專利名稱：數字信號鑒頻器及鑒頻方法
技術領域：
本發明涉及電子行業數字信號處理領域，尤其涉及一種數字信號鑒頻器及鑒頻方法。
背景技術：
目前，全球導航衛星系統(Global Navigation Satellite System，簡稱 GNSS)信號跟蹤技術多采用鎖相環(Phase Locked Loop，簡稱PLL)和鎖頻環(Frequency Locked Loop，簡稱FLL)技術。PLL具有相位噪聲特性良好等優點，但俘獲范圍和動態就不盡如人意；FLL因為對輸入信號的頻率進行跟蹤，所以俘獲范圍和動態均優于PLL，所以在高動態和微弱信號的場合應用較多，但其相位噪聲較大。由于GNSS信號多采用碼分多址技術，為了得到盡可能大的處理增益，跟蹤環的相關積分時間越長越好；但由于相鄰數據比特會發生跳變，所以一般最長的相關積分時間為數據比特的長度。

圖1為現有技術數字信號鑒頻器的實現框圖。如圖1所示，常規的鑒頻器的結構往往涉及相鄰兩個積分時元的結果。頻率誤差的計算有若干種方式，常用的如表一所示
表一幾種常用鑒頻器及其特性
權利要求
1.一種數字信號鑒頻器，其特征在于，包括正向頻偏載波通道、負向頻偏載波通道、頻偏能量差單元和頻率調整單元，其中所述正向頻偏載波通道，與輸入中頻設備和本地載波設備相連接，用于在所述本地載波設備產生的本地中頻信號上加預設頻偏，得到正向頻偏載波信號，將所述正向頻偏載波信號和所述輸入中頻設備輸入的輸入中頻信號做相關積分，獲取所述正向頻偏載波信號的能量；所述負向頻偏載波通道，與輸入中頻設備和本地載波設備相連接，用于在所述本地載波設備產生的本地中頻信號上減所述預設頻偏，得到負向頻偏載波信號，將所述負向頻偏載波信號和所述輸入中頻設備輸入的輸入中頻信號做相關積分，獲取所述負向頻偏載波信號的能量；所述頻偏能量差單元，與所述正向頻偏載波通道和負向頻偏載波通道相連接，用于根據所述正向頻偏載波信號和負向頻偏載波信號的能量，獲得正負頻偏能量差信號；所述頻率調整單元，與所述頻偏能量差單元和所述本地載波設備相連接，用于根據所述正負頻偏能量差信號，對本地載波設備的本地中頻信號進行調整。
2.根據權利要求1所述的數字信號鑒頻器，其特征在于，所述預設頻偏根據所需的鑒頻特征曲線和相關積分時間長度設定，所述相關積分時間為獲得所述正向/負向頻偏載波信號能量的相關積分時間。
3.根據權利要求2所述的數字信號鑒頻器，其特征在于，所述預設頻偏為使所述數字信號鑒頻器工作于所述鑒頻特征曲線的線性區的頻偏。
4.根據權利要求1所述的數字信號鑒頻器，其特征在于，還包括本地中頻信號通道和能量差歸一化單元，其中所述本地中頻信號通道，與所述輸入中頻設備和本地載波設備相連接，用于根據本地中頻信號和輸入中頻信號做相關積分，獲取所述本地中頻信號的能量；所述能量差歸一化單元，與所述本地中頻信號通道和所述頻偏能量差單元相連接，用于根據所述本地中頻信號的能量值，對所述正負頻偏能量差信號進行歸一化處理；所述頻率調整單元，與所述能量差歸一化單元相連接，用于根據所述歸一化處理后的所述正負頻偏能量差信號，對本地載波設備的本地中頻信號進行調整。
5.根據權利要求4所述的數字信號鑒頻器，其特征在于，所述正向頻偏載波通道、負向頻偏載波通道和本地中頻信號通道基于同步的輸入中頻信號進行處理。
6.根據權利要求4所述的數字信號鑒頻器，其特征在于，該數字信號鑒頻器還包括鑒相器，與所述本地中頻信號通道相連接，用于根據所述輸入中頻信號獲取相位誤差量，對本地中頻信號進行鎖相環調整。
7.根據權利要求1所述的數字信號鑒頻器，其特征在于，還包括環路濾波單元，連接于所述頻偏能量差單元和頻率調整單元之間，用于濾除所述正負頻偏能量差信號中的噪聲。
8.根據權利要求1-7中任一項所述的數字信號鑒頻器，其特征在于所述正向頻偏載波通道包括第一乘法器和第一積分器，其中該第一乘法器，與所述輸入中頻設備和本地載波設備相連接，用于在所述本地中頻載波信號上加預設頻偏，得到正向頻偏載波信號；該第一積分器，與所述第一乘法器相連接，用于通過相關積分獲取所述正向頻偏載波信號的能量；所述負向頻偏載波通道包括第二乘法器和第二積分器，其中該第二乘法器，與所述輸入中頻設備和本地載波設備相連接，用于在所述本地載波設備產生的本地中頻信號上減所述預設頻偏，得到負向頻偏載波信號；該第二積分器，與所述第二乘法器相連接，用于通過相關積分獲取所述負向頻偏載波信號的能量。
9.根據權利要求1-7中任一項所述的數字信號鑒頻器，其特征在于，所述頻率調整單元為壓控振蕩器，所述頻偏能量差單元為減法器。
10.一種數字信號鑒頻的方法，其特征在于，包括在所述本地載波設備產生的本地中頻信號上加預設頻偏，得到正向頻偏載波信號，將所述正向頻偏載波信號和所述輸入中頻設備輸入的輸入中頻信號做相關積分，獲取所述正向頻偏載波信號的能量；在所述本地載波設備產生的本地中頻信號上減所述預設頻偏，得到負向頻偏載波信號，將所述負向頻偏載波信號和所述輸入中頻設備輸入的輸入中頻信號做相關積分，獲取所述負向頻偏載波信號的能量；根據所述正向頻偏載波信號和負向頻偏載波信號的能量，獲得正負頻偏能量差信號；根據所述正負頻偏能量差信號，對本地中頻信號進行調整。
11.根據權利要求10所述的數字信號鑒頻的方法，其特征在于，所述預設頻偏根據所需的鑒頻特征曲線和相關積分時間長度設定，所述相關積分時間為獲得所述正向/負向頻偏載波信號能量的積分時間。
12.根據權利要求11所述的數字信號鑒頻的方法，其特征在于，所述預設頻偏為使所述數字信號鑒頻器工作于所述鑒頻特征曲線的線性區的頻偏。
13.根據權利要求10所述的數字信號鑒頻的方法，其特征在于所述在本地載波設備產生的本地中頻信號上加預設頻偏，得到正向頻偏載波信號，將正向頻偏載波信號和輸入中頻設備輸入的輸入中頻信號做相關積分，獲取正向頻偏載波信號的能量的步驟包括第一乘法器在所述本地中頻載波信號上加預設頻偏，得到正向頻偏載波信號；該第一積分器通過相關積分獲取所述正向頻偏載波信號的能量；所述在本地載波設備產生的本地中頻信號上減預設頻偏，得到負向頻偏載波信號，將負向頻偏載波信號和輸入中頻設備輸入的輸入中頻信號做相關積分，獲取負向頻偏載波信號的能量的步驟包括第二乘法器在所述本地載波設備產生的本地中頻信號上減所述預設頻偏，得到負向頻偏載波信號；第二積分器通過相關積分獲取所述負向頻偏載波信號的能量。
全文摘要
本發明公開了一個數字信號鑒頻器及鑒頻方法。該數字信號鑒頻器能根據當前積分時元的積分結果直接估計出頻偏值，而無需等待歷史積分時元的結果，從而消除了數據比特跳變對常規鑒頻器的負面影響。
文檔編號H03L7/08GK102545891SQ201010612050
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月29日 優先權日2010年12月29日
發明者魯郁 申請人:中國科學院微電子研究所