[发明专利]确定FRACTIONAL‑NPLL合成器信号偏移项的方法，实现该方法的合成器，信号处理装置及GNSS接收机

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定小数N分频锁相环合成器信号偏移项的方法。这类方法应用于诸如接收机上，特别是应用于类似移动电话和全球导航卫星系统的直接序列扩展频谱(DSSS，Direct Sequence Spread Spectrum)信号接收机上。本发明还涉及一种用于实现该方法的合成器和包含该合成器的信号处理装置，以及具有这类信号处理装置的全球导航卫星系统接收机。

背景技术

锁相环(PLL，Phase-locked Loop)合成器应用于各种环境中。其中，在该锁相环合成器反馈路径中的分频器由基准信号导出高频合成器信号。小数N分频器的使用考虑到使合成器信号频率与基准信号频率相关的小数分频比，因而适合于可能频段的相对较窄的间距。通常使用在两个或两个以上不同整数分频比之间定期切换的计数分频器来实现此类反馈路径。举例来说，在所谓的双模小数N合成器中，分频器用于将合成器信号的频率K次(K times)除以整数N+1，L-K次(L-K times)除以N，其中L>K，则平均分频比Nf为N+K/L或(NL+K)/L，即：小数、非整数分频比。因为合成器信号的频率为Nf乘以基准信号的频率，故，可依参数N，L和K的选择，使输出信号频率在带有高分辨率的宽频带上进行变化。特别是可以使用积分-三角调制器(sigma-delta modulator)来控制分频器，但也存在着实现小数N分频器的其他可能方案。

使用缺少整数分频器功能的小数分频器的锁相环合成器的问题在于：每当锁相环闭合且建立了锁定的两个锁定状态(state-of-lock)间隔被失锁的失锁(loss-of-lock)间隔分开的时候，在两个锁定状态间隔中的合成器信号部分通常相位不一致，也就是说，在与第一个间隔的未被干扰的合成器信号的虚拟延续(即：所述合成器信号会进行延续，就好像从未发生过失锁一样)相关的第二个间隔中，合成器信号部分会产生相移。在某些应用中，这种情况可以严重影响所接收信号的处理，特别是从该接收信号中进行可靠的数据抽取。现存有上述问题的多种解决方案。

公开号为US 2009/0224974A1的美国专利已公开了根据技术方案1前序部分中的方法。这里，在电路处于节电模式并且除时钟之外的锁相环功能处于暂停的停工期(down-time)的之前和之后，确定合成器信号与来自时钟信号的基准信号之间的相位关系。将停工期之前和之后的合成器信号之间的相位偏移确定为停工期之后和之前的合成器信号与基准信号之间的相位关系差。

上述方法很复杂，且依赖于频率高于合成器信号频率的基准信号，而通常需要降低基准信号的频率。仅能以有限的精确度来确定合成器信号和基准信号之间相位关系。实际上，仅能确定合成器信号和基准信号的相位关系差上下限。

在公开号为US6107843A的美国专利中公开了一种方法，其中，可通过在一些或全部上述指定为N、L和K的参数的不同值之间进行切换来改变分频比。为了维持相位一致性，仅在基准信号的周期数为L的倍数或在使用不同L值情况下基准信号的周期数为这些值的最小公倍数时，可允许不同参数集间的切换。该方法在不同参数集的预期转换完成之前通常需要一等待周期。这样，不可能确定由无法预见的突然失锁引起的相位偏移。

在公开号为US6556082B2和US7463710的美国专利中公开了类似的方法。在这两个美国专利的后者中，也描述了通过对相当于L的参数进行瞬态修改来调整锁相环合成器信号的相位。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在锁相环小数N合成器产生短暂失锁的所有情况下可以稳定工作的通用方法。该发明目的由技术方案1特征部分中的技术特征来实现。

使用根据本发明的方法，在失锁发生前后，可估计合成器信号之间的相位关系，并可基本精确地对该相位关系进行补偿，即便该失锁是由一些突发、不可预料的事件引起的。也就是说，本方法不取决于失锁是否由中间切换至不同反馈路径，调谐电容的切换，连接至锁相环的电路的部分电压突增或掉电，或其他类似原因引起的。

根据本发明的方法简单且易于操作。不同分频比之间的切换不受瞬态限制。本方法不依赖于如何实现分频器，特别是指分频器无需为与现有技术相关的上述类型。

本发明的另一目的是提供一种能够实现根据本发明的方法的合成器。根据技术方案6的合成器适合于该目的。该合成器的结构简单，性能可靠。

本发明的另一目的是提供一种具有根据本发明的合成器的可用于校正数字信号的相位的信号处理装置。

本发明的进一步的目的是提供一种具有根据本发明的信号处理装置的全球导航卫星系统接收机。