載波頻偏的補償方法及裝置、接收系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及通信技術領域，尤其涉及一種載波頻偏的補償方法及裝置、接收系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在通信系統(tǒng)中，數(shù)字基帶信號在遠距離傳輸時，需對所述數(shù)字基帶信號進行載波調制，通信系統(tǒng)中的發(fā)送端根據(jù)傳輸信道特性，選擇合適的調制方式，合適的載波頻率，將調制后的數(shù)字基帶信號通過射頻發(fā)射電路發(fā)送出去，通信系統(tǒng)中的接收端在接收到信號后通過混頻器與本地載波相結合并進行下變頻處理，最后將下變頻處理后的信號送入解調單元進行數(shù)據(jù)解調，以獲得解調后的數(shù)字信號。
[0003]然而，由于通信系統(tǒng)的發(fā)送端以及接收端的晶振頻率漂移或者其它因素(例如通信系統(tǒng)中電路的差異或者通信系統(tǒng)工作環(huán)境的不同)，使得發(fā)送信號的載波頻率和接收端的本振頻率并不完全相同，造成了收發(fā)兩端的載波頻率偏差，即會發(fā)生載波頻偏的問題。
[0004]載波頻偏的存在直接影響接收機性能，尤其是在載波頻偏較大時會造成誤碼率增大，所以通常需要在接收端進行載波頻偏的估計和補償處理，以消除載波頻偏對系統(tǒng)性能的影響。
[0005]現(xiàn)有技術中，通?？梢酝ㄟ^如圖1所示出的接收系統(tǒng)實現(xiàn)對載波頻偏的補償。如圖1所示，通過混頻器11將接收信號與振蕩信號發(fā)生器12產(chǎn)生的本振信號進行混頻，將混頻后的信號通過低通濾波器13進行高頻信號、噪聲信號和干擾信號的濾除，之后將低通濾波器13處理后的信號通過解調單元14進行解調，在解調過程中首先需要檢測初始輸入的接收信號中存在的載波頻偏，可以通過載波頻偏估計單元15進行頻偏估計，并將頻偏估計值反饋給振蕩信號發(fā)生器12以產(chǎn)生合適的本振信號，進行載波頻偏的補償，最后可以對頻偏補償后的接收信號進行解調作為輸出信號進行輸出。
[0006]但在上述載波頻偏補償?shù)倪^程中，低通濾波器13的通帶帶寬對頻偏補償結果作用很大。圖2是低通濾波器13的通帶帶寬較窄的情況下的接收信號的頻譜示意圖，如圖2所示，實線表示接收信號的帶寬，虛線是低通濾波器13的通帶帶寬，字母a、b、c表示不同頻偏情況的接收信號，信號a表示沒有載波頻偏的情況，信號b表示載波頻偏較小的情況，信號c表示載波頻偏較大的情況。從圖2可以看出，如果所述低通濾波器的通帶帶寬太窄，在載波頻偏較大時，容易濾除部分甚至全部的有用信號，進而導致載波頻偏估計錯誤。而如果所述低通濾波器的通帶帶寬太寬，如圖3所示，在捕捉到有效信號的同時會引入更多的噪聲和干擾信號。
[0007]由此可見，低通濾波器的通帶帶寬設置在較大載波頻偏補償工作中具有一定的局限性，現(xiàn)有技術難以保證在低通濾波器小帶寬工作模式下仍可以補償大的載波頻偏。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明解決的問題是在低通濾波器小帶寬工作模式下難以補償較大載波頻偏的問題。
[0009]為解決上述問題，本發(fā)明技術方案提供一種載波頻偏的補償方法，包括:
[0010]針對掃頻范圍內(nèi)的各掃頻頻點，分別計算接收信號的信號強度指示值；所述掃頻頻點用于調整接收端本振信號的頻率；
[0011]基于所述信號強度指示值及其分別對應的掃頻頻點的頻率值，確定載波頻偏的估計值；
[0012]基于所述載波頻偏的估計值調整所述本振信號的頻率，以實現(xiàn)對所述載波頻偏的補償。
[0013]可選的，所述針對掃頻范圍內(nèi)的各掃頻頻點，分別計算接收信號的信號強度指示值包括:
[0014]按照預設的掃頻頻道數(shù)目從初始頻點對所述掃頻范圍內(nèi)的所有掃頻頻點逐個進行掃頻，并對應計算接收信號的信號強度指示值。
[0015]可選的，采用如下方式確定所述初始頻點:針對各掃頻頻點，分別計算接收信號的信號強度指示值，將接收信號的信號強度指示值大于預設的強度閾值時所對應的掃頻頻點作為初始頻點。
[0016]可選的，掃頻過程中的掃頻步長與接收端的低通濾波的帶寬相匹配。
[0017]可選的，所述載波頻偏的估計值為所述信號強度指示值中的最大值所對應的掃頻頻點的頻率值。
[0018]本發(fā)明技術方案還提供一種載波頻偏的補償方法，包括:
[0019]控制收發(fā)端的載波頻偏范圍；所述載波頻偏為采用如上所述的補償方法補償后所確定的載波頻偏范圍；
[0020]在所述載波頻偏范圍內(nèi)對所述接收信號進行頻偏細補償，以實現(xiàn)對所述載波頻偏的細補償。
[0021]本發(fā)明技術方案還提供一種載波頻偏的補償裝置，包括:
[0022]信號強度獲取單元，用于針對掃頻范圍內(nèi)的各掃頻頻點，分別計算接收信號的信號強度指示值；
[0023]掃頻單元，用于對掃頻范圍內(nèi)的各掃頻頻點進行掃頻，并基于所述信號強度指示值及其分別對應的掃頻頻點的頻率值，確定載波頻偏的估計值；所述掃頻頻點用于調整接收端本振信號的頻率；
[0024]補償單元，用于基于所述載波頻偏的估計值調整所述本振信號的頻率，以實現(xiàn)對所述載波頻偏的補償。
[0025]可選的，所述掃頻單元包括:掃描子單元，用于按照預設的掃頻頻道數(shù)目從初始頻點對所述掃頻范圍內(nèi)的所有掃頻頻點逐個進行掃頻。
[0026]可選的，還包括:有效信號檢測單元，用于當接收信號的信號強度指示值大于預設的強度閾值時，確定所述接收信號為有效信號。
[0027]可選的，所述掃頻單元還包括:初始頻點確定子單元，用于在所述有效信號檢測單元檢測到有效信號時所對應的掃頻頻點確定為初始頻點。
[0028]可選的，所述掃頻單元包括:估計子單元，用于將所述信號強度指示值中的最大值所對應的掃頻頻點的頻率值確定為所述載波頻偏的估計值。
[0029]本發(fā)明技術方案還提供一種接收系統(tǒng)，包括混頻器、振蕩信號發(fā)生器、低通濾波器和解調器，還包括:如上所述的載波頻偏的補償裝置；所述振蕩信號發(fā)生器耦接所述掃頻單元；所述信號強度獲取單元耦接所述低通濾波器。
[0030]可選的，所述系統(tǒng)還包括頻偏細補償裝置，用于在所述載波頻偏的補償裝置對載波頻偏進行補償后，對載波頻偏進行細補償。
[0031]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的技術方案至少具有以下優(yōu)點:
[0032]針對掃頻范圍內(nèi)的各掃頻頻點，分別計算接收信號的信號強度指示值，進而基于所述信號強度指示值及其分別對應的掃頻頻點的頻率值，確定載波頻偏的估計值，進而基于所述載波頻偏的估計值調整本振信號的頻率，以實現(xiàn)對所述載波頻偏的補償。由于可以根據(jù)掃頻頻點的頻率值調整接收端本振信號的頻率，所以可以使得本振信號的頻率跟隨掃頻頻點的頻率變動，當本振信號的頻率越接近接收信號載波頻率時，掃頻頻點所對應的接收信號的信號強度指示值也應該越大，所以可以通過掃頻過程中所得到的接收信號的信號強度指示值及其分別對應的掃頻頻點的頻率值，確定載波頻偏的估計值，進而實現(xiàn)對載波頻偏的補償。方法簡單易行，無需調整低通濾波器的通帶帶寬，使用較窄通帶帶寬的低通濾波器即可，在提高接收機性能的同時，可以有效對載波頻偏進行估計，實現(xiàn)對載波頻偏的粗補償，最終使收發(fā)端的載波頻偏被控制在一個較小的范圍內(nèi)；該方法在載波頻偏較大的情況下仍可以有效對載波頻偏進行估計和補償，保證在低通濾波器小帶寬工作模式下仍可以補償大的載波頻偏，有效擴展載波頻偏補償范圍。
[0033]通過如上所述的載波頻偏的補償方法，可以將所述載波頻偏的補償范圍控制在一個較小的范圍之內(nèi)，進而可以在所述載波頻偏的補償范圍內(nèi)對所述接收信號進行頻偏細補償，實現(xiàn)對載波頻偏的細補償。該方法實現(xiàn)簡單，硬件成本低，在保證頻偏補償精度的同時可以有效節(jié)約通信系統(tǒng)成本。
[0034]進一步，所述掃頻范圍可以由掃頻頻道數(shù)目和掃頻步長確定，所述掃頻步長可以根據(jù)低通濾波器的帶寬進行相應的設定，而掃頻頻道數(shù)目可以依據(jù)系統(tǒng)需要補償?shù)妮d波頻偏范圍進行設定。使得在收發(fā)端的載波頻偏較大時，通過相應地調整掃頻頻道數(shù)目和掃頻步長，仍可以有效確定載波頻偏的估計值，進而有效對載波頻偏進行補償。
[0035]本發(fā)明技術方案所提供的載波頻偏的補償方法實現(xiàn)簡單，可以用于基于各種調制方式的通信系統(tǒng)中，兼容性較強。
【附圖說明】
[0036]圖1是現(xiàn)有技術對載波頻偏進行補償?shù)慕邮障到y(tǒng)的結構示意圖；
[0037]圖2是低通濾波器的通帶帶寬較窄時的接收信號的頻譜示意圖；
[0038]圖3是低通濾波器的通帶帶寬較寬時的接收信號的頻譜示意圖；
[0039]圖4是本發(fā)明技術方案提供的載波頻偏的補償方法的流程示意圖；
[0040]圖5是本發(fā)明技術方案提供的載波頻偏的補償方法的