[发明专利]采用考斯塔斯环部分改进发射频率的稳定度的装置与方法

说明书

本发明涉及在半双工发射方法的通信系统中采用costas环部分改进发射频率的稳定度的装置与方法，其中的一个接收终端上设置有一个A/D转换器、一个D/A转换器、一个开关电路及一个中央处理单元，从而在数据传输中通过costas环部分抽取一个基准频率而无须安装独立的基准频率抽取设施，借此改进发射频率的稳定度。

通常在采用半双工发射方法的卫星通信系统中，采用下述方法来确定数据传输中的发射频率的稳定度。

首先，如果分析一下接收的信号，这些信号中包含称作导频的独立信号。在卫星发送数据时，导频是混在数据信号中发送的。在接收数据以后再次发送它们时，便将这一导频用作基准频率。

因此，当接收一组数据之后再发送它时，有两种方法。其中之一为抽取导频信号而采用所抽取的导频信号作为基准信号来发送数据。另一种方法为从构成数据的时钟中抽取基准信号。

此外，还有另一种方法。这便是，将携带数据的载波用作基准信号。在这一情况中，必须连续地跟踪载波的频率状态，即载频的偏移，而在数据传输期间反映它。

然而，在上述方法中，抽取导频信号的方法必须设置有一个用于检测导频的附加电路，这一附加电路是具有完全独立的构造的。

同时，在从形成数据的时钟中抽取基准频率的方法中，在数据传输期间，将所接收的时钟用作振荡器的基准频率。因此，必须增加在传输中专用的一个振荡器。为了使这一振荡器与基准时钟同步，需要许多部件。

同时，在利用载波的第三种方法中，有必须连续地跟踪频率偏移的麻烦。

同时，美国专利5,271,039中公开了关于基于半双工发射方法的通信系统的接收终端的另一种技术。这一发明的装置包括：一个用于提供调相信号的装置；一个用于提供抽样频率的本地振荡器；通过利用本地振荡器的抽样时钟将接收的调相信号转换成数字信号的一个A/D转换器；及一个解调与本地振荡控制装置，用于通过再生一个基准符号时钟解调A/D转换器的数字信号，及检测该符号时钟与本地振荡器的抽样时钟之间的相位差来控制该本地振荡器，使本地振荡器生成一个预置的频率。

在该先有技术中，利用该A/D转换器及解调与本地振荡控制装置来控制接收端的一个本地振荡器件。以这一方法，将抽样时钟与符号时钟之间的相位差降低到零。从而通过建立一个精确的同步，便能精确地解调接收的数据。然而，在要再次发射数据时，则不能保证发射频率的稳定度。

当然，如果采用抽取基准频率(导频信号)的一个独立器件，则能将稳定度建立到一定程度，但如上所述会损害经济性。

本发明旨在克服传统技术的上述缺点。

因此，本发明的目的为提供改进发射频率的稳定度的装置与方法，其中在当前采用的接收终端的costas环中安装了一个低成本设备，以便通过costas环而不用高成本的传统基准频率抽取设备便能从携带数据的载波中抽取发射基准频率，借此改进发射频率的稳定度。

为了达到上述的目的，按照本发明的采用costas环来改进发射频率的稳定度的装置，在一个积分器与一个温度补偿电压控制振荡器之间包括：一个开关，用于从一个积分器及一个D/A转换器输入的两个信号中选择一个信号；一个A/D转换器，用于通过一个电压调节器接收该开关的输出模拟信号而将它们转换成数字信号；一个电压跟随器，用于消除温度补偿电压控制振荡器与A/D转换器之间的互相干扰，并用于将输入各终端的电压调节到同一电平上；一个中央处理单元，用于连续地存储A/D转换器的输出及用于控制各转换器25与30及开关；以及一个D/A转换器，用于读取中央处理单元的输出值，在接收它们之后的数据转发期间，将它们转换成模拟值。

在描述本发明之前，首先描述用在本发明中的costas环。

图1示出用于解调调制的信号的costas环的构成。

如图1中所示，该costas环包括：一个第一相位检测器1，用于解调输入信号；一个第二相位检测器8；第一与第三低通滤波器2与9，用于通过第一与第二相位检测器1与8的输出端上低于截止频率的频率；一个乘法器3，用于输出一个与第一与第三低通滤波器2与9的输出信号的乘积成比例的输出；一个第二低通滤波器4，用于滤波乘法器3的输出；一个积分器5，用于输出一个与第二低通滤波器2的滤过信号成比例的积分值；一个温度补偿电压控制振荡器(VCTCXO)6，用于利用控制电压生成一个振荡频率并将其提供给各相位检测器1与8；以及一个90度移相器7，用于移相温度补偿电压控制振荡器6的输出并将输出提供给第二相位检测器8。

上述构造的costas环以下述方式操作。