衛(wèi)星移動通信中載波跟蹤的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種衛(wèi)星移動通信中載波跟蹤的方法及裝置，涉及通信領(lǐng)域，能夠?qū)崿F(xiàn)衛(wèi)星移動通信中的載波頻率快速變化的跟蹤。本發(fā)明的方法主要包括：在衛(wèi)星移動通信的載波跟蹤環(huán)路中，通過在突發(fā)中間插入一定數(shù)量符號的訓(xùn)練序列實現(xiàn)對接收信號進(jìn)行頻偏估計，得到所述接收信號的近似頻偏估計值將近似頻偏估計值帶入環(huán)路濾波器進(jìn)行濾波得到濾波后的頻偏估計值通過所述濾波后的頻偏估計值對載波跟蹤環(huán)路中濾波器的VCO進(jìn)行調(diào)整，實現(xiàn)衛(wèi)星移動通信中的載波跟蹤。本發(fā)明的實施例主要用于衛(wèi)星移動通信中載波跟蹤的過程中。
【專利說明】衛(wèi)星移動通信中載波跟蹤的方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及衛(wèi)星移動通信領(lǐng)域，特別是一種衛(wèi)星移動通信中載波跟蹤的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在衛(wèi)星移動通信中，由于收發(fā)信機的相對運動，會導(dǎo)致多普勒頻移，并且由于收發(fā)端的本地晶振不一致，使得地面終端或者機載終端的接收與衛(wèi)星的發(fā)送信號存在較大的頻率偏差。另外，由于加速運動致使地面終端或者機載終端的接收信號存在多普勒頻率變化(地面終端變化率最大32.5Hz/s,機載終端變化率最大67.7Hz/s)。因此，要想正確解調(diào)數(shù)據(jù)，衛(wèi)星移動通信中的載波跟蹤不但要能夠跟蹤固定的頻偏，還需要能夠跟蹤頻率的變化。
[0003]在當(dāng)前的衛(wèi)星信號跟蹤中多采用二階或者三階環(huán)路，比如GPS系統(tǒng)，采用二階環(huán)路即可滿足要求，但是GPS的信號模型很難直接用于衛(wèi)星移動通信中，因此需要對二階環(huán)路做適當(dāng)修改。在陸地移動通信系統(tǒng)中，目前多采用卡爾曼一階濾波器來構(gòu)成環(huán)路，比如GSM系統(tǒng)，因為陸地移動通信系統(tǒng)不關(guān)心一階頻率變化，所以，一階卡爾曼方式足以滿足要求。但是衛(wèi)星移動信號的幀結(jié)構(gòu)與GSM類似，因此可以借鑒GPS跟蹤一階頻率變化的能力和GSM的環(huán)路結(jié)構(gòu)來解決衛(wèi)星移動通信的一階頻率變化的跟蹤問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種衛(wèi)星移動通信中載波跟蹤的方法及裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)衛(wèi)星移動通信中的載波跟蹤。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實施例提供如下技術(shù)方案:
[0006]一方面，本發(fā)明的實施例提供一種衛(wèi)星移動通信中載波跟蹤的方法，包括:
[0007]在衛(wèi)星移動通信的載波跟蹤環(huán)路中，通過在突發(fā)中間插入一定數(shù)量符號的訓(xùn)練序
列實現(xiàn)對接收信號進(jìn)行頻偏估計，得到所述接收信號的近似頻偏估計值Δ/
[0008]將所述近似頻偏估計值Δ/帶入環(huán)路濾波器進(jìn)行濾波，得到濾波后的頻偏估計值Δ/；
[0009]通過所述濾波后的頻偏估計值Δ /對載波跟蹤環(huán)路中濾波器的VCO進(jìn)行調(diào)整，實現(xiàn)衛(wèi)星移動通信中的載波跟蹤。
[0010]另一方面，本發(fā)明的實施例提供一種衛(wèi)星移動通信中載波跟蹤的裝置，包括:
[0011]頻偏估計單元，用于在衛(wèi)星移動通信的載波跟蹤環(huán)路中，通過在突發(fā)中間插入一定數(shù)量符號的訓(xùn)練序列對接收信號進(jìn)行頻偏估計，得到所述接收信號的近似頻偏估計值
Δ/
[0012]濾波單元，用于將所述近似頻偏估計值Δ/帶入環(huán)路濾波器進(jìn)行濾波，得到濾波后的頻偏估計值Δ /
[0013]調(diào)整單元，用于通過所述濾波單元獲得的所述濾波后的頻偏估計值Δ/對載波跟
蹤環(huán)路中濾波器的VCO進(jìn)行調(diào)整,實現(xiàn)衛(wèi)星移動通信中的載波跟蹤。
[0014]本發(fā)明的實施例提供的衛(wèi)星移動通信中載波跟蹤的方法及裝置，實現(xiàn)了載波跟蹤中頻偏的獲取，即通過在突發(fā)中間插入一定數(shù)量符號的訓(xùn)練序列對接收信號進(jìn)行頻偏估
計，并且將所述近似頻偏估計值Δ/帶入環(huán)路濾波器進(jìn)行濾波，得到濾波后的頻偏估計值
Af，通過所述濾波后的頻偏估計值Δ/對載波跟蹤環(huán)路中濾波器的VCO進(jìn)行調(diào)整，實現(xiàn)衛(wèi)星移動通信中的載波跟蹤。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1示出了本發(fā)明實施例提供的載波跟蹤環(huán)路示意圖；
[0016]圖2示出了本發(fā)明實施例提供的衛(wèi)星移動通信中載波跟蹤的方法流程圖；
[0017]圖3示出了本發(fā)明實施例提供的訓(xùn)練序列的兩種插入方式；
[0018]圖4示出了本發(fā)明實施例提供的一種衛(wèi)星移動通信中載波跟蹤的裝置組成框圖；
[0019]圖5示出了本發(fā)明實施例提供的另一種衛(wèi)星移動通信中載波跟蹤的裝置組成框圖；
[0020]圖6示出了本發(fā)明實施例提供的沒有環(huán)路跟蹤時頻偏估計方差示意圖；
[0021]圖7、圖8示出了本發(fā)明實施例提供的在頻率變化率為33Hz/s時的載波跟蹤仿真結(jié)果示意圖；
[0022]圖9、圖10示出了本發(fā)明實施例提供的在頻率變化率為67Hz/s時的載波跟蹤仿真結(jié)果示意圖。
【具體實施方式】
[0023]在載波環(huán)路跟蹤技術(shù)中，由于環(huán)路的跟蹤精度和跟蹤速度往往是一對矛盾，因此需要綜合考慮精度和速度，來選擇合適的4和ζ。本發(fā)明的實施例中主要采用與鎖相環(huán)類似的自動頻率控制環(huán)路，該載波跟蹤環(huán)路如圖1所示。由于載波跟蹤的精度不但與環(huán)路濾波器噪聲帶寬相關(guān)，還與頻偏估計模塊的估計精度相關(guān)。因此，本發(fā)明實施例主要設(shè)計頻偏估計模塊(Frequency offset estimation)和環(huán)路濾波器模塊(Loop filter)的實現(xiàn)方法。
[0024]基于上述涉及，本發(fā)明的實施例提供一種衛(wèi)星移動通信中載波跟蹤的方法，如圖2所示，該方法包括:
[0025]101、在衛(wèi)星移動通信的載波跟蹤環(huán)路中，通過在突發(fā)中間插入一定數(shù)量符號的訓(xùn)練序列對接收信號進(jìn)行頻偏估計，得到所述接收信號的近似頻偏估計值Δ/
[0026]其中，本發(fā)明實施例中，在進(jìn)行頻偏估計時，采用的是數(shù)據(jù)輔助的估計方式，也就是在突發(fā)中間插入一定數(shù)量符號的訓(xùn)練序列，該訓(xùn)練序列在接收端已知。其中，訓(xùn)練序列的插入方式有但不局限于如下兩種，如圖3所示。一種是typel，在兩段業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中間插入一段訓(xùn)練序列；一種是type2，在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中插入多段不連續(xù)的訓(xùn)練序列。對于這兩種突發(fā)結(jié)構(gòu)采用不同的頻偏估計方法。
[0027]102、將所述近似頻偏估計值Δ/帶入環(huán)路濾波器進(jìn)行濾波，得到濾波后的頻偏估計值.Δ/。
[0028]其中，將所述近似頻偏估計值Δ/帶入環(huán)路濾波器進(jìn)行濾波，得到濾波后的頻偏估計值Δ/具體可以通過但不局限于以下的方式實現(xiàn)，該方式為:根據(jù)所述近似頻偏估計值Δ/和所述環(huán)路濾波器的兩個參數(shù)值K、Id1獲取所述濾波后的頻偏估計值Δ/。
[0029]其中，根據(jù)所述近似頻偏估計值Δ/和所述環(huán)路濾波器的兩個參數(shù)值Iv Id1獲取所述濾波后的頻偏估計值Δ/時，具體可以通過但不局限于如下公式實現(xiàn):該公式為:
【權(quán)利要求】
1.一種衛(wèi)星移動通信中載波跟蹤的方法，其特征在于，包括: 在衛(wèi)星移動通信的載波跟蹤環(huán)路中，通過在突發(fā)中間插入一定數(shù)量符號的訓(xùn)練序列實現(xiàn)對接收信號進(jìn)行頻偏估計，得到所述接收信號的近似頻偏估計值Δ/ , 將所述近似頻偏估計值Δ/帶入環(huán)路濾波器進(jìn)行濾波，得到濾波后的頻偏估計值Δ / ； 通過所述濾波后的頻偏估計值Δ/對載波跟蹤環(huán)路中濾波器的壓控振蕩器VCO進(jìn)行調(diào)整，實現(xiàn)衛(wèi)星移動通信中的載波跟蹤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星移動通信中載波跟蹤的方法，其特征在于，所述在衛(wèi)星移動通信的載波跟蹤環(huán)路中，通過在突發(fā)中間插入一定數(shù)量符號的訓(xùn)練序列實現(xiàn)對接收信號的頻偏估計，得到所述接收信號的近似頻偏估計值Δ/包括: 當(dāng)在兩段業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中間插入一段訓(xùn)練序列時，根據(jù)接收的訓(xùn)練序列符號與本地訓(xùn)練序列符號相關(guān)得到的誤差信號進(jìn)行計算，得到所述接收信號的近似頻偏估計值△/; 當(dāng)在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中插入多段不連續(xù)的訓(xùn)練序列時，用接收的相鄰兩段訓(xùn)練序列符號進(jìn)行頻偏估計，得到多個近似頻偏估計值，并對所述多個近似頻偏估計值求平均值，將所述平均值作為所述接收信號的近似頻偏估計值△/
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的衛(wèi)星移動通信中載波跟蹤的方法，其特征在于，當(dāng)在兩段業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中間插入一段訓(xùn)練序列時，所述根據(jù)接收的訓(xùn)練序列符號與本地訓(xùn)練序列符號相關(guān)得到的誤差信號進(jìn)行計算，得到所述接收信號的近似頻偏估計值Δ/具體為: 通過以下公式進(jìn)行計算獲得所述接收信號的近似頻偏估計值△/，該公式具體為:
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的衛(wèi)星移動通信中載波跟蹤的方法，其特征在于，當(dāng)在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中插入多段不連續(xù)的訓(xùn)練序列，并且兩段訓(xùn)練序列之間的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)塊的大小以及所估計的頻偏大小沒有導(dǎo)致相位突變時，所述用接收的相鄰兩段訓(xùn)練序列符號進(jìn)行頻偏估計，得到多個近似頻偏估計值，并對所述多個近似頻偏估計值求平均值，將所述平均值作為所述接收信號的近似頻偏估計值△/具體為: 用接收的相鄰兩段訓(xùn)練序列符號進(jìn)行頻偏估計，得到多個近似頻偏估計值，并對所述多個近似頻偏估計值求平均值具體采用以下的公式實現(xiàn)，該公式為:
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的衛(wèi)星移動通信中載波跟蹤的方法，其特征在于，當(dāng)在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中插入多段不連續(xù)的訓(xùn)練序列，并且兩段訓(xùn)練序列之間的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)塊較長以及頻偏較大而導(dǎo)致用于頻偏估計的相位發(fā)生突變時，所述用接收的相鄰兩段訓(xùn)練序列符號進(jìn)行頻偏估計，得到多個近似頻偏估計值，并對所述多個近似頻偏估計值求平均值，將所述平均值作為所述接收信號的近似頻偏估計值Δ/具體為: 通過以下的公式，分別對兩段業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中間插入一段訓(xùn)練序列的情形進(jìn)行頻偏估計，得到第一頻偏估計值；該公式包括:
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的衛(wèi)星移動通信中載波跟蹤的方法，其特征在于，所述將所述近似頻偏估計值Δ/帶入環(huán)路濾波器進(jìn)行濾波，得到濾波后的頻偏估計值Δ/為: 根據(jù)所述近似頻偏估計值Δ/和所述環(huán)路濾波器的兩個參數(shù)值Ivb1獲取所述濾波后的頻偏估計值Δ/ ,具體通過如下公式實現(xiàn):該公式為:
7.—種衛(wèi)星移動通信中載波跟蹤的裝置，其特征在于，包括: 頻偏估計單元，用于在衛(wèi)星移動通信的載波跟蹤環(huán)路中，通過在突發(fā)中間插入一定數(shù)量符號的訓(xùn)練序列對接收信號進(jìn)行頻偏估計，得到所述接收信號的近似頻偏估計值Δ/ ； 濾波單元，用于將所述近似頻偏估計值*帶入環(huán)路濾波器進(jìn)行濾波，得到濾波后的頻偏估計值Δ —f ' 調(diào)整單兀，用于通過所述濾波單元獲得的所述濾波后的頻偏估計值.Δ/對載波跟蹤環(huán)路中濾波器的VCO進(jìn)行調(diào)整，實現(xiàn)衛(wèi)星移動通信中的載波跟蹤。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的衛(wèi)星移動通信中載波跟蹤的裝置，其特征在于，所述頻偏估計單元包括: 第一頻偏估計模塊，用于當(dāng)在兩段業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中間插入一段訓(xùn)練序列時，根據(jù)接收的訓(xùn)練序列符號與本地訓(xùn)練序列符號相關(guān)得到的誤差信號進(jìn)行計算，得到所述接收信號的近似頻偏估計值A(chǔ)/ 和/或第二頻偏估計模塊，用于當(dāng)在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中插入多段不連續(xù)的訓(xùn)練序列時，用接收的相鄰兩段訓(xùn)練序列符號進(jìn)行頻偏估計，得到多個近似頻偏估計值，并對所述多個近似頻偏估計值求平均值，將所述平均值作為所述接收信號的近似頻偏估計值Δ/








O
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的衛(wèi)星移動通信中載波跟蹤的裝置，其特征在于， 當(dāng)在兩段業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中間插入一段訓(xùn)練序列時，所述第一頻偏估計模塊具體用于，通過以下公式進(jìn)行計算獲得所述接收信號的近似頻偏估計值△/ ,該公式具體為:
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的衛(wèi)星移動通信中載波跟蹤的裝置，其特征在于，所述濾波單元具體用于根據(jù)所述近似頻偏估計值Δ/和所述環(huán)路濾波器的兩個參數(shù)值Ivb1獲取所述濾波后的頻偏估計值Δ/具體通過如下公式實現(xiàn):該公式為:
【文檔編號】H04L27/00GK103701740SQ201410008727
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2014年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月8日
【發(fā)明者】劉解華, 劉斌彬, 吳彥奇 申請人:北京華力創(chuàng)通科技股份有限公司