GFSK接收机中的符号同步电路的构建方法技术

本发明专利技术提供了GFSK接收机中的符号同步电路的构建方法，包括以下步骤：步骤(1)：对相位信号去除直流分量后，再进行内插计算；步骤(2)：基于上述的内插计算进行定时误差信息检测；步骤(3)：将检测到的定时误差信息反馈给内插滤波器进行插值；步骤(4)：内插滤波器对采样的时钟不断调整，从而完成对GFSK接收机中发送和接收两端符号时钟的同步，本发明专利技术首先通过对基带信号做差分鉴相处理，然后经过帧同步、去直流分量的频偏补偿后再把它作为符号同步环路的输入。定时误差通过环路滤波器后反馈给内插滤波器，对新采样值不断调整，最终让内插器的采样时钟收敛到符号时钟上，从而使发送端和接收端的符号同步。

【技术实现步骤摘要】
GFSK接收机中的符号同步电路的构建方法
本专利技术涉及GFSK接收机中的快速符号同步领域，具体涉及GFSK接收机中的符号同步电路的构建方法。
技术介绍
无线数字接收机在通信过程中接收到的信号往往存在符号定时偏差。因此需要通过符号同步电路来恢复出最佳的采样点。全数字接收机会采用固定的采样频率，采样时钟和符号时钟相互独立，通过定时同步电路得到的定时误差来控制内插滤波器，使之输出符号的最佳采样点。一般来说，符号同步电路由内插滤波器(Interpolator)、定时误差检测器CTimingErrorDetector)，环路滤波器(LPF)以及数控振荡器(NC0)等四部分构成。采样信号经过内插后，由定时误差检测器提取时钟误差，再经环路滤波器滤去高频成分后送数控振荡器产生一个小数值的延迟来控制内插，使得内插的数据都能得到最佳的小数位的时域偏移。该定时环路得到的定时误差在开始时会大幅震荡，随着同步的进行，误差值最终稳定在一个固定值附近。当环路锁定时，环路滤波器的积分支路的输出值会收敛于收发两端符号时钟的误差值。目前常见的定时误差检测算法有迟早门算法，Muller-Mueller算法以及Gardner算法等。其中迟早门算法工作于3倍符号速率，所以硬件开销大；MM算法工作于1倍符号速率，但是要求先完成载波相位同步；而Gardner算法工作于2倍符号速率，而且它在存在载波频偏的情况也能正常，所以该算法是上述三种算法里面最常用的。Gardner在他的文章《ABPSK_QPSKTiming-ErrorDetectorforSampledReceivers》里提出了定时误差检测算法。对于两倍符号率的采样信号的连续3个釆样点，误差的大小由中间的采样点决定，而误差的方向由前后两个采样点的差值决定。概括为以下公式：Timing_error＝x(n-1/2)[x(n)-x(n-l)]，其中x(n)，x(n-1/2)和x(n-1)分别是连续的3个采样点，表示第r个符号的定时误差。在现有的GFSK接收机方案中，接收到基带的GFSK信号后首先会经过差分鉴相处理，然后利用同步字节完成帧同步，最后在完成帧同步的同时得到理论上的最佳采样点，作为符号数据的同步时钟。但是由于发送端和接收端的时钟的精度都不可避免地受到温度漂移的影响，所以在实际应用中，帧同步得到的最佳采样点并不能一直对准符号周期的中间位置，随着采样时钟误差的累积会导致接收机解调性能的降低。
技术实现思路
为了解决上述不足的缺陷，本专利技术提供了GFSK接收机中的符号同步电路的构建方法，本专利技术首先通过对基带信号做差分鉴相处理，然后经过帧同步、去直流分量的频偏补偿后再把它作为符号同步环路的输入。相位信号经过内插滤波器处理后，再把它作为定时误差检测的输入。对求得到每连续三个内插得到的数值，由前后两个值的差值作为误差调整的方向，中间的值作为误差调整的大小。定时误差通过环路滤波器后反馈给内插滤波器，对新采样值不断调整，最终让内插器的采样时钟收敛到符号时钟上，从而使发送端和接收端的符号同步。本专利技术提供了GFSK接收机中的符号同步电路的构建方法，包括以下步骤：步骤(1)：对相位信号去除直流分量后，再进行内插计算；步骤(2)：基于上述的内插计算进行定时误差信息检测；步骤(3)：将检测到的定时误差信息反馈给内插滤波器进行插值；步骤(4)：内插滤波器对采样的时钟不断调整，从而完成对GFSK接收机中发送和接收两端符号时钟的同步。上述的构建方法，其中，所述步骤(1)中：通过对基带信号进行差分鉴相处理后得到相位信号。上述的构建方法，其中，所述步骤(1)中，直流分量的估计可以采用传统的波峰波谷检测估计法得到，内插计算的方法可以选择线性内插或立方插值。上述的构建方法，其中，所述步骤(2)中，定时误差信息检测的方式为：ted＝phi(n-1/2)*[phi(n)-phi(n-1)]，其中phi(n)为差分鉴相后得到的相位信号。上述的构建方法，其中，所述步骤(3)中：所述环路滤波器采用比例积分滤波的方式进行滤波。上述的构建方法，其中，所述步骤(3)具体为：将检测到的定时误差信息通过环路滤波器反馈给内插滤波器进行插值。上述的构建方法，其中，所述步骤(3)具体为：通过环路滤波器对上述的定时误差信息进行滤波并将滤波后的数据输出送入到数控振荡器做累加操作，然后计算出相应的插值系数。上述的构建方法，其中，其中插值系数的计算过程为：当数控振荡器输出溢出时，得到小数时延间隔u，并计算出相应的插值系数，这时内插滤波器对输入信号进行插值。上述的构建方法，其中，对于每连续三个内插得到的数值，由前后两个值的差值作为误差调整的方向，中间的值作为误差调整的大小。该定时误差检测要求前后两个符号发生过零后，才能检测后定时误差。本专利技术具有以下优点：1、本专利技术通过对基带信号进行差分鉴相处理后得到相位信号，相位信号去除直流分量后，再经过内插滤波器处理后，再把它作为定时误差检测的输入。因为该内插器针对实数域的相位信号进行内插，所以比传统的针对复数信号的内插器降低了硬件复杂度。对于每连续三个内插得到的数值，由前后两个值的差值作为误差调整的方向，中间的值作为误差调整的大小。该定时误差检测要求前后两个符号发生过零后，才能检测后定时误差。GFSK发送端的原始数据通常都有经过白化处理，所以可以确保前后符号之间具有频繁的过零现象发生。同时在进行过零检测前，去除了载波频偏引入的直流分量，所以定时误差器可以不受载波频偏的影响。检测到的定时误差通过环路滤波器后反馈给内插滤波器，从而对新采样值的采样时钟不断调整，最后完成发送和接收两端符号时钟的同步；2、本专利技术并没有把差分鉴相模块包含在环路中，所以降低了整个同步环路的复杂度，有利于实际应用中符号同步环路中环路滤波器参数的最优化调整。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。图1为本专利技术中GFSK接收机中的符号同步电路的构建方法的原理结构示意图。图2为本专利技术中符号同步电路检测出的符号时钟误差值示意图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。为了彻底理解本专利技术，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本专利技术的技术方案。本专利技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本专利技术还可以具有其他实施方式。参照图1、图2所示，本专利技术提供了GFSK接收机中的符号同步电路的构建方法，包括以下步骤：步骤(1)：对相位信号去除直流分量后，再进行内插计算，其中包括通过对基带信号进行差分鉴相处理后得到相位信号，以及直流分量的估计可以采用传统的波峰波谷检测估计法得到，内插计算的方法可以选择线性内插或立方插值。步骤(2)：基于上述的内插计算进行定时误差信息检测，其中定时误差信息检测的方式为：ted＝phi(n-1/2)*[phi(n)-phi(n-1)]，其中phi(n)为差分鉴相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.GFSK接收机中的符号同步电路的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)：对相位信号去除直流分量后，再进行内插计算；步骤(2)：基于上述的内插计算进行定时误差信息检测；步骤(3)：将检测到的定时误差信息反馈给内插滤波器进行插值；步骤(4)：内插滤波器对采样的时钟不断调整，从而完成对GFSK接收机中发送和接收两端符号时钟的同步。

【技术特征摘要】
1.GFSK接收机中的符号同步电路的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)：对相位信号去除直流分量后，再进行内插计算；步骤(2)：基于上述的内插计算进行定时误差信息检测；步骤(3)：将检测到的定时误差信息反馈给内插滤波器进行插值；步骤(4)：内插滤波器对采样的时钟不断调整，从而完成对GFSK接收机中发送和接收两端符号时钟的同步。2.如权利要求1所述的GFSK接收机中的符号同步电路的构建方法，其特征在于，所述步骤(1)中：通过对基带信号进行差分鉴相处理后得到相位信号。3.如权利要求1所述的GFSK接收机中的符号同步电路的构建方法，其特征在于，所述步骤(1)中，直流分量的估计可以采用传统的波峰波谷检测估计法得到，内插计算的方法可以选择线性内插或立方插值。4.如权利要求3所述的GFSK接收机中的符号同步电路的构建方法，其特征在于，所述步骤(2)中，定时误差信息检测的方式为：ted＝phi(n-1/2)*[phi(n)-phi(n-1)]，其中phi(n)为差分鉴相后得到的相位信号。5.如权利要求1-4任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆敏贵，
申请(专利权)人：上海富芮坤微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31