專利名稱：一種室內(nèi)信號(hào)頻率源生成方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線信號(hào)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種室內(nèi)信號(hào)頻率源生成方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來對(duì)于普適計(jì)算機(jī)和分布式通信技術(shù)的深入研究，使得室內(nèi)無線通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)入了飛速發(fā)展階段。定位服務(wù)的下階段發(fā)展重點(diǎn)必將從室外轉(zhuǎn)移到室內(nèi)，從而最終實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外定位的無縫結(jié)合。目前，有技術(shù)方案提出一種室內(nèi)信號(hào)增補(bǔ)系統(tǒng)，是室內(nèi)外定位系統(tǒng)中的重要組成部分。室內(nèi)信號(hào)增補(bǔ)系統(tǒng)在導(dǎo)致室內(nèi)形成了移動(dòng)信號(hào)的弱區(qū)甚至盲區(qū)的大型復(fù)雜建筑中，對(duì)室外信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)充。然而，室內(nèi)定位系統(tǒng)由于信號(hào)燈各方面的問題，存在著時(shí)鐘頻率與室外定位基站不一致的問題，時(shí)鐘頻率精度不夠，造成室內(nèi)外混合定位中存在較大偏差?，F(xiàn)有技術(shù)中，一般基于GPS等全球定位系統(tǒng)來馴服校頻高精度頻率源，也就是利用GPS或北斗等系統(tǒng)授時(shí)功能來馴服和調(diào)節(jié)本地恒溫壓控晶振，從而提高晶振的準(zhǔn)確度和長期穩(wěn)定性。這種方法由于衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)地面強(qiáng)度較弱，在城市峽谷地帶及某些區(qū)域(如大型建筑物室內(nèi))應(yīng)用受到限制，同時(shí)也存在嚴(yán)重的安全問題。另有方案提出基于轉(zhuǎn)發(fā)式通信衛(wèi)星和地面原子鐘來獲取高精度頻率源。利用轉(zhuǎn)發(fā)式衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的導(dǎo)航中心站發(fā)出的信號(hào)中的高精度時(shí)間信號(hào)去校準(zhǔn)終端的時(shí)頻基準(zhǔn)。高精度時(shí)間信號(hào)由導(dǎo)航中心地面站裝有銫原子鐘或氫原子鐘產(chǎn)生，并溯源到協(xié)調(diào)世界時(shí)。把這種高精度時(shí)間信號(hào)與用戶信號(hào)作比對(duì)校正，同時(shí)考慮載波信號(hào)從地面導(dǎo)航站發(fā)射，經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)至終端接收的這段傳輸距離上的傳輸時(shí)間τ的精確計(jì)量，準(zhǔn)確地完成授時(shí)和校時(shí)。但是，這種方法不僅所需銫原子鐘或銣鐘價(jià)格昂貴，不宜推廣，而且與現(xiàn)有技術(shù)之一有相同的缺點(diǎn)，即需要衛(wèi)星信道媒質(zhì)，導(dǎo)致在城市峽谷地帶及某些區(qū)域(如大型建筑室內(nèi))應(yīng)用受到限制。另有方案提出基于GPS的一種具有時(shí)延測(cè)量系統(tǒng)的光纖接入授時(shí)裝置，包括一個(gè)近端接收模塊，用于從外部接收一個(gè)全球定位授時(shí)電信號(hào)并進(jìn)行電光轉(zhuǎn)換為授時(shí)光信號(hào)；至少一個(gè)遠(yuǎn)端接收模塊，用于經(jīng)光纖從所述近端接收模塊接收所述授時(shí)光信號(hào)并經(jīng)光電轉(zhuǎn)換為授時(shí)電信號(hào)；一個(gè)時(shí)延測(cè)量系統(tǒng)，用于測(cè)量所述近端模塊與對(duì)應(yīng)的所述至少一個(gè)遠(yuǎn)端接收模塊之間的光纖時(shí)延并將所計(jì)算的光纖時(shí)延經(jīng)所述至少一遠(yuǎn)端接收模塊傳輸至對(duì)應(yīng)的所述至少一個(gè)室內(nèi)基帶單元以進(jìn)行時(shí)鐘校準(zhǔn)。本方案因?yàn)橐玫焦饫w傳輸，需用光電轉(zhuǎn)換器，因而成本高，并且同樣存在較為嚴(yán)重的安全問題。綜上，在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中獲取室內(nèi)信號(hào)頻率源的方案，均存在著較為嚴(yán)重的安全隱患，同時(shí)，由于衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)室內(nèi)較弱，產(chǎn)生的頻率精度存在問題?；蛘咚璧钠骷杀竞芨?，不適宜大規(guī)模的推廣應(yīng)用。現(xiàn)有技術(shù)中，尚沒有一種可以產(chǎn)生穩(wěn)定可靠的高精度時(shí)鐘頻率以應(yīng)對(duì)室內(nèi)定位系統(tǒng)的方案
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種室內(nèi)信號(hào)頻率源生成方法及系統(tǒng)。所述技術(shù)方案如下:一種室內(nèi)信號(hào)頻率源生成方法，所述方法包括:獲取室外基站發(fā)送的室外信號(hào)；本地產(chǎn)生一組本地碼并分別與所述室外信號(hào)相乘、積分，根據(jù)積分的結(jié)果求平方和得到積分功率值，將所述積分功率值最大的本地碼作為匹配本地碼；根據(jù)所述匹配本地碼生成一組本地載波，分別與所述室外信號(hào)相乘并積分，根據(jù)所述積分的結(jié)果求平方和得到積分功率值，將所述積分功率值最大的載波作為匹配載波；將所述室外信號(hào)和匹配載波通過鎖相環(huán)和鎖頻環(huán)，獲取所述匹配載波與室外信號(hào)實(shí)際載波的頻率差，用以調(diào)整本地晶振，使所述匹配載波頻率與所述室外信號(hào)的頻率的差值小于預(yù)設(shè)的閾值；將此時(shí)的頻率源作為室內(nèi)信號(hào)頻率源。所述本地產(chǎn)生一組本地碼并分別與所述室外信號(hào)相乘、積分，根據(jù)積分的結(jié)果求平方和得到的積分功率值，將所述積分功率值最大的本地碼作為匹配本地碼，包括:根據(jù)所述室外信號(hào)生成相互正交的1、Q兩路信號(hào)；1、Q兩路信號(hào)分別和本地產(chǎn)生的一組本地碼相乘后輸入積分器，積分后的結(jié)果求平方和，得到積分信號(hào)功率Pl ；當(dāng)所述本地碼相位和1、Q兩路信號(hào)相位一致時(shí)，Pl有最大值，獲取Pl為最大值的本地碼，作為匹配本地碼。所述根據(jù)所述匹配本地碼生成一組本地載波，分別與所述室外信號(hào)相乘并積分，根據(jù)所述積分的結(jié)果求平方和得到積分功率值，將所述積分功率值最大的載波作為匹配載波，包括:根據(jù)所述室外信號(hào)生成相互正交的1、Q兩路信號(hào)；1、Q兩路信號(hào)分別與根據(jù)所述匹配本地碼生成的一組本地載波相乘后輸入積分器，積分后的結(jié)果求平方和，得到積分信號(hào)功率P2 ;當(dāng)殘留頻率值fd為零，則P2有最大值，此時(shí)實(shí)際殘留頻率值fs與輸入載波殘留頻率f。相同；據(jù)此獲取殘留頻率值fd為零時(shí)的本地載波作為匹配載波。所述將所述室外信號(hào)和匹配載波通過鎖相環(huán)和鎖頻環(huán)，獲取所述匹配載波與室外信號(hào)實(shí)際載波的頻率差，用以調(diào)整本地晶振，使所述匹配載波頻率與所述室外信號(hào)的頻率的差值小于預(yù)設(shè)的閾值，包括:將所述室外信號(hào)和匹配載波輸入鎖相環(huán)和鎖頻環(huán)，通過環(huán)路跟蹤調(diào)整，獲取所述匹配載波與室外信號(hào)實(shí)際載波的頻率差fd，當(dāng)fd為零，則匹配載波的頻率fs與室外信號(hào)的頻率f。相同；據(jù)此調(diào)整本地晶振，使產(chǎn)生的所述匹配載波的頻率fs與所述室外信號(hào)的頻率的差值小于預(yù)設(shè)的閾值。所述將此時(shí)的頻率源作為室內(nèi)室外信號(hào)頻率源，包括:獲取所述匹配載波頻率逼近所述室外信號(hào)的頻率時(shí)本地頻率源的頻率，將所述頻率作為室內(nèi)室外信號(hào)頻率源產(chǎn)生的頻率。所述方法還包括:實(shí)時(shí)將所述匹配載波的頻率反饋給所述鎖相環(huán)和鎖頻環(huán)，使測(cè)定的所述匹配載波與室外信號(hào)實(shí)際載波的頻率差不斷逼近零。一種室內(nèi)信號(hào)頻率源生成系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括信號(hào)獲取單元、粗同步單元、環(huán)路跟蹤單元和馴服校驗(yàn)單元，其中:所述信號(hào)獲取單元，用于獲取室外基站發(fā)送的室外信號(hào)；所述粗同步單元，用于在本地產(chǎn)生一組本地碼并分別與所述室外信號(hào)相乘、積分，根據(jù)積分的結(jié)果求平方和得到積分功率值，將所述積分功率值最大的本地碼作為匹配本地碼；所述環(huán)路跟蹤單元，用于根據(jù)所述匹配本地碼生成一組本地載波，分別與所述室外信號(hào)相乘并積分，根據(jù)所述積分的結(jié)果求平方和得到積分功率值，得到所述積分功率值最大的載波作為匹配載波；所述馴服校驗(yàn)單元，用于將所述室外信號(hào)和匹配載波通過鎖相環(huán)和鎖頻環(huán)，獲取所述匹配載波與室外信號(hào)實(shí)際載波的頻率差，用以調(diào)整本地晶振，使所述匹配載波頻率與所述室外信號(hào)的頻率的差值小于預(yù)設(shè)的閾值；將此時(shí)的頻率源作為室內(nèi)信號(hào)頻率源。所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括信號(hào)捕獲單元，用于根據(jù)所述室外信號(hào)生成相互正交的1、Q兩路信號(hào)，將1、Q兩路信號(hào)作為室外信號(hào)發(fā)送給所述粗同步單元和環(huán)路跟蹤單元。所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括反饋單元，用于實(shí)時(shí)將所述匹配載波的頻率反饋給所述馴服校驗(yàn)單元；所述馴服校驗(yàn)單元根據(jù)所述實(shí)時(shí)反饋的頻率，使測(cè)定的所述匹配載波與室外信號(hào)實(shí)際載波的頻率差不斷逼近零。所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括晶振單元,用于產(chǎn)生本地時(shí)鐘頻率。本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例通過獲取室外定位基站的室外信號(hào)，捕獲該室外信號(hào)后與本地產(chǎn)生的本地碼進(jìn)行相乘積分,結(jié)果求平方和后,根據(jù)積分功率值的大小來調(diào)整本地碼相位以與接收的室外信號(hào)相位一致。再通過測(cè)定室外信號(hào)的頻率與本地載波頻率的差值來進(jìn)一步調(diào)整本地載波的頻率值，使與定位基站頻率精同步。通過鎖相環(huán)和本地晶振，產(chǎn)生與室外基站室外信號(hào)相位一致的時(shí)鐘頻率。本發(fā)明實(shí)施例的方案，可以產(chǎn)生與室外定位基站一致的室內(nèi)信號(hào)頻率，使室內(nèi)定位獲得類室外定位基站原子鐘的高精度頻率源，并與室外定位基站保持一致，為室內(nèi)外定位系統(tǒng)的無縫銜接奠定基礎(chǔ)。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)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(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的室內(nèi)信號(hào)頻率源生成方法示意2是本發(fā)明實(shí)施例二提供的本地晶振調(diào)整原理示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例三提供的室內(nèi)信號(hào)頻率源生成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖之一；圖4是本發(fā)明實(shí)施例三提供的室內(nèi)信號(hào)頻率源生成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖之二。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本發(fā)明實(shí)施例針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用于室內(nèi)定位存在的問題，核心思想就是用直放站室內(nèi)分布系統(tǒng)引入室外的定位基站信號(hào)，通過室內(nèi)增補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)輸入給室內(nèi)信號(hào)增補(bǔ)發(fā)生器。室內(nèi)信號(hào)增補(bǔ)發(fā)生器完成本地高精度頻率源獲取，并由天線播發(fā)出去，從而使室內(nèi)外信號(hào)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的時(shí)頻基準(zhǔn)，此時(shí)，室內(nèi)天線可以作為小型的具有統(tǒng)一時(shí)頻基準(zhǔn)的若干微基站。本發(fā)明實(shí)施例關(guān)注的重點(diǎn)不在于如何將室外基站信號(hào)引入室內(nèi)，而在于如何使室內(nèi)外信號(hào)具有高度同步的時(shí)鐘頻率，由此才可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外信號(hào)的無縫覆蓋。基于此，本發(fā)明實(shí)施例主要關(guān)注的是如何將室外基站信號(hào)中的頻率提取出來，并在本地生成與之相一致的時(shí)鐘頻率，用以調(diào)制本地生成的信號(hào)，使得室內(nèi)外信號(hào)具有同頻基準(zhǔn)。實(shí)際上，本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)，是基于如上所述的室內(nèi)增補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)以及室內(nèi)信號(hào)增補(bǔ)發(fā)生器的，室內(nèi)信號(hào)增補(bǔ)發(fā)生器將獲取的室外基站信號(hào)提取出來，并完成本地高精度頻率源獲取。實(shí)施例一如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的室內(nèi)信號(hào)頻率源生成方法流程圖，其中，步驟10，獲取室外基站發(fā)送的室外信號(hào)。如上所述，本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)，是基于室內(nèi)增補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)以及室內(nèi)信號(hào)增補(bǔ)發(fā)生器的，同時(shí)，還需要直放站、天線等設(shè)備的輔助。這里，實(shí)際上是通過天線接收到室外基站的信號(hào)，并通過室內(nèi)增補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給室內(nèi)信號(hào)增補(bǔ)發(fā)生器。這里的室內(nèi)信號(hào)增補(bǔ)發(fā)生器相當(dāng)于是室內(nèi)信號(hào)的生成裝置，同時(shí)也需要對(duì)接收到的室外基站的信號(hào)進(jìn)行解析和同步操作。這里獲取的室外基站發(fā)送的信號(hào)，其中不僅包含定位信息，同時(shí)還包含室外基站信號(hào)的時(shí)鐘頻率。進(jìn)一步的，為了下一步的計(jì)算方便，實(shí)際上這里需要將接收到的室外信號(hào)與本機(jī)振蕩器相乘，得到兩路相互正交的信號(hào)，也即1、Q兩路信號(hào)。1、Q兩路信號(hào)相互正交，都包含室外信號(hào)s(t)的載波部分PO)。步驟20，本地產(chǎn)生一組本地碼并分別與室外信號(hào)相乘、積分，根據(jù)積分的結(jié)果求平方和得到積分功率值，將積分功率值最大的本地碼作為匹配本地碼。本步驟可以稱為粗同步的過程。1、Q兩路信號(hào)分別和本地產(chǎn)生的一組本地碼相乘后輸入積分器，積分后的結(jié)果求平方和，得到積分信號(hào)功率值Pi。這里的一組本地碼是通過本地晶振產(chǎn)生的，本步驟的目的在于調(diào)整本地晶振產(chǎn)生的本地碼的頻率使與外部輸入的1、Q兩路信號(hào)的頻率一致，也就是相位一致。當(dāng)本地碼相位和輸入信號(hào)碼相位一致時(shí)，上面得到的積分信號(hào)功率值Pl有最大值；當(dāng)相位不一致時(shí)，積分器輸出類似噪聲輸出。由此本地碼信號(hào)與1、Q兩路信號(hào)的最大相關(guān)峰和次大相關(guān)峰，從而可以找到信號(hào)的碼頭位置，也就是找到了 1、Q兩路信號(hào)具體的相位。之所以產(chǎn)生一組本地碼，就是希望從中選擇出一組或一個(gè)本地碼的相位與室外信號(hào)相同，根據(jù)積分功率值Pl的大小，可以選擇到這一組本地碼，從而得到與1、Q兩路信號(hào)相位一致本地碼，實(shí)現(xiàn)本地碼與1、Q兩路信號(hào)的“粗同步”。粗同步之后的本地碼，由于與1、Q兩路信號(hào)初步相同的相位，稱為匹配本地碼。
步驟30，根據(jù)匹配本地碼生成一組本地載波，分別與室外信號(hào)相乘并積分，根據(jù)積分的結(jié)果求平方和得到積分功率值，將積分功率值最大的載波作為匹配載波。本步驟可以稱為精同步的過程，原理與步驟20相似。出于對(duì)儀器和晶振誤差的考慮，本地根據(jù)匹配本地碼產(chǎn)生一組本地載波，這組本地載波基于對(duì)室外信號(hào)載波頻率的估計(jì)而產(chǎn)生。用1、Q兩路信號(hào)分別與這組本地載波相乘后輸入積分器，積分后的結(jié)果求平方和，得到積分信號(hào)功率值P2。當(dāng)殘留頻率值(本地載波與室外信號(hào)頻率的差值)fd為零，則P2有最大值，此時(shí)實(shí)際殘留頻率值(本地載波的頻率值)fs與輸入載波殘留頻率值(室外信號(hào)的頻率值)f。理論上相同，實(shí)際上比較逼近。據(jù)此可以得到fd為零時(shí)的本地載波。原理上，也可以調(diào)整實(shí)際殘留頻率值fs使與載波殘留頻率值f。相同，也即通過監(jiān)測(cè)殘留頻率值fd的大小，調(diào)整fs的大小，保持fd為零，即實(shí)現(xiàn)了 fs約等于f。。另外來說，1、 Q兩路信號(hào)與本地載波相乘，剝離中頻載波得到輸入載波與復(fù)制載波之間的相位差— 當(dāng)輸入載波(室外信號(hào)的載波部分)與復(fù)制載波(本地載波)一致時(shí)，相位差異爐(〃)-<^( )為零。若認(rèn)為輸入載波由定位基站的原子鐘作為參考時(shí)鐘源產(chǎn)生時(shí)，誤差為零，則可以通過調(diào)整本地晶振使殘留頻率值fd，也即相位差異供(《)-爐<< )無限逼近零，使本地獲得類原子鐘的高精度頻率源。步驟40，將室外信號(hào)和匹配載波通過鎖相環(huán)和鎖頻環(huán)，獲取匹配載波與室外信號(hào)實(shí)際載波的頻率差，用以調(diào)整本地晶振，使匹配載波頻率與室外信號(hào)的頻率的差值小于預(yù)設(shè)的閾值；將此時(shí)的頻率源作為室內(nèi)信號(hào)頻率源。實(shí)際殘留頻率值4相當(dāng)精確測(cè)定后，通過高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器，調(diào)整本地晶振，使本地頻率源逼近產(chǎn)生載波的室外原子鐘參考源，也就是載波殘留頻率值f。。具體的方法就是通過鎖相環(huán)和鎖頻環(huán)進(jìn)行載波環(huán)路調(diào)整，對(duì)產(chǎn)生的本地載波的頻率進(jìn)一步調(diào)整為實(shí)際殘留頻率值fs。這里通常需要通過二階鎖相環(huán)來進(jìn)行載波環(huán)路調(diào)整。同時(shí)，由于本地頻率源改變，需要將本地頻率源(也就是實(shí)際殘留頻率值fs)反饋給二階鎖相環(huán)，使之測(cè)定的實(shí)際殘留頻率值fd也不斷逼近零，由二階系統(tǒng)暫態(tài)響應(yīng)性質(zhì)可知，實(shí)際殘留頻率值fd在零附近達(dá)到穩(wěn)態(tài)。這時(shí)，可以近似認(rèn)為本地頻率源獲得類原子鐘的高精度頻率源。也就是說，通過上述的計(jì)算，得到了殘留頻率值fd，這樣，通過時(shí)刻調(diào)整本地晶振，同時(shí)監(jiān)測(cè)fd，如果fd為O 了，就說明本地的這個(gè)晶振與室外基站原子鐘同頻了，這樣本地晶振輸出的便是與室外基站同頻的時(shí)鐘頻率了。這里的使匹配載波頻率與室外信號(hào)的頻率的差值小于預(yù)設(shè)的閾值，限于實(shí)際應(yīng)用中的誤差環(huán)境，實(shí)際上是一個(gè)不斷逼近的過程，通過調(diào)整本地晶振，使匹配載波頻率不斷逼近室外信號(hào)的頻率，直到誤差在允許的范圍內(nèi)，此時(shí)，可以認(rèn)為匹配載波頻率約等于室外信號(hào)的頻率。這里的預(yù)設(shè)的閾值，實(shí)際上就是誤差允許的范圍。至此，完成了室內(nèi)信號(hào)時(shí)鐘頻率與室外基站信號(hào)時(shí)鐘頻率的同步，室內(nèi)外信號(hào)基于同樣的時(shí)頻基準(zhǔn)，大大提高了室內(nèi)外無縫定位的應(yīng)用。實(shí)施例二如圖2所示，為本實(shí)施例中對(duì)比、調(diào)整本地晶振原理示意圖，其中，室外基站的原子鐘產(chǎn)生室外基站信號(hào)的頻率，并由室外基站信號(hào)攜帶，也即由室外基站載波攜帶。本地的室內(nèi)信號(hào)增補(bǔ)發(fā)生器捕獲室外基站信號(hào)，生成本地載波，攜帶由本地晶振生成的頻率。對(duì)比兩路載波，根據(jù)對(duì)比的結(jié)果反復(fù)調(diào)整本地晶振，使兩個(gè)載波一致，相位一致，頻率一致，此時(shí)，本地晶振與室外基站的原子鐘具有了相同的頻率，可以認(rèn)為本地晶振產(chǎn)生的時(shí)鐘頻率等于室外基站原子鐘的頻率，由此實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)信號(hào)與室外信號(hào)時(shí)鐘頻率的一致。實(shí)施例三如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種室內(nèi)信號(hào)頻率源生成系統(tǒng)，該裝置包括信號(hào)獲取單元100、粗同步單元200、環(huán)路跟蹤單元300和馴服校驗(yàn)單元400，具體如下:信號(hào)獲取單元100，用于獲取室外基站發(fā)送的室外信號(hào)。粗同步單元200，用于在本地產(chǎn)生一組本地碼并分別與室外信號(hào)相乘、積分，根據(jù)積分的結(jié)果求平方和得到積分功率值，將積分功率值最大的本地碼作為匹配本地碼。環(huán)路跟蹤單元300，用于根據(jù)匹配本地碼生成一組本地載波，分別與室外信號(hào)相乘并積分，根據(jù)積分的結(jié)果求平方和得到積分功率值，得到積分功率值最大的載波作為匹配載波。馴服校驗(yàn)單元400，用于將室外信號(hào)和匹配載波通過鎖相環(huán)和鎖頻環(huán)，獲取匹配載波與室外信號(hào)實(shí)際載波的頻率差，用以調(diào)整本地晶振，使匹配載波頻率與室外信號(hào)的頻率的差值小于預(yù)設(shè)的閾值；將此時(shí)的頻率源作為室內(nèi)信號(hào)頻率源。進(jìn)一步的，如圖4所示，該系統(tǒng)還包括信號(hào)捕獲單元500，用于根據(jù)室外信號(hào)生成相互正交的1、Q兩路信號(hào)，將1、Q兩路信號(hào)作為室外信號(hào)發(fā)送給粗同步單元200和環(huán)路跟蹤單元300。粗同步單元200和環(huán)路跟蹤單元300將1、Q兩路信號(hào)作為室外信號(hào)進(jìn)行后續(xù)操作。進(jìn)一步的，該系統(tǒng)還包括反饋單元600，用于實(shí)時(shí)將匹配載波的頻率反饋給馴服校驗(yàn)單元400 ；馴服校驗(yàn)單元400根據(jù)實(shí)時(shí)反饋的頻率，使測(cè)定的匹配載波與室外信號(hào)實(shí)際載波的頻率差(殘留頻率值)不斷逼近零。進(jìn)一步的,該系統(tǒng)還包括晶振單元700,用于產(chǎn)生本地時(shí)鐘頻率。綜上，本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例通過獲取室外定位基站的室外信號(hào)，捕獲該信號(hào)后與本地產(chǎn)生的本地碼進(jìn)行相乘積分，結(jié)果求平方和后，根據(jù)積分功率值的大小來調(diào)整本地碼相位以與接收的室外信號(hào)相位一致。再通過測(cè)定室外信號(hào)的頻率與本地載波頻率的差值來進(jìn)一步調(diào)整本地載波的頻率值，使與定位基站頻率精同步。通過鎖相環(huán)和本地晶振，產(chǎn)生與室外基站室外信號(hào)相位一致的時(shí)鐘頻率。本發(fā)明實(shí)施例的方案，可以產(chǎn)生與室外定位基站一致的室內(nèi)信號(hào)頻率，使室內(nèi)定位獲得類室外定位基站原子鐘的高精度頻率源，并與室外定位基站保持一致，為室內(nèi)外定位系統(tǒng)的無縫銜接奠定基礎(chǔ)。需要說明的是:上述實(shí)施例提供的室內(nèi)信號(hào)頻率生成系統(tǒng)在生成室內(nèi)信號(hào)頻率時(shí)，僅以上述各功能模塊的劃分進(jìn)行舉例說明，實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要而將上述功能分配由不同的功能模塊完成，即將系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分成不同的功能模塊，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述實(shí)施例提供的室內(nèi)信號(hào)頻率源生成方法與室內(nèi)信號(hào)頻率生成系統(tǒng)實(shí)施例屬于同一構(gòu)思，其具體實(shí)現(xiàn)過程詳見方法實(shí)施例，這里不再贅述。 上述本發(fā)明實(shí)施例序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過硬件來完成，也可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，上述提到的存儲(chǔ)介質(zhì)可以是只讀存儲(chǔ)器，磁盤或光盤等。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種室內(nèi)信號(hào)頻率源生成方法，其特征在于，所述方法包括: 獲取室外基站發(fā)送的室外信號(hào)； 本地產(chǎn)生一組本地碼并分別與所述室外信號(hào)相乘、積分，根據(jù)積分的結(jié)果求平方和得到積分功率值，將所述積分功率值最大的本地碼作為匹配本地碼； 根據(jù)所述匹配本地碼生成一組本地載波，分別與所述室外信號(hào)相乘并積分，根據(jù)所述積分的結(jié)果求平方和得到積分功率值，將所述積分功率值最大的載波作為匹配載波； 將所述室外信號(hào)和匹配 載波通過鎖相環(huán)和鎖頻環(huán)，獲取所述匹配載波與室外信號(hào)實(shí)際載波的頻率差，用以調(diào)整本地晶振，使所述匹配載波頻率與所述室外信號(hào)的頻率的差值小于預(yù)設(shè)的閾值；將此時(shí)的頻率源作為室內(nèi)信號(hào)頻率源。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述本地產(chǎn)生一組本地碼并分別與所述室外信號(hào)相乘、積分，根據(jù)積分的結(jié)果求平方和得到的積分功率值，將所述積分功率值最大的本地碼作為匹配本地碼，包括: 根據(jù)所述室外信號(hào)生成相互正交的1、Q兩路信號(hào)； 1、Q兩路信號(hào)分別和本地產(chǎn)生的一組本地碼相乘后輸入積分器，積分后的結(jié)果求平方和，得到積分信號(hào)功率Pl ； 當(dāng)所述本地碼相位和1、Q兩路信號(hào)相位一致時(shí)，Pl有最大值，獲取Pl為最大值的本地碼，作為匹配本地碼。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述匹配本地碼生成一組本地載波，分別與所述室外信號(hào)相乘并積分，根據(jù)所述積分的結(jié)果求平方和得到積分功率值，將所述積分功率值最大的載波作為匹配載波，包括: 根據(jù)所述室外信號(hào)生成相互正交的1、Q兩路信號(hào)； 1、Q兩路信號(hào)分別與根據(jù)所述匹配本地碼生成的一組本地載波相乘后輸入積分器，積分后的結(jié)果求平方和，得到積分信號(hào)功率P2 ； 當(dāng)殘留頻率值fd為零，則P2有最大值，此時(shí)實(shí)際殘留頻率值fs與輸入載波殘留頻率f。相同；據(jù)此獲取殘留頻率值fd為零時(shí)的本地載波作為匹配載波。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述室外信號(hào)和匹配載波通過鎖相環(huán)和鎖頻環(huán)，獲取所述匹配載波與室外信號(hào)實(shí)際載波的頻率差，用以調(diào)整本地晶振，使所述匹配載波頻率與所述室外信號(hào)的頻率的差值小于預(yù)設(shè)的閾值，包括: 將所述室外信號(hào)和匹配載波輸入鎖相環(huán)和鎖頻環(huán)，通過環(huán)路跟蹤調(diào)整，獲取所述匹配載波與室外信號(hào)實(shí)際載波的頻率差fd，當(dāng)fd為零，則匹配載波的頻率fs與室外信號(hào)的頻率f。相同； 據(jù)此調(diào)整本地晶振，使產(chǎn)生的所述匹配載波的頻率fs與所述室外信號(hào)的頻率的差值小于預(yù)設(shè)的閾值。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將此時(shí)的頻率源作為室內(nèi)室外信號(hào)頻率源，包括: 獲取所述匹配載波頻率逼近所述室外信號(hào)的頻率時(shí)本地頻率源的頻率，將所述頻率作為室內(nèi)室外信號(hào)頻率源產(chǎn)生的頻率。
6.如權(quán)利要求3飛任一所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 實(shí)時(shí)將所述匹配載波的頻率反饋給所述鎖相環(huán)和鎖頻環(huán)，使測(cè)定的所述匹配載波與室外信號(hào)實(shí)際載波的頻率差不斷逼近零。
7.一種室內(nèi)信號(hào)頻率源生成系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括信號(hào)獲取單元、粗同步單元、環(huán)路跟蹤單元和馴服校驗(yàn)單元，其中: 所述信號(hào)獲取單元，用于獲取室外基站發(fā)送的室外信號(hào)； 所述粗同步單元，用于在本地產(chǎn)生一組本地碼并分別與所述室外信號(hào)相乘、積分，根據(jù)積分的結(jié)果求平方和得到積分功率值，將所述積分功率值最大的本地碼作為匹配本地碼； 所述環(huán)路跟蹤單元，用于根據(jù)所述匹配本地碼生成一組本地載波，分別與所述室外信號(hào)相乘并積分，根據(jù)所述積分的結(jié)果求平方和得到積分功率值，得到所述積分功率值最大的載波作為匹配載波； 所述馴服校驗(yàn)單元，用于將所述室外信號(hào)和匹配載波通過鎖相環(huán)和鎖頻環(huán)，獲取所述匹配載波與室外信號(hào)實(shí)際載波的頻率差，用以調(diào)整本地晶振，使所述匹配載波頻率與所述室外信號(hào)的頻率的差值小于預(yù)設(shè)的閾值；將此時(shí)的頻率源作為室內(nèi)信號(hào)頻率源。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括信號(hào)捕獲單元，用于根據(jù)所述室外信號(hào)生成相互正交的1、Q兩路信號(hào)，將1、Q兩路信號(hào)作為室外信號(hào)發(fā)送給所述粗同步單元和環(huán)路跟蹤單元。
9.如權(quán)利要求7所述 的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括反饋單元，用于實(shí)時(shí)將所述匹配載波的頻率反饋給所述馴服校驗(yàn)單元； 所述馴服校驗(yàn)單元根據(jù)所述實(shí)時(shí)反饋的頻率，使測(cè)定的所述匹配載波與室外信號(hào)實(shí)際載波的頻率差不斷逼近零。
10.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括晶振單元，用于產(chǎn)生本地時(shí)鐘頻率。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種室內(nèi)信號(hào)頻率源生成方法及系統(tǒng)，包括獲取室外基站發(fā)送的室外信號(hào)；產(chǎn)生一組本地碼并分別與室外信號(hào)相乘、積分，根據(jù)積分結(jié)果求平方和得到積分功率值，將積分功率值最大的本地碼作為匹配本地碼；根據(jù)匹配本地碼生成一組本地載波，分別與室外信號(hào)相乘并積分，根據(jù)積分的結(jié)果求平方和得到積分功率值，將積分功率值最大的載波作為匹配載波；將室外信號(hào)和匹配載波通過鎖相環(huán)和鎖頻環(huán)，獲取匹配載波與室外信號(hào)實(shí)際載波的頻率差，調(diào)整本地晶振，使匹配載波頻率與室外信號(hào)的載波頻率的差值小于預(yù)設(shè)的閾值；將此時(shí)的頻率源作為室內(nèi)信號(hào)頻率源。本發(fā)明可以使室內(nèi)獲得類室外基站原子鐘的高精度頻率源，并與室外基站保持一致。
文檔編號(hào)H03L7/26GK103152043SQ201310046629
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月5日
發(fā)明者鄧中亮, 李序, 袁協(xié), 楊樂, 張宇, 袁壯, 胡月舟, 李長明, 翟堃 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)