本公开涉及无线通信领域，尤其涉及跟踪射频信号的任务。具体地，本公开涉及用于跟踪输入信号中的扫描信号分量的频率的跟踪电路、滤波器电路和用于处理输入信号中的扫描信号分量的方法。
背景技术：
1、在无线通信领域中，所涉及的设备使用越来越复杂的接收器电路来考虑例如更多的功能和高数据速率。此类接收器可用于各种电子设备中，例如移动电话或全球导航卫星信号设备。在每种情况下，具有明确定义的-通常标准化的-特性的射频(radio frequency)rf信号形成信息传输的基础。用于rf信号的接收器确保成功接收所发生的信号以实现所传送的信息的正确解码。在这点上，可能期望跟踪所接收信号的某些分量。特别地，必须识别和遵循这样的分量的频率。
2、除了包括所传送的信息的有用信号分量之外，所接收信号还可以具有噪声分量和扫描信号分量。所述扫描信号分量可能由通常影响无线信号传输的干扰引起。干扰是指影响电子系统的功能的不期望的电磁能量。
3、这种扫描信号分量可以以特定速率改变其频率。在一些情况下，这种所谓的扫描速率是高的，使得有用信号分量的频率范围被快速地传递，使得难以从所接收信号铲除(即，跟踪并且可能消除)所述扫描信号。此外，扫描信号分量可能在噪声分量中被盖过，即，可能具有负信噪比snr，这使得扫描信号分量的跟踪甚至更具挑战性。
4、锁频环(frequency-locked loop)fll可用于跟踪所接收信号中的信号分量的频率。然而，当涉及跟踪快速扫描和弱信号时，已知的fll不能完成任务。
5、因此，目标在提供能够跟踪快速扫描弱信号分量的解决方案时可以看到。
6、除非另有说明，否则以上提供的定义也适用于以下描述。
技术实现思路
1、在一个实施方式中，一种用于跟踪输入信号中的扫描信号分量的频率的跟踪电路包括：用于接收输入信号的输入端、混频器、低通滤波器、鉴别器电路、环路滤波器和副本信号发生器电路。输入信号包括扫描信号分量和噪声分量。混频器联接到输入端并且被配置为将输入信号与副本信号混频并且由此提供残余输入信号。低通滤波器联接在混频器的下游，并且被配置为减少来自残余输入信号的噪声分量，并且由此提供经滤波的输入信号。鉴别器电路联接在低通滤波器的下游，并且被配置为估计经滤波的输入信号的频率误差并相应地提供误差信号。环路滤波器联接在鉴别器电路的下游，并且被配置为基于误差信号提供频率控制值。副本信号发生器电路联接在环路滤波器的下游，并且被配置为提供具有基于频率控制值调整的频率的副本信号。其中，副本信号的频率表示传播到输入信号的当前时间单元的扫描信号分量的频率的估计。
2、跟踪电路在包括混频器、低通滤波器、鉴别器电路、环路滤波器和副本信号发生器电路的环路中跟踪或跟随输入信号的扫描信号分量的频率。通过将输入信号(例如射频信号)与副本信号混频，获得残余输入信号，在rf输入信号的情况下，残余输入信号可以符合移位到基带频率区域的输入信号。在低通滤波器中，噪声分量被减少或甚至从残余输入信号中去除。因此，经滤波的输入信号主要包括扫描信号分量。鉴别器电路随后提取经滤波的输入信号的频率误差或频率跟踪误差的估计。后续环路滤波器从误差信号中去除噪声，并提供频率控制值，该频率控制值指示对扫描信号分量的频率的先前估计的差，即，增量或减量。频率控制值表示用于生成副本信号的扫描信号分量的频率的当前估计。所生成的副本信号的频率符合传播到输入信号的当前时间单元的扫描信号分量的频率的估计。
3、通过所提出的跟踪电路，即使在扫描速率高的情况下，由于扫描信号分量的频率的估计到输入信号的当前时间单元的传播，也可以跟踪输入信号中的扫描信号分量的频率。因此，在跟踪电路中补偿由低通滤波器引入的对去除输入信号中的噪声必要的时间滞后，并且可以适当地跟踪扫描信号分量。相比之下，在现有技术的跟踪环路中，例如可以调整环路滤波器或环路的次序。然而，已经发现，在低通滤波器的存在产生相对于环路的期望反应时间显著的延迟的情况下，这些机制是不够的。
4、可选地，输入信号还包括有用信号分量，有用信号分量包括要与所述输入信号一起传送的信息。扫描信号分量可以是有用信号，或者它可以是干扰信号。
5、根据发展，输入信号的扫描信号分量的特征在于增加和/或减小的变化频率。可选地，扫描信号分量可以具有在特殊频率发生的一个或更多个复位(reset)，频率从该特殊频率增加或减少。这样的复位事件甚至可以定期发生。扫描信号分量的频率的复位也可以被视为频率的跳变。
6、所提出的解决方案实现了具有非常快的反应时间的跟踪环路，这使得能够在复位之后不久跟踪扫描信号分量，即使这样的复位以高频率发生。
7、在发展中，低通滤波器的群延迟相对于跟踪电路的预定义期望响应时间较大。具体地，低通滤波器的群延迟比跟踪电路的预定义期望响应时间百分之十多。
8、如上所述，扫描信号分量可以在噪声分量中下降或由噪声分量覆盖。低通滤波器因此用于从输入信号中去除或减少所述噪声分量。然而，它可能引入大量群延迟，这在扫描信号分量的频率以高速变化的情况下不能被忽略。根据使用情况，期望跟踪电路以实现响应时间，该响应时间使得能够适当跟踪扫描信号分量。在快速扫描信号分量的情况下，跟踪电路的响应时间必须短。
9、在发展中，低通滤波器被配置为增加残余输入信号的信噪比snr。特别是，低通滤波器被配置为将残余输入信号的snr增加到五分贝以上。
10、如上所述，跟踪电路的输入信号包含大量噪声，使得扫描信号分量在噪声分量中被盖过。低通滤波器被配置成对此进行抵消并且增加跟踪电路的环路内的残余输入信号的snr。
11、在发展中，输入信号的当前时间单元指定当前在输入端处接收的输入信号的样本。传播到输入信号的当前时间单元的扫描信号分量的频率的估计基于低通滤波器的群延迟。
12、低通滤波器在跟踪电路的环路内引入显著的群延迟。这意味着在鉴别器电路中估计的频率误差也被延迟低通滤波器的所述群延迟。为了补偿该延迟，将在副本信号中反射的扫描信号分量的频率的估计传播到所述输入信号的当前时间单元，该扫描信号分量又与输入信号混频。这确保了由跟踪电路实现的环路的快速收敛和扫描信号分量的可靠跟踪。
13、在发展中，副本信号发生器电路包括频率发生器电路、预测电路和数控振荡器(numerically-controlled-oscillator)nco。频率发生器电路被配置为使用当前频率控制值来提供频率值，其中，频率值表示扫描信号分量的频率的当前估计。预测电路被配置为使用当前频率控制值和多个先前频率控制值来计算反映频率值与输入信号在输入信号的当前时间单元处的频率之间的频率偏移的第一控制值。nco被配置为根据第二控制值提供副本信号。第二控制值是第一控制值和频率值的函数。
14、预测电路确定频率值在经受低通滤波器引入的延迟的当前样本与输入信号的当前时间单元之间改变了多少。相应地提供第一控制值。第一控制值与频率值组合，产生第二控制值。nco使用第二控制值生成副本信号。从在输入信号的当前时间单元在输入端处接收的输入信号的当前样本的观点来看，频率值表示由于低通滤波器引入的延迟而对扫描信号分量的频率在过去的某个点处的估计。因此，预测电路确定或估计扫描信号分量的频率同时改变了多少，并且相应地提供第一控制值。然后，使用该第一控制值将频率值传播到当前时间，该第一控制值给出第二控制值。所述第二控制值用于nco中以提供副本信号。
15、在发展中，预测电路被配置为通过使用当前频率控制值和多个先前频率控制值估计输入信号的频率的斜率并将其乘以低通滤波器的群延迟来提供第一控制值。
16、因此，基于当前频率控制值和多个先前频率控制值以及与低通滤波器的群延迟的乘积来确定第一控制值。例如，使用最后两个频率控制值。当前频率控制值的这种线性外推使得能够估计输入信号的频率的斜率，这可以在预测电路中用于计算将副本信号的频率传播到输入信号的当前时间单元的第一控制值。
17、在一个实施方式中，滤波器电路包括如上所述的跟踪电路、联接到跟踪电路的输入端的延迟电路以及联接到延迟电路下游的陷波滤波器电路。延迟电路被配置为根据跟踪电路的低通滤波器的群延迟来延迟输入信号，并且相应地提供延迟输入信号。陷波滤波器电路被配置为从延迟输入信号减少频率并相应地提供输出信号。其中，频率是从频率控制值导出的。
18、滤波器电路能够从延迟输入信号中滤波或减少或滤除频率，该频率是从频率控制值导出的。由此，可以可靠地从输入信号中去除扫描信号分量的频率。
19、更详细地，跟踪电路跟踪输入信号中的扫描信号分量的频率。从频率控制值导出的频率值可以是在跟踪电路的副本信号发生器电路内的频率发生器电路中使用的频率值。如上所述，该频率值表示扫描信号分量的频率的当前估计，然而，该扫描信号分量经受由跟踪电路的低通滤波器引入的延迟。因此，滤波器电路的延迟电路根据低通滤波器的群延迟来延迟输入信号，使得陷波滤波器电路能够在与已经提供频率值的时间单元相对应的时间单元处从输入信号中去除扫描信号分量的频率。
20、所提出的滤波器电路实现输入信号中的扫描信号分量的可靠跟踪和去除，即使扫描信号分量在噪声中被盖过并且高速扫描通过输入信号的频带。
21、陷波滤波器可以由本领域技术人员已知的陷波滤波器电路来实现。
22、滤波器和/或跟踪电路实现环路和低通滤波器的实现复杂度、环路反应时间和快速扫描信号分量的高效跟踪之间的折衷。利用所描述的解决方案避免了使用更高阶循环。类似地，使用简单的低通滤波器，其减少资源而不减少滤波器带宽或其灵敏度。利用如上所述的跟踪电路和滤波器电路来补偿作为这种折衷的结果的低通滤波器的群延迟。
23、在实施方式中，一种用于处理输入信号中的扫描信号分量的方法包括以下步骤：
24、-接收包括噪声分量和扫描信号分量的输入信号，
25、-将输入信号与副本信号混频并且由此提供残余输入信号，
26、-通过对残余输入信号进行低通滤波并且由此提供经滤波的输入信号来减少噪声分量，
27、-估计经滤波的输入信号的频率误差并且由此提供误差信号，
28、-对误差信号进行滤波并提供频率控制值，
29、-生成具有根据频率控制值调整的频率的副本信号。
30、其中，副本信号的频率表示传播到输入信号的当前时间单元的扫描信号分量的频率的估计。
31、该方法确保由于使用副本信号而可靠地跟踪输入信号中的扫描信号分量，该副本信号表示具有适于匹配输入信号的当前时间单元的频率的扫描信号分量的估计。
32、在发展中，生成副本信号包括：
33、-使用当前频率控制值来生成频率值，其中，频率值表示扫描信号分量的频率的当前估计，
34、-使用当前频率控制值和多个先前频率控制值来计算第一控制值，其中，第一控制值反映频率值与输入信号在输入信号的当前时间单元处的频率之间的频率偏移，
35、-基于第二控制值来调整副本信号的频率和可选的相位，第二控制值是第一控制值和频率值的函数。
36、基于扫描信号分量的频率的当前估计(即，频率值)和多个先前频率控制值，计算第一控制值。该值形成第二控制值的基础，该第二控制值随后用于调整副本信号的频率和可能的相位。由此，由低通滤波器引入的滞后被补偿，并且副本信号的频率被适配成使得它在时间上适合输入信号的当前接收样本的时间单元。
37、在发展中，输入信号的当前时间单元指定当前接收的输入信号的样本。当前频率控制值指定从输入信号的所述样本导出的频率控制值。
38、在发展中，所述方法还包括以下步骤：
39、-根据低通滤波的延迟时间延迟输入信号并且由此提供经延迟的输入信号，
40、-基于频率值对经延迟的输入信号进行滤波，从而减少扫描信号分量，并相应地提供输出信号。
41、由于与输入信号的自适应延迟相结合的扫描信号分量的可靠跟踪，可以几乎完全从输入信号中滤除所述分量。
1.一种用于跟踪输入信号中的扫描信号分量的频率的跟踪电路，所述跟踪电路包括：
2.根据权利要求1所述的跟踪电路，其中，所述输入信号(sin)的所述扫描信号分量由增大和/或减小的变化频率表征。
3.根据权利要求1或2所述的跟踪电路，其中，所述低通滤波器(20)的群延迟相对于所述跟踪电路的预定响应时间较大，特别是，所述低通滤波器的所述群延迟比所述跟踪电路的所述预定响应时间百分之十多。
4.根据权利要求1所述的跟踪电路，其中，所述低通滤波器(20)被配置为增加所述残余输入信号(sinr)的信噪比snr，特别是，所述低通滤波器被配置为将所述残余输入信号的所述snr增加到5db以上。
5.根据权利要求1所述的跟踪电路，其中，所述输入信号(sin)的所述当前时间单元指定当前在所述输入端处接收的所述输入信号(sin)的样本，并且其中，传播到所述输入信号(sin)的所述当前时间单元的所述扫描信号分量的所述频率的所述估计是基于所述低通滤波器(20)的群延迟的。
6.根据权利要求3所述的跟踪电路，其中，所述副本信号发生器电路(50)包括：
7.根据权利要求6所述的跟踪电路，
8.一种滤波器电路，所述滤波器电路包括：
9.一种用于处理输入信号中的扫描信号分量的方法，所述方法包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的方法，
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述输入信号(sin)的所述当前时间单元指定当前接收的所述输入信号(sin)的样本，
12.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括：
