[發明專利]基于Gardner算法的變符號速率定時恢復方法及系統

有效

• 申請號: 202011349977.6
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN113162713B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 羅義軍;吳澤琨;李勁;于天堯;黃偉;覃語豪;胡忠錢
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06;H04L27/26
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴彥

1.一種基于Gardner算法的變符號速率定時恢復方法，基于定時恢復系統實現變符號速率定時恢復，所述定時恢復系統中包含有依次連接的信號接收機、立方插值器、Gardner定時誤差檢測模塊和環路濾波器，其特征在于：在定時恢復系統中設置內插估值器，執行包括以下步驟，

步驟1、對信號接收機收到的中頻信號進行下變頻與濾波處理，得到基帶I，Q信號；

步驟2、利用內插估值器產生的抽樣判決條件，對基帶I，Q信號進行內插，得到內插后的基帶I，Q信號；

步驟3、基于步驟2所得內插后的基帶I，Q信號，在內插估值器產生的峰值時刻與過渡值時刻觸發下，使用Gardner算法模塊得到定時誤差；

步驟4、將Gardner算法模塊產生的定時誤差進行環路濾波，濾除噪聲干擾，得到更有效的定時誤差；

步驟5、內插估值器根據環路濾波器輸出的定時誤差更新抽樣判決條件和內插估值器產生的峰值時刻與過渡值時刻，利用內插估值器更新抽樣判決條件和內插估值器產生的峰值時刻與過渡值時刻，重復上述步驟2-5；

設內插估值器第m個時鐘時刻相位寄存器的內容為η(m)，內插估值器的控制字為ω(m)，相位遞減的差分公式為：

η(m+1)＝(η(m)-ω(m))mod(1)

ω(m)是由Gardner定時誤差檢測模塊產生的誤差信號調整的，求取如下，

其中，采樣間隔為T_s，輸入信號的符號周期間隔為T_i，e(m)為定時誤差經過環路濾波后的值，用來調整ω(m)，從而更新抽樣判決條件和內插估值器產生的峰值時刻sys_clk與過渡值時刻tran_clk；

步驟5中，峰值時刻的更新過程如下，

內插估值器的控制字ω(m)在一個信號周期之內將先前的峰值時刻作為起點，不斷地以ω(m)作為步進長度，直至達到下一個峰值處；

當定時誤差為正值時，ω(m)增大，使η(m+1)＜ω(m)提前出現，定時脈沖往后調整，脈沖間的間隔略微減??；

定時誤差為負值時，同理會往前調整，脈沖間的間隔略微增大；

當定時誤差為0時，實現極值采樣，此時環路濾波器輸出不變，ω(m)為定時恢復所得到的真實比值；

然后將η(m)與ω(m)進行比較，作為更新的峰值時刻輸出；峰值時刻的輸出為脈沖，寫作：

其中，1為高電平，0為低電平，高電平對應于相應的峰值時刻；

過渡值時刻的更新過程中，每個符號周期的過渡值時刻初始值由先前的峰值時刻計算得到，同時將sym_clk作為輸出的判決依據，輸出為：

tr(m+1)＝(tran(m)-ω(m))mod(1)

其中，tran(m)代表的是由sym_clk控制的tran_clk的上一級判決，tr(m+1)代表的是更新前的tran(m)的值；

輸出定時誤差Decimal_out的輸出等于：

2.根據權利要求1所述的一種基于Gardner算法的變符號速率定時恢復方法，其特征在于：所述內插估值器產生的抽樣判決條件為定時誤差Decimal out，根據內插估值器輸出的定時誤差Decimal out作為插值時刻對基帶I，Q信號分別插值。

3.根據權利要求2所述的一種基于Gardner算法的變符號速率定時恢復方法，其特征在于：內插估值器是一個模1的相位遞減器，假設輸入信號的符號周期間隔為T_i，則內插估值器用于產生一個平均周期為T_i的時鐘信號來對輸入信號進行抽樣判決。