54、 压控振荡器根据所述最终频偏调整本振信号, 并将调整后的本 振信号发送给所述鉴频器。
图 5 为利用本发明实施例的方法, 在发生阶跃式频偏时对频偏的跟踪效 果图, 直线代表阶跃式频偏, 点线表示利用本发明实施例的方法跟踪后的结 果。 由图中可以看出, 釆用本发明实施例的技术方案后, 可以在艮短时间快 速跟上频偏的变化, 当接收机相对发射机的运动速度越高, 此方案对接收性 能的改进就越大。
综上所述, 利用本发明实施例的技术方案实现了对阶跃式频偏的跟踪和 纠正, 也就是说本发明实施例是针对频偏快速变化场景下的一个解决方案。 因此, 对于存在快速频偏变化使用场景的无线通信系统都可以釆用本发明实 施例来实现对快速变化频偏的跟踪和纠正。
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-On l y Memory , ROM )或随机存储记忆体 ( Random Acce s s Memory , 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 范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims
1、 一种频偏快速跟踪装置, 其特征在于, 包括: 鉴频器, 自动频率控制 AFC 环路滤波器, 频偏锁存快速跟踪模块以及压控振荡器;
所述鉴频器, 用于确定系统信号和所述压控振荡器输出的本振信号之间的 第一频偏, 并将所述第一频偏分别发送给所述 AFC环路滤波器和所述频偏锁存 快速跟踪模块;
所述 AFC环路滤波器, 用于对所述第一频偏进行平滑滤波, 将平滑滤波后 的第一频偏发送给所述频偏锁存快速跟踪模块, 并在发生阶跃式频偏时, 在所 述频偏锁存快速跟踪模块的控制下复位;
所述频偏锁存快速跟踪模块, 用于根据所述第一频偏确定是否发生阶跃式 频偏, 并在根据所述第一频偏确定发生阶跃式频偏时, 复位所述 AFC环路滤波 器, 才艮据所述第一频偏和所述 AFC环路滤波器的上一最终频偏确定所述 AFC环 路滤波器的频偏初值; 在所述 AFC环路滤波器正常工作后, 利用所述频偏初值 和所述 AFC环路滤波器输出的频偏, 确定所述 AFC环路滤波器的最终频偏; 所述压控振荡器, 用于根据所述最终频偏调整本振信号, 并将调整后的本 振信号发送给所述鉴频器。
2、 根据权利要求 1所述的装置, 其特征在于, 所述频偏锁存快速跟踪模块 包括: 比较子模块和处理子模块;
所述比较子模块, 用于将所述第一频偏与预设阈值进行比较, 确定是否发 生阶跃式频偏, 并在确定发生阶跃式频偏时, 向所述 AFC环路滤波器发送复位 控制信号, 复位所述 AFC环路滤波器;
所述处理子模块, 用于根据所述第一频偏和所述 AFC环路滤波器的上一最 终频偏确定所述 AFC环路滤波器的频偏初值, 并在所述 AFC环路滤波器正常工 作后, 利用所述频偏初值和所述 AFC环路滤波器输出的频偏, 确定所述 AFC环 路滤波器的最终频偏。
3、根据权利要求 2所述的装置, 其特征在于, 所述比较子模块包括比较器; 所述处理子模块包括: 第一锁存器, 第二锁存器, 第一加法器和第二加法器; 其中, 所述比较器的输入端与所述鉴频器的输出端连接, 所述比较器的输 出端分别与所述第一锁存器的第一输入端和第二锁存器的第一输入端连接; 所 述第一锁存器的第二输入端与所述第二加法器的输出端连接; 所述第一加法器 的第一输入端和第二输入端分别与所述第一锁存器的输出端和所述第二锁存器 的输出端连接; 所述第一加法器的输出端连接到所述第二加法器的第一输入端; 所述第二加法器的第二输入端连接到所述 AFC环路滤波器的输出端, 所述第二 加法器的输出端连接到所述压控振荡器;
所述比较器将所述第一频偏与预设阈值进行比较, 确定是否发生阶跃式频 偏, 并在确定发生阶跃式频偏时, 向所述 AFC环路滤波器发送复位控制信号, 复位所述 AFC环路滤波器, 同时将所述复位控制信号发送给所述第一锁存器和 第二锁存器;
所述第一锁存器和所述第二锁存器分别根据所述复位控制信号锁存所述 AFC环路滤波器的上一最终频偏和所述第一频偏,并将所述上一最终频偏和所述 第一频偏分别发送给所述第一加法器;
所述第一加法器根据所述上一最终频偏和所述第一频偏确定所述 AFC环路 滤波器的频偏初值, 并将所述频偏初值发送给所述第二加法器;
所述第二加法器在所述 AFC环路滤波器正常工作后, 利用所述频偏初值和 所述 AFC环路滤波器输出的频偏, 确定所述 AFC环路滤波器的最终频偏。
4、 根据权利要求 1- 3任一所述的装置, 其特征在于, 所述装置还包括延迟 模块;
所述频偏锁存快速跟踪模块的第二输出端经所述延迟模块连接到所述频偏 锁存快速跟踪模块的第三输入端;
所述延迟模块用于緩存所述 AFC环路滤波器的上一最终频偏。
5、 一种频偏快速跟踪方法, 其特征在于, 包括:
鉴频器接收系统信号和本振信号, 并确定所述系统信号和本振信号之间的 第一频偏;
AFC环路滤波器对所述第一频偏进行平滑滤波; 频偏锁存快速跟踪模块根据所述第一频偏确定是否发生阶跃式频偏, 并在 根据所述第一频偏确定发生阶跃式频偏时, 复位所述 AFC环路滤波器, 根据所 述第一频偏和所述 AFC环路滤波器的上一最终频偏确定所述 AFC环路滤波器的 频偏初值; 在所述 AFC环路滤波器正常工作后, 利用所述频偏初值和所述 AFC 环路滤波器输出的频偏, 确定所述 AFC环路滤波器的最终频偏;
压控振荡器根据所述最终频偏调整本振信号, 并将调整后的本振信号发送 给所述鉴频器。
6、 根据权利要求 5所述的方法, 其特征在于, 所述频偏锁存快速跟踪模块 根据所述第一频偏确定是否发生阶跃式频偏包括:
所述频偏锁存快速跟踪模块将所述第一频偏与预设阈值进行比较, 当所述 第一频偏大于所述预设阈值时, 确定发生阶跃式频偏, 否则确定没有发生阶跃 式频偏。
7、 根据权利要求 5所述的方法, 其特征在于, 所述根据所述第一频偏和所 述 AFC环路滤波器的上一最终频偏确定所述 AFC环路滤波器的频偏初值包括: 获取所述 AFC环路滤波器的上一最终频偏;
将所述第一频偏和所述 AFC环路滤波器的上一最终频偏相加的和作为所述 AFC环路滤波器的频偏初值。
8、 根据权利要求 5所述的方法, 其特征在于, 在所述 AFC环路滤波器正常 工作后, 利用所述频偏初值和所述 AFC 环路滤波器输出的频偏, 确定所述 AFC 环路滤波器的最终频偏包括:
在所述 AFC环路滤波器正常工作后, 将所述频偏初值和所述 AFC环路滤波 器输出的频偏相加之和作为所述 AFC环路滤波器的最终频偏。
9、 根据权利要求 7所述的方法, 其特征在于, 所述方法还包括:
緩存所述 AFC环路滤波器的上一最终频偏。
1 0、 根据权利要求 9所述的方法, 其特征在于, 在所述复位所述 AFC环路 滤波器后还包括: 锁存所述第一频偏和所述 AFC环路滤波器的上一最终频偏。
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