[發明專利]一種基于p階矩的帶限系統定時恢復方法

有效

• 申請號: 201510346150.2
• 申請日: 2015-06-19
• 公開（公告）號: CN105024799B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 閆朝星;周三文;付林罡;馬榮;孫婉瑩;史秀秀;劉同領;張永曉
• 申請（專利權）人: 北京遙測技術研究所;航天長征火箭技術有限公司
• 主分類號: H04L7/00
• 分類號: H04L7/00;H04L25/02;H04B7/185
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 范曉毅

技術領域

本發明涉及數字無線通信傳輸技術領域，特別涉及一種基于p階矩的帶限系統定時恢復方法。

背景技術

在衛星通信系統中，常常需要對發送信號進行根升余弦成形來改善信號的頻譜，降低對鄰頻帶的干擾。在數字接收機中，需要對采樣信號進行定時恢復獲得準確的調制符號。定時恢復算法主要分為數據輔助方法和非數據輔助方法兩類。在定時同步之前難以獲得導頻數據，故更常用非數據輔助定時方法。非數據輔助方法又可以分為前向定時和反饋定時兩類方法。前向定時方法適于突發傳輸的通信系統，而反饋定時方法適于連續傳輸的通信系統。

文獻“F.M.Gardner,A BPSK/QPSK timing-error detector for sampled receivers,IEEE Trans.Commun.,vol.COM-34,pp.423–429,May 1986.”中，基于Gardner定時誤差檢測算法(GA)的反饋鎖相環路定時恢復方法是一種非數據輔助的盲同步方法，其定時性能不受載波偏差的影響，在連續傳輸的通信系統中得到廣泛應用。設接收信號表示為r_k＝I_k+j·Q_k，該算法的定時誤差檢測輸出e_k,GA表示為：

其中，r_k、r_k-1/2分別代表接收機在2倍于數據符號速率的“兩邊點”和“中間點”，Re{·}表示求復數值的實部。基于此算法，學者Gappmair和Lim等分別在文獻“W.Gappmair,S.Cioni,G.E.Corazza,and O.Koudelka,Extended Gardner Detector for Improved Symbol-Timing Recovery of M-PSK Signals,IEEE Trans.Commun.,vol.54,pp.1923–1927,Nov.2006.”和“D.Lim,A modified Gardner detector for symbol timing recovery of M-PSK signals,IEEE Trans.Commun.,vol.52,no.10,pp.1643–1647,Oct.2004.”等文獻中研究了定時誤差檢測算法的改進方案。但是這一類基于GA算法的定時方法只適用于采用較大成形滾降因子的通信系統中。

隨著高清、超高清數字電視衛星直播，以及基于衛星通信的多媒體互聯網高速傳輸的快速發展，通信衛星轉發器的帶寬資源越來越緊張。在擴展的第二代衛星數字視頻廣播系統(DVB-S2X)中，采用成形因子接近于0的根升余弦成形濾波器來提高系統頻帶效率。此時，傳統的基于GA算法的定時恢復方法性能較差，

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于p階矩的帶限系統定時恢復方法，該方法在反饋鎖相環路中，采用信號模值的p次冪計算定時誤差檢測輸出值，其中p>0，可獲得更好的殘留定時誤差抖動性能。

本發明的上述目的是通過如下技術方案予以實現的：

一種基于p階矩的帶限系統定時恢復方法，主要包括如下步驟：

步驟(一)、將從外部接收的采樣信號r_n使用插值濾波器進行插值濾波，得到2倍于符號速率的信號數據，記為y_k，其中，插值濾波器由插值基點m_k與相對定時偏差u_k控制進行插值擬合，m_k、u_k的初始值為0，k取正整數；

步驟(二)、將步驟(一)得到的信號數據使用匹配濾波器進行匹配濾波，得到濾波后的數據，記為x_k-1、x_k-1/2、x_k，其中x_k、x_k-1表示兩邊點采樣數據，x_k-1/2表示中間點采樣數據，其中，k取正整數；同時將x_k-1、x_k輸出，作為定時恢復的輸出數據結果；

步驟(三)、計算濾波后的數據x_k、x_k-1/2、x_k-1模值的p次冪非線性值為