[发明专利]用于突发系统定时同步算法的最佳采样点获取方法

说明书

本发明公开了一种用于突发系统定时同步算法的最佳采样点获取方法，属于通信领域。本发明基于匹配滤波器左右半符号功率对称的特性，利用多路数据累加可以平滑噪声的思想，首先以符号长度为范围，累加每符号中对应采样点功率值，得到n路采样功率值，然后以第n路采样点为中心，获得左右半符号功率差Δ_n，并依据左右半符号功率对称特性，最终最佳采样点的位置为左右半符号功率差值最小对应的那一路采样点。本发明继承最大平均功率算法计算复杂度低易于实现的优点的同时，由于多路数据累加平滑噪声影响使其抗噪声性能更强，无论在高低信噪比条件下，有更好的稳定性，同步精度更高。

技术领域

本发明涉及一种用于突发系统定时同步算法的最佳采样点获取方法，属于通信领域。

背景技术

目前，短突发通信系统已广泛应用于军事通信、卫星通信、深空探测和高速移动通信等领域。突发通信系统中，为了得到发送的信息数据，首先需要在解调器中匹配滤波器的输出端以符号速率对信号进行采样，因此，如何精确的确定在一个符号间隔内的什么时刻对信号采样极为重要，当信号存在定时偏差，信号的采样点偏离最佳采样位置时，会导致接收信号信噪比降低，同时引起符号间干扰影响信号的判决，最终误码率会提高。因此，需要通过对信号进行定时估计从而确定接收信号的最佳采样判决时刻。

当前，短突发通信中定时同步方式通常分为两种，一种是通过之前信号反馈误差值直接调整当前信号采样时刻以实现同步，称为闭环或反馈算法；另一种直接从接收到的离散数据信号中利用数字信号处理方法进行定时恢复，称为开环算法或叫前向算法。经典的反馈算法为Gardener定时同步算法，该算法每符号只需要两个采样点，就能进行定时同步，方法简单，精度高且易于实现。但由于反馈算法捕获时间较长，收敛速度慢且会出现“假锁”现象，从而不适用于突发信号的定时恢复。前向算法与反馈算法相比虽然计算复杂度高、估计精度低，但其捕获时间较短且不存在收敛过程，更适合短时突发信号的定时恢复。因此，短突发通信系统中，一般选用前向算法进行定时同步。经典的前向算法有非线性变换算法和最大平均功率算法。非线性变换算法基于最大似然估计理论，对经过匹配滤波器后的基带信号取模后进行非线性变换，然后变换到频域，根据频谱复角关系求得定时偏差值，同步速度快，但算法复杂度高，不利于硬件实现，且估计精度低。最大平均功率算法对信号进行平方变换后，通过判断样点最大平均功率的值进行定时误差提取，直接判决出最佳采样点，算法复杂度低易于实现，同步精度较好，但在数据高速传输的系统中性能较差。

在实际使用中，由于短时突发信号的速率不高且采样率较高，一般选用最大平均功率准则完成定时估计。由吕宗琦等人发表的《GMR－1 3G终端测试仪中EVM算法的设计与实现》中指出，基于最大平均功率思想，提出的幅值方差最小同步算法，该算法信噪比在0dB以上的情况下，具有比最大平均功率算法稳定度更高、估计精度更加精准的优点。但由于该算法只利用单一一路数据进行估计且未考虑噪声带来的影响，在低信噪比环境下容易受到噪声干扰导致同步精度较低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于突发系统定时同步算法的最佳采样点获取方法，该方法继承最大平均功率算法计算复杂度低易于实现的优点的同时，其抗噪声性能更好，无论在高低信噪比条件下，都有更好的稳定性，同步精度更高。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于突发系统定时同步算法的最佳采样点获取方法，具体实现方式为：

步骤一、对经过匹配滤波器后的信号进行采样，获得所有符号的采样数据功率值，形成第一数组P₁,P₂,...P_n,...P_M；其中，1≤n≤M，M为采样总路数；P_n为第n路采样功率，即所有符号在第n路采样数据幅值平方的累加和；

步骤二、复制扩展第一数组，形成第二数据组P：