一种用于全数字接收机的载波恢复方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于全数字接收机的载波恢复方法及装置，该方法包括以下步骤：将带有残留载波角频率和初始相位的若干个信号并行地以各自估计的相位进行相位旋转得到对中的分量并行提取出各自的载波相位误差信号得到通过环路滤波器对进行多阶积分得到跟踪信号的载波频率和相位误差的控制字信号；根据控制字信号生成用于载波相位补偿的相位信号并反馈；根据反馈的相位信号去除中残留的相位误差。本发明专利技术一次对多个接收信号符号进行载波恢复，降低了对器件的乘法运算速度的要求，从而大大提高了整个全数字接收机的运算速度；可以应用于通信、遥感等各种场合的全数字接收机中，如用于军事和天气的遥感卫星信号接收机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于数字通信
，具体涉及一种用于全数字接收机的载波恢复方法及装置。
技术介绍
载波恢复是全数字接收机中不可缺少的一个处理步骤。图1示出一个全数字接收 机的整体结构。全数字接收机接收到的模拟信号先通过混频器与本地载波相乘进行模拟下 变频。模拟下变频后的信号r(t)经前置滤波器前置滤波后得到带有残留的载波角频率Q 和初始载波相位9的模拟基带信号rf(t)。 rf(t)由本地时钟以固定周期Ts进行采样。采 样后的数字信号rf (kTs)经过数字匹配滤波器匹配滤波，以减小码间串扰，然后进行时钟恢 复和载波恢复，最终完成符号判决。载波恢复的任务是去除时钟恢复后信号中带有的残留 的载波角频率Q和初始载波相位9 。 图2a示出常用的判决反馈方式的载波恢复原理图。由于有残留的载波角频率Q和初始载波相位e ，载波恢复前的信号以估计的相位进行旋转以消除相位误差。整个载波恢复过程如下完成相位旋转后的信号由相位误差监测器(PED)提取出载波相位误差信号 E ;载波相位误差信号E由环路滤波单元处理得到跟踪信号x的载波频率和相位误差控制字 信号W ;跟踪信号x的载波频率和相位误差控制字信号W指示数字控制振荡器单元(NCO)生 成用于载波相位补偿的相位信号①；①反馈至相位旋转单元完成对接收信号的相位误差 补偿，从而完成整个载波恢复过程。 串行载波恢复方法成功地解决了全数字接收机采样后的数字信号载波恢复即载 波频率精确同步的问题。但是现有的串行载波恢复方法一次只对一个接收信号符号进行 载波恢复运算，即需要所实现载波恢复的器件在一个接收信号符号周期内完成一次乘法运 算。这一属性对器件的乘法速度提出了很高的要求，从而限制了整个全数字接收机的运算 速度。 目前电子芯片的速度瓶颈主要来自于乘法速度的限制。而采用串行载波恢复方法 的全数字接收机对芯片的乘法速度提出了很高的要求，即在一个接收信号符号周期内完成 一次乘法运算。这一属性限制了全数字接收机的整体运算速度，不适应目前的高速信号传 输和处理的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于全数字接收机的载波恢复方法及装置，在相同处理速度下降低对芯片乘法速度的要求，提高全数字接收机的整体处理速度。 为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案 —种用于全数字接收机的载波恢复方法，该方法包括以下步骤 Sl，将带有残留载波角频率和初始载波相位的若干个信号文，并行地以各自估计的相位进行相位旋转得到？； S2，对？中的分量并行提取出各自的载波相位误差信号得到E; S3，通过环路滤波器对g进行多阶积分得到跟踪信号的载波频率和相位误差的控 制字信号； S4，根据控制字信号生成用于载波相位补偿的相位信号并反馈； S5，根据反馈的相位信号去除X中残留的相位误差。 优选地，步骤S3中，对苣中的分量并行进行多阶积分，每阶积分通过将g中全部分 量累加并延迟反馈的方式来实现。 优选地，步骤S3中，对g进行多阶积分包括步骤将g中的全部分量累加并延迟反馈得到第一个积分输出的标量值，将所述标量值与苣中属于文中最新接收信号的分量累加 并作为下一个积分的输入；后面每一个积分的输入取g中属于义中最新接收信号的分量与上一个积分的输出标量值的累加和。 优选地，步骤S3中，对g进行多阶积分包括步骤将g中的全部分量累加并延迟反 馈得到第一个积分输出的标量值，将所述标量值与g中全部分量的平均值累加并作为下一 个积分的输入；后面每一个积分的输入取g中全部分量的平均值与上一个积分的输出标量 值的累加和。 优选地，步骤S3中，对且中的分量进行二阶积分，所延迟的时间为文中一个信号的 时间。 本专利技术还提供了一种用于全数字接收机的载波恢复装置，该装置包括若干个相 位旋转单元，每个相位旋转单元接收一个带有残留载波角频率和初始相位的信号，各相位 旋转单元对其接收的信号以各自估计的相位进行相位旋转得到f ,根据反馈的的相位信号 去除文中残留的相位误差；若干个相位误差检测单元，对？中的分量并行提取出各自的载波 相位误差信号得到g ;环路滤波器，用于对g进行多阶积分得到跟踪信号的载波频率和相位 误差的控制字信号；数字控制振荡单元，用于根据控制字信号生成用于载波相位补偿的相 位信号并反馈至相位旋转单元。 优选地，所述环路滤波器为若干个，每一个环路滤波器用于完成g中的一个分量的 多阶积分；每个环路滤波器包括多个级联的积分单元，积分单元用于通过将g中全部分量 累加并延迟反馈的方式来进行积分。 优选地，所述环路滤波器包括积分信号输入单元和多个级联的积分单元，其中，第 一级积分单元用于将I中的全部分量累加并延迟反馈得到第一个积分输出的标量值；积分 信号输入单元用于取g中属于文中最新接收信号的分量与上一级积分单元输出标量值的累 加和作为后面每级积分单元的输入。 优选地，所述环路滤波器包括积分信号输入单元和多个级联的积分单元，其中，第 一级积分单元用于将苣中的全部分量累加并延迟馈得到第一个积分输出的标量值；所述积 分信号输入单元用于取g中全部分量的平均值与上一级积分单元的输出标量值的累加和作 为后面每级积分单元的输入。 优选地，所述环路滤波器为包括两个级联的积分单元的二阶积分环路滤波器。 利用本专利技术提供的用于全数字接收机的载波恢复方法及装置，一次对多个接收信 号符号进行载波恢复，降低了对器件的乘法运算速度的要求，从而大大提高了整个全数字5接收机的运算速度；可以应用于通信、遥感等各种场合的全数字接收机中，如用于军事和天气的遥感卫星信号接收机。附图说明 图1为现有技术中常用的全数字接收机的整体结构图； 图2为现有技术中采用串行载波恢复方法的载波恢复装置的结构框图； 图3为本专利技术用于全数字接收机的的载波恢复装置的结构框图； 图4为本专利技术实施例中并行相位误差检测单元的结构示意图； 图5为本专利技术实施例中并行环路滤波器单元的结构示意图； 图6a为现有技术中采用串行载波恢复方法的控制字信号的仿真波形图； 图6b为本专利技术实施例中采用并行载波恢复方法的控制字信号的仿真波形图； 图7为本专利技术实施例中简化的四符号并行环路滤波器结构图； 图8a为本专利技术实施例中串行载波恢复方法的误码率曲线图； 图8b为本专利技术实施例中采用简化的并行载波恢复方法的误码率曲线图。具体实施例方式本专利技术提出的用于全数字接收机的载波恢复方法及装置，结合附图和实施例说明如下。 本专利技术提出的用于全数字接收机的载波恢复方法及装置采用并行载波恢复方法，在讨论本专利技术中提出并行载波恢复方法之前，首先定义并行载波恢复方法中的帧的概念。一个帧是并行载波恢复方法一次运算所处理的全部符号；帧大小是并行载波恢复方法一次运算所处理的符号数，本实施例中将帧大小记作m，注意这里的帧不同于信号发送接收调制解调时常用到的帧的概念。 本专利技术提供的用于全数字接收机的载波恢复方法，包括以下步骤S1，将带有残留载波角频率和初始载波相位的若干个信号文，并行地以各自估计的相位进行相位旋转得到 ; S2，对？中的分量并行提取出各自的载波相位误差信号得到g ; S3，通过环路滤波器对g进行多阶积分得到跟踪信号的载波频率和相位误差的控制字信号；S4，根据控制字信号生成用于载波相位补偿的相位信号并反馈；S5，根据反馈的相位信号去除X中残本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于全数字接收机的载波恢复方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：Ｓ１，将带有残留载波角频率和初始载波相位的若干个信号＊，并行地以各自估计的相位进行相位旋转得到；＊Ｓ２，对＊中的分量并行提取出各自的载波相位误差信号得到；＊Ｓ３，通过环路滤波器对＊进行多阶积分得到跟踪信号的载波频率和相位误差的控制字信号；Ｓ４，根据控制字信号生成用于载波相位补偿的相位信号并反馈；Ｓ５，根据反馈的相位信号去除＊中残留的相位误差。

【技术特征摘要】
一种用于全数字接收机的载波恢复方法，其特征在于，该方法包括以下步骤S1，将带有残留载波角频率和初始载波相位的若干个信号，并行地以各自估计的相位进行相位旋转得到；S2，对中的分量并行提取出各自的载波相位误差信号得到；S3，通过环路滤波器对进行多阶积分得到跟踪信号的载波频率和相位误差的控制字信号；S4，根据控制字信号生成用于载波相位补偿的相位信号并反馈；S5，根据反馈的相位信号去除中残留的相位误差。F2009102417507C00011.tif,F2009102417507C00012.tif,F2009102417507C00013.tif,F2009102417507C00014.tif,F2009102417507C00015.tif,F2009102417507C00016.tif2. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，步骤S3中，对g中的分量并行进行多阶积分，每阶积分通过将g中全部分量累加并延迟 反馈的方式来实现。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，对苣进行多阶积分包括步骤将i中的全部分量累加并延迟反馈得到第一个积分输出 的标量值，将所述标量值与g中属于X中最新接收信号的分量累加并作为下一个积分的输入；后面每一个积分的输入取g中属于X中最新接收信号的分量与上一个积分的输出标量值的累加和。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，对g进行多阶积分包括步骤将g中的全部分量累加并延迟反馈得到第一个积分输出 的标量值，将所述标量值与g中全部分量的平均值累加并作为下一个积分的输入；后面每 一个积分的输入取g中全部分量的平均值与上一个积分的输出标量值的累加和。5. 根据权利要求1 4所述的方法，其特征在于，步骤S3中，对t中的分量进...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彧，杨知行，姜龙，潘长勇，王英健，王劲涛，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]