專利名稱：：信號(hào)接收器與估計(jì)殘余多普勒頻率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是關(guān)于信號(hào)處理，特別是關(guān)于信號(hào)的快速傅立葉變換(FastFourierTmnsform,FFT),具體來說是關(guān)于一種信號(hào)接收器與估計(jì)殘余多普勒頻率的方法。
背景技術(shù)：
：當(dāng)全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioningSystem,GPS)接收器接收GPS信號(hào)時(shí)，此GPS信號(hào)會(huì)先被放大并濾波。GPS接收器接著會(huì)試圖透過載波追蹤回路估計(jì)GPS信號(hào)的多普勒(Doppler)頻率偏移，并且透過編碼追蹤回路鎖定GPS信號(hào)的編碼相位(codephase)。若傳送GPS信號(hào)的人造衛(wèi)星正在移動(dòng)，則人造衛(wèi)星的移動(dòng)會(huì)產(chǎn)生多普勒頻率偏移，此偏移必須在從GPS信號(hào)中擷取出數(shù)據(jù)之前被適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償。此外，由于人造衛(wèi)星在傳送信號(hào)前將GPS信號(hào)中攜帶的數(shù)據(jù)結(jié)合偽隨機(jī)噪聲(PseudoRandomNoise.PRN)碼，GPS接收器必須追蹤這些人造衛(wèi)星PRN碼的編碼相位，用以從GPS信號(hào)中擷取出數(shù)據(jù)。在估計(jì)接收信號(hào)的殘余多普勒頻率的方法中，在載波信號(hào)從GPS信號(hào)中被移除后，GPS信號(hào)首先會(huì)被傳送至關(guān)聯(lián)模塊(correlationmodule),其從GPS信號(hào)中移除PRN碼。接著由FFT模塊對(duì)GPS信號(hào)執(zhí)行快速傅立葉變換(FastFourierTransform,FFT)以得到一序列的FFT數(shù)值，根據(jù)此序列的FFT數(shù)值估計(jì)出殘余的多普勒頻率。由于此估計(jì)是根據(jù)經(jīng)由相關(guān)程序之后的GPS信號(hào)所取得的FFT數(shù)值執(zhí)行，這樣的估計(jì)方法稱為后相關(guān)FFT估計(jì)(post-correlationFFTestimation)。圖1為GPS接收器100的方塊圖。射頻GPS信號(hào)(mdio-fr叫uencyGPSsignal)由GPS接收器100的天線102接收。GPS信號(hào)接著由前級(jí)放大器(pre-amplifier)104放大。下變頻器(downconverter)106接著對(duì)GPS信號(hào)降頻，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(AnalogtoDigitalConverter)108接著將GPS信號(hào)由模擬轉(zhuǎn)成數(shù)字。對(duì)應(yīng)于人造衛(wèi)星通道傳送信號(hào)的數(shù)字GPS信號(hào)Sehl、Seh2……Sew接著分別傳送至對(duì)應(yīng)的通道處理模塊111、112……11N，用以執(zhí)行載波追蹤回路與編碼追蹤回路，并且得到不含載波與PRN碼的信號(hào)Schl'、Sch2'SchN'。信號(hào)Schl'、Sch2，……SchN'接著被傳送至信號(hào)處理器120以擷取出數(shù)據(jù)(Data)。圖2為通道處理模塊中編碼移除模塊200的方塊圖。通道處理模塊處理特定人造衛(wèi)星通道的GPS信號(hào)S，并且編碼移除模塊200由GPS信號(hào)S中移除PRN碼。正弦表(sinetable)202與余弦表(cosinetable)204分別根據(jù)載波數(shù)控振蕩器(carriernumbercontrolledoscillator)242產(chǎn)生正弦值與余弦值。GPS信號(hào)S接著透過乘法器206與208乘上正弦值與余弦值用以分別取得同相信號(hào)I與正交信號(hào)Q。同相信號(hào)I與正交信號(hào)Q接著被傳送至編碼移除模塊200中的關(guān)聯(lián)模塊210。PRN碼產(chǎn)生器238首先根據(jù)編碼數(shù)控振蕩器(codenumbercontrolledoscillator)244產(chǎn)生三個(gè)彼此之間具有相同相位差的PRN信號(hào)，包括領(lǐng)先碼(earlycode)E、適中碼(promptcode)P以及落后碼(latecode)L，其中PRN碼產(chǎn)生器238、載波數(shù)控振蕩器242與編碼數(shù)控振蕩器244分別根據(jù)編碼相位CP運(yùn)作。關(guān)聯(lián)模塊210中多個(gè)乘法器212、214、216、222、224、226會(huì)分別將同相信號(hào)I與正交信號(hào)Q乘上領(lǐng)先碼E、適中碼P以及落后碼L，以取得多個(gè)乘積。這些乘積接著進(jìn)入編碼移除模塊200中的加法模塊220。加法模塊220的多個(gè)累加器23K232、233、234、235、236會(huì)在既定的采樣周期中反復(fù)累加對(duì)應(yīng)的乘積以取得多個(gè)序列的采樣值正、IP、IL、QE、QP與QL。丟計(jì)數(shù)器(dumpcounter)240會(huì)發(fā)出信號(hào)驅(qū)動(dòng)累加器231、232、233、234、235、236將累加的數(shù)值輸出。圖3為后相關(guān)FFT估計(jì)的信號(hào)處理程序示意圖。如以上的介紹，在對(duì)接收到的信號(hào)執(zhí)行FFT以取得用以估計(jì)的FFT數(shù)值之前，必須從信號(hào)中移除用以乘載信號(hào)數(shù)據(jù)的信號(hào)載波以及混合在數(shù)據(jù)中的PRN碼。因此，信號(hào)So首先傳送至載波移除模塊302用以移除信號(hào)中的信號(hào)載波。振蕩器332產(chǎn)生具有估計(jì)的載波頻率fearrier的載波信號(hào)A。相位旋轉(zhuǎn)器(phasen)tator)313將載波信號(hào)A的相位旋轉(zhuǎn)90度以取得載波信號(hào)A'。兩個(gè)乘法器312與322接著分別將信號(hào)S。乘上載波信號(hào)A與A，，以取得信號(hào)Su與S^。兩低通濾波器(LowPassFilter,LPF)314與324接著分別將信號(hào)Su與S1Q的高頻信號(hào)成分濾除，以取得不具有載波信號(hào)的兩信號(hào)S^與S2Q。信號(hào)Sa與S^接著傳送至編碼移除模塊304用以將信號(hào)中的PRN碼移除。編碼移除模塊304與圖2中的編碼移除模塊200具有類似的結(jié)構(gòu)。碼產(chǎn)生器334產(chǎn)生PRN碼B。編碼移除模塊304中的乘法器316與326將信號(hào)S2j與Sw乘上PRN碼B，以取得不包含PRN碼B的信號(hào)S^與S3Q。兩個(gè)積丟模塊(integrationanddumpmodule)318與328接著在積分時(shí)間t內(nèi)反復(fù)地在時(shí)間區(qū)間T將信號(hào)S3:與S^積分，并且將積分的數(shù)值Y《Y^、Yu、YI>2……力片2、Yy^)與Yq(Yq,o、Yq,2……Yq,M.2、Yq，m.,)瑜出至緩沖器319與329。積分時(shí)間t等于KXT(K-O,……，M-l)，其中K為時(shí)間區(qū)間的數(shù)目。緩沖器319與329可暫時(shí)存放積分值Yz與YQ。積分值^與Yq用作FFT模塊308的輸入采樣值。各組對(duì)應(yīng)的積分值Yj與Y(3形成具有實(shí)部^與虛部YQ的FFT輸入釆樣值Y。由于積分周期為T，F(xiàn)FT輸入采樣值Y的采樣頻率為1/T。假設(shè)FFT模塊308的FFT點(diǎn)數(shù)為M。因此，在FFT模塊308對(duì)時(shí)域信號(hào)Yo、……YM_2、Yw.!執(zhí)行FFT運(yùn)算之后，可取得多個(gè)頻域的FFT數(shù)值Zo、Z2……ZM.2、ZM.,。信號(hào)處理器接著可根據(jù)FFT數(shù)值Z。Zm.,估計(jì)殘余多普勒頻率。由于局部估計(jì)的載波頻率fearrier并不完全等于人造衛(wèi)星用以傳送信號(hào)的實(shí)際載波頻率，因此代表著局部估計(jì)的載波頻率fe^er與實(shí)際載波頻率之間差異值的殘余多普勒頻率會(huì)造成信號(hào)的失真并且影響數(shù)據(jù)的擷取與處理，此影響稱之為殘余多普勒影響(residualDopplereffect)。殘余多普勒影響可通過估計(jì)殘余多普勒頻率并根據(jù)估計(jì)的殘余多普勒頻率調(diào)整估計(jì)的載波頻率消除。由于信號(hào)載波與PRN碼已從信號(hào)S^與S3(3中移除，殘余多普勒頻率所造成的影響會(huì)以連續(xù)正弦波的形式混合在信號(hào)S^與S3(3中，其中此正弦波的頻率為殘余多普勒頻率。由于信號(hào)S^與S^只有有限的部分被采樣作為FFT模塊308的輸入采樣值，具有殘余多普勒頻率的連續(xù)正弦波會(huì)被轉(zhuǎn)換成正弦函數(shù)(sincfonction)，顯示在根據(jù)信號(hào)Sy與S3Q取得的FFT數(shù)值Z(Z。、Z!、Z2……ZM.2、ZM》的信號(hào)頻譜上，其中正弦函數(shù)的中央頻率為殘余多普勒頻率。因此，殘余多普勒頻率可根據(jù)FFT數(shù)值Z被估計(jì)出來。圖4A為用以估計(jì)殘余多普勒頻率的FFT數(shù)值信號(hào)頻譜，其中虛線代表殘余多普勒影響的信號(hào)衰減，實(shí)線代表頻率為殘余多普勒頻率的連續(xù)正弦波的信號(hào)頻譜。殘余多普勒頻率在圖4A中假設(shè)為250Hz。時(shí)域信號(hào)透過1000Hz的采樣頻率轉(zhuǎn)換成FFT輸入采樣值。FFT模塊接著對(duì)采樣值執(zhí)行20點(diǎn)的FFT運(yùn)算，以產(chǎn)生FFT數(shù)值。因此，F(xiàn)FT數(shù)值的頻譜范圍為1000Hz，其為從-500Hz至500Hz。如圖4A的圓圈所示，20點(diǎn)FFT數(shù)值是根據(jù)對(duì)應(yīng)的頻率由一次FFT轉(zhuǎn)換中取得。在20點(diǎn)FFT數(shù)值中，對(duì)應(yīng)至頻率250Hz的FFT數(shù)值402與殘余多普勒波主瓣(mainlobe)的中心頻率重迭。因此，在圖4A的情況中，殘余多普勒頻率可通過找出在FFT數(shù)值中具有最大振福的FFT數(shù)值402所對(duì)應(yīng)的頻率而輕易地被估計(jì)出來。圖4B為對(duì)應(yīng)于扇狀耗損(scallopingloss)狀況的FFT數(shù)值的信號(hào)頻譜。殘余多普勒頻率并非總是與FFT數(shù)值其中之一的頻率重迭。若FFT數(shù)值的頻率并非準(zhǔn)確地吻合殘余多普勒頻率，則無法透過具有最大振幅的FFT數(shù)值的對(duì)應(yīng)頻率準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)出殘余多普勒頻率，因此會(huì)產(chǎn)生扇狀耗損。例如，圖4B中的殘余多普勒頻率可為225Hz，其位于FFT數(shù)值412與414所對(duì)應(yīng)的頻率的正中間。頻率200Hz與250Hz分別對(duì)應(yīng)于具有最大振幅的FFT數(shù)值412與414，因此不等于殘余多普勒頻率，而是兩者與殘余多普勒頻率之間都有25Hz的頻率差值(bias)。因此，一種估計(jì)FFT數(shù)值頻率與殘余多普勒頻率之間的頻率差值的方法被提出來。圖5為用以由扇狀耗損中估計(jì)頻率差值的FFT數(shù)值的信號(hào)頻譜。圖5中的殘余多普勒頻率為12.5Hz。首先由20個(gè)FFT數(shù)值中選擇出三個(gè)具有最大振幅的相鄰FFT數(shù)值502、504與506。因此，三個(gè)相鄰的FFT數(shù)值502、504與506形成一個(gè)振幅的高峰，其大體與殘余多普勒波的主頻斜率(mainfrequencyslope)的信號(hào)頻譜重迭，而殘余多普勒頻率可根據(jù)這三個(gè)FFT數(shù)值502、504、506被估計(jì)出來。被估計(jì)出來的殘余多普勒頻率可被表達(dá)為具有最大振幅的FFT數(shù)值504的頻率OHz加上12.5Hz的頻率差值。由于頻率差值大體與FFT數(shù)值504左邊與右邊的FFT數(shù)值502與506之間的振幅差值成比例，頻率差值12.5Hz可根據(jù)FFT數(shù)值502與506的振幅0.18與0.3之間的差異估計(jì)出來。估計(jì)的殘余多普勒頻率接著可透過將具有最大振幅的FFT數(shù)值504的頻率與估計(jì)的頻率差值相加取得。估計(jì)殘余多普勒頻率的準(zhǔn)確度會(huì)影響數(shù)據(jù)擷取的準(zhǔn)確度，并且進(jìn)一步影響到后續(xù)GPS接收器的數(shù)據(jù)處理。由于FFT模塊的頻率分辨率為決定殘余多普勒頻率估計(jì)值準(zhǔn)確度的因素，因此需要較高的頻率分辨率。雖然可通過增加FFT模塊的FFT點(diǎn)數(shù)提高FFT頻率分辨率，但FFT點(diǎn)數(shù)的增加會(huì)延長(zhǎng)FFT模塊的充填時(shí)剛fillingtime),此充填時(shí)間表示FFT模塊所需用以產(chǎn)生一組FFT數(shù)值的GPS信號(hào)片段的周期長(zhǎng)度。也就是說，必須在頻率分辨率與FFT模塊的充填時(shí)間之間作取舍。增加充填時(shí)間會(huì)造成信號(hào)延遲的增加。因此，需要一種用于殘余多普勒頻率估計(jì)的方法，可改善FFT的頻率分辨率且不會(huì)增加充填時(shí)間。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述需要頻率分辨率高的問題，本發(fā)明提出一種信號(hào)接收機(jī)與殘余多普勒頻率估計(jì)方法，可改善FFT的頻率分辨率，且不會(huì)增加充填時(shí)間。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，一種信號(hào)接收器包括編碼移除模塊、載波移除模塊、快速傅立葉變換模塊、以及信號(hào)處理器。編碼移除模塊從第一信號(hào)移除偽隨機(jī)噪聲碼以取得第二信號(hào)。載波移除模塊產(chǎn)生頻率為估計(jì)載波頻率的載波信號(hào)、產(chǎn)生至少一頻率為估計(jì)載波頻率加上差量頻率的差量載波信號(hào)、從第二信號(hào)移除載波信號(hào)以取得第三信號(hào)、以及從第二信號(hào)移除差量載波信號(hào)以取得第四信號(hào)?？焖俑盗⑷~變換模塊從第三信號(hào)取得一序列第一快速傅立葉變換數(shù)值，以及從第四信號(hào)取得一序列第二快速傅立葉變換數(shù)值。信號(hào)處理器估計(jì)第二信號(hào)的載波頻率以取得估計(jì)載波頻率、決定載波移除模塊的差量頻率、以及根據(jù)第一快速傅立葉變換數(shù)值與第二快速傅立葉變換數(shù)值估計(jì)第三信號(hào)的殘余多普勒頻率。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，一種殘余多普勒頻率估計(jì)方法，用于信號(hào)接收器，包括從由信號(hào)接收器接收的第一信號(hào)中移除偽隨機(jī)噪聲碼，以取得第二信號(hào)。估計(jì)第二信號(hào)的載波頻率，以取得估計(jì)載波頻率。決定至少一差量頻率。產(chǎn)生頻率為估計(jì)載波頻率的載波信號(hào)。產(chǎn)生至少一頻率為估計(jì)載波頻率加上差量頻率的差量載波信號(hào)。從第二信號(hào)中移除載波信號(hào)，以取得第三信號(hào)。從第二信號(hào)中移除差量載波信號(hào)，以取得第四信號(hào)。執(zhí)行第一快速傅立葉變換，用以從第三信號(hào)取得一序列第一快速傅立葉變換數(shù)值。執(zhí)行第二快速傅立葉變換，用以從第四信號(hào)取得一序列第二快速傅立葉變換數(shù)值。以及根據(jù)第一快速傅立葉變換數(shù)值與第二快速傅立葉變換數(shù)值估計(jì)第三信號(hào)的殘余多普勒頻率。上述信號(hào)接收機(jī)與殘余多普勒頻率估計(jì)方法通過估計(jì)載波頻率與差量頻率產(chǎn)生第三信號(hào)，進(jìn)而透過第三信號(hào)估計(jì)殘余多普勒頻率，達(dá)到了改善FFT的頻率分辨率，且不會(huì)增加充填時(shí)間的效果。圖1為GPS接收器的方塊圖。圖2為通道處理模塊中編碼移除模塊的方塊圖。圖3為后相關(guān)FFT估計(jì)的信號(hào)處理程序示意圖。圖4A為用以估計(jì)殘余多普勒頻率的FFT數(shù)值信號(hào)頻譜。圖4B為對(duì)應(yīng)于扇狀耗損狀況的FFT數(shù)值的信號(hào)頻譜。圖5為用以由扇狀耗損中估計(jì)頻率差值的FFT數(shù)值的信號(hào)頻譜。圖6為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式所述的具有改善FFT分辨率用以估計(jì)殘余多普勒頻率的信號(hào)處理器的方塊圖。圖7為用以估計(jì)殘余多普勒頻率的FFT數(shù)值信號(hào)頻譜。圖8為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式所述的信號(hào)接收機(jī)中透過高FFT分辨率估計(jì)殘余多普勒頻率的方法操作流程圖。具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的制造、操作方法、目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉幾個(gè)較佳實(shí)施方式，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下圖6為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式所述的具有改善FFT分辨率用以估計(jì)殘余多普勒頻率(residualDopplerfr叫uency)的信號(hào)處理器600的方塊圖。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(AnalogtoDigitalConverter)602首先將模擬信號(hào)S。轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)SlQ編碼移除模塊604接著將虛擬隨機(jī)噪聲(PseudoRandomNoise，PRN)碼從信號(hào)Si移除，以取得信號(hào)S2，其中編碼移除模塊604包括碼產(chǎn)生器606、編碼數(shù)控振蕩器(codenumbercontrolledoscillator)608、以及關(guān)聯(lián)模塊605，并且編碼移除模塊604的架構(gòu)大體與圖2中的編碼移除模塊200相似。信號(hào)S2接著被傳送至載波移除模塊610。載波移除模塊610包括載波產(chǎn)生器615用以產(chǎn)生載波信號(hào)F，其中載波信號(hào)F的頻率等于由信號(hào)處理器620所估計(jì)的載波頻率fearri。載波移除模塊610也包括差量(ddta)載波產(chǎn)生器616用以產(chǎn)生差量載波信號(hào)F'，其頻率等于載波頻率fearri加上差量頻率AfearHer。適當(dāng)?shù)倪x擇差量頻率Af^^可以觀察到更廣或更細(xì)的信號(hào)頻譜。本發(fā)明一實(shí)施方式中，差量頻率Af^&小于FFT模塊626的頻率分辨率。例如，若N為FFT模塊626的FFT點(diǎn)數(shù)，T為FFT模塊626的輸入采樣值的釆樣周期(samplingperiod),則FFT模塊626的頻率分辨率為1/(NXT)，而差量頻率Afe^^小于頻率分辨率l/(NXT)。在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，多個(gè)差量頻率具有不同的數(shù)值J/[(k+l)X(NXT)]，其中k為差量頻率的數(shù)量并且大于或等于1，J為差量頻率的索引并且介于l到k之間。因此，若只有一個(gè)差量頻率，則k等于l，并且差量頻率Afe^w等于l/[2X(NXT)]，而差量載波產(chǎn)生器616會(huì)產(chǎn)生差量載波信號(hào)F'，其頻率等于載波頻率fea^r加上差量頻率1/[2X(NXT)]。兩個(gè)乘法器611與612接著分別將載波信號(hào)F與差量載波信號(hào)F'從信號(hào)S2中移除，以分別取得信號(hào)S3與S4。加法模塊622接著根據(jù)數(shù)控振蕩器639分別累加信號(hào)S3與S4的采樣值。在經(jīng)過等于采樣周期T的時(shí)間區(qū)間后，信號(hào)&與S4的累加值會(huì)輸出至FFT模塊626作為輸入采樣值。由此取得兩序列FFT輸入采樣值S5與S6并將其儲(chǔ)存在緩沖器624。FFT模塊626接著分別對(duì)輸入采樣值S5與S6執(zhí)行FFT，以分別取得對(duì)應(yīng)于信號(hào)S3與S4的兩組FFT數(shù)值S7與S8。相干(coherent)存儲(chǔ)器627用以儲(chǔ)存相千累加的FFT數(shù)值，其為復(fù)數(shù)(complexnumber)。例如，當(dāng)知道數(shù)據(jù)的比特流時(shí)，可使用大于20ms的相干累加周期。非相干(incoherent)存儲(chǔ)器628用以累加FFT數(shù)值的振幅或相干存儲(chǔ)器。信號(hào)處理器620接著可根據(jù)累加過的FFT數(shù)值S7與S8的振幅透過改善的FFT分辨率估計(jì)殘余多普勒頻率。信號(hào)處理器620首先根據(jù)頻率順序變換FFT數(shù)值S7與Ss，以取得一序列交錯(cuò)的FFT數(shù)值。由于FFT數(shù)值S7與Ss分別由S3與S4取得，其中S3與S4通過移除載波信號(hào)F以及與載波信號(hào)F具有差量頻率Af^er的差量載波信號(hào)F'取得。顯示在同一信號(hào)頻譜中的FFT數(shù)值S7與S8根據(jù)差量頻率值A(chǔ)f;^&的頻率區(qū)間交錯(cuò)分布。圖7為用以估計(jì)殘余多普勒頻率的FFT數(shù)值信號(hào)頻譜。根據(jù)信號(hào)S3取得的FFT數(shù)值S7在圖7中以圓圈表示，而根據(jù)信號(hào)S4取得的FFT數(shù)值S8以三角形表示。圖7清楚顯示FFT數(shù)值S7與Ss以頻率區(qū)間1/[2X(NXT)]交錯(cuò)分布。相較于圖4A、4B以及圖5中只有一序列頻率分辨率為1/[(NXT)]的FFT數(shù)值，圖7中交錯(cuò)的FFT數(shù)值的頻率分辨率為1/[2X(NXT)]，其大幅的被改善。信號(hào)處理器620接著可根據(jù)具有較高頻率分辨率的交錯(cuò)FFT數(shù)值估計(jì)殘余多普勒頻率，以進(jìn)一步改善殘余多普勒頻率估計(jì)的準(zhǔn)確度。信號(hào)處理器620根據(jù)圖4A、4B以及圖5所示的方法估計(jì)殘余多普勒頻率。信號(hào)處理器620首先從交錯(cuò)FFT數(shù)值中選擇具有最大振幅的FFT數(shù)值704。由于位于FFT數(shù)值704左邊與右邊的FFT數(shù)值708與710之間的振幅差異為0，因此并沒有扇狀耗損所產(chǎn)生的頻率差值，并且對(duì)應(yīng)于具有最大振幅的FFT數(shù)值704的頻率OHz直接決定出殘余多普勒頻率。在決定OHz的殘余多普勒頻率后，信號(hào)處理器620根據(jù)估計(jì)的殘余多普勒頻率調(diào)整估計(jì)的載波頻率fearrier。載波移除模塊610中的載波數(shù)控振蕩器618接著可產(chǎn)生具有準(zhǔn)確載波頻率的載波信號(hào)，并且不會(huì)有殘余多普勒影響造成信號(hào)S3失真。因此，信號(hào)處理器620可準(zhǔn)確地根據(jù)信號(hào)擷取出數(shù)據(jù)而不會(huì)有殘余多普勒影響。圖8為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式所述的信號(hào)接收機(jī)中透過高FFT分辨率估計(jì)殘余多普勒頻率的方法操作流程圖800。首先，估計(jì)第一信號(hào)的載波頻率(步驟802)。接著，產(chǎn)生具有頻率相等于載波頻率的載波信號(hào)(步驟804)。接著，產(chǎn)生具有頻率相等于載波頻率加上差量頻率的差量載波信號(hào)(步驟806)，其中差量頻率小于第一FFT與第二FFT的頻率分辨率。接著，將第一信號(hào)乘上載波信號(hào)以取得第二信號(hào)(步驟808)。將第一信號(hào)乘上差量載波信號(hào)以取得第三信號(hào)(步驟810)。接著，對(duì)由第二信號(hào)取得的釆樣值執(zhí)行第一FFT以取得一序列第一FFT數(shù)值(步驟812)。接著，對(duì)由第三信號(hào)取得的采樣值執(zhí)行第二FFT以取得一序列第二FFT數(shù)值(步驟814)。接著，根據(jù)第一FFT數(shù)值與第二FFT數(shù)值估計(jì)殘余多普勒頻率(步驟816)。最后，根據(jù)估計(jì)的殘余多普勒頻率調(diào)整載波信號(hào)以消除第二信號(hào)中由殘余多普勒影響所產(chǎn)生的失真(步驟818)。本發(fā)明提出一種信號(hào)接收器，用以透過高FFT分辨率估計(jì)殘余多普勒頻率。具有頻率相等于載波頻率以及載波頻率加上差量頻率的兩個(gè)載波信號(hào)分別被產(chǎn)生，其中差量頻率小于FFT模塊的頻率分辨率。接著分別將兩載波信號(hào)從接收到的信號(hào)中移除，以取得兩個(gè)FFT輸入信號(hào)。FFT模塊接著對(duì)兩個(gè)FFT輸入信號(hào)執(zhí)行FFT以取得兩序列FFT數(shù)值，其以頻率順序排列，以取得一序列具有改善FFT分辨率的交錯(cuò)FFT數(shù)值。根據(jù)交錯(cuò)的FFT數(shù)值可準(zhǔn)確地估計(jì)出殘余多普勒頻率。由于FFT分辨率被改善，由扇狀耗損所造成的估計(jì)錯(cuò)誤得以減少。改善的頻率分辨率也可改善頻率跳動(dòng)、多通道影響、以及信號(hào)干擾檢測(cè)的準(zhǔn)確度。雖然本發(fā)明已以數(shù)個(gè)實(shí)施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。權(quán)利要求1.一種信號(hào)接收器，其特征在于，所述的信號(hào)接收器包括編碼移除模塊，從第一信號(hào)移除偽隨機(jī)噪聲碼，以取得第二信號(hào)；載波移除模塊，耦接至上述編碼移除模塊，用以產(chǎn)生頻率為估計(jì)載波頻率的載波信號(hào)，產(chǎn)生至少一頻率為上述估計(jì)載波頻率加上差量頻率的差量載波信號(hào)，從上述第二信號(hào)移除上述載波信號(hào)以取得第三信號(hào)，以及從上述第二信號(hào)移除上述差量載波信號(hào)以取得第四信號(hào)；快速傅立葉變換模塊，耦接至上述載波移除模塊，用以從上述第三信號(hào)取得一序列第一快速傅立葉變換數(shù)值，以及從上述第四信號(hào)取得一序列第二快速傅立葉變換數(shù)值；以及一信號(hào)處理器，耦接至上述載波移除模塊以及上述快速傅立葉變換模塊，用以估計(jì)上述第二信號(hào)的載波頻率以取得上述估計(jì)載波頻率，決定上述載波移除模塊的上述差量頻率，以及根據(jù)上述第一快速傅立葉變換數(shù)值與上述第二快速傅立葉變換數(shù)值估計(jì)上述第三信號(hào)的殘余多普勒頻率。2.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)接收器，其特征在于，上述快速傅立葉變換模塊的頻率分辨率為1/(NXT),其中N為上述快速傅立葉變換模塊的快速傅立葉變換點(diǎn)數(shù)，并且T為上述快速傅立葉變換模塊的采樣周期。3.如權(quán)利要求2所述的信號(hào)接收器，其特征在于，上述差量頻率等于J/[(k+l)X(NXT)]，其中k為上述差量載波信號(hào)的數(shù)量并且大于或等于1，J為上述差量載波信號(hào)的索引并且介于1到k之間。4.如權(quán)利要求2所述的信號(hào)接收器，其特征在于，上述快速傅立葉變換模塊從上述第三信號(hào)取得具有上述采樣周期的一序列第一快速傅立葉變換輸入采樣值，以及從上述第四信號(hào)取得具有上述釆樣周期的一序列第二快速傅立葉變換輸入采樣值，并且上述快速傅立葉變換模塊接著對(duì)上述第一快速傅立葉變換輸入采樣值執(zhí)行上述快速傅立葉變換點(diǎn)數(shù)的快速傅立葉變換，以取得上述第一快速傅立葉變換數(shù)值，并且對(duì)上述第二快速傅立葉變換輸入采樣值執(zhí)行上述快速傅立葉變換點(diǎn)數(shù)的快速傅立葉變換，以取得上述第二快速傅立葉變換數(shù)值。5.如權(quán)利要求4所述的信號(hào)接收器，其特征在于，所述的信號(hào)接收器更包括加法模塊，耦接于上述載波移除模塊與上述快速傅立葉變換模塊之間，在等于上述采樣周期的時(shí)間區(qū)間反復(fù)地累加上述第三信號(hào)的采樣值以取得一序列上述第一快速傅立葉變換輸入采樣值，并且在等于上述采樣周期的上述時(shí)間區(qū)間反復(fù)地累加上述第四信號(hào)的采樣值以取得一序列上述第二快速傅立葉變換輸入采樣值；以及緩沖器模塊，耦接于上述加法模塊與上述快速傅立葉變換模塊之間，用以暫存上述第一快速傅立葉變換輸入采樣值與上述第二快速傅立葉變換輸入采樣值。6.如權(quán)利要求4所述的信號(hào)接收器，其特征在于，所述的信號(hào)接收器更包括積丟模塊，耦接于上述載波移除模塊與上述快速傅立葉變換模塊之間，用以反復(fù)地在上述采樣周期的時(shí)間區(qū)間積分上述第三信號(hào)以取得一序列上述第一快速傅立葉變換輸入采樣值，并且用以反復(fù)地在上述采樣周期的時(shí)間區(qū)間積分上述第四信號(hào)以取得一序列上述第二快速傅立葉變換輸入釆樣值；以及緩沖器模塊，耦接于上述積丟模塊與上述快速傅立葉變換模塊之間，用以暫存上述第一快速傅立葉變換輸入采樣值與上述第二快速傅立葉變換輸入采樣值。7.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)接收器，其特征在于，上述編碼移除模塊包括碼產(chǎn)生器，用以產(chǎn)生上述偽隨機(jī)噪聲碼；以及關(guān)聯(lián)模塊，耦接至上述碼產(chǎn)生器，用以將上述第一信號(hào)與上述偽隨機(jī)噪聲碼執(zhí)行相關(guān)運(yùn)算以取得上述第二信號(hào)。8.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)接收器，其特征在于，上述載波移除模塊包括載波產(chǎn)生器，根據(jù)上述估計(jì)載波頻率產(chǎn)生上述載波信號(hào)；差量載波產(chǎn)生器，耦接至上述載波產(chǎn)生器，根據(jù)上述差量頻率產(chǎn)生上述差量載波信號(hào)；第一乘法器，耦接至上述載波產(chǎn)生器，用以將上述第二信號(hào)乘上上述載波信號(hào)以取得上述第三信號(hào)；以及第二乘法器，耦接至上述差量載波產(chǎn)生器，用以將上述第二信號(hào)乘上上述差量載波信號(hào)以取得上述第四信號(hào)。9.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)接收器，其特征在于，上述信號(hào)處理器根據(jù)頻率順序變換上述第一快速傅立葉變換數(shù)值與上述第二快速傅立葉變換數(shù)值的順序以取得一序列具有高快速傅立葉變換頻率分辨率的交錯(cuò)快速傅立葉變換數(shù)值，從上述交錯(cuò)快速傅立葉變換數(shù)值選擇具有最大振幅的最大快速傅立葉變換數(shù)值，'以及根據(jù)上述最大快速傅立葉變換數(shù)值的頻率估計(jì)上述殘余多普勒頻率。10.如權(quán)利要求9所述的信號(hào)接收器，其特征在于，上述信號(hào)處理器更從上述交錯(cuò)快速傅立葉變換數(shù)值選擇三個(gè)相鄰且具有最大振幅的快速傅立葉變換數(shù)值，包括具有較低頻率的左側(cè)快速傅立葉變換數(shù)值、具有中等頻率的上述最大快速傅立葉變換數(shù)值、以及具有較高頻率的右側(cè)快速傅立葉變換數(shù)值，并且上述信號(hào)處理器更根據(jù)上述左側(cè)快速傅立葉變換數(shù)值與上述右側(cè)快速傅立葉變換數(shù)值之間的振幅差異值估計(jì)由扇狀耗損所產(chǎn)生的頻率差值，并且將上述頻率差值與上述最大快速傅立葉變換數(shù)值的上述中等頻率相加以取得上述殘余多普勒頻率。11.如權(quán)利要求9所述的信號(hào)接收器，其特征在于，上述信號(hào)處理器更交錯(cuò)上述第一快速傅立葉變換數(shù)值與上述第二快速傅立葉變換數(shù)值，以形成上述交錯(cuò)快速傅立葉變換數(shù)值，由此提高上述交錯(cuò)快速傅立葉變換數(shù)值的快速傅立葉變換頻率分辨率。12.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)接收器，其特征在于，上述信號(hào)處理器為上述載波移除模塊決定多個(gè)不同數(shù)值的差量頻率，上述載波移除模塊根據(jù)上述差量頻率產(chǎn)生多個(gè)差量載波信號(hào)，并且從上述第二信號(hào)中移除上述差量載波信號(hào)以取得多個(gè)第四信號(hào)，上述快速傅立葉變換模塊從上述第四信號(hào)取得多個(gè)序列的第二快速傅立葉變換數(shù)值，并且上述信號(hào)處理器根據(jù)上述第一快速傅立葉變換數(shù)值與上述第二快速傅立葉變換數(shù)值估計(jì)上述殘余多普勒頻率。13.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)接收器，其特征在于，上述差量頻率小于上述快速傅立葉變換模塊的頻率分辨率。14.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)接收器，其特征在于，上述差量頻率大于上述快速傅立葉變換模塊的頻率分辨率。15.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)接收器，其特征在于，上述信號(hào)處理器根據(jù)上述殘余多普勒頻率調(diào)整上述估計(jì)載波頻率以消除上述第三信號(hào)中由殘余多普勒影響所產(chǎn)生的失真。16.—種殘余多普勒頻率估計(jì)方法，用于信號(hào)接收器，所述的方法包括從由上述信號(hào)接收器接收的第一信號(hào)中移除偽隨機(jī)噪聲碼，以取得第二信號(hào)；估計(jì)上述第二信號(hào)的載波頻率，以取得估計(jì)載波頻率；決定至少一差量頻率；產(chǎn)生頻率為上述估計(jì)載波頻率的載波信號(hào)；產(chǎn)生至少一頻率為上述估計(jì)載波頻率加上上述差量頻率的差量載波信號(hào)；從上述第二信號(hào)中移除上述載波信號(hào)，以取得第三信號(hào)；從上述第二信號(hào)中移除上述差量載波信號(hào)，以取得第四信號(hào)；執(zhí)行第一快速傅立葉變換，用以從上述第三信號(hào)取得一序列第一快速傅立葉變換數(shù)值；執(zhí)行第二快速傅立葉變換，用以從上述第四信號(hào)取得一序列第二快速傅立葉變換數(shù)值；以及根據(jù)上述第一快速傅立葉變換數(shù)值與上述第二快速傅立葉變換數(shù)值估計(jì)上述第三信號(hào)的上述殘余多普勒頻率。17.如權(quán)利要求16所述的殘余多普勒頻率估計(jì)方法，其特征在于，上述信號(hào)接收器的快速傅立葉變換模塊執(zhí)行上述第一快速傅立葉變換與上述第二快速傅立葉變換，并且上述第一快速傅立葉變換與上述第二快速傅立葉變換的頻率分辨率為1/(NXT)，其中N為上述快速傅立葉變換模塊的快速傅立葉變換點(diǎn)數(shù)，并且T為上述快速傅立葉變換模塊的采樣周期。18.如權(quán)利要求17所述的殘余多普勒頻率估計(jì)方法，其特征在于，上述差量頻率等于J/[(k+l)X(NXT)]，其中k為上述差量載波信號(hào)的數(shù)量并且大于或等于1,J為上述差量載波信號(hào)的索引并且介于1到k之間。19.如權(quán)利要求17所述的殘余多普勒頻率估計(jì)方法，其特征在于，上述執(zhí)行上述第一快速傅立葉變換的步驟更包括從上述第三信號(hào)取得具有上述采樣周期的一序列第一快速傅立葉變換輸入采樣值；以及對(duì)上述第一快速傅立葉變換輸入采樣值執(zhí)行上述快速傅立葉變換點(diǎn)數(shù)的上述第一快速傅立葉變換，以取得上述第一快速傅立葉變換數(shù)值；以及上述執(zhí)行上述第二快速傅立葉變換的步驟更包括-從上述第四信號(hào)取得具有上述采樣周期的一序列第二快速傅立葉變換輸入采樣值；以及對(duì)上述第二快速傅立葉變換輸入采樣值執(zhí)行上述快速傅立葉變換點(diǎn)數(shù)的上述第二快速傅立葉變換，以取得上述第二快速傅立葉變換數(shù)值。20.如權(quán)利要求19所述的殘余多普勒頻率估計(jì)方法，其特征在于，上述第一快速傅立葉變換輸入釆樣值是通過反復(fù)地在上述采樣周期的時(shí)間區(qū)間累加上述第三信號(hào)的采樣值取得，以及上述第二快速傅立葉變換輸入采樣值是通過反復(fù)地在上述采樣周期的時(shí)間區(qū)間累加上述第四信號(hào)的釆樣值取得。21.如權(quán)利要求19所述的殘余多普勒頻率估計(jì)方法，其特征在于，上述第一快速傅立葉變換輸入采樣值是通過反復(fù)地在上述釆樣周期的時(shí)間區(qū)間積分上述第三信號(hào)取得，以及上述第二快速傅立葉變換輸入采樣值是通過反復(fù)地在上述采樣周期的時(shí)間區(qū)間積分上述第四信號(hào)取得。22.如權(quán)利要求16所述的殘余多普勒頻率估計(jì)方法，其特征在于，上述移除偽隨機(jī)噪聲碼的步驟更包括-產(chǎn)生上述偽隨機(jī)噪聲碼；以及將上述第一信號(hào)與上述偽隨機(jī)噪聲碼執(zhí)行相關(guān)運(yùn)算以取得上述第二信號(hào)。23.如權(quán)利要求16所述的殘余多普勒頻率估計(jì)方法，其特征在于，上述移除上述載波信號(hào)的步驟更包括將上述第二信號(hào)乘上上述載波信號(hào)以取得上述第三信號(hào)，以及上述移除上述差量載波信號(hào)的步驟更包括將上述第二信號(hào)乘上上述差量載波信號(hào)以取得上述第四信號(hào)。24.如權(quán)利要求16所述的殘余多普勒頻率估計(jì)方法，其特征在于，上述估計(jì)上述殘余多普勒頻率的步驟包括根據(jù)頻率順序變換上述第一快速傅立葉變換數(shù)值與上述第二快速傅立葉變換數(shù)值的順序，以取得一序列具有高頻率分辨率的交錯(cuò)快速傅立葉變換數(shù)值；從上述交錯(cuò)快速傅立葉變換數(shù)值選擇具有最大振幅的最大快速傅立葉'變換數(shù)值；以及根據(jù)上述最大快速傅立葉變換數(shù)值的頻率估計(jì)上述殘余多普勒頻率。25.如權(quán)利要求24所述的殘余多普勒頻率估計(jì)方法，其特征在于，上述估計(jì)上述殘余多普勒頻率的步驟更包括從上述交錯(cuò)快速傅立葉變換數(shù)值選擇三個(gè)相鄰且具有最大振幅的快速傅立葉變換數(shù)值，包括具有較低頻率的左側(cè)快速傅立葉變換數(shù)值、具有中等頻率的上述最大快速傅立葉變換數(shù)值、以及具有較高頻率的右側(cè)快速傅立葉變換數(shù)值；根據(jù)上述左側(cè)快速傅立葉變換數(shù)值與上述右側(cè)快速傅立葉變換數(shù)值之間的振幅差異值估計(jì)由扇狀耗損所產(chǎn)生的頻率差值；以及相加上述頻率差值與上述最大快速傅立葉變換數(shù)值的上述中等頻率以取得上述殘余多普勒頻率。26.如權(quán)利要求24所述的殘余多普勒頻率估計(jì)方法，其特征在于，上述變換上述第一快速傅立葉變換數(shù)值與上述第二快速傅立葉變換數(shù)值的順序的步驟是通過交錯(cuò)上述第一快速傅立葉變換數(shù)值與上述第二快速傅立葉變換數(shù)值達(dá)成，以形成上述交錯(cuò)快速傅立葉變換數(shù)值，由此提高上述交錯(cuò)快速傅立葉變換數(shù)值的快速傅立葉變換頻率分辨率。27.如權(quán)利要求16所述的殘余多普勒頻率估計(jì)方法，其特征在于，上述差量頻率小于上述第一與上述第二快速傅立葉變換的頻率分辨率。28.如權(quán)利要求16所述的殘余多普勒頻率估計(jì)方法，其特征在于，上述差量頻率大于上述第一與上述第二快速傅立葉變換的頻率分辨率。29.如權(quán)利要求16所述的殘余多普勒頻率估計(jì)方法，其特征在于，所述的方法更包括根據(jù)上述殘余多普勒頻率調(diào)整上述估計(jì)載波頻率。全文摘要本發(fā)明是關(guān)于一種信號(hào)接收器與估計(jì)殘余多普勒頻率的方法。編碼移除模塊從第一信號(hào)移除偽隨機(jī)噪聲碼以取得第二信號(hào)。載波移除模塊產(chǎn)生頻率為估計(jì)載波頻率的載波信號(hào)、至少一頻率為估計(jì)載波頻率加差量頻率的差量載波信號(hào)、從第二信號(hào)移除載波信號(hào)以取得第三信號(hào)、從第二信號(hào)移除差量載波信號(hào)以取得第四信號(hào)。FFT模塊分別從第三與第四信號(hào)取得第一與第二FFT數(shù)值。信號(hào)處理器根據(jù)第一與第二FFT數(shù)值以取得第二信號(hào)的估計(jì)載波頻率、并據(jù)以決定載波移除模塊的估計(jì)載波頻率、決定載波移除模塊的差量頻率。上述信號(hào)接收機(jī)達(dá)到了改善FFT的頻率分辨率，且不會(huì)增加充填時(shí)間的效果。文檔編號(hào)H04L27/26GK101355542SQ20081009882公開日2009年1月28日申請(qǐng)日期2008年5月12日優(yōu)先權(quán)日2007年7月27日發(fā)明者陳坤佐申請(qǐng)人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司