[发明专利]一种频偏估计方法、系统及控制器

说明书

本发明涉及一种频偏估计方法及系统，该方法包括：根据位判决后的待测信号对待测信号进行增益；根据增益后的待测信号获取待测信号的频偏分量；本申请的技术方案根据位判决后的待测信号的不同传输阶段对待测信号进行增益，并通过对增益后的待测信号进行积分消除所述解调模块输出的离散时域信号中±1的码流和高斯白噪声获取待测信号的频偏分量，节省硬件资源和能量，在低成本的前提下提高频偏修正的效率和精确度。

技术领域

本发明涉及信号处理领域，具体涉及一种频偏估计方法、系统及控制器。

背景技术

现有的数字调频制式中，FSK(Frequency-shift keying)是一种出现较早的调制解调方式；是一种容易实现，抗噪声与抗衰减的性能较好的调制解调方式，其中，最常用的是用两个频率承载二进制1和0的双频FSK系统；高斯频移键控(GFSK-Gauss frequencyShift Keying)，是在调制之前令发送码流事先经过高斯低通滤波，从而有效限制信号的频谱宽度，减小带外杂散，在保持恒定幅度的同时，通过改变高斯低通滤波器的3dB带宽对已调信号的频谱进行控制，具有恒幅包络、能量集中、频谱占用更窄等优势。

由于成本制约，通常的收发机方案中无法使用价格昂贵的温补晶振，而普通晶振本身的频率温漂、频率分布一致性较差、节点移动带来的多普勒效应等都会造成发送接收两节点间的载频频率偏差，从而给解调造成困难，此外，修正频偏常用的方法是对接收信号进行FFT 变换，然后判断特定能量频率位置，从而修正频谱，但这种方式由于FFT计算复杂会消耗较多的硬件资源和能量。在低成本且频偏有限的场景中不为最优；因此，亟需提供一种低成本的适应当前需求的频偏估计方法及系统。

发明内容

本发明提供一种频偏估计方法及系统，其目的是基于位判决后的待测信号对待测信号进行增益，并采用积分消除所述增益后的待测信号中的±1的码流和噪声获取待测信号的频偏分量，在节省硬件资源和能量的前提下提高频偏修正的效率和精确度。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种频偏估计方法，其改进之处在于，所述方法包括：

根据位判决后的待测信号对待测信号进行增益；

根据增益后的待测信号获取待测信号的频偏分量。

优选地，所述待测信号为通过解调模块输出的离散时域信号。

进一步地，所述解调模块输出的离散时域信号的数学模型如下式：

式中，ω'[k]＝ω_I[k-1]ω_Q[k]-ω_I[k]ω_Q[k-1]，k为时域信号的采样时刻，T为采样时间；为待解调信号，ω_I[k]为I路k时刻对应的高斯白噪声，ω_Q[k]为Q路k时刻对应的高斯白噪声，h为调制指数，f_δ为频偏。

优选地，所述根据位判决后的待测信号对待测信号进行增益，包括：

对所述位判决后的待测信号进行前导码检测和帧分隔符检测，当检测到所述位判决后的待测信号的前导码阶段，且前导码检测时接收所述位判决后的待测信号的数据长度小于等于 64比特时，则利用第一增益量对所述待测信号进行增益，当检测到所述位判决后的待测信号的前导码阶段，且前导码检测时接收所述位判决后的待测信号的数据长度大于64比特时，则利用第二增益量对所述待测信号进行增益，当检测到所述位判决后的待测信号的帧分隔符时，则输出增益后的待测信号；

其中，第一增益量为1/2048，第二增益量为1/8192。

优选地，所述根据增益后的待测信号获取待测信号的频偏分量，包括：