[发明专利]基于实频率参考信号的数字化自动频率校正方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及通信传输领域中的频率同步系统，尤其涉及一种基于实频率 参考信号的数字化自动频率校正方法。

【背景技术】

在通信传输系统中，接收端的频率源信号频率通常需要与发射端的频率 源信号频率保持一致。为了做到这一点，可以采用的一种方法是在收发两端 采用高精度的晶体振荡器。但是高精度的晶体振荡器通常比较昂贵，而且长 时间使用之后会发生频率漂移，需要定期进行人工频率校正。

可以采用的另一种方法是由发射端向接收端发送一个频率参考信号(又 称为校频信号或导频信号)，接收端根据接收的频率参考信号对本地频率源信 号的频率进行自动校正，使得本地频率源信号的频率在精度允许的范围内跟 踪于频率参考信号的频率，从而达到收发双方频率同步的目的。这种方法称 为自动频率跟踪或自动频率校正。

有时频率参考信号并不是一直存在的，而是间歇发送的。此时在实施自 动频率校正之前必须先检测接收信号中是否存在频率参考信号。只有在频率 参考信号存在的前提下才可以实施自动频率校正。

在自动频率校正中，通常只需一个普通的压控振荡器(VCO)和一些控 制电路就可以实现高精度的频率同步，不但价格比较低廉，而且频率校正是 自动完成的，不需要定期进行人工校频。

自动频率校正的一个典型例子是GSM移动通信系统中基站与移动台或 直放站之间的频率校正。基站在下行广播信道中，每隔约46ms或51ms发送 一个持续时间约为577s的校频突发包(FCB)，即频率参考信号，移动台或 直放站可根据这些FCB校正自己的频率源频率。

自动频率校正方法分为模拟式和数字式两种。模拟式自动频率校正方法 通过对模拟信号的处理来获得用于频率校正的调整信号，而数字式自动频率 校正方法则先将模拟信号数字化，然后再通过对数字信号进行处理来获得用 于频率校正的调整信号。

通常的数字式自动频率校正方法是根据接收频率参考信号的复数形式 (即I、Q两路相互正交的实频率参考信号)来实施的，例如美国专利公告 US 6226336B1和US2005/0129149A1。这种基于复频率参考信号的数字式自 动频率检测和校正方法所处理的采样数据是复数，其实部和虚部分别是在同 一时刻对I、Q两路相互正交的实频率参考信号采样得到的实数样值。

然而基于复频率参考信号的数字式自动频率校正方法具有较高的复杂 度。获得复数形式的I、Q两路频率参考信号需要通过对实数形式的一路频 率参考信号进行正交变频来实现，这比获得实数形式的一路频率参考信号要 复杂得多；另外，在得到I、Q两路频率参考信号的过程中又可能会引入一 些失衡，包括幅度失衡(I、Q两路幅度不同)、相位失衡(I、Q两路相位不 正交)等，这些失衡会影响自动频率校正方法的精度。为了解决这一问题需 要对失衡进行补偿，但这样做又会使系统实现的复杂度增加。

【发明内容】

本发明的目的就是为克服上述基于复频率参考信号的数字式自动频率校 正方法复杂度较高的缺点，提供一种基于实频率参考信号的数字化自动频率 校正方法。

为此，本发明采取如下技术方案实现：

本发明之基于实频率参考信号的数字化自动频率校正方法，其频率参考 信号来自发射端，默认存在或经频率检测确认存在，其中包括：

将来自发射端的一路中频或基带模拟实信号进行采样、模数转换为数字 信号的步骤；

以该实采样数据计算本地频率源信号与发射端频率源信号的频率误差函 数的步骤；

在默认所述频率参考信号存在或经频率检测确认频率参考信号存在的标 志信号置位时，选通频率误差函数的计算结果并进行数据变换以获得对本地 的频率进行调整的调整增量的步骤；

将所述调整增量进行累加以获得本地频率源数字调整信号的步骤；

将该数字调整信号转换为模拟调整信号的步骤；

对该模拟调整信号进行滤波形成本地频率源控制电压的步骤；

以该频率源控制电压控制本地频率源实现本地频率调整使之与发射端的 频率同步的步骤。

所述采样、模数转换的步骤中，采样时钟由本地频率源信号经分频/倍频 得到，根据实际应用中不同的收发频差允许范围，采样频率与本地频率源信 号频率之比取不同的预设值，采样频率随着本地频率源的调整而变化。