专利名称：数字信号鉴频器及鉴频方法
技术领域：
本发明涉及电子行业数字信号处理领域，尤其涉及一种数字信号鉴频器及鉴频方法。
背景技术：
目前，全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，简称 GNSS)信号跟踪技术多采用锁相环(Phase Locked Loop，简称PLL)和锁频环(Frequency Locked Loop，简称FLL)技术。PLL具有相位噪声特性良好等优点，但俘获范围和动态就不尽如人意；FLL因为对输入信号的频率进行跟踪，所以俘获范围和动态均优于PLL，所以在高动态和微弱信号的场合应用较多，但其相位噪声较大。由于GNSS信号多采用码分多址技术，为了得到尽可能大的处理增益，跟踪环的相关积分时间越长越好；但由于相邻数据比特会发生跳变，所以一般最长的相关积分时间为数据比特的长度。
图1为现有技术数字信号鉴频器的实现框图。如图1所示，常规的鉴频器的结构往往涉及相邻两个积分时元的结果。频率误差的计算有若干种方式，常用的如表一所示
表一几种常用鉴频器及其特性
权利要求
1.一种数字信号鉴频器，其特征在于，包括正向频偏载波通道、负向频偏载波通道、频偏能量差单元和频率调整单元，其中所述正向频偏载波通道，与输入中频设备和本地载波设备相连接，用于在所述本地载波设备产生的本地中频信号上加预设频偏，得到正向频偏载波信号，将所述正向频偏载波信号和所述输入中频设备输入的输入中频信号做相关积分，获取所述正向频偏载波信号的能量；所述负向频偏载波通道，与输入中频设备和本地载波设备相连接，用于在所述本地载波设备产生的本地中频信号上减所述预设频偏，得到负向频偏载波信号，将所述负向频偏载波信号和所述输入中频设备输入的输入中频信号做相关积分，获取所述负向频偏载波信号的能量；所述频偏能量差单元，与所述正向频偏载波通道和负向频偏载波通道相连接，用于根据所述正向频偏载波信号和负向频偏载波信号的能量，获得正负频偏能量差信号；所述频率调整单元，与所述频偏能量差单元和所述本地载波设备相连接，用于根据所述正负频偏能量差信号，对本地载波设备的本地中频信号进行调整。
2.根据权利要求1所述的数字信号鉴频器，其特征在于，所述预设频偏根据所需的鉴频特征曲线和相关积分时间长度设定，所述相关积分时间为获得所述正向/负向频偏载波信号能量的相关积分时间。
3.根据权利要求2所述的数字信号鉴频器，其特征在于，所述预设频偏为使所述数字信号鉴频器工作于所述鉴频特征曲线的线性区的频偏。
4.根据权利要求1所述的数字信号鉴频器，其特征在于，还包括本地中频信号通道和能量差归一化单元，其中所述本地中频信号通道，与所述输入中频设备和本地载波设备相连接，用于根据本地中频信号和输入中频信号做相关积分，获取所述本地中频信号的能量；所述能量差归一化单元，与所述本地中频信号通道和所述频偏能量差单元相连接，用于根据所述本地中频信号的能量值，对所述正负频偏能量差信号进行归一化处理；所述频率调整单元，与所述能量差归一化单元相连接，用于根据所述归一化处理后的所述正负频偏能量差信号，对本地载波设备的本地中频信号进行调整。
5.根据权利要求4所述的数字信号鉴频器，其特征在于，所述正向频偏载波通道、负向频偏载波通道和本地中频信号通道基于同步的输入中频信号进行处理。
6.根据权利要求4所述的数字信号鉴频器，其特征在于，该数字信号鉴频器还包括鉴相器，与所述本地中频信号通道相连接，用于根据所述输入中频信号获取相位误差量，对本地中频信号进行锁相环调整。
7.根据权利要求1所述的数字信号鉴频器，其特征在于，还包括环路滤波单元，连接于所述频偏能量差单元和频率调整单元之间，用于滤除所述正负频偏能量差信号中的噪声。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的数字信号鉴频器，其特征在于所述正向频偏载波通道包括第一乘法器和第一积分器，其中该第一乘法器，与所述输入中频设备和本地载波设备相连接，用于在所述本地中频载波信号上加预设频偏，得到正向频偏载波信号；该第一积分器，与所述第一乘法器相连接，用于通过相关积分获取所述正向频偏载波信号的能量；所述负向频偏载波通道包括第二乘法器和第二积分器，其中该第二乘法器，与所述输入中频设备和本地载波设备相连接，用于在所述本地载波设备产生的本地中频信号上减所述预设频偏，得到负向频偏载波信号；该第二积分器，与所述第二乘法器相连接，用于通过相关积分获取所述负向频偏载波信号的能量。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的数字信号鉴频器，其特征在于，所述频率调整单元为压控振荡器，所述频偏能量差单元为减法器。
10.一种数字信号鉴频的方法，其特征在于，包括在所述本地载波设备产生的本地中频信号上加预设频偏，得到正向频偏载波信号，将所述正向频偏载波信号和所述输入中频设备输入的输入中频信号做相关积分，获取所述正向频偏载波信号的能量；在所述本地载波设备产生的本地中频信号上减所述预设频偏，得到负向频偏载波信号，将所述负向频偏载波信号和所述输入中频设备输入的输入中频信号做相关积分，获取所述负向频偏载波信号的能量；根据所述正向频偏载波信号和负向频偏载波信号的能量，获得正负频偏能量差信号；根据所述正负频偏能量差信号，对本地中频信号进行调整。
11.根据权利要求10所述的数字信号鉴频的方法，其特征在于，所述预设频偏根据所需的鉴频特征曲线和相关积分时间长度设定，所述相关积分时间为获得所述正向/负向频偏载波信号能量的积分时间。
12.根据权利要求11所述的数字信号鉴频的方法，其特征在于，所述预设频偏为使所述数字信号鉴频器工作于所述鉴频特征曲线的线性区的频偏。
13.根据权利要求10所述的数字信号鉴频的方法，其特征在于所述在本地载波设备产生的本地中频信号上加预设频偏，得到正向频偏载波信号，将正向频偏载波信号和输入中频设备输入的输入中频信号做相关积分，获取正向频偏载波信号的能量的步骤包括第一乘法器在所述本地中频载波信号上加预设频偏，得到正向频偏载波信号；该第一积分器通过相关积分获取所述正向频偏载波信号的能量；所述在本地载波设备产生的本地中频信号上减预设频偏，得到负向频偏载波信号，将负向频偏载波信号和输入中频设备输入的输入中频信号做相关积分，获取负向频偏载波信号的能量的步骤包括第二乘法器在所述本地载波设备产生的本地中频信号上减所述预设频偏，得到负向频偏载波信号；第二积分器通过相关积分获取所述负向频偏载波信号的能量。
全文摘要
本发明公开了一个数字信号鉴频器及鉴频方法。该数字信号鉴频器能根据当前积分时元的积分结果直接估计出频偏值，而无需等待历史积分时元的结果，从而消除了数据比特跳变对常规鉴频器的负面影响。
文档编号H03L7/08GK102545891SQ201010612050
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者鲁郁 申请人:中国科学院微电子研究所