【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种跟踪环路电路、控制方法及其接收机，尤其涉及一种基于uwb的跟踪环路电路、控制方法及其接收机。
技术介绍
1、uwb作为一种物联网通讯和定位技术，其接收机工作流程通常包含：信号捕获、信号跟踪、数据解调等环节。其中，在信号跟踪阶段，接收机需要不断补偿收发两端的频偏带来的码偏移和载波偏移，从而能够正确的跟踪、接收发射端的信号，以获得准确的到达时间估计和信道冲击响应估计。设计一套结构简单、高性能的信号跟踪系统架构，是影响uwb接收机的性能和功耗的关键因素。
2、传统的uwb接收机跟踪环路和gnss系统中的跟踪环路类似：由于收发两端的本地晶振频率差异以及相对运动带来的多普勒频移，会导致：(1)接收端收到的信号的载波相位会逐渐偏移，(2)接收端收到的采样点位置会逐渐偏移。为了补偿这两种偏移，在信号跟踪阶段，需要由载波环路和码环路分别进行补偿。
3、现有技术的整个跟踪环路架构由两个基本环路构成，外面的环路为载波相位跟踪环路(简称载波环)，内部的环路为码相位跟踪环路(简称码环)，adc采集的数据经过旋转器纠正载波相位偏移，然后经过重采样滤波器纠正码相位偏移。码鉴相器和载波鉴相器持续对变化的信号进行检测，检测结果经由环路滤波器进行滤波，并最终调节旋转器和重采样滤波器的参数，来不断调整输入的数据的载波相位和码相位。
4、在传统的uwb接收机跟踪环路和gnss系统中，码环路和载波环路是独立工作的。在整个环路中最关键的器件是码鉴相器和载波鉴相器，uwb系统中载波鉴相器一般是将当前前导码能量窗内的数据
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于uwb的跟踪环路电路、控制方法及其接收，跟踪环路中的码环路和载波环路的鉴相器，均采用载波辅助鉴相，去除了码环路鉴相器，大大降低了系统的实现复杂度，解决了现有技术存在的缺憾。
2、本专利技术提供了下述方案：
3、一种基于uwb的跟踪环路电路，包括：
4、信号采集单元，用于采集信号；
5、相位旋转器，用于调整载波相位；
6、还包括：
7、载波鉴相器，用于计算接收信号与本地载波相位之间的载波相位误差，以及控制码环路滤波器；
8、所述载波鉴相器分别与码环路滤波器和载波环路滤波器相连，所述码环路滤波器与所述重采样滤波器相连，所述载波环路滤波器与所述相位旋转器相连；
9、重采样滤波器，用于对来自载波环路滤波器和来自相位旋转器的信号进行信号处理。
10、进一步的，所述信号采集单元与所述相位旋转器相连，所述信号采集单元中设置有模数转换模块，用于对发送到接收机中的信号进行模数转换。
11、进一步的，所述重采样滤波器对来自载波环路滤波器和来自相位旋转器的信号进行插值处理。
12、进一步的，所述载波鉴相器在进行载波鉴相时，计算接收信号与本地载波相位之间的载波相位误差。
13、进一步的，所述载波鉴相器在控制码环路滤波器时，采用载波相位nco跟踪连续前导码符号的载波相位变化。
14、一种基于uwb的跟踪环路装置，所述基于uwb的跟踪环路装置中设置有所述的基于uwb的跟踪环路电路。
15、一种基于uwb的跟踪环路控制方法，应用于基于uwb的跟踪环路电路及其装置，包括：
16、利用信号采集单元进行信号采集，获取信号的采样频率；
17、获取当前的载波频率，并根据所述采样频率，计算求得码相位的结果；
18、通过载波相位nco跟踪连续前导码符号的载波相位变化，对载波相位nco的数位进行数据处理；
19、经过载波相位nco数据处理后的数据作为重采样滤波器的输入量，对码相位进行调整。
20、进一步的，所述对载波相位nco的数位进行数据处理，具体为：
21、将载波相位nco的数据结构划分为符号位、整数位和小数位；
22、载波相位nco每接收一个前导码符号则进行一次累加计算，累加计算的结果通过载波鉴相器进行跟踪；
23、对载波相位nco的小数位进行截取，作为相位旋转器的输入，用于调整载波相位；
24、对载波相位nco进行移位处理，获得对应的整数偏移称量和小数偏移量，作为重采样滤波器的输入，用于调整码相位。
25、一种基于uwb的跟踪环路控制系统，包括：
26、信号采样频率获取模块，利用信号采集单元进行信号采集，获取信号的采样频率；
27、载波频率获取模块，用于获取当前的载波频率，并根据所述采样频率，计算求得码相位的结果；
28、载波相位nco数据处理模块，通过载波相位nco跟踪连续前导码符号的载波相位变化，对载波相位nco的数位进行数据处理；
29、码相位调整模块，用于将经过载波相位nco数据处理后的数据作为重采样滤波器的输入量，对码相位进行调整。
30、一种uwb接收机，所述uwb接收机中设置有所述的基于uwb的跟踪环路电路和/或基于uwb的跟踪环路装置，与所述的基于uwb的跟踪环路控制系统建立了连接，执行所述的基于uwb的跟踪环路控制方法。
31、本专利技术与现有技术相比具有以下的优点：
32、本专利技术的跟踪环路电路及其装置基于uwb接收机进行设计，对整个跟踪环路的接收进行了简化，去除了码环路鉴相器，用载波鉴相器的输出来同时跟踪载波环和码环，利用重采样滤波器对来自载波环路滤波器和来自相位旋转器的信号进行插值处理，从而大大降低了系统的实现复杂度，同时提升了码环路跟踪的性能。
33、本专利技术利用载波相位nco跟踪连续前导码符号的载波相位变化，对载波相位nco的数位进行数据处理，经过载波相位nco数据处理后的数据作为重采样滤波器的输入量，对码相位进行调整，载波环路和码环路使用同一个nco来进行控制和跟踪，控制和估计逻辑更加简单。
34、本专利技术不同于现有技术的uwb接收机或者gnss接收机的跟踪环路，本专利技术中跟踪环路中的码环路和载波环路的鉴相器，均采用载波辅助鉴相，从而大大降低了码环路的实现复杂度，并提升码环路的跟踪性能。
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1.一种基于UWB的跟踪环路电路，包括：
2.根据权利要求1所述的基于UWB的跟踪环路电路，其特征在于，所述信号采集单元与所述相位旋转器相连，所述信号采集单元中设置有模数转换模块，用于对发送到接收机中的信号进行模数转换。
3.根据权利要求1所述的基于UWB的跟踪环路电路，其特征在于，所述重采样滤波器对来自载波环路滤波器和来自相位旋转器的信号进行插值处理。
4.根据权利要求1所述的基于UWB的跟踪环路电路，其特征在于，所述载波鉴相器在进行载波鉴相时，计算接收信号与本地载波相位之间的载波相位误差。
5.根据权利要求1所述的基于UWB的跟踪环路电路，其特征在于，所述载波鉴相器在控制码环路滤波器时，采用载波相位NCO跟踪连续前导码符号的载波相位变化。
6.一种基于UWB的跟踪环路装置，其特征在于，所述基于UWB的跟踪环路装置中设置有权利要求1至5中任一项所述的基于UWB的跟踪环路电路。
7.一种基于UWB的跟踪环路控制方法，其特征在于，应用于基于UWB的跟踪环路电路及其装置，包括：
8.根据权利要求7所述
9.一种基于UWB的跟踪环路控制系统，其特征在于，包括：
10.一种UWB接收机，其特征在于，所述UWB接收机中设置有权利要求1至6所述的基于UWB的跟踪环路电路和/或基于UWB的跟踪环路装置，与权利要求9所述的基于UWB的跟踪环路控制系统建立了连接，执行权利要求7或8所述的基于UWB的跟踪环路控制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于uwb的跟踪环路电路，包括：
2.根据权利要求1所述的基于uwb的跟踪环路电路，其特征在于，所述信号采集单元与所述相位旋转器相连，所述信号采集单元中设置有模数转换模块，用于对发送到接收机中的信号进行模数转换。
3.根据权利要求1所述的基于uwb的跟踪环路电路，其特征在于，所述重采样滤波器对来自载波环路滤波器和来自相位旋转器的信号进行插值处理。
4.根据权利要求1所述的基于uwb的跟踪环路电路，其特征在于，所述载波鉴相器在进行载波鉴相时，计算接收信号与本地载波相位之间的载波相位误差。
5.根据权利要求1所述的基于uwb的跟踪环路电路，其特征在于，所述载波鉴相器在控制码环路滤波器时，采用载波相位nco跟踪连续前导码符号的载波相位变化。
【专利技术属性】
技术研发人员：唐珂，印建宏，王志国，屠恩源，
申请(专利权)人：芯与物上海技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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