一种Gardner定时误差检测的增强方法技术

本发明专利技术公开了一种Gardner定时误差检测的增强方法，直接去除或减小传统Gardner方法中不同来源的自噪声干扰。对于采用低滚降系数滤波的BPSK/QPSK等效基带信号，当相邻符号存在极性跳变时，先去除与相邻符号紧邻的前后2个符号对中间样点的影响，再将此中间样点用于定时误差的计算；当相邻符号不存在极性跳变时，则将定时误差直接置零。通过直接去除或减小带限信号的自噪声干扰，本发明专利技术不仅能扩大传统Gardner定时误差检测方法适用的带限范围，而且有助于改善定时环路的捕获时间及其抗噪声性能。性能。性能。

An enhanced method of Gardner timing error detection

【技术实现步骤摘要】
一种Gardner定时误差检测的增强方法


[0001]本专利技术属于数字通信的同步
，具体涉及一种Gardner定时误差检测的增强方法。

技术介绍

[0002]定时同步有时也被称为符号定时同步或码元同步。顾名思义，符号定时同步即将接收端的符号时钟与发射端的对应时钟同步对齐的过程，其目的一是为了克服收发两端因时钟晶振漂移等原因，长期运行可能出现的滑码现象；目的二是为了在信噪比最大的时刻对接收符号进行判决，以获得最佳的接收性能。
[0003]传统Gardner定时误差检测方法的结构简单，每个符号仅需2个采样点(即判决样点和中间样点)，且对载波相位不敏感，因而在数字接收机的定时环路中得到了广泛应用，但是该方法易受自噪声的影响。因为目前在带限信号系统中，通常使用升余弦滤波器来约束信号频谱和控制符号间干扰。但随着升余弦滤波器滚降系数的降低，滤波后信号在最佳采样点之间的抖动变大，导致传统Gardner定时误差检测方法输出结果的方差变大。此时若为了减小定时相位抖动，而缩小定时环路带宽，则势必增加定时环路的入锁时间。故传统Gardner定时误差检测方法适用的升余弦滚降系数介于0.4至1之间，不利于提高频带利用率。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种Gardner定时误差检测的增强方法，有效减小其因升余弦滚降系数降低时引入的自噪声干扰。
[0005]技术方案：本申请公开了一种Gardner定时误差检测的增强方法，对于采用低滚降系数进行升余弦滤波后的BPSK(Binary Phase Shift Keying，二进制相移键控)和/或QPSK(Quadrature Phase Shift Keying，正交相移键控)等效基带信号，当相邻符号存在极性跳变时，先去除与相邻符号紧邻的前后N个符号对中间样点的影响，N为大于等于2的偶数，获得修正后的中间样点，再根据修正后的中间样点计算定时误差；当相邻符号不存在极性跳变时，则将定时误差直接置零。
[0006]进一步地，当相邻符号存在极性跳变时，先去除与相邻符号紧邻的前后2个符号对中间样点的影响，即先去除位于中间样点的两侧间隔3/2个符号周期的前后2个符号对中间样点的影响，再将此中间样点用于定时误差的计算。
[0007]进一步地，记相邻符号的判决样点为y(t
k
‑1)和y(t
k
)，与相邻符号紧邻的前后2个符号为y(t
k
‑2)和y(t
k+1
)；与相邻符号紧邻的前后2个符号对中间样点的影响为β
·
(y(t
k
‑2)+y(t
k+1
))，其中β表示拖尾干扰的权重系数。
[0008]进一步地，当同相支路的相邻符号存在极性跳变时，定时误差进一步地，当同相支路的相邻符号存在极性跳变时，定时误差其中，表示{
·
}的实部，y(t
k
‑
1/2
)表示相邻符号的中间样点；否则，当同相支路的相邻符号不存在极性跳变时，强迫定时误差e
I
(t
k
)＝0。
[0009]进一步地，当正交支路的相邻符号存在极性跳变时，定时误差进一步地，当正交支路的相邻符号存在极性跳变时，定时误差其中，表示{
·
}的虚部；否则，当正交支路的相邻符号不存在极性跳变时，强迫定时误差e
Q
(t
k
)＝0。
[0010]进一步地，在滚降系数已知的情况下，计算拖尾干扰的权重系数β＝g(3T/2)/g(0)，其中g(kT)为升余弦滚降滤波器的脉冲响应，T为符号周期。
[0011]进一步地，所述低余弦滚降系数指小于等于0.4的余弦滚降系数。
[0012]进一步地，符号周期T内的定时误差为e(t
k
)＝e
I
(t
k
)+e
Q
(t
k
)。
[0013][0014][0015]其中，y
I
[
·
]和y
Q
[
·
]分别表示BPSK/QPSK等效基带信号y[
·
]的实部和虚部，表示判决值或符号函数。
[0016]进一步地，所述增强方法应用于数字锁相环结构的定时误差检测器，根据所述定时误差进行校准。
[0017]进一步地，所述定时误差检测器采用7级移位存储器，对以2倍符号速率输入的BPSK/QPSK等效基带信号样点进行移位存储。
[0018]有益效果：
[0019]本专利技术通过直接去除或减小带限信号的自噪声干扰，不仅能扩大传统Gardner定时误差检测方法适用的带限范围，而且有助于改善定时环路的捕获时间及其抗噪声性能。
附图说明
[0020]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做更进一步的具体说明，本专利技术的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
[0021]图1是定时同步环路的结构图。
[0022]图2是滚降系数为1的BPSK信号眼图。
[0023]图3是滚降系数为0.5的BPSK信号眼图。
[0024]图4是滚降系数为0.25的BPSK信号眼图。
[0025]图5是不同滚降系数的升余弦脉冲波形。
[0026]图6是增强型Gardner定时误差检测的流程框图。
具体实施方式
[0027]下面将结合附图，对本专利技术的实施例进行描述。
[0028]本申请实施例提供的一种Gardner定时误差检测的增强方法，应用于使用升余弦滤波器的带限信号系统中，所述带限信号包括但不限于BPSK/QPSK等效基带信号。例如应用
于如图1的典型数字锁相环结构中，图1的典型数字锁相环结构包括内插器、定时误差检测器、环路滤波器和定时控制器。本申请实施例提供的一种Gardner定时误差检测的增强方法应用于所述定时误差检测器，也称为增强型Gardner定时误差检测器；除定时误差检测器外，本专利技术对其它部件不做改动，与传统Gardner方法完全一致。
[0029]由于传统的Gardner定时误差检测算法每个符号需要2个采样点，所以内插器的输出速率应为2倍符号速率。同时为了方便实现，内插器的输入速率一般设定为输出速率的2倍，即4倍符号速率。图1中匹配滤波器输入为r(t)，匹配滤波器输出为y(t)；以固定速率对匹配滤波结果y(t)进行采样实现了内插器的输入速率配置。
[0030]在定时误差检测器中，每输入2个样点{y(t
k
‑
1/2
)，y(t
k
)}，计算1次定时误差e(t
k
)。表面上看，定时误差检测器需要明确判决样点和中间样点的先后输入顺序，才能正确计算定时误差。但由于反馈环路的自动调整功能，其实即使环路启动时实际的样点输入顺序与定时误差检本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Gardner定时误差检测的增强方法，其特征在于：对于采用低余弦滚降系数滤波的BPSK/QPSK等效基带信号，当相邻符号存在极性跳变时，先去除与相邻符号紧邻的前后N个符号对中间样点的影响，N为大于等于2的偶数，获得修正后的中间样点，再根据修正后的中间样点计算定时误差；当相邻符号不存在极性跳变时，则将定时误差直接置零。2.根据权利要求1所述的一种Gardner定时误差检测的增强方法，其特征在于：当相邻符号存在极性跳变时，先去除与相邻符号紧邻的前后2个符号对中间样点的影响，即先去除位于中间样点的两侧间隔3/2个符号周期的前后2个符号对中间样点的影响，再将此中间样点用于定时误差的计算。3.根据权利要求2所述的一种Gardner定时误差检测的增强方法，其特征在于：记相邻符号的判决样点为y(t
k
‑1)和y(t
k
)，与相邻符号紧邻的前后2个符号为y(t
k
‑2)和y(t
k+1
)；与相邻符号紧邻的前后2个符号对中间样点的影响为β
·
(y(t
k
‑2)+y(t
k+1
))，其中β表示拖尾干扰的权重系数。4.根据权利要求3所述的一种Gardner定时误差检测的增强方法，其特征在于：当同相支路的相邻符号存在极性跳变时，定时误差支路的相邻符号存在极性跳变时，定时误差其中，表示{
·
}的实部，y(t
k
‑
1/2
)表示相邻符号的中间样点；否则，当同相支路...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗荣华，石华，
申请(专利权)人：金陵科技学院，
类型：发明
国别省市：