專利名稱：無線通信系統(tǒng)中載波頻率的捕獲方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無線通信系統(tǒng)中載波頻率的捕獲方法和
裝置 。
背景技術(shù)：
在擴頻無線通信系統(tǒng)中，在發(fā)送端，每個數(shù)字信息符號都用收發(fā)雙方已知的偽隨機序列擴展為多元碼片，然后用PSK(phase-shift keying，相移鍵控)或QAM(Quadrature Amplitude Modulation，數(shù)字調(diào)制器)等數(shù)字調(diào)制方式將上述多元碼片調(diào)制到模擬載波上， 最后通過上變頻器轉(zhuǎn)換為射頻調(diào)制信號進行發(fā)射。在接收端，接收到的射頻調(diào)制信號通過下變頻器轉(zhuǎn)換為中頻調(diào)制信號，再對中頻調(diào)制信號進行解調(diào)和解擴，以恢復(fù)出擴頻無線通信系統(tǒng)的載波頻率，進而恢復(fù)出發(fā)送端的數(shù)字信息符號。上述現(xiàn)有技術(shù)中存在如下的問題在實際應(yīng)用中，由于發(fā)送端與接收端使用完全獨立的主時鐘，發(fā)送端與接收端的主時鐘之間必然存在一個頻率差，導(dǎo)致上述對中頻調(diào)制信號進行解擴的過程不可能實現(xiàn)準(zhǔn)確的擴頻無線通信系統(tǒng)的載波頻率恢復(fù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供了一種無線通信系統(tǒng)中載波頻率的捕獲方法和裝置，以實現(xiàn)有效地獲取無線通信系統(tǒng)的載波頻率。一種無線通信系統(tǒng)中載波頻率的捕獲方法，包括對當(dāng)前幀的幀頭數(shù)據(jù)進行存儲，從預(yù)先設(shè)定的一序列的載波頻率中選取初始載波頻率，利用所述初始載波頻率對所述存儲的幀頭數(shù)據(jù)進行下變頻處理；將所述下變頻處理的輸出信號和所述無線通信系統(tǒng)的偽噪聲序列信號進行相關(guān)處理，得到所述初始載波頻率對應(yīng)的累加數(shù)據(jù)；計算出所述一序列的載波頻率中每個載波頻率對應(yīng)的累加數(shù)據(jù)，將最大的累加數(shù)據(jù)對應(yīng)的載波頻率確定為所述無線通信系統(tǒng)的載波頻率。一種無線通信系統(tǒng)中載波頻率的捕獲裝置，包括數(shù)據(jù)存儲模塊，用于對當(dāng)前幀的幀頭數(shù)據(jù)進行存儲；下變頻處理模塊，用于從預(yù)先設(shè)定的一序列的載波頻率中選取初始載波頻率，利用所述初始載波頻率對所述存儲的幀頭數(shù)據(jù)進行下變頻處理；相關(guān)累加理模塊，用于將所述下變頻處理的輸出信號和所述無線通信系統(tǒng)的偽噪聲序列信號進行相關(guān)處理，得到所述初始載波頻率對應(yīng)的累加數(shù)據(jù)；載波頻率獲取模塊，用于計算出所述一序列的載波頻率中每個載波頻率對應(yīng)的累加數(shù)據(jù)，將最大的累加數(shù)據(jù)對應(yīng)的載波頻率確定為所述無線通信系統(tǒng)的載波頻率。由上述本發(fā)明的實施例提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例利用存儲的幀頭數(shù)據(jù)和預(yù)先設(shè)定的載波頻率序列采用下變頻和相關(guān)等處理過程，可以有效地獲取無線通信系統(tǒng)的載波頻率，進而有助于接收端準(zhǔn)確地恢復(fù)出發(fā)送端的數(shù)字信息符號，提高無線通信系統(tǒng)的性能。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實施例一提供的一種擴頻通信系統(tǒng)中載波頻率的捕獲方法的處理流程圖；圖2為本發(fā)明實施例一提供的一種下變頻處理的實現(xiàn)原理示意圖；圖3為本發(fā)明實施例一提供的一種數(shù)據(jù)相位旋轉(zhuǎn)處理過程的實現(xiàn)原理示意圖；圖4為本發(fā)明實施例二提供的一種擴頻通信系統(tǒng)中載波頻率的捕獲裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。為便于對本發(fā)明實施例的理解，下面將結(jié)合附圖以幾個具體實施例為例做進一步的解釋說明，且各個實施例并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。實施例一本發(fā)明實施例可以適用于在建立通信時有較大的頻偏且需要準(zhǔn)確快速捕獲載波的無線通信系統(tǒng)中，下面以擴頻通信系統(tǒng)為例來說明本發(fā)明實施例。該實施例提供了一種擴頻通信系統(tǒng)中載波頻率的捕獲方法的處理流程如圖1所示，包括如下的處理步驟步驟11、在接收端和發(fā)送端實現(xiàn)了幀同步之后，在接收端對當(dāng)前幀的幀頭數(shù)據(jù)進行存儲。在擴頻通信系統(tǒng)的接收端和發(fā)送端實現(xiàn)了幀同步之后，在接收端已經(jīng)知道了每幀的起始位置，從當(dāng)前幀的起始位置開始，對當(dāng)前幀的幀頭數(shù)據(jù)進行存儲，用來進行載波頻率捕獲。在實際應(yīng)用中，上述擴頻通信系統(tǒng)的PN(Pseudo-noise，偽噪聲)序列的長度是預(yù)先設(shè)定的，因為大于PN序列的長度的數(shù)據(jù)，已經(jīng)無法和PN序列信號相關(guān)，所以可以存儲和上述擴頻通信系統(tǒng)的PN序列的長度相同長度的當(dāng)前幀的幀頭數(shù)據(jù)。步驟12、從設(shè)定一序列的載波頻率中選取初始載波頻率，利用上述初始載波頻率對上述幀頭數(shù)據(jù)進行下變頻處理。根據(jù)實際需要設(shè)置合適的載波頻率的間隔，比如，該間隔為ΙΟΙΛζ。載波頻率的間隔大，載波頻率的捕獲能力差，捕獲時間短；載波頻率的間隔小，載波頻率的捕獲能力強，捕獲時間長。接收端根據(jù)上述載波頻率的間隔和設(shè)定的載波捕獲范圍，產(chǎn)生一序列的載波頻率。在上述一序列的載波頻率中選取一個初始載波頻率，根據(jù)上述初始載波頻率對上述存儲的幀頭數(shù)據(jù)進行下變頻處理。上述下變頻處理的實現(xiàn)原理示意圖如圖2所示，具體處理過程如下下變頻處理主要包括相位累加處理過程和數(shù)據(jù)相位旋轉(zhuǎn)處理過程。首先進行相位累加處理過程，根據(jù)上述初始載波頻率計算出初始相位，設(shè)載波頻率為λ i，則初始相位QiZ2Ji女Xi,在當(dāng)前幀對應(yīng)的循環(huán)內(nèi)通過角度加法器對初始相位進行累加，累加后得到的累加相位大于2 π或者小于-2 π時，對累加相位進行限幅處理，使累加相位始終保持在(_2 π，2 π]的范圍內(nèi)。設(shè)上述λ” Qi對應(yīng)第i循環(huán)，則第i循環(huán)的累加相位I =(θ η+θ Dmoc^ π，將得到的累加相位β ,送入數(shù)據(jù)相位解旋處理過程。然后，將上述 θ i進行存儲，用于計算下一個載波頻率λ i+1對應(yīng)的第i+Ι循環(huán)的累加相位β i+1, β i+1 = (θ j+ θ i+1)mod2 η ο比如，初始載波頻率為λ 則初始相位θ工=2 π λ 初始載波頻率λ工對應(yīng)的第一循環(huán)的累加相位^1= (e1+e0)mod2Ji, θ^ = 0。然后，將上述Q1進行存儲，用于計算下一個載波頻率λ 2對應(yīng)的第二循環(huán)的累加相位β 2，β 2 = ( θ 1+ θ 2)mod2 π。數(shù)據(jù)相位旋轉(zhuǎn)處理過程的實現(xiàn)原理示意圖如圖3所示，在數(shù)據(jù)相位旋轉(zhuǎn)處理過程中，利用所述累加相位通過相位旋轉(zhuǎn)器對所述幀頭數(shù)據(jù)中的各個部分的數(shù)據(jù)分別進行至少一次相位旋轉(zhuǎn)處理，得到所述幀頭數(shù)據(jù)中的各個部分的數(shù)據(jù)分別對應(yīng)的下變頻處理后的數(shù)據(jù)。具體處理過程包括從上述存儲的當(dāng)前幀的幀頭數(shù)據(jù)中取出第一部分?jǐn)?shù)據(jù)，根據(jù)上述累加相位對該第一部分?jǐn)?shù)據(jù)對應(yīng)的I、Q兩路數(shù)據(jù)進行移位處理，然后對移位處理后的I、Q兩路數(shù)據(jù)進行加減運算后送入MUX (MULTIPLEXER，復(fù)用器)，MUX根據(jù)上述累加相位的正負(fù)對輸入的I、Q兩路數(shù)據(jù)進行選擇。得到新的I、Q兩路數(shù)據(jù)。將上述新的I、Q兩路數(shù)據(jù)作為輸入的I、Q兩路數(shù)據(jù)，再次進行上述數(shù)據(jù)相位旋轉(zhuǎn)處理過程，進行下一次旋轉(zhuǎn)，直到旋轉(zhuǎn)的次數(shù)足夠多，得到下變頻處理的輸出信號。理論上，旋轉(zhuǎn)的次數(shù)越多，數(shù)據(jù)精度越高，一般使用15級的流水結(jié)構(gòu)的相位旋轉(zhuǎn)器，使運行速度更快。上述相位旋轉(zhuǎn)器由多級角度旋轉(zhuǎn)電路連接而成，每級旋轉(zhuǎn)的角度可以為Φ = tanH上述下變頻處理的輸入信號為X(n) = Xj+j ·\(η)，初始相位(即頻偏)為Δ f， 則上述下變頻處理的輸出信號Y(η) = Y^j · Yq(η)為
權(quán)利要求
1.一種無線通信系統(tǒng)中載波頻率的捕獲方法，其特征在于，包括對當(dāng)前幀的幀頭數(shù)據(jù)進行存儲，從預(yù)先設(shè)定的一序列的載波頻率中選取初始載波頻率，利用所述初始載波頻率對所述存儲的幀頭數(shù)據(jù)進行下變頻處理；將所述下變頻處理的輸出信號和所述無線通信系統(tǒng)的偽噪聲序列信號進行相關(guān)處理， 得到所述初始載波頻率對應(yīng)的累加數(shù)據(jù)；計算出所述一序列的載波頻率中每個載波頻率對應(yīng)的累加數(shù)據(jù)，將最大的累加數(shù)據(jù)對應(yīng)的載波頻率確定為所述無線通信系統(tǒng)的載波頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的在接收端對當(dāng)前幀的幀頭數(shù)據(jù)進行存儲，包括在無線通信系統(tǒng)的接收端和發(fā)送端實現(xiàn)了幀同步之后，在接收端從當(dāng)前幀的起始位置開始，對當(dāng)前幀的幀頭數(shù)據(jù)進行存儲，并且所述存儲的當(dāng)前幀的幀頭數(shù)據(jù)的長度和所述無線通信系統(tǒng)的偽噪聲序列的長度相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的利用所述初始載波頻率對所述存儲的幀頭數(shù)據(jù)進行下變頻處理，包括根據(jù)所述初始載波頻率計算出初始相位，在所述當(dāng)前幀對應(yīng)的循環(huán)內(nèi)對所述初始相位進行累加得到累加相位，并將所述累加相位限制在(_2π，2π]范圍內(nèi)；利用所述累加相位通過相位旋轉(zhuǎn)器對所述幀頭數(shù)據(jù)中的各個部分的數(shù)據(jù)分別進行至少一次相位旋轉(zhuǎn)處理，得到所述幀頭數(shù)據(jù)中的各個部分的數(shù)據(jù)分別對應(yīng)的下變頻處理后的數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述的將所述下變頻處理的輸出信號和所述無線通信系統(tǒng)的偽噪聲序列信號進行相關(guān)處理，得到所述初始載波頻率對應(yīng)的累加數(shù)據(jù)，包括將所述幀頭數(shù)據(jù)中的各個部分的數(shù)據(jù)對應(yīng)的下變頻處理后的數(shù)據(jù)分別和所述無線通信系統(tǒng)的偽噪聲序列信號進行相關(guān)處理，得到所述幀頭數(shù)據(jù)中的各個部分的數(shù)據(jù)分別對應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)；將所述幀頭數(shù)據(jù)中的各個部分的數(shù)據(jù)分別對應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)進行累加，得到所述初始載波頻率對應(yīng)的累加數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述的計算出所述一序列的載波頻率中每個載波頻率對應(yīng)的累加數(shù)據(jù)，將最大的累加數(shù)據(jù)對應(yīng)的載波頻率確定為所述無線通信系統(tǒng)的載波頻率，包括對所述一序列的載波頻率中的所有載波頻率進行遍歷，按照所述初始載波頻率對應(yīng)的累加數(shù)據(jù)的計算過程，計算出所述一序列的載波頻率中每個載波頻率對應(yīng)的累加數(shù)據(jù)；將所述每個載波頻率對應(yīng)的累加數(shù)據(jù)進行比較確定最大的累加數(shù)據(jù)，將所述最大的累加數(shù)據(jù)對應(yīng)的載波頻率確定為所述無線通信系統(tǒng)的載波頻率。
6.一種無線通信系統(tǒng)中載波頻率的捕獲裝置，其特征在于，包括數(shù)據(jù)存儲模塊，用于對當(dāng)前幀的幀頭數(shù)據(jù)進行存儲；下變頻處理模塊，用于從預(yù)先設(shè)定的一序列的載波頻率中選取初始載波頻率，利用所述初始載波頻率對所述存儲的幀頭數(shù)據(jù)進行下變頻處理；相關(guān)累加理模塊，用于將所述下變頻處理的輸出信號和所述無線通信系統(tǒng)的偽噪聲序列信號進行相關(guān)處理，得到所述初始載波頻率對應(yīng)的累加數(shù)據(jù)；載波頻率獲取模塊，用于計算出所述一序列的載波頻率中每個載波頻率對應(yīng)的累加數(shù)據(jù)，將最大的累加數(shù)據(jù)對應(yīng)的載波頻率確定為所述無線通信系統(tǒng)的載波頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述的數(shù)據(jù)存儲模塊，還用于在無線通信系統(tǒng)的接收端和發(fā)送端實現(xiàn)了幀同步之后， 在接收端從當(dāng)前幀的起始位置開始，對當(dāng)前幀的幀頭數(shù)據(jù)進行存儲，并且所述存儲的當(dāng)前幀的幀頭數(shù)據(jù)的長度和所述無線通信系統(tǒng)的偽噪聲序列的長度相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，所述的下變頻處理模塊包括相位累加處理模塊，用于根據(jù)所述初始載波頻率計算出初始相位，在所述當(dāng)前幀對應(yīng)的循環(huán)內(nèi)對所述初始相位進行累加得到累加相位，并將所述累加相位限制在(_2 π，2 π ] 范圍內(nèi)；數(shù)據(jù)相位旋轉(zhuǎn)處理模塊，用于利用所述累加相位通過相位旋轉(zhuǎn)器對所述幀頭數(shù)據(jù)中的各個部分的數(shù)據(jù)分別進行至少一次相位旋轉(zhuǎn)處理，得到所述幀頭數(shù)據(jù)中的各個部分的數(shù)據(jù)分別對應(yīng)的下變頻處理后的數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于所述的相關(guān)累加理模塊，還用于將所述幀頭數(shù)據(jù)中的各個部分的數(shù)據(jù)對應(yīng)的下變頻處理后的數(shù)據(jù)分別和所述無線通信系統(tǒng)的偽噪聲序列信號進行相關(guān)處理，得到所述幀頭數(shù)據(jù)中的各個部分的數(shù)據(jù)分別對應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)；將所述幀頭數(shù)據(jù)中的各個部分的數(shù)據(jù)分別對應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)進行累加，得到所述初始載波頻率對應(yīng)的累加數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于所述的載波頻率獲取模塊，還用于對所述一序列的載波頻率中的所有載波頻率進行遍歷，按照所述初始載波頻率對應(yīng)的累加數(shù)據(jù)的計算過程，計算出所述一序列的載波頻率中每個載波頻率對應(yīng)的累加數(shù)據(jù)；將所述每個載波頻率對應(yīng)的累加數(shù)據(jù)進行比較確定最大的累加數(shù)據(jù)，將所述最大的累加數(shù)據(jù)對應(yīng)的載波頻率確定為所述無線通信系統(tǒng)的載波頻率。
全文摘要
本發(fā)明實施例提供了一種無線通信系統(tǒng)中載波頻率的捕獲方法和裝置，該方法主要包括對當(dāng)前幀的幀頭數(shù)據(jù)進行存儲，從預(yù)先設(shè)定的一序列的載波頻率中選取初始載波頻率，利用所述初始載波頻率對所述存儲的幀頭數(shù)據(jù)進行下變頻處理；將所述下變頻處理的輸出信號和所述無線通信系統(tǒng)的偽噪聲序列信號進行相關(guān)處理，得到所述初始載波頻率對應(yīng)的累加數(shù)據(jù)；計算出所述一序列的載波頻率中每個載波頻率對應(yīng)的累加數(shù)據(jù)，將最大的累加數(shù)據(jù)對應(yīng)的載波頻率確定為所述無線通信系統(tǒng)的載波頻率。利用本發(fā)明，可以有效地獲取無線通信系統(tǒng)的載波頻率，進而有助于接收端準(zhǔn)確地恢復(fù)出發(fā)送端的數(shù)字信息符號，提高無線通信系統(tǒng)的性能。
文檔編號H04B1/7077GK102271005SQ20111025373
公開日2011年12月7日 申請日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者劉凱, 葉云裳, 安儒聰, 楊陸 申請人:北京華力創(chuàng)通科技股份有限公司