CN102394854A - 一种广播定位信号的频率捕获方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种广播定位信号的频率捕获方法及装置，属于通信领域。所述广播定位信号的频率捕获方法应用于广播定位信号的一个预定时隙段，包括：产生与所述广播定位信号的码相位一致的本地码，将所述广播定位信号与所述本地码执行乘法运算生成第一信号；将不同频率的n个载波信号分别与所述第一信号执行下变频运算和积分运算，生成n个相关结果，其中所述n个相关结果对应n个不同频率，n为正整数；对所述n个相关结果进行比较，获取最大的相关结果；将所述最大的相关结果对应的频率作为所述广播定位信号的频率，从而捕获所述广播定位信号的频率。本发明实施例使得频率的误捕率降低，并且提高了频率捕获速度。

Description

一种广播定位信号的频率捕获方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种广播定位信号的频率捕获方法及装置。

背景技术

近年来，人们对室内外精确定位的需求与日俱增，特别是在应对紧急情况时，准确定位显得越来越重要；现有的定位技术包括GPS(Global Positioning System，全球定位***)定位、基于移动基站的定位等。

广播定位信号为在原有的OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)广播信号上叠加了CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)扩频定位信号的混合信号，如图1所示，图1是现有技术提供的广播定位信号的一个时隙的结构示意图。从图1可以看出，在广播定位信号的时隙的头136μs叠加全功率的CDMA扩频码作为码头，在时隙的其余部分叠加低于码头20dB的叠加码。接收终端为了实现定位功能，需要在接收所述广播定位信号后捕获所述广播定位信号的频率。

现有技术提供了一种频率和码相位捕获方法，具体为：广播基站将广播定位信号的一个时隙均分为多个预定时隙段；接收机将接收到的预定时隙段的广播定位信号同本机复现信号(包括载波发生器产生的本地载波和码发生器产生的本地码)进行乘法运算，然后再进行积分运算、平方和运算，最终获取所述广播定位信号与本机复现信号的相关结果；因为当广播定位信号与本机复现信号有一致的频率和码相位时，所述相关结果的值最大；因此可根据所述相关结果中的最大值获取所述广播定位信号的频率和码相位；现有技术中接收机先后接收不同预定时隙段的广播定位信号，根据所述不同预定时隙段的广播定位信号获取所述相关结果。

但是现有技术的广播定位信号不仅包括CDMA扩频定位信号还包括OFDM广播信号，并且所述OFDM广播信号的功率比所述CDMA扩频定位信号的功率强20dB，不同预定时隙段的广播定位信号中OFDM广播信号的功率也不同，因此现有技术获取的相关结果的可比性差，根据最大的相关结果获取的频率不一定就是所述广播定位信号的频率，使得频率的误捕率提高。

发明内容

为了降低频率的误捕率，本发明实施例提供了一种广播定位信号的频率捕获方法及装置。所述技术方案如下：

一种广播定位信号的频率捕获方法，所述方法应用于广播定位信号的一个预定时隙段，包括：

产生与所述广播定位信号的码相位一致的本地码，将所述广播定位信号与所述本地码执行乘法运算生成第一信号；

将不同频率的n个载波信号分别与所述第一信号执行下变频运算和积分运算，生成n个相关结果，其中所述n个相关结果对应n个不同频率，n为正整数；

对所述n个相关结果进行比较，获取最大的相关结果；

将所述最大的相关结果对应的频率作为所述广播定位信号的频率，从而捕获所述广播定位信号的频率。

一种广播定位信号的频率捕获装置，所述装置应用于广播定位信号的一个预定时隙段，包括：

本地码发生器，用于产生与所述广播定位信号的码相位一致的本地码；

第一乘法器，用于将所述广播定位信号与所述本地码执行乘法运算生成第一信号；

下变频积分单元，用于将不同频率的n个载波信号分别与所述第一信号执行下变频运算和积分运算，生成n个相关结果，其中所述n个相关结果对应n个不同频率，n为正整数；

比较器，用于对所述n个相关结果进行比较，获取最大的相关结果；

频率捕获器，用于将所述最大的相关结果对应的频率作为所述广播定位信号的频率，从而捕获所述广播定位信号的频率。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明实施例是针对一个预定时隙段的广播定位信号进行的频率捕获，一个预定时隙段的广播定位信号上的OFDM信号的功率恒定，因此通过本实施例的方法获取的相关结果只与载波信号的频率有直接关系，不受OFDM信号的影响，相比较现有技术中根据不同预定时隙段的广播定位信号获取的相关结果而言，本实施例获取的相关结果的可比性强，能根据所述相关结果捕获到正确的频率，使得频率的误捕率降低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术提供的广播定位信号的一个时隙的结构示意图；

图2是本发明实施例1提供的一种广播定位信号的频率捕获方法实施例的流程图；

图3是本发明实施例2提供的一种广播定位信号的频率捕获方法实施例的流程图；

图4是本发明实施例3提供的一种广播定位信号的频率捕获装置实施例的结构示意图；

图5是本发明实施例4提供的一种广播定位信号的频率捕获装置实施例的第一结构示意图；

图6是本发明实施例4提供的下变频积分子单元的内部信息交互示意图。

图7是本发明实施例4提供的一种广播定位信号的频率捕获装置实施例的第二结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种广播定位信号的频率捕获方法及装置。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

参考图2，图2是本发明实施例1提供的一种广播定位信号的频率捕获方法实施例的流程图；所述广播定位信号的频率捕获方法应用于广播定位信号的一个预定时隙段，包括：

S101：产生与所述广播定位信号的码相位一致的本地码，将所述广播定位信号与所述本地码执行乘法运算生成第一信号。

S102：将不同频率的n个载波信号分别与所述第一信号执行下变频运算和积分运算，生成n个相关结果，其中所述n个相关结果对应n个不同频率，n为正整数。

S103：对所述n个相关结果进行比较，获取最大的相关结果。

S104：将所述最大的相关结果对应的频率作为所述广播定位信号的频率，从而捕获所述广播定位信号的频率。

本实施例中的执行主体可以是手机、掌上电视等终端，但并不局限于此，在此不再赘述。

本实施例是针对一个预定时隙段的广播定位信号进行的频率捕获，一个预定时隙段的广播定位信号上的OFDM信号的功率恒定，因此通过本实施例的方法获取的相关结果只与载波信号的频率有直接关系，不受OFDM信号的影响，相比较现有技术中根据不同预定时隙段的广播定位信号获取的相关结果而言，本实施例获取的相关结果的可比性强，能根据所述相关结果捕获到正确的频率，使得频率的误捕率降低。

实施例2

参照图3，图3是本发明实施例2提供的一种广播定位信号的频率捕获方法实施例的流程图；所述广播定位信号的频率捕获方法应用于广播定位信号的一个预定时隙段，包括：

S201：接收所述广播定位信号。

实际应用中，广播定位信号的一个时隙为25ms，广播基站将所述广播定位信号的一个时隙均分为多个预定时隙段；所述预定时隙段的长度可以由广播基站来确定，且所述预定时隙段的长度至少大于所述广播定位信号的一个时隙的码头长度；例如：广播基站将所述广播定位信号的一个时隙均分为10个预定时隙段的广播定位信号，所述预定时隙段的长度为2.5ms，本实施例中所述预定时隙段的长度并不局限于此，在此不再赘述。

广播基站将所述预定时隙段的广播定位信号发送至终端，所述终端接收所述预定时隙段的广播定位信号。

S202：根据并行相关器捕获所述广播定位信号的码相位。

终端接收所述预定时隙段的广播定位信号后，根据并行相关器对所述预定时隙段的广播定位信号进行码相位的捕获，具体地，将所述预定时隙段的广播定位信号输入一个移位寄存器，移位寄存器的每一位与预置的本地码进行对位相乘，再将所得到的结果相加，得到一个相关结果。移动移位寄存器中的输入信号(即所述预定时隙段的广播定位信号)，以得到对输入信号每个码相位与本地码的相关结果，取其中的最大值，作为输入信号的码相位，即将所述最大值作为所述预定时隙段的广播定位信号的码相位。其中，所述并行相关器包括所述移位寄存器、所述对位相乘的乘法器和所述将所得到的结果相加的累加器。

S203：产生与所述广播定位信号的码相位一致的本地码，将所述广播定位信号与所述本地码执行乘法运算生成第一信号。

根据所述预定时隙段的广播定位信号的码相位，终端产生与所述码相位一致的本地码，并且将所述预定时隙段的广播定位信号与所述本地码执行乘法运算生成第一信号，实现所述预定时隙段的广播定位信号的扩频码剥离。

S204：将不同频率的n个载波信号分别与所述第一信号执行下变频运算和积分运算，生成n个相关结果，其中所述n个相关结果对应n个不同频率，n为正整数。

实际应用中，所述不同频率的n个载波信号可以由n个载波发生器产生；或者，所述不同频率的n个载波信号可以由1个载波发生器产生。

当所述不同频率的n个载波信号可以由n个载波发生器产生时，终端将不同频率的n个载波信号并行与所述第一信号执行下变频运算和积分运算，各自生成n个相关结果；其中所述n个载波信号对应n个不同的预定频率，n为正整数。

具体地，例如：当n为2时，2个载波发生器产生预定频率为f1的载波信号1和预定频率为f2的载波信号2；终端将载波信号1与所述第一信号执行下变频运算和积分运算，生成对应预定频率f1的相关结果1；终端将载波信号2与所述第一信号执行下变频运算和积分运算，生成对应预定频率f2的相关结果2，这样就并行生成2个相关结果；所述载波信号1执行的下变频运算和积分运算，与所述载波信号2执行的下变频运算和积分运算同步处理，即以并行的方式执行。

当所述不同频率的n个载波信号可以由1个载波发生器产生时，终端将不同频率的n个载波信号依次与所述第一信号，按照串行的方式分别执行下变频运算和积分运算，先后生成对应n个不同频率的n个相关结果；其中n为正整数。

具体地，例如：当n为3时，载波发生器产生预定频率为f1的载波信号1，终端将预定频率为f1的载波信号1与所述第一信号执行下变频运算和积分运算，生成对应预定频率f1的的相关结果1；生成所述相关结果1后，载波发生器再产生预定频率为f2的载波信号2，终端将预定频率为f2的载波信号2与所述第一信号执行下变频运算和积分运算，生成对应预定频率f2的的相关结果2；生成所述相关结果2后，载波发生器再产生预定频率为f3的载波信号3，终端将预定频率为f3的载波信号3与所述第一信号执行下变频运算和积分运算，生成对应预定频率f3的的相关结果3，这样，就依次生成3个相关结果。

当所述不同频率的n个载波信号可以由1个载波发生器产生时，所述将所述第一信号分别与不同频率的n个载波信号执行下变频运算和积分运算之前进一步包括：

存储所述第一信号；

相应的，对所述存储的第一信号分别进行n次下变频运算和积分运算，得到n个相关结果。

S205：对所述n个相关结果进行比较，获取最大的相关结果。

S206：将所述最大的相关结果对应的频率作为所述广播定位信号的频率，从而捕获所述广播定位信号的频率。

当所述载波信号的频率与所述广播定位信号的频率一致时，所述相关结果为最大值，且每个相关结果都与一个载波信号的频率对应；因此获取最大的相关结果后，便可根据所述最大的相关结果获取所述最大的相关结果对应的频率，将所述频率作为所述广播定位信号的频率，从而实现了所述广播定位信号的频率捕获。

本实施例中的执行主体可以是手机、掌上电视等终端，但并不局限于此，在此不再赘述。

本实施例是针对一个预定时隙段的广播定位信号进行的频率捕获，一个预定时隙段的广播定位信号上的OFDM信号的功率恒定，因此通过本实施例的方法获取的相关结果只与载波信号的频率有直接关系，不受OFDM信号的影响，相比较现有技术中根据不同预定时隙段的广播定位信号获取的相关结果而言，本实施例获取的相关结果的可比性强，能根据所述相关结果捕获到正确的频率，使得频率的误捕率降低。

此外，本实施例还可以通过并行的方式获取相关结果，从而捕获频率，使得频率捕获的速度提高了n倍。

实施例3

参考图4，图4是本发明实施例3提供的一种广播定位信号的频率捕获装置实施例的结构示意图；所述广播定位信号的频率捕获装置应用于广播定位信号的一个预定时隙段，包括：

本地码发生器301，用于产生与所述广播定位信号的码相位一致的本地码。

第一乘法器302，用于将所述广播定位信号与所述本地码执行乘法运算生成第一信号。

下变频积分单元303，用于将不同频率的n个载波信号分别与所述第一信号执行下变频运算和积分运算，生成n个相关结果，其中所述n个相关结果对应n个不同频率，n为正整数。

比较器304，用于对所述n个相关结果进行比较，获取最大的相关结果。

频率捕获器305，用于将所述最大的相关结果对应的频率作为所述广播定位信号的频率，从而捕获所述广播定位信号的频率。

本实施例中所述广播定位信号的频率捕获装置可以是手机、掌上电脑等终端，但并不局限于此，在此不再赘述。

本实施例是针对一个预定时隙段的广播定位信号进行的频率捕获，一个预定时隙段的广播定位信号上的OFDM信号的功率恒定，因此通过本实施例的装置获取的相关结果只与载波信号的频率有直接关系，不受OFDM信号的影响，相比较现有技术中根据不同预定时隙段的广播定位信号获取的相关结果而言，本实施例获取的相关结果的可比性强，能根据所述相关结果捕获到正确的频率，使得频率的误捕率降低。

实施例4

参考图5，图5是本发明实施例4提供的一种广播定位信号的频率捕获装置实施例的信息交互示意图；所述广播定位信号的频率捕获装置应用于广播定位信号的一个预定时隙段，包括：本地码发生器301、第一乘法器302、下变频积分单元303、比较器304和频率捕获器305。

所述本地码发生器301、第一乘法器302、比较器304和频率捕获器305的功能和实施例3中所述本地码发生器301、第一乘法器302、比较器304和频率捕获器305的功能类似，具体可参见实施例3的相关描述，在此不再赘述。

所述广播定位信号的频率捕获装置进一步包括：

接收机306，用于在所述产生与所述广播定位信号的码相位一致的本地码之前接收所述预定时隙段的广播定位信号。

码相位捕获器307，用于根据并行相关器捕获所述广播定位信号的码相位。

所述下变频积分单元303进一步用于，将不同频率的n个载波信号并行与所述第一信号执行下变频运算和积分运算，生成n个相关结果；其中所述n个载波信号对应n个不同的预定频率。

所述下变频积分单元303包括n个并行的下变频积分子单元3031；所述下变频积分子单元3031，用于将预定频率的载波信号与所述第一信号执行下变频运算和积分运算，生成对应预定频率的相关结果。

所述下变频积分子单元3031包括载波发生器3031a、正弦表3031b、余弦表3031c、第二乘法器3031d、第三乘法器3031e、第一积分器3031f、第二积分器3031g和平方和运算器3031h，如图6所示，图6是本发明实施例4提供的下变频积分子单元的内部信息交互示意图。

载波发生器3031a，用于产生预定频率的载波信号。

具体地，所述载波发生器3031a只产生1个预定频率的载波信号。

正弦处理器3031b，用于根据所述载波信号查询正弦表生成预定频率的正弦信号；所述正弦表存储于所述正弦处理器中。

余弦表处理器3031c，用于根据所述载波信号查询余弦表生成预定频率的余弦信号；所述余弦表存储于所述预先处理器中。

第二乘法器3031d，用于将所述第一信号与所述预定频率的正弦信号进行相乘运算，生成第二信号。

第三乘法器3031e，用于将所述第一信号与所述预定频率的余弦信号进行相乘运算，生成第三信号。

第一积分器3031f，用于将所述第二信号进行积分运算，生成i路信号。

第二积分器3031g，用于将所述第三信号进行积分运算，生成q路信号。

平方和运算器3031h，用于将所述i路信号和所述q路信号执行平方和运算，生成预定频率的相关结果。

每个下变频积分子单元3031的内部组成部分都是一样的，不同的只是所述下变频积分子单元3031中载波发生器3031a产生的载波信号的频率不一样。

所述下变频积分单元303包括n个并行的下变频积分子单元3031的情况为通过并行方式获取相关结果的情况。

本实施例还可以只用1个下变频积分单元303来获取n个相关结果，所述下变频积分单元进一步用于，将不同频率的n个载波信号依次与所述第一信号执行下变频运算和积分运算，生成n个相关结果。

当本实施例只用1个下变频积分单元303来获取n个相关结果时，所述广播定位信号的频率捕获装置进一步包括：存储器308，如图7所示，图7是本发明实施例4提供的一种广播定位信号的频率捕获装置的第二结构示意图；

所述存储器，用于在所述将不同频率的n个载波信号分别与所述第一信号执行下变频运算和积分运算之前存储所述第一信号。

相应的，将不同频率的n个载波信号依次与所述存储的第一信号进行下变频运算和积分运算，先后得到n个相关结果。

所述下变频积分单元303包括第一载波发生器、第一正弦处理器、第一余弦处理器、第四乘法器、第五乘法器、第三积分器、第四积分器和第一平方和运算器。具体地，当所述存储器存储所述第一信号后，所述第一载波发生器可以先后产生n个不同频率的载波信号，依次发送预定频率的载波信号至所述第一正弦表和所述第一余弦表，所述预定频率属于所述n个不同频率。所述第一正弦处理器根据所述预定频率的载波信号查询正弦表生成预定频率的正弦信号；所述第一余弦处理器根据所述预定频率的载波信号查询余弦表生成预定频率的余弦信号；所述第四乘法器将所述第一信号与所述预定频率的正弦信号进行相乘运算，生成第四信号。所述第五乘法器将所述第一信号与所述预定频率的余弦信号进行相乘运算，生成第五信号；所述第三积分器将所述第四信号进行积分运算，生成i路信号；所述第四积分器将所述第五信号进行积分运算，生成q路信号；所述第一平方和运算器将所述i路信号和所述q路信号执行平方和运算，生成所述预定频率的相关结果。本实施例中依次发送预定频率的载波信号至所述第一正弦处理器和所述第一余弦处理器执行后续处理，依次获取所述n个不同频率的相关结果。

本实施例中所述广播定位信号的频率捕获装置可以是手机、掌上电脑等终端，但并不局限于此，在此不再赘述。

本实施例是针对一个预定时隙段的广播定位信号进行的频率捕获，一个预定时隙段的广播定位信号上的OFDM信号的功率恒定，因此通过本实施例的方法获取的相关结果只与载波信号的频率有直接关系，不受OFDM信号的影响，相比较现有技术中根据不同预定时隙段的广播定位信号获取的相关结果而言，本实施例获取的相关结果的可比性强，能根据所述相关结果捕获到正确的频率，使得频率的误捕率降低。

此外，本实施例还可以通过并行的方式采用多个下变频积分子单元来获取相关结果，从而捕获频率，使得频率捕获的速度得以提高了n倍。本实施例还可以通过1个下变频积分单元来获取相关结果，可以节省芯片面积和功耗。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种广播定位信号的频率捕获方法，其特征在于，所述方法应用于广播定位信号的一个预定时隙段，包括：

产生与所述广播定位信号的码相位一致的本地码，将所述广播定位信号与所述本地码执行乘法运算生成第一信号；

将不同频率的n个载波信号分别与所述第一信号执行下变频运算和积分运算，生成n个相关结果，其中所述n个相关结果对应n个不同频率，n为正整数；

对所述n个相关结果进行比较，获取最大的相关结果；

将所述最大的相关结果对应的频率作为所述广播定位信号的频率，从而捕获所述广播定位信号的频率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述产生与所述预定时隙段的广播定位信号的码相位一致的本地码之前进一步包括：

接收所述广播定位信号；

根据并行相关器捕获所述广播定位信号的码相位。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述将不同频率的n个载波信号分别与所述第一信号执行下变频运算和积分运算，生成n个相关结果，包括：

将不同频率的n个载波信号并行与所述第一信号执行下变频运算和积分运算，生成n个相关结果；其中所述n个载波信号对应n个不同的预定频率。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述将不同频率的n个载波信号分别与所述第一信号执行下变频运算和积分运算，生成n个相关结果，包括：

将不同频率的n个载波信号依次与所述第一信号执行下变频运算和积分运算，生成n个相关结果。

5.一种广播定位信号的频率捕获装置，其特征在于，所述装置应用于广播定位信号的一个预定时隙段，包括：

本地码发生器，用于产生与所述广播定位信号的码相位一致的本地码；

第一乘法器，用于将所述广播定位信号与所述本地码执行乘法运算生成第一信号；

下变频积分单元，用于将不同频率的n个载波信号分别与所述第一信号执行下变频运算和积分运算，生成n个相关结果，其中所述n个相关结果对应n个不同频率，n为正整数；

比较器，用于对所述n个相关结果进行比较，获取最大的相关结果；

频率捕获器，用于将所述最大的相关结果对应的频率作为所述广播定位信号的频率，从而捕获所述广播定位信号的频率。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，进一步包括：

接收机，用于在所述产生与所述广播定位信号的码相位一致的本地码之前接收所述广播定位信号；

码相位捕获器，用于根据并行相关器捕获所述广播定位信号的码相位。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述下变频积分单元包括n个并行的下变频积分子单元；所述下变频积分子单元，用于将预定频率的载波信号与所述第一信号执行下变频运算和积分运算，生成对应预定频率的相关结果。

8.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述下变频积分单元进一步用于，将不同频率的n个载波信号依次与所述第一信号执行下变频运算和积分运算，生成n个相关结果。

Images