采样频偏补偿装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种采样频偏补偿装置和方法。所述采样频偏补偿装置包括：锁相环，用于根据从所述时域信号中获取的导频信号生成频偏估计参考信号；采样频偏估计模块，用于根据所述频偏估计参考信号估计所述时域信号的采样频偏信号；采样频偏补偿模块，用于根据所述采样频偏估计模块所估计的采样频偏对所述时域信号进行采样频偏补偿。本发明专利技术实施例提供的采样频偏补偿装置和方法实现了对立体声调频广播信号的采样频偏的准确补偿。

【技术实现步骤摘要】
采样频偏补偿装置和方法
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种采样频偏补偿装置和方法。
技术介绍
尽管数字系统无线接收装置的使用率在提高，频率调制(Frequencymodulatin,FM)接收机仍很流行，而且越来越多地出现于手机及其它电子手持装置中。在众多的FM接收机中，立体声FM广播接收机是最为常见的一种FM接收机。对于单声道FM广播来说，发射信号只占30Hz至15KHz的频段，在此频段内发射不区分左右声道的单声道广播信号。参见图1，在30Hz至15KHz的频段内，立体声FM广播发射的信号是左声道信号与右声道信号的和信号11。因此若采用单声道接收机接收立体声广播信号，实际接收的是左右声道的和信号11。除了承载上述和信号以外，立体声广播信号还包括19KHz的导频信号13，以及承载左声道信号与右声道信号的差信号12。所述差信号12分布在23KHz至53KHz的频段内，并且是双边带抑制载波(Doublesidebandsuppressedcarrier，DSBSC)信号。在接收机侧，接收到上述和信号11和差信号12以后，就可以完整的恢复原始的左声道信号和右声道信号。FM接收机的目的就是向用户提供高保真的声音或音乐。但是，实际应用中，因为产生采样频率的晶体振荡器的温度漂移，以及噪声的影响，采样频率常常出现一些频率偏差。如果采样频率偏差太大，FM接收机输出的声音或音乐就有可能失真，导致用户体验恶化。然而，传统的FM接收机并没有能够完全消除采样频率偏差，造成用户收听立体声FM广播的体验很差。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种采样频偏补偿装置和方法，以实现对立体声调频广播信号的采样频偏进行准确补偿。第一方面，本专利技术实施例提供了一种采样频偏补偿装置，所述装置包括：锁相环，用于根据从所述时域信号中获取的导频信号生成频偏估计参考信号；采样频偏估计模块，用于根据所述频偏估计参考信号估计所述时域信号的采样频偏信号；采样频偏补偿模块，用于根据所述采样频偏估计模块所估计的采样频偏对所述时域信号进行采样频偏补偿。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种采样频偏补偿方法，所述方法包括：根据从接收的时域信号中获取的导频信号生成频偏估计参考信号；根据所述频偏估计参考信号估计所述时域信号的采样频偏信号；根据所述采样频偏信号对所述时域信号进行采样频偏补偿。本专利技术实施例提供的采样频偏补偿装置和方法，根据从时域信号中获取的导频信号生成频偏估计参考信号，通过获取的所述频偏估计参考信号估计所述时域信号的采样频偏信号，并对所述时域信号的采样频偏信号进行补偿，实现了对立体声调频广播信号的采样频偏的准确补偿。附图说明图1是现有技术提供的立体声FM广播调制前信号的频谱图；图2是本专利技术第一实施例提供的采样频偏补偿装置的结构示意图；图3是本专利技术第二实施例提供的采样频偏补偿装置的结构示意图；图4是本专利技术第二实施例提供的采样频偏补偿装置中带通滤波器的频谱图；图5是本专利技术第二实施例提供的采样频偏补偿装置中时域转频域模块的结构示意图；图6是本专利技术第三实施例提供的采样频偏补偿装置中锁相环的结构示意图；图7是本专利技术第三实施例提供的采样频偏补偿装置中低通滤波器的结构示意图；图8是本专利技术第三实施例提供的采样频偏补偿装置中环路滤波器的结构示意图；图9是本专利技术第四实施例提供的采样频偏补偿装置中采样频偏估计模块的结构示意图；图10是本专利技术第六实施例提供的采样频偏补偿装置中采样频偏补偿方法的流程图；图11是本专利技术第七实施例提供的采样频偏补偿装置中采样频偏补偿方法的流程示意图；图12是本专利技术第七实施例提供的采样频偏补偿装置中频域信号转换的流程示意图；图13是本专利技术第七实施例提供的采样频偏补偿装置中频偏估计参考信号生成的流程示意图；图14是本专利技术第七实施例提供的采样频偏估计的流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。本专利技术实施例提供的采样频偏补偿装置应用于立体声FM广播接收机中，用于对立体声FM广播接收机中的采样频偏进行校正。第一实施例参见图2，所述采样频偏补偿装置包括：锁相环21、采样频偏估计模块22以及采样频偏补偿模块23。立体声FM广播的发射信号，也就是立体声FM广播接收机所接收到的信号是一个模拟信号。然而，为了能够利用通用的数字平台对所述立体声FM广播的发射信号进行处理，从发射信号中解调出高质量的立体声音频信号，在所述立体声广播接收机的射频前端采用高频的采样信号对所接收到的信号进行采样。在对所接收到的信号进行采样以后，在离散时间域对所接收到的信号进行处理。但是，由于干扰、噪声等因素，对接收到的信号进行采样的采样信号经常发生频偏，造成对接收到的信号进行采样的结果不准确，进而难以从接收到的信号中高质量的恢复出立体声音频信号。本实施例提供的技术方案即用于解决上述技术问题。所述锁相环21用于根据从时域信号中获取的导频信号生成频偏估计参考信号。所述导频信号是从所述立体声FM广播的接收信号，也就是时域信号中提取出来的导频信号。所述导频信号是一个单频信号。具体的，所述导频信号的频率为19kHz。参见图1，所述立体声FM广播调制前的原始信号中包含一个频率为19kHz的导频信号13。在所述调制前的信号中添加所述导频信号13的目的在于辅助实现对左声道信号和右声道信号之间的差信号12的解调。得到所述时域信号对应的频域信号后，利用带通滤波器22从所述频域信号中提取所述导频信号13。具体的，所述锁相环21通过对输入的导频信号进行频率及相位跟踪而生成频偏估计参考信号。与所述导频信号相同，所述频偏估计参考信号也是一个单频信号。一般情况下，所述频偏估计参考信号的频率高于所述导频信号的频率。并且，所述频偏估计参考信号的相位与所述导频信号的相位保持同步。进一步的，所述锁相环21包括乘法器、低通滤波器、第一环路滤波器以及数控振荡器。所述采样频偏估计模块22用于根据所述频偏估计参考信号估计所述时域信号的采样频偏信号。由于所述频偏估计参考信号的相位与所述导频信号的相位之间保持同步，所以可以利用所述频偏估计参考信号的半周期起始点来估计所述时域信号的采样频偏。所述采样频偏补偿模块23用于根据所述采样频偏信号对所述时域信号进行采样频偏补偿。具体的，所述采样频偏补偿模块23根据所述采样频偏估计模块22所估计的采样频偏对所述时域信号重新确定采样时间点，从而对所述时域信号进行采样频偏补偿。本实施例通过利用锁相环根据提取的导频信号生成频偏估计参考信号，利用所述采样频偏估计模块根据所述频偏估计参考信号估计所述时域信号的采样频偏信号，以及利用所述采样频偏补偿模块根据所述采样频偏信号对所述时域信号的采样频偏进行补偿，从而实现了对所述时域信号的采样频偏的准确补偿。第二实施例本实施例在上述实施例的基础上提供了采样频偏补偿装置的一种技术方案。除了锁相环33，采样频偏估计模块35以及采样频偏补偿模块36以外，该技术方案包括：时域转频域模块31、带通滤波器32以及样本同步模块34。参见图3，所述采样频偏补偿装置包括：时域转频域模块31、带通滤波器32、锁相环本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采样频偏补偿装置，其特征在于，包括：锁相环，用于根据从所述时域信号中获取的导频信号生成频偏估计参考信号；采样频偏估计模块，用于根据所述频偏估计参考信号估计所述时域信号的采样频偏信号；采样频偏补偿模块，用于根据所述采样频偏估计模块所估计的采样频偏对所述时域信号进行采样频偏补偿。

【技术特征摘要】
1.一种采样频偏补偿装置，其特征在于，包括：时域转频域模块、带通滤波器、锁相环、样本同步模块、采样频偏估计模块以及采样频偏补偿模块，其中：所述时域转频域模块，用于将接收的时域信号转换为频域信号；所述带通滤波器与所述时域转频域模块相连，用于从所述频域信号中获取设定频率的导频信号；所述锁相环与所述带通滤波器相连，用于根据所述带通滤波器获取的导频信号生成频偏估计参考信号；所述样本同步模块与所述锁相环相连，用于将接收到的频偏估计参考信号，与预存的频偏估计参考信号样本进行互相关，并将互相关值最大的时间点，作为所述频偏估计参考信号的半周期起始点；所述采样频偏估计模块，分别与所述锁相环以及所述样本同步模块相连，包括：定时误差检测单元，其输入端输入时域信号，用于检测所述时域转频域模块接收的时域信号的定时误差，得到定时误差信号；第二环路滤波器，与所述定时误差检测单元相连，用于对所述定时误差信号进行环路滤波；定时误差处理单元，与所述第二环路滤波器相连，用于对进行环路滤波得到的信号进行反相及限幅处理，根据处理结果及所述频偏估计参考信号估计采样频偏信号；所述采样频偏补偿模块，分别与所述采样频偏估计模块以及所述时域转频域模块相连，所述采样频偏补偿模块的输入端输入时域信号，用于根据所述采样频偏估计模块所估计的采样频偏信号对所述时域信号进行采样频偏补偿。2.根据权利要求1所述的采样频偏补偿装置，其特征在于，所述时域转频域模块包括：相位获取单元，用于根据反正切求解法或坐标旋转数字计算CORDIC法获取所述时域信号的相位；差分单元，用于对所述相位进行差分，以获取所述频域信号。3.根据权利要求1所述的采样频偏补偿装置，其特征在于，所述锁相环包括：乘法器，用于将获取的导频信号与同频的参考信号相乘；低通滤波器，用于滤除所述乘法器的输出信号中的高频信号；第一环路滤波器，用于对所述低通滤波器过滤后的信号进行环路滤波，得到低频信号；累加器，用于对所述低频信号进行累加，当累加结果值达到阈值时，生成触发信号；数控振荡器，用于根据所述触发信号生成所述频偏估计参考信号。4.根据权利要求3所述的采样频偏补偿装置，其特征在于，所述累加器的累加步长为：其中，step_value为所述累加器的累加步长，fd为所述导频信号的频率，fs为所述时域信号的采样频率。5.根据权利要求1所述的采样频偏补偿装置，其特征在于，所述定时误差检测单元得到的所述定时误差信号为：E[k]＝{y_f[kT+T/2]-y_f[(k-1)T+T/2]}×y_f[kT]其中，y_f[kT+T/2]为kT+T/2时刻的频偏估计参考信号，y_f[(k-1)T+T/...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋挥师，雷海燕，仲智刚，昆仑，
申请(专利权)人：联芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31