基于非相干式判别的自适应频率跟踪方法技术

本发明专利技术属于通讯领域，公开了基于非相干式判别的自适应频率跟踪方法，本发明专利技术是在原有的锁频环的基础上进行改进而得到的，对输入的数字信号进行混频、相干积分、求功率、鉴频和环路滤波，产生率控制字与相位控制字，而后进行跟踪鉴别，从而形成一个闭环过程。如果没在捕获范围就进行重新选择频率控制字，最后将频率控制字与输入给数控振荡器函数作为输入，如此不断循环，不满足条件则重新进行判断、选择。直到进入稳定的频率跟踪为止。本发明专利技术的频率牵引方式采用基于非相干判决的频率牵引方式，能够更好的进行信号频率搜索与跟踪，并且突破了牵引范围越广，所消耗资源约多的弊端，采用自动搜索频点的方式，直到搜索捕获范围的频点为止。直到搜索捕获范围的频点为止。直到搜索捕获范围的频点为止。

【技术实现步骤摘要】
基于非相干式判别的自适应频率跟踪方法


[0001]本专利技术属于通讯领域，具体涉及基于非相干式判别的自适应频率跟踪方法。

技术介绍

[0002]接收机内部通过锁频环复制一个包含多普勒频移在内的载波频率，使其尽可能地的与实际接收到的信号载波频率保持一致，因而锁频环首先需要鉴别出接收载波与复制载波之间的频率差异，然后相应的去调节载波数控振荡器所输出的复制载波频率，经过连续多次的反馈与循环之后，最终是两者的频率达到动态一致。
[0003]传统的锁频环FLL在SNR比较小或者有其干扰的情况下，其频率捕获范围往往不能满足捕获条件，为此，传统的频率牵引方法是一种基于并行的牵引方法。这种方法的缺点主要表现为耗费资源大，牵引的频差越大，则所需的资源越多。而且传统的鉴频器耗费资源很大。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述不足，提供基于非相干式判别的自适应频率跟踪方法，能够更好的进行信号频率搜索与跟踪。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]基于非相干式判别的自适应频率跟踪方法，包括以下步骤：
[0007]获取信号，并设定非相干式的初始值；
[0008]对信号进行混频处理，取高位得到混频信号；
[0009]对混频信号进行非相干求和，得到混频功率；
[0010]对混频功率进行鉴频处理，得到鉴频信号；
[0011]对鉴频信号进行滤波；
[0012]计算滤波后的信号的频差控制字；
[0013]预设判决门限，若滤波后的鉴频信号小于判决门限，则对鉴频信号的频率进行搜索，并对频差控制字进行更新，重新进行混频处理；若滤波后的鉴频信号大于等于判决门限，则根据当前鉴频信号的频率控制字计算相位控制字，完成跟踪。
[0014]本专利技术进一步的改进在于，获取信号，信号的表达式为：
[0015]S
i
(n)＝cos(2πf
c
/f
s
n)
[0016]其中，S
i
(n)为信号，f
c
为数字中频，f
s
为采样频率，
[0017]本专利技术进一步的改进在于，设定非相干式的初始值，具体包括：
[0018]设定非相干点数次序编号m的初始值为1，m为正整数；
[0019]设定初始搜索计数器cou的初始值为0；
[0020]设定同向支路的相干累值I
prev
和正交支路的相干累值Q
prev
的初始值为0；
[0021]设定锁住状态Tra的初始值为0，其中，0表示未进入跟踪状态，1表示进入跟踪状态；
[0022]设定累加频差f
su
的初始值为0；
[0023]设定相位控制字P的初始值为0。
[0024]本专利技术进一步的改进在于，对信号进行混频处理，取高位得到混频信号的步骤中，具体包括：
[0025]混频原始信号为：
[0026]S(m，n
′
)＝S
i
(n
′
+N
co
(m
‑
1))
[0027]其中，S(m，n
′
)为混频原始信号，m为非相干点数次序编号，n
′
＝0，1，2，...，N
co
‑
1，N
co
为相干积累点数；
[0028]将频率控制字K、数控振荡器输出信号位宽M，相位控制字P作为输入参数，则
[0029][S
I
(n)，S
Q
(n)]＝NCO(K，M，N
co
，P)
[0030]输出的I路信号S
I
(n
′
)和Q路信号S
Q
(n
′
)表示为：
[0031][0032][0033]其中，L
nco
为输出正余弦信号的位宽，f
nco
为数控振荡器输出正余弦信号频率；
[0034]将混频原始信号S(m，n
′
)分别与I路信号S
I
(n
′
)和Q路信号S
Q
(n
′
)进行混频，取高位后得到混频后的I路信号S
′
I
(n
′
)和Q路信号S
′
Q
(n
′
)，表示为：
[0035][0036][0037]本专利技术进一步的改进在于，对混频信号进行非相干求和，得到混频功率的步骤中，具体包括：
[0038]对混频后的I路信号S
′
I
(n
′
)和Q路信号S
′
Q
(n
′
)进行相干积分求和，得到：
[0039][0040][0041]其中，N
co
为数控振荡器输出信号长度；
[0042]混频功率P1的计算方法如下：
[0043]P1＝I2+Q2。
[0044]本专利技术进一步的改进在于，对混频功率进行鉴频处理，得到鉴频信号的步骤中，具体包括：
[0045]设定P
′
＝P1/N
sfc
，N
sfc
为缩放因子，P
″
＝2
k
，k满足2
k
‑1≤P
′
≤2
k
；
[0046]则鉴频信号f_ad为：
[0047][0048]其中，Q
prev
为正交支路的相干累加值，I
prev
为同向支路的相干累加值，I为同相支路
累加值。
[0049]本专利技术进一步的改进在于，对鉴频信号进行滤波的步骤中，具体包括：
[0050]Δf＝c1
×
f_ad+tmp
[0051]tmp＝c2
×
f_ad+tmp
[0052]其中，Δf为滤波后的鉴频信号，c1为环路滤波器第一系数，f_ad为鉴频信号，tmp为环路滤波器后项值，c2为环路滤波器第二系数。
[0053]本专利技术进一步的改进在于，计算滤波后的信号的频差控制字ΔK的具体方法如下：
[0054]ΔK＝Δf2
L
/f
s
[0055]其中，L为数控振荡器的字长，f
s
为信号的采样频率。
[0056]本专利技术进一步的改进在于，预设判决门限T，T＞0，若滤波后的鉴频信号P
′
小于判决门限T，则对鉴频信号的频率进行搜索，并对频差控制字进行更新，重新进行混频处理的步骤中，具体包括：
[0057]如果P
′
＜T则开始进行频率搜索进行频本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于非相干式判别的自适应频率跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：获取信号，并设定非相干式的初始值；对信号进行混频处理，取高位得到混频信号；对混频信号进行非相干求和，得到混频功率；对混频功率进行鉴频处理，得到鉴频信号；对鉴频信号进行滤波；计算滤波后的信号的频差控制字；预设判决门限，若滤波后的鉴频信号小于判决门限，则对鉴频信号的频率进行搜索，并对频差控制字进行更新，重新进行混频处理；若滤波后的鉴频信号大于等于判决门限，则根据当前鉴频信号的频率控制字计算相位控制字，完成跟踪。2.根据权利要求1所述的基于非相干式判别的自适应频率跟踪方法，其特征在于，获取信号，信号的表达式为：S
i
(n)＝cos(2πf
c
/f
s
n)其中，S
i
(n)为信号，f
c
为数字中频，f
s
为采样频率，3.根据权利要求1所述的基于非相干式判别的自适应频率跟踪方法，其特征在于，设定非相干式的初始值，具体包括：设定非相干点数次序编号m的初始值为1，m为正整数；设定初始搜索计数器cou的初始值为0；设定同向支路的相干累值I
prev
和正交支路的相干累值Q
prev
的初始值为0；设定锁住状态Tra的初始值为0，其中，0表示未进入跟踪状态，1表示进入跟踪状态；设定累加频差f
su
的初始值为0；设定相位控制字P的初始值为0。4.根据权利要求1所述的基于非相干式判别的自适应频率跟踪方法，其特征在于，对信号进行混频处理，取高位得到混频信号的步骤中，具体包括：混频原始信号为：S(m,n
′
)＝S
i
(n
′
+N
co
(m
‑
1))其中，S(m,n
′
)为混频原始信号，m为非相干点数次序编号，n
′
＝0,1,2,...,N
co
‑
1，N
co
为相干积累点数；将频率控制字K、数控振荡器输出信号位宽M，相位控制字P作为输入参数，则[S
I
(n),S
Q
(n)]＝NCO(K,M,N
co
,P)输出的I路信号S
I
(n
′
)和Q路信号S
Q
(n
′
)表示为：)表示为：其中，L
nco
为输出正余弦信号的位宽，f
nco
为数控振荡器输出正余弦信号频率；将混频原始信号S(m,n
′
)分别与I路信号S
I
(n
′
)和Q路信号S
Q
(n
′
)进行混频，取高位后得到混频后的I路信号S
′
I
(n
′
)和Q路信号S
′
Q
(n
′
)，表示为：
5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张羽，李彦涛，章锦文，
申请(专利权)人：西安瀚博电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：