[发明专利]一种基于插值滤波的反馈型符号定时同步装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于移动通信系统技术领域，尤其涉及一种符号定时同步装置及方法。

背景技术

数字通信系统中，带限信号传输时数字信号需要经过滤波成形后再进行载波调制，接收端经过匹配滤波、采样判决、恢复发端的数字信号。由于信道传输延时以及收发两地时钟的偏移，收端采样判决无法在最佳时刻进行，会使恢复出的数据和发送数据之间存在误差，接收端为了得到最佳采样值恢复发送端所发送的数据，要求接收端的时钟与发端时钟同步。

传统数字通信系统中，采用反馈结构的方式调整本地采样时钟，从而获得与发送端同步的时钟，但是在全数字接收系统中，本地振荡时钟是固定的，系统不能通过调整本地时钟获得一个位同步时钟，而是采用插值的方法直接获得符号的估计值；

假设接收信号的等效低通形式

r(t)＝Σ_ic_ig_T(t-iT-τ)+w(t)(1)

其中，{c_i}为发送符号序列，对于MPSK，有c_i＝e^jα，α＝0,2π/M,…,2π(M-1)/M，对于MQAM，有a,b＝±1,...,±(M-1)，τ为路径延时，也即需要同步的参量，这里设τ∈[-T/2,T/2]，g_T(t)为发送端成形滤波器，一般为升余弦滤波器，w(t)为复高斯过程，

经过匹配滤波后

x(t)＝∑_ic_ih(t-iT-τ)+v(t)(2)

其中，h(t)＝g_T(t)*g_R(t)为升余弦滤波器，v(t)＝w(t)*g_R(t)为窄带高斯过程，T_s为本地固定采样频率。

发明内容

为解决数字通信系统中的符号定时同步，实现最佳时刻采样判决，本发明特提出一种基于插值滤波的反馈型符号定时同步装置及方法。一种基于插值滤波的反馈型符号定时同步装置包括插值滤波单元、定时误差检测单元、环路滤波单元和定时控制器单元，发明创新点在于：

针对插值滤波单元涉及的多项式插值计算复杂的问题，提出采用Farrow结构来实现，并对具体的实现过程进行了优化设计，减少了实现复杂度。

采用非实时反馈代替实时反馈，提高了符号定时同步装置的处理速度和应用范围。考虑匹配滤波器的输出经过插值滤波器后的输出为

y(t)＝∑_mx(mT_s)h_I(t-mT_s)(3)

其中，h_I(t)表示插值滤波器。插值滤波器主要实现时变插值和抽取的功能，因此，插值滤波器的数字输出为

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

可以进一步简化为

式(5)是符号定时同步中插值滤波器的基本方程。由基本方程可知，基本指针m_k和μ_k控制着内插估值过程，信号样值与内插估值点之间的定时关系如图1所示。其中，基本指针m_k决定了用来计算第k个内插值y(kT_i+εT)的信号样值，分数间隔μ_k指示了内插估值点，并决定了用来计算内插值y(kT_i+εT)的插值滤波器脉冲响应值。