[发明专利]频率偏移估计

说明书

一种接收器(15)包括匹配滤波器组(37)、判决逻辑(39)和频率偏移估计器(35)。匹配滤波器组(37)包括用于接收表示频率调制信号或相位调制信号的数据的输入端。判决逻辑(39)根据匹配滤波器组(37)的输出生成解调符号值的序列。频率偏移估计器(35)根据匹配滤波器组(37)的第一输出确定第一相位值并且根据匹配滤波器组(37)的第二输出确定第二相位值，第二输出相对于第一输出偏移L个符号周期。它还根据解调符号值的序列中的L符号子序列确定相位调整值，每个子序列值根据在第一输出和第二输出之间由匹配滤波器组(37)输出的值确定。它基于第一相位值加上相位调整值与第二相位值之间的差来估计频率偏移。

背景技术

本发明涉及用于估计接收器系统中的频率偏移的设备和方法。

已知传输系统用于将信号从发送器发送到接收器。在一些系统中，数字消息数据被调制到频率调制或相位调制的载波信号上。示例包括蓝牙^TM和蓝牙低功耗(BLE)^TM，它们使用高斯FSK(GFSK)调制。在二进制频移键控(FSK)调制中，数据由发送偏移至载波频率的任一侧的两个不同频率中的一个的发送器编码。可以使用连续相位FSK(CP-FSK)应用调制，使得发送信号的相位是连续的。GFSK是一种类型的CP-FSK，其中通过对调制数据信号进行高斯整形来减少频谱泄漏。

接收器可以使用相干检测，其中接收器使用载波相位的知识来解调信号，或者使用非相干检测，其中不使用相位参考。一种已知的对信号进行非相干解调的方法是使用匹配滤波器组(MFB)，其将进入的采样信号与表示对应于不同的调制数据的各个波形的一组预定滤波器序列进行互相关，以确定由进入的信号的特定部分传送的最可能的符号序列。

如果接收器使用的参考时钟未锁定到发送器的参考时钟，则存在出现频率不匹配或偏移的可能性。这种频率偏移可能导致接收器不准确地对频率调制数据或相位调制数据进行解调。

已知的前导码或训练序列可用于生成初始频率偏移估值，其可用于应用补偿，例如通过将进入的采样点旋转适当的相位角。然而，在接收数据分组的过程期间，频率可能继续漂移。因此，期望在接收任意消息数据的同时继续估计频率估值。

从本申请人较早的专利申请WO 2014/167318和WO 2019/134947中得知，确定在接收到的GFSK调制信号中的两个不同点处的MFB中的特定滤波器的输出相位的差，其中在这两个点之间解调的“0”和“1”比特位的数量相等，并且使用该相位差来确定发送器和接收器之间的频率漂移的估值。

这种方法对于短的滤波器序列(例如3比特位长)可以良好地工作，但是在使用较长的滤波器序列(例如5比特位或更多)时可能导致生成频率偏移估值的延迟，因为对于较长的滤波器序列，在同一滤波器序列的两次匹配之间出现相同数量的0和1逐渐变得稀少。因此，频率估值可能到达得太晚而无用。它们也可能不准确，因为频率可能以不同的方式漂移和/或接收器可能在观察窗口上进行了不同的调整，使得频率估值不提供任何有用的信息。观察窗口内相位缠绕(wrapping)的风险也更大。

本发明试图提供一种替代方法来估计频率偏移。

发明内容

根据第一方面，本发明提供了一种估计接收器系统中的频率偏移的方法，该接收器系统被配置成：

向匹配滤波器组提供表示频率调制信号或相位调制信号的数据；以及

根据匹配滤波器组的输出生成解调符号值的序列，

该方法包括：

根据匹配滤波器组的第一输出确定第一相位值；

根据匹配滤波器组的第二输出确定第二相位值，其中，第二输出相对于第一输出偏移符号周期的偏移数量L；