專利名稱：一種多波束頻偏提取方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的衛(wèi)星定位系統(tǒng)中的終端用戶機，具體涉及北斗導航定位系統(tǒng)終端用戶機中基帶信號處理部分內(nèi)的多波束頻偏提取方法及其裝置。
背景技術(shù)：
衛(wèi)星導航定位是指利用衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)提供位置、速度及時間等信息來完成對各種目標的定位、導航、監(jiān)測和管理。衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)中，通信終端用戶機對接收信號的處理主要包含兩個主要部分，即射頻處理部分和基帶處理部分，其中基帶處理部分完成接收信號的A/D轉(zhuǎn)換、解調(diào)解擴、信息解碼、及發(fā)射信息的卷積編碼、信息拼接、擴頻調(diào)制等。在碼分多址(CDMA)體制下，射頻處理部分只能完成形式上的解調(diào)。事實上，是由基帶處理部分先完成解擴后，再通過獲得擴頻增益抬高信噪比，之后才進行同步載波提取，實現(xiàn)真正的解調(diào)。對于基帶信號處理部分，載波頻偏的存在會導致信號的相位迅速變化，而且受用戶機移動的影響，載波頻偏是一個隨時間變化的量，如果不實時準確地進行載波頻偏提取和補償，就難以完成解調(diào)。載波頻偏是指通信系統(tǒng)的收發(fā)載波之間存在的頻率差異，簡稱頻偏，載波頻偏的提取是通信終端用戶機基帶信號處理模塊的關(guān)鍵任務(wù)之一，在提取了載波頻偏后，就可以以各種方式進行頻偏自動消除，達到完成解調(diào)的目的。
在擴頻通信中，通常稱解擴前的信號為碼片(Chip)級信號，稱解擾解擴后的信號為符號(Symbol)級信號，經(jīng)過射頻處理模塊和基帶解擴之后，I支路接收到的符號級信息可以用復(fù)數(shù)表示為DI(t)exp(-j(Δωt+φ))，其中為I支路需要接收的二進制原始信息只有1和-1兩種取值，為載波頻偏，為固定相差，考慮到DI2(t)＝1，進行平方運算，可以得到exp(-j2(Δωt+φ))，這是一個包含頻偏和固定相差的單頻信號，只要消除固定相差的影響就可以提取出頻偏。因此，頻偏提取一般都是通過對符號級信號進行頻偏實時估計，稱為頻偏提取，其常見的方法包括一、快速傅立葉變換(FFT)頻偏提取法，包含幾個步驟復(fù)數(shù)平方運算、快速傅立葉變換(FFT)、功率譜峰值查找、頻偏估計值輸出；二、相鄰符號延時共扼相乘提取頻偏，其原理公式為exp(-j2(Δωt+φ))×exp(j2(Δω(t-ΔT)+φ))＝exp(-j2Δω×ΔT)，其中ΔT為符號速率為已知數(shù)值，上述公式事實上提取了頻偏特征，進行平滑濾波就可以獲得可靠的頻偏特征，因此采用相鄰符號延時共扼相乘提取頻偏包含幾個步驟數(shù)據(jù)平方、數(shù)據(jù)延遲、相鄰符號共扼相乘、濾波。
全球衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)中，每顆定位衛(wèi)星都以一個或多個波束覆蓋地面終端用戶機，由于不同衛(wèi)星所處位置不同，不同波束信號經(jīng)歷的空中傳播途徑有差異，因此對于終端用戶機的接收而言，不同波束信號到達終端接收機，經(jīng)過解擴之后遺留的載波頻偏是不同的。對于通信終端用戶機必須能夠和多顆衛(wèi)星的多個波束都建立通信通道，才能完善地實現(xiàn)定位功能，因此基帶處理模塊必須對多個波束信號都進行實時的載波頻偏提取，稱為多波束的頻偏提取。
頻偏提取裝置無論采用哪種算法都要用到復(fù)數(shù)乘法器，是非常耗費硬件資源的，對于多波束的頻偏提取實現(xiàn)裝置，傳統(tǒng)的實現(xiàn)方法采用完全并行處理方式，即對于每一個波束都有自己獨立的一套電路提取，對于多波束需要多套頻偏提取單元，資源浪費比較嚴重；同時，傳統(tǒng)的實現(xiàn)方法對頻偏提取采用固定的提取方法，頻偏估計值的更新周期是固定的，當用戶機移動速度較高時，頻偏估計值更新過慢，會導致估計值精度下降；當用戶機移動較慢而頻偏估計值更新過快也會導致估計值精度下降；另外，由于不同的終端用戶機采用不同的頻偏消除辦法，對提取頻偏的方法、頻偏提取精度、輸出的形式的要求會有所不同。因此，目前的頻偏提取方法，對于衛(wèi)星數(shù)目較少時，是比較簡單直觀的方法，但當定位衛(wèi)星數(shù)目增加時，資源耗費巨大，成本急劇增加；同時不同移動速度下，頻偏提取精度難以保障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，如何克服現(xiàn)有技術(shù)中的定位衛(wèi)星數(shù)目增加時頻偏提取裝置資源耗費龐大的缺點以及頻偏估計值的更新周期和提取的方法都不可配置問題，針對傳統(tǒng)并行處理方式提供一個共享資源流水線處理的方法，該方法還可以預(yù)先選擇設(shè)置更新周期和每個波束的頻偏提取方法；進一步，提供實現(xiàn)該方法的裝置。
本發(fā)明上述第一個技術(shù)問題這樣解決，構(gòu)造一種多波束頻偏提取方法，使用專用頻偏提取電路裝置，其特征在于，采用時分復(fù)用方式和集中控制電路結(jié)構(gòu)，利用公用的一套專用頻偏提取電路裝置分時逐一對所有波束按各自指定的頻偏提取算法進行實時頻偏估計。
按照本發(fā)明提供的頻偏提取方法，其特征在于，所述專用頻偏提取電路裝置可以是同行內(nèi)通用芯片或模塊，采用集中控制的電路結(jié)構(gòu)將原并行處理結(jié)構(gòu)中毫無聯(lián)系的多個所述通用芯片或模塊組成有機整體。
按照本發(fā)明提供的頻偏提取方法，其特征在于，所述頻偏提取算法可以是快速傅立葉變換頻偏提取算法，包括復(fù)數(shù)平方運算、快速傅立葉變換FFT、功率譜峰值查找和頻偏估計值輸出。
按照本發(fā)明提供的頻偏提取方法，其特征在于，所述頻偏提取算法還可以是相鄰符號延時共扼相乘提取算法，包括數(shù)據(jù)平方、數(shù)據(jù)延遲、相鄰符號共扼相乘和濾波。
按照本發(fā)明提供的頻偏提取方法，其特征在于，所述頻偏提取算法還可以是其他算法。
按照本發(fā)明提供的頻偏提取方法，其特征在于，所述時分復(fù)用方式是周期性進行，每一周期完成一次對所有波束的頻偏估計，所述周期為頻偏估計值更新周期。
按照本發(fā)明提供的頻偏提取方法，其特征在于，所述各自指定的頻偏提取算法和更新周期可以預(yù)先設(shè)置和選擇，同時可以通過外部軟件或硬件控制的方式進行按實際需要進行實時控制和調(diào)整。
按照本發(fā)明提供的頻偏提取方法，其特征在于，所述時分復(fù)用，包括在所述周期內(nèi)，利用存儲器緩存并行到來的多波束信號，然后分時在每一波束對應(yīng)的處理時間串行讀出其數(shù)據(jù)、快速進行頻偏估計并實時輸出結(jié)果。
按照本發(fā)明提供的頻偏提取方法，其特征在于，所述多波束信號緩存在多個存儲器或一個存儲器的多個存儲地址段中，每一波束對應(yīng)一個存儲器或一個存儲地址段。
本發(fā)明另一個問題這樣解決，構(gòu)造一種多波束頻偏提取裝置，包括周期分時控制選擇的集中控制模塊、內(nèi)置可供選擇頻偏提取算法的主處理模塊和緩沖接收多波束實時數(shù)據(jù)用于分時處理的數(shù)據(jù)緩沖模塊。
按照本發(fā)明提供的裝置，其特征在于，所述主處理模塊包括頻偏估計單元和共扼相乘頻偏估計單元，還可包括其他的頻偏估計算法單元；所述數(shù)據(jù)緩沖模塊包括多個Ram存儲器及其輸入端的Ram讀寫通道控制單元和輸出端的多ram讀出數(shù)據(jù)選擇控制單元，所述數(shù)據(jù)緩沖模塊也可使用單一存儲器中與波束一一對應(yīng)的多個地址存儲段及其對應(yīng)的輸入/出控制。
按照本發(fā)明提供的裝置，其特征在于，所述T頻偏估計單元包括復(fù)數(shù)平方運算塊、FFT變換塊、FFT譜計算和峰值查找塊、輸出數(shù)據(jù)選擇塊；所述共扼相乘頻偏估計單元包括復(fù)數(shù)平方運算塊、數(shù)據(jù)延遲塊、共扼相乘復(fù)數(shù)乘法器和IIR濾波器。
本發(fā)明提供的頻偏提取方法可以利用軟件或其他方式對參數(shù)進行靈活配置，在集中控制單元的控制下，六個波束輸入的解擴數(shù)據(jù)被周期性地，并分時完成頻偏提取，其裝置具備1、參數(shù)可配置，特別是頻偏估計更新周期和頻偏估計利用的符號點數(shù)可以通過參數(shù)配置，實際上就是頻偏估計的精度可以通過外部來配置，在不同的移動速度下，可以通過配置參數(shù)來選擇精度；頻偏提取的方法有兩種可選方式，通用性強；2、只用一套FFT頻偏提取單元和共扼相乘頻偏提取單元，只需要相應(yīng)增加一些存儲器資源，就能完成所有波束的頻偏提取任務(wù)，處理的波束數(shù)目可高達80個波束。這樣，本發(fā)明的頻偏提取方法和裝置，與傳統(tǒng)并行處理和固定頻偏提取方法相比，有效地利用了硬件資源，大大降低了開發(fā)成本；而且，不因定位衛(wèi)星數(shù)目的增加而大量增加硬件資源，便于硬件開發(fā)中資源的充分利用；進一步，提供了兩種可選擇頻偏提取方法、靈活的參數(shù)配置，有利于專用基帶集成芯片的開發(fā)。同時，對于通信終端用戶機而言，能處理的波束越多，定位精度越準確，系統(tǒng)越可靠，本發(fā)明解決了波束數(shù)目增加時的頻偏提取硬件資源耗費龐大的問題，有利于降低系統(tǒng)成本，也提出了一種通用性強、可靈活配置的頻偏提取的方法，有利于專用基帶集成芯片的開發(fā)。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明的FFT頻偏提取單元結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明的共扼相乘頻偏提取單元結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理控制信號圖之一；圖5是本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理控制信號圖之二；具體實施方式
首先，說明本發(fā)明的基礎(chǔ)點。
(一)本發(fā)明的主要思想是利用一個集中控制單元，針對不同的參數(shù)配置產(chǎn)生出不同的控制信號來控制頻偏提取的完成；對于多波束頻偏提取，在時間上進行周期性地分段，每一段時間段內(nèi)完成一次所有波束的頻偏估計，該時間段稱為頻偏估計值更新周期，在每個更新周期內(nèi)，首先利用存儲器緩存并行到來的多波束信號，然后在周期內(nèi)每一波束的對應(yīng)處理時間串行讀出該波束的數(shù)據(jù)、快速進行頻偏估計并實時輸出估計結(jié)果，實現(xiàn)對單個頻偏估計器的分時復(fù)用；同時為了節(jié)約存儲器，增加對存儲器的讀寫控制，每個波束對應(yīng)一個存儲器或存儲地址段，頻偏估計過程中的所有中間結(jié)果多次從存儲器中對應(yīng)的存儲單元進行讀出和寫入。
(二)時分復(fù)用原理本發(fā)明所述裝置基于擴頻原理，在發(fā)射端每個符號(Symbol)按擴頻因子(SF-Spreading Factor)擴展為碼片級數(shù)據(jù)，接收端的解擴將碼片級數(shù)據(jù)又恢復(fù)為符號級數(shù)據(jù)，解擴之后的數(shù)據(jù)速率降為擾解擴之前的1/SF，也就是說在SF個碼片(Chip)時間段里，輸出一個符號數(shù)據(jù)，如果采用8倍的碼片時鐘作處理時鐘，在這樣的時間段里，將有8×SF個處理時鐘。頻偏估計需要存儲一定長度的解擴數(shù)據(jù)，然后再用快速系統(tǒng)時鐘(比如8倍的碼片時鐘)進行頻偏提取。本發(fā)明以頻偏估計值更新周期為處理周期，每個處理周期里首先緩存并行到來的若干波束信號，當存夠頻偏提取要求的數(shù)據(jù)點數(shù)時，開始進行逐個波束的頻偏提取運算，直到所有波束頻偏提取結(jié)束，然后又開始下一個周期，這樣周而復(fù)始地不斷給所有波束提供頻偏估計值。在對第一個波束進行數(shù)據(jù)緩存時，頻偏提取單元可以為其他波束工作，由于數(shù)據(jù)緩存的速率為符號級速率，每存一個數(shù)據(jù)點就有8×SF個處理時鐘，因此相對于數(shù)據(jù)緩存，完成頻偏提取占用的時間非常小，同一個頻偏提取模塊可以輪流為許多波束輪流工作。比如，對于SF＝256，采用512點FFT頻偏提取法，一次數(shù)據(jù)緩存可以利用的時間是512×8×SF＝1048576個處理時鐘，F(xiàn)FT頻偏提取法采用基2快速算法，需要的時鐘個數(shù)為9600個處理時鐘，加上平方和頻偏輸出，總共需要13000個處理時鐘，那么一個頻偏提取模塊可以處理的波束數(shù)目為1048576/13000＝80。
進一步，根據(jù)附圖和實施例具體說明本發(fā)明(一)硬件結(jié)構(gòu)如圖1，本發(fā)明提出的頻偏裝置包括新增的集中控制單元10、通用的FFT頻偏估計單元14和共扼相乘頻偏估計單元15，還包括新增的Ram讀寫通道控制單元11、多個ram存儲器和多個ram讀出數(shù)據(jù)選擇控制單元13；通用的FFT頻偏估計單元14和共扼相乘頻偏估計單元15組成頻偏提取的主處理模塊6，Ram讀寫通道控制單元11、多個ram存儲器和多ram讀出數(shù)據(jù)選擇控制單元13組成數(shù)據(jù)緩沖模塊8。進一步地，如圖2，通用的FFT頻偏估計單元14還包括復(fù)數(shù)平方運算單元20、FFT變換單元21、FFT譜計算和峰值查找單元22、輸出數(shù)據(jù)選擇單元23；如圖3，通用的共扼相乘頻偏估計單元15還包括復(fù)數(shù)平方運算單元30、數(shù)據(jù)延遲單元31、共扼相乘復(fù)數(shù)乘法器32、IIR濾波器33。
(二)工作原理。下面就裝置六個主要部分對工作步驟和原理進行具體說明①集中控制單元10可以響應(yīng)五個輸入?yún)?shù)的設(shè)置，參數(shù)1為頻偏提取方法選擇，參數(shù)2為頻偏估計值更新周期，參數(shù)3為數(shù)據(jù)存儲區(qū)間長度；參數(shù)4為數(shù)據(jù)存儲長度，參數(shù)5為要處理的波束數(shù)目。根據(jù)配置的五個參數(shù)產(chǎn)生出四種控制信號即控制信號A、控制信號B、控制信號C、控制信號D。通過控制信號A和B，實現(xiàn)對Ram讀寫通道控制單元11的讀寫地址、寫入數(shù)據(jù)、讀寫使能的生成控制；通過控制信號B控制多ram讀出數(shù)據(jù)選擇控制單元13選擇多波束數(shù)據(jù)中的的某一波束輸出給頻偏提取單元14和15；通過控制信號B、C、D控制FFT頻偏提取單元14是否啟動和控制FFT頻偏提取單元以流水線方式完成多波束中的每個波束的不同處理階段；通過控制信號B、C、D控制共扼相乘頻偏提取單元15是否啟動和控制共扼相乘提取單元以流水線方式完成多波束中的每個波束的不同處理階段。
②Ram讀寫通道控制單元11，根據(jù)輸入的控制信號A和B，決定存入的數(shù)據(jù)來源，在每個更新周期內(nèi)，首先存入的是原始的I支路解擴數(shù)據(jù)，然后當頻偏提取階段開始，寫入的是頻偏提取過程中的平方、FFT處理的中間結(jié)果，相應(yīng)地產(chǎn)生讀寫地址和讀寫使能。當選擇FFT頻偏提取模式，讀寫地址按照FFT同址計算原則生成；當采用共扼相乘頻偏提取模式，只需要寫入復(fù)數(shù)平方中間結(jié)果。存儲器組12包括若干存儲器，每一個存儲器對應(yīng)一個波束；分別存儲從所述讀寫通道控制單元11送出的I、Q兩路復(fù)數(shù)信號數(shù)據(jù)。
③多ram讀出數(shù)據(jù)選擇單元13，根據(jù)控制信號B，在頻偏提取階段，根據(jù)當前處理的波束號，從存儲器組12多個存儲器的輸出數(shù)據(jù)中，選擇其中的一個波束對應(yīng)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過該模塊后，并行到達的多波束輸入信號，變成串行信號，即首先輸出第一波束對應(yīng)存儲器中的所有已存信號，然后是第二、三波束，直到所有波束依次輸出。串行多波束信號依次送給頻偏提取單元。
④FFT頻偏估計單元14完成從輸入信號種提取頻偏，完成從多波束符號級信號中提取頻偏的任務(wù)。如圖2，復(fù)數(shù)平方運算塊20完成輸入信號的平方；FFT變換塊21完成FFT變換；FFT譜計算和峰值查找塊22完成FFT結(jié)果的平方和運算以及峰值位置查找并轉(zhuǎn)化為對應(yīng)波束的頻偏估計值；輸出數(shù)據(jù)選擇塊23從平方、FFT兩個模塊的輸出數(shù)據(jù)中選擇數(shù)據(jù)作為中間結(jié)果，即在平方階段，輸出的是平方結(jié)果，F(xiàn)FT階段輸出FFT的中間結(jié)果。
⑤共扼相乘頻偏估計單元15采用相鄰符號共扼相乘方法從輸入信號中提取頻偏特征。如圖3，復(fù)數(shù)平方運算塊30完成輸入信號的平方；數(shù)據(jù)延遲塊31對平方后的數(shù)據(jù)作一個符號級延遲；共扼相乘復(fù)數(shù)乘法器32完成延遲前后數(shù)據(jù)的共扼復(fù)數(shù)相乘；IIR濾波器33完成對頻偏提取結(jié)果的平滑濾波，并輸出對應(yīng)波束的頻偏估計值。
⑥所述Ram讀寫通道控制單元11是這樣控制數(shù)據(jù)讀寫(1)在FFT方式下，數(shù)據(jù)緩存階段，以FFT位倒序方式存入解擴數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)平方階段，逐個讀出數(shù)據(jù)送給復(fù)數(shù)平方運算單元20進行平方運算，然后又存回對應(yīng)存儲單元，直到所有數(shù)據(jù)平方結(jié)束，進入FFT處理階段，根據(jù)FFT同址計算方式讀出數(shù)據(jù)送給蝶形處理器，同時將中間結(jié)果存回對應(yīng)存儲單元，知道FFT變換結(jié)束；然后又逐個讀出數(shù)據(jù)送給FFT譜計算和峰值查找單元22進行功率譜計算和峰值位置查找并輸出頻偏估計值。(2)在采用共扼相乘方式下，數(shù)據(jù)緩存階段，以順序方式存入解擴數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)平方階段，逐個讀出數(shù)據(jù)送給復(fù)數(shù)平方運算單元20進行平方運算，然后又存回對應(yīng)存儲單元，直到所有數(shù)據(jù)平方結(jié)束；然后進入數(shù)據(jù)延遲和共扼復(fù)數(shù)相乘階段，逐個讀出數(shù)據(jù)進行延遲共扼相乘處理并送給IIR濾波器33，直到存儲器中所有數(shù)據(jù)都用完時才輸出頻偏特征信號。
(三)信號控制流程。本發(fā)明裝置中的各處理單元之間頻偏提取的流程控制實例如圖4和圖5所示，詳細描述如下1.參數(shù)配置集中控制單元有五個可配置參數(shù)，通過外部設(shè)置，設(shè)定具體的值；對于不同的參數(shù)，該裝置會自動選擇不同的頻偏提取方法和頻偏估計的精度。
2.集中控制單元的輸入時鐘系統(tǒng)時鐘輸入(圖1中Clk_sys1)是8倍碼片時鐘，數(shù)據(jù)參考時鐘(圖1中Clk_sys2)是外部輸入的符號級時鐘，它的時鐘周期是8倍碼片時鐘的8×SF倍，利用這兩個輸入時鐘，集中控制單元可以計算出擴頻因子。
3.集中控制單元產(chǎn)生控制信號以兩種參數(shù)配置方式進行詳細描述。
(1)如圖4，下述參數(shù)配置方式下控制信號參數(shù)1頻偏提取方法＝0采用FFT方式；參數(shù)2頻偏估計更新周期T＝541；參數(shù)3緩存數(shù)據(jù)時間長度T1＝514；參數(shù)4頻偏估計利用的符號點數(shù)L＝512；參數(shù)5處理的波束數(shù)目＝6，這樣設(shè)置后相當于在每541個符號中，利用其中前512個符號進行頻偏提取，控制信號如圖4。
控制信號A(40)，包含了兩部分頻偏提取方法選擇和階段控制信號。頻偏提取方法選擇信號控制頻偏提取階段要不要存儲中間結(jié)果，每一個波束都有自己的階段控制信號，階段控制信號是一個周期為T周期信號，低電平維持時間為T1，表示該波束正處于信號緩存階段，否則表示該波束正處于頻偏提取階段。根據(jù)上述參數(shù)配置，階段控制信號周期為541個數(shù)據(jù)參考時鐘，其中低電平514個數(shù)據(jù)參考時鐘；頻偏提取方法選擇信號為低電平，表示頻偏提取階段要存儲FFT中間結(jié)果?？刂菩盘朅用來控制讀寫通道控制單元選擇輸入數(shù)據(jù)和生成讀寫地址。
控制信號B(41)，該信號是當前頻偏提取的波束號計數(shù)，0～5表示有波束正在完成頻偏提取，6表示頻偏提取模塊空閑。波束號可以用來控制頻偏提取階段要對哪一個Ram進行操作。
控制信號C(42)，在每一個波束完成頻偏提取階段，用來指示所處的中間階段0表示進行復(fù)數(shù)平方、1表示進行FFT運算、2表示進行譜計算和頻偏輸出、3表示波束間切換的保護間隔。該信號用來控制FFT頻偏估計單元依次打開復(fù)數(shù)平方運算單元、FFT變換、譜計算和峰值查找單元，完成完整的頻偏估計。
控制信號D(42)頻偏提取方法選擇，用來選擇打開FFT頻偏估計單元還是共扼相乘頻偏提取單元。
(2)如圖5，下述參數(shù)配置方式下控制信號參數(shù)1頻偏提取方法＝1采用共扼相乘方式；參數(shù)2頻偏估計更新周期T＝350；參數(shù)3緩存數(shù)據(jù)時間長度T1＝310；參數(shù)4頻偏估計利用的符號點數(shù)L＝300；參數(shù)5處理的波束數(shù)目＝6，控制信號如圖5。這樣設(shè)置后相當于在每350個符號中，利用其中前300個符號進行頻偏提取，控制信號A、B、C、D在物理連線和信號格式上與圖4完全一樣。
4.Ram的寫入由Ram讀寫通道控制單元控制。寫入控制在數(shù)據(jù)緩存階段，存入對應(yīng)波束解擴輸入數(shù)據(jù)；在頻偏提取階段如果有FFT中間結(jié)果，則在對應(yīng)的存儲器中寫入FFT中間結(jié)果。自動生成寫入地址如果采用FFT方式，在平方運算階段，存儲器數(shù)據(jù)逐個讀出順序?qū)懭?，在FFT階段則按照FFT同址計算原則生成寫入地址；如果采用共扼相乘方式，則順序生成寫入地址。
5.Ram的讀出由Ram讀寫通道控制單元控制。讀出控制如果采用FFT方式，在平方運算階段，順序讀出，在FFT階段則按照FFT同址計算原則生成讀出地址；如果采用共扼相乘方式，則順序生成讀出地址。
6.頻偏提取單元輸入信號的選取根據(jù)來自集中控制單元的控制信號B即波束號，選取對應(yīng)波束數(shù)據(jù)送給頻偏估計單元。
7.FFT頻偏估計單元根據(jù)參數(shù)設(shè)置，自動打開或關(guān)閉。在工作狀態(tài)下，根據(jù)控制信號逐步完成所有處理，輸出多波束頻偏估計值。
8.共扼相乘頻偏估計單元根據(jù)參數(shù)設(shè)置，自動打開或關(guān)閉。在工作狀態(tài)下，根據(jù)控制信號逐步完成所有處理，輸出多波束頻偏估計值。
權(quán)利要求
1.一種多波束頻偏提取方法，使用專用頻偏提取電路裝置，其特征在于，采用時分復(fù)用方式和集中控制電路結(jié)構(gòu)，利用公用的一套專用頻偏提取電路裝置分時逐一對所有波束按各自指定的頻偏提取算法進行實時頻偏估計。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述頻偏提取方法，其特征在于，所述頻偏提取算法可以是快速傅立葉變換(FFT)頻偏提取算法，包括復(fù)數(shù)平方運算、快速傅立葉變換(FFT)、功率譜峰值查找和頻偏估計值輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述頻偏提取方法，其特征在于，所述頻偏提取算法可以是相鄰符號延時共扼相乘提取算法，包括數(shù)據(jù)平方、數(shù)據(jù)延遲、相鄰符號共扼相乘和濾波。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述頻偏提取方法，其特征在于，所述時分復(fù)用方式是周期性進行，每一周期完成一次對所有波束的頻偏估計，所述周期為頻偏估計值更新周期。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述頻偏提取方法，其特征在于，所述各自指定的頻偏提取算法和更新周期可以預(yù)先設(shè)置和選擇，同時可以通過外部軟件或硬件控制的方式進行按實際需要進行實時控制和調(diào)整。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述頻偏提取方法，其特征在于，所述時分復(fù)用方式，包括在所述一個周期內(nèi)，利用存儲器緩存并行到來的多波束信號，然后分時在每一波束對應(yīng)的處理時間串行讀出其數(shù)據(jù)、快速進行頻偏估計并實時輸出結(jié)果。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述頻偏提取方法，其特征在于，所述多波束信號緩存在多個存儲器或一個存儲器的多個存儲地址段中，每一波束對應(yīng)一個存儲器或一個存儲地址段。
8.權(quán)利要求1-7所述頻偏提取方法使用的多波束頻偏提取裝置，包括周期分時選擇控制的集中控制模塊(10)、內(nèi)置可供選擇頻偏提取算法的主處理模塊(6)和緩沖接收多波束實時數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)緩沖模塊(8)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述裝置，其特征在于，所述主處理模塊(6)包括FFT頻偏估計單元(14)和共扼相乘頻偏估計單元(15)；所述數(shù)據(jù)緩沖模塊(8)包括多個Ram存儲器(12)及其輸入端的Ram讀寫通道控制單元(11)和輸出端的多ram讀出數(shù)據(jù)選擇控制單元(13)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述裝置，其特征在于，所述FFT頻偏估計單元(14)包括復(fù)數(shù)平方運算塊(20)、FFT變換塊(21)、FFT譜計算和峰值查找塊(22)、輸出數(shù)據(jù)選擇塊(23)；所述共扼相乘頻偏估計單元(15)包括復(fù)數(shù)平方運算塊(30)、數(shù)據(jù)延遲塊(31)、共扼相乘復(fù)數(shù)乘法器(32)、IIR濾波器(33)。
全文摘要
本發(fā)明涉及并公開了一種北斗導航定位系統(tǒng)終端用戶機中基帶處理部分內(nèi)的多波束頻偏提取方法及其裝置。其中方法，包括使用共用的一套頻偏提取裝置和時分復(fù)用方式逐一周期性對所有波束采用各自指定的頻偏提取算法進行實時頻偏估計；其中裝置，包括周期分時選擇控制的集中控制模塊(10)、內(nèi)置可供選擇頻偏提取算法的主處理模塊(6)和緩沖接收用于分時處理的數(shù)據(jù)緩沖模塊(8)；所述主處理模塊(6)包括FFT頻偏估計單元(14)和共扼相乘頻偏估計單元(15)。這種方法和裝置，與傳統(tǒng)多套硬件并行處理及其固定頻偏提取辦法方式相比，有效地利用了硬件資源，大大降低了開發(fā)成本，同時通用性強且頻偏提取算法可靈活配置，有利于專用基帶集成芯片的開發(fā)。
文檔編號H04L25/02GK1635757SQ20031012246
公開日2005年7月6日 申請日期2003年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月25日
發(fā)明者江金波, 李勇 申請人:李劍