[發明專利]一種基于插值濾波的反饋型符號定時同步裝置及方法

在審

• 申請號: 201710067783.9
• 申請日: 2017-02-07
• 公開（公告）號: CN106998236A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 辜方林;王杉;魏急波;馬東堂;唐麒;王建
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06
• 代理公司: 湖南省國防科技工業局專利中心43102
• 代理人: 馮青

技術領域

本發明屬于移動通信系統技術領域，尤其涉及一種符號定時同步裝置及方法。

背景技術

數字通信系統中，帶限信號傳輸時數字信號需要經過濾波成形后再進行載波調制，接收端經過匹配濾波、采樣判決、恢復發端的數字信號。由于信道傳輸延時以及收發兩地時鐘的偏移，收端采樣判決無法在最佳時刻進行，會使恢復出的數據和發送數據之間存在誤差，接收端為了得到最佳采樣值恢復發送端所發送的數據，要求接收端的時鐘與發端時鐘同步。

傳統數字通信系統中，采用反饋結構的方式調整本地采樣時鐘，從而獲得與發送端同步的時鐘，但是在全數字接收系統中，本地振蕩時鐘是固定的，系統不能通過調整本地時鐘獲得一個位同步時鐘，而是采用插值的方法直接獲得符號的估計值；

假設接收信號的等效低通形式

r(t)＝Σ_ic_ig_T(t-iT-τ)+w(t)(1)

其中，{c_i}為發送符號序列，對于MPSK，有c_i＝e^jα，α＝0,2π/M,…,2π(M-1)/M，對于MQAM，有a,b＝±1,...,±(M-1)，τ為路徑延時，也即需要同步的參量，這里設τ∈[-T/2,T/2]，g_T(t)為發送端成形濾波器，一般為升余弦濾波器，w(t)為復高斯過程，

經過匹配濾波后

x(t)＝∑_ic_ih(t-iT-τ)+v(t)(2)

其中，h(t)＝g_T(t)*g_R(t)為升余弦濾波器，v(t)＝w(t)*g_R(t)為窄帶高斯過程，T_s為本地固定采樣頻率。

發明內容

為解決數字通信系統中的符號定時同步，實現最佳時刻采樣判決，本發明特提出一種基于插值濾波的反饋型符號定時同步裝置及方法。一種基于插值濾波的反饋型符號定時同步裝置包括插值濾波單元、定時誤差檢測單元、環路濾波單元和定時控制器單元，發明創新點在于：

針對插值濾波單元涉及的多項式插值計算復雜的問題，提出采用Farrow結構來實現，并對具體的實現過程進行了優化設計，減少了實現復雜度。

采用非實時反饋代替實時反饋，提高了符號定時同步裝置的處理速度和應用范圍。考慮匹配濾波器的輸出經過插值濾波器后的輸出為

y(t)＝∑_mx(mT_s)h_I(t-mT_s)(3)

其中，h_I(t)表示插值濾波器。插值濾波器主要實現時變插值和抽取的功能，因此，插值濾波器的數字輸出為

y(kT_i+εT)＝Σ_mx(mT_s)h_I(kT_i+εT-mT_s)(4)

可以進一步簡化為

式(5)是符號定時同步中插值濾波器的基本方程。由基本方程可知，基本指針m_k和μ_k控制著內插估值過程，信號樣值與內插估值點之間的定時關系如圖1所示。其中，基本指針m_k決定了用來計算第k個內插值y(kT_i+εT)的信號樣值，分數間隔μ_k指示了內插估值點，并決定了用來計算內插值y(kT_i+εT)的插值濾波器脈沖響應值。