[发明专利]GMSK调制信号的自动频率控制系统

说明书

用于数字数据传输的一种调制形式是高斯最小相移键控(GMSK)。在发送机中利用了一个预调制高斯低通滤波器(LPF)。高斯LPF固有地在已调信号中产生符号间干扰(ISI)。因此，不象最小相移键控(MSK)调制信号，GMSK调制信号的相位在响应于每个比特不完全变化到+π/2。代之以，对于每个比特的实际相位变化小于或等于π/2并且是比特码型和高斯LPF的BT积的函数，其中B是LPF带宽，T是比特时间间隔。

通常，在载波频率中的频漂是由载波频率产生电路的硬件缺陷在发送调制信号中引入的。另外，车速的变化可产生接收信号的附加频漂。自动频率控制(AFC)系统已经被用于跟踪已调信号中的慢速频漂。通常，AFC系统依靠在反馈控制环中产生的误差信号，该误差信号理想地代表频率跟踪误差。

一种已知现有技术的AFC系统使用在频率补偿器和差错检测器的反馈环路中具有环路滤波器的频率补偿器和差错检测器。差错检测器估算频率补偿的接收信号频率差错或失调。环路滤波器累加或积分差错检测器的输出，平滑频率补偿器输出噪声输出。频率补偿器以正比于环路滤波器输出的量值补偿接收信号的频率偏移。

AFC系统已经发展了多种调制方式，例如二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)和多频相移键控(MFSK)。取决于接收信号的调制格式，不同的系统主要地是在差错检测器方框中实现的。遗憾地是，因为GMSK调制信号的固有ISI，这些公知的系统没有一个可以利用于GMSK调制信号。例如，如果设计用于QPSK调制信号的AFC系统的差错检测器与GMSK调制信号一起使用，则差错检测器的输出将有非常大的噪声，导致AFC特性差。这是因为由于ISI影响信号相位图，数据调制的影响不能从差错检测器的输出信号中去除。

因此，发明人希望提供一个用GMSK调制信号的AFC系统，其中产生一个可靠的差错信号，从而改善整个AFC系统的性能。

发明人还希望提供一种利用经济的硬件的可靠的AFC系统。

按照本发明的第一个方面，提供了一种高斯滤波最小相移键控(GMSK)信号的载波频率的频漂检测和补偿的方法。该方法包括提供比特参数、和提供具有至少两个参数的环路滤波器和设置比特参数等于零和初始化该环路参数的步骤。然后GMSK信号的比特的样值被接收和频率补偿的样值从GMSK信号的样值和上述初始化的环路滤波器参数计算。下一步频率补偿的样值被解调提供一个特定的解调比特码型和对于特定的解调比特码型完成一个频率补偿角。然后从频率补偿样值和上面确定的特定补偿角计算误差信号。环路滤波器的参数值然后从计算的误差信号中重新计算和在前面步骤确定的环路滤波器参数值被反馈以便计算频率补偿的样值。

按照本发明的第二个方面，提供一种用于检测和补偿高斯滤波最小相移键控(GMSK)信号的载波频率频漂的AFC系统。该系统包括接收GMSK信号和计算误差信号及频率补偿样值的误差检测器和频率补偿器。另外在误差检测器和频率补偿器的反馈通路中设置一个环路滤波器。该环路滤波器接收误差检测器和频率补偿器的输出和从误差信号计算滤波器参数和反馈滤波器参数到在第一反馈环中的误差检测器和频率补偿器。解调器接收误差检测器和频率补偿器的输出并且计算解调的频率样值。频率补偿表接收解调的频率补偿样值和计算频率补偿角并且反馈该频率补偿角到第二反馈环路中的误差检测器和频率补偿器。然后该误差检测器从频率补偿样值和频率补偿角计算误差信号。

结合附图参照下面的描述，本发明本身连同其它目的和附加的优点将会更好的理解。

图1是按照本发明的优选实施例的接收机的方框图。

图2是按照本发明的优选实施例的AFC系统的方框图。

图3是说明按照第一优选实施例的图2的AFC系统的操作的流程图。

图4是说明按照本发明的第二优选实施例的图2AFC系统的操作的流程图。

图1是按照本发明的优选实施例的接收机的方框图。接收机10包括天线12，前端放大器14，下变频器16，模/数变换器(A/D)18，和数字信号处理器(DSP)20。天线12耦合到前端放大器14的输入端。前端放大器的输出端被耦合到下变频器16的输入端。下变频器16的输出端被耦合到A/D变换器18的输入端和A/D变换器18的输出端被耦合到DSP20的输入端。