[发明专利]简化的最大似然频差的鉴频信号处理方法及其鉴频器

说明书

本发明涉及一种自动频率的控制技术，确切地说，涉及一种在最大似然频差估计原理的基础上，在一定的信噪比的前提下，对频差估计方程进行简化而提出的一种简化的最大似然频差的鉴频信号处理方法及其鉴频器，属于数字通信系统中的以MPSK(多相移键控)为调制技术的自动频率控制技术领域。

在许多无线通信系统中，因为发送端与接收端各自采用了不同精度的时钟源，这样导致接收到的载波信号频率和本地合成的载波之间存在着一定的频差，并且，随着接收机的各级变频器引入到实际解调的信号之中，在相干解调过程中，如果不消除这种频差，会使接收的信号发生误码。通常消除这种频差的方法是采用自动频率控制技术(AFC，Automatic Frequency Control)。自动频率控制技术可以分为开环自动频率控制和闭环自动频率控制，开环自动频率控制是利用鉴频器直接估计信号的频差，并直接用估计的频差来校正信号的频差；这种开环频差控制要求鉴频器估计的精度高。闭环自动频率控制是利用鉴频器将估计信号的频差反馈给压控振荡器，调节压控振荡器的输出的频差来校正接收信号和本地信号的频差；这是一个闭环调节的过程，要求鉴频器的鉴频曲线具有奇对称特性。

参见图1所示的一种在扩频通信中通常使用的自动频率控制环路的原理框图。接收到的中频信号1由于发送端和接收端采用不同精度的时钟源而带有频差，将中频信号1和本地的压控振荡器107(通常为本地的时钟源)输出信号进行混颇，得到仍然存在频率差的同相和正交的两路基带信号101、102。然后，将这两路信号分别送入积分—清除器103、104，进行数字化和提高信号的信噪比，得到两路数字基带信号Ik和Qk，其中Ik为同相项数字基带信号，Qk为正交项数字基带信号。再将信号Ik、Qk一起输入到鉴频信号频差的鉴频器105，通过一定的信号处理方法，输出得到与信号频差形成一定比例关系的误差校正电压，该误差校正电压通过环路滤波器106滤除噪声后，送入压控振荡器107，就可以控制压控振荡器输出信号的频率，达到校正频差的目的。上述反馈控制过程中鉴频器105性能的好坏决定频率校正的正确性和环路的捕捉时间，也是实现自动频率控制技术的关键所在。

目前使用的鉴频器通常有两类：一类是采用叉积原理的叉积鉴频器，其基本的原理框图如图2所示，其中Ik、Qk分别为同相项及正交项数字基带信号，其相应的信号处理的算式方程为：

       v_d(k)＝I_k-1Q_k-I_kQ_k-1这种叉积鉴频器的鉴频范围为： Δf = 1 2 T ]]>，其中T表示接收机单位采样时间。这种鉴频器的特点是鉴频范围大，但是，抑制噪声的能力一般。需要通过减小环路滤波器的带宽来获得较高的噪声能力，这样环路的捕捉时间相应加长，使噪声性能和捕捉时间之间的矛盾很难克服。