[发明专利]一种两信号间频率差计算方法

说明书

技术领域

本发明属于通信领域，涉及一种信号接收器中外部输入信号和本地生成信号频率差的算法。

背景技术

在信号接收器设计实现过程中，通常需要知道外部输入信号和本地生成信号两者之间的频率差，目前接收器中计算频率差的方法较多，例如：相关幅值扩展频率法、频率插值自适应加权法等，上述方法虽然计算得到的频率差结果精度较高(±0.5Hz以内)，但是相关积分运算多，算法迭代频繁，有递推过程，实现起来较为复杂。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种两信号间频率差计算方法，在精度要求不高的情况下实现起来较为简单实用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

步骤一，将外部输入卫星信号与相互正交的本地正弦载波信号和余弦载波信号分别进行混频，得到同相信号i和正交信号q，之后经过1ms相干积分，分别得到同相相干积分值I和正交相相干积分值Q；

步骤二，计算输入信号与本地生成信号频率差

Δf_d＝ATAN2[corss(k)，dot(k)]/(2πNT_s)，

其中，corss(k)、dot(k)分别是同相相干积分值I和正交相相干积分值Q叉积和点积，T_s为采样时间，N为积分清除点数。

本发明的有益效果是：设计比较简单，易于实现，在对输出结果精度要求不高(±3Hz以内)的情况下较为实用。

附图说明

图1是本发明的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。

如图1所示，该频率差计算方法主要要由混频模块、积分清零模块和频差计算单元构成，实现步骤如下：

步骤一：实现输入信号与本地生成信号的混频与相干积分：

假定外部输入信号u_i(t)和本地生成信号u_o(t)的表达式如下：

u_i(t)＝A·cos(2πf_it+θ_i)+n(2)

其中，A为输入信号幅值，i是输入信号的特征值下标，o是输出信号特征值下标，f_i和θ_i分别为输入信号的频率和初相，π为圆周率，t为时间，n为带内噪声，f_o和θ_o分别为本地生成信号的频率和初相。

输入信号与本地信号经过第k次混频和相干积分清零后的同相相干积分值I(k)和正交相相干积分值Q(k)的表达式如下：

式中，Δf_d＝f_i-f_o为输入信号与本地信号的多普勒频差，T_s为采样时间，N为积分清除点数，其中，为输入信号与本地信号的初相差，n_I和n_Q为带内白噪声。

步骤二：计算输入信号与本地生成信号频率差：

同相相干积分值I(k)和正交相相干积分值Q(k)的叉积corss(k)和点积dot(k)分别为式(6)和式(7)：

利用叉积corss(k)和点积dot(k)之比，得到频差Δf_d如下：

Δf_d＝ATAN2[corss(k)，dot(k)]/(2πNT_s)(8)

经过上述两个步骤，即可以得到外部输入信号和本地生成信号之间的频率差Δf_d。