[发明专利]一种GFSK接收机中的频偏估计方法

说明书

本发明公开了一种GFSK接收机中的频偏估计方法。本发明方法首先在解调后的调制信号频率中找出连续bit时的极大值和极小值，以及单bit时的极大值和极小值；然后对两种极大值和极小值分别进行滤波处理；最后将连续bit时的极大值的滤波结果与极小值的滤波结果进行平均，将单bit时的极大值的滤波结果与极小值的滤波结果进行平均，将两个平均结果再做一次平均，最终得到的结果即为当前接收信号的频率偏移值。本发明方法可应用于接收全过程，不受数据内容影响，具有较高的通用性，可同时兼容低中频接收机与零中频接收机。本发明方法完全采用实测结果来进行频偏估计，精确度更高。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种GFSK接收机中的频偏估计方法。

背景技术

GFSK调制是利用基带信号对载波频率进行调制的一种调制方式，因此基带信号本身即是频率量纲的信号，在接收机中，解调输出的结果即频率量纲信号。由于接收机本振信号与发射端的本振信号频率不可能完全一致，难免存在细微的偏差，直接影响就是造成解调出来的波形具有一定的直流偏移。对于解调模块之后的判决电路基于设定门限进行处理，还原出原始的数据，而解调数据的直流偏移将极大的影响信号判决。最坏的可能是解调后的数据完全大于或小于解调门限，导致判决出现长1或长0的情况，无法输出任何有用的数据。因此，在把频率信号送至判决模块之前，必须先对解调输出的频率信号进行频偏估算，根据估算结果去校准频偏，然后才可进入判决阶段。

补偿效果的好坏取决于对频率偏移的准确估算。对于频偏的估算，普遍的做法是对接收解调后的频率信号累加求平均，这种做法实现简单，但对频偏的估算结果较大的受实际数据的形式以及累加信号时长的影响。通用的技术中，如专利对比所列的四项专利，都会要求在有效数据前加入前导码(0101交替的数据)，直接采样然后累加求平均的方式，用于接收机进行校准使用。这种方式对数据形式具有局限性，若数据形式有所变化则可能造成较大的计算误差，同时累加数据的个数也对计算精度有所影响，累加个数太少则可能收接收信号中的干扰影响较大，累加个数太多又会造成频偏计算时间太长以及对硬件资源消耗较大。

专利号为201811200773.9的发明专利公开一种用于GFSK解调器中的频率偏移估计器及其方法。在频率偏移估计器中，经数字差分鉴相器得到的信号首先传送到具有频率偏移估计快速收敛特性的反馈频率偏移估计器，利用一个均值计算器来计算信号的初始频率偏移，并反馈到前端的数字下变频模块中完成初始频偏恢复，再利用中值选择器和卡尔曼滤波器周期性地估计频率漂移值，当频漂累加值达到调节阈值时，则将估计值前馈到可调阈值判决器中来改变其判定阈值。该方法选择码元序列为10或者01的两符号(既单bit数据)的中间采样值进行估算，无法区分连续bit或者连续bit到单bit的变化，应用有局限性。只能用于前导码固定为010101的数据格式，且无法在接受过程中进行持续的频率漂移跟踪。

专利号为201811452250.3的发明专利公开了一种采样频偏估计与补偿的方法及系统，该方法包括：确定当前符号的开窗位置，根据开窗位置从数据缓存中获取当前符号的采样点；将当前符号的采样点的值取绝对值后，计算每个符号周期内五个等间隔的采样值；利用五个等间隔采样值迭代计算第一判决表达式和第二判决表达式；当根据第一判决表达式确定需要进行采样频偏补偿时，利用第二判决表达式确定开窗调整参数以对开窗位置进行调整。该方法中频偏估计通过一个符号内五个等间隔采样点的来计算的，用于计算的每一个符号都必须具有一致的形状才能得到准确的结果，即固定数据形式010101，若数据具有一定随机性则无法进行计算。若数据带有一定的干扰，也会影响估算结果。