[发明专利]基于信道容量大小的采样相位选择系统

说明书

技术领域

本发明涉及信号传输的技术领域，尤其涉及一种基于信道容量大小的采样相位选择系统。

背景技术

在现有数字通信领域中，常使用模拟至数字转换器(ADC)用以对基频I及Q信号进行过采样(Over-sampling)。根据采样定理，理想采样率必需不小于系统频宽的两倍。通常系统频宽即为所传送信号的符号率。令过采样因子(over-sampling factor)κ定义为理想采样率与系统频宽的比。常用的理想κ值为一正整数2或4。然而在实际接收机中的采样率，会因晶体振荡频率不准确或频率合成器不同特性等因素，使得实际上的κ值与该理想整数有些许偏差。在现有技术中，大都通过符号时序(symbol timing)的同步，用以估算符号率并修正采样时间偏移，进而间接修正而得到理想κ值，并达成采样时序(sample timing)的同步。

一般而言，符号时序(symbol timing)的同步，是通过内插装置根据同步装置所估算出的符号率及采样时间偏移，作内插或外插运算完成的。之后，内插装置输出端的采样率，便可还原为正确的符号率。

图1为一现有数字接收机的同步机制的典型方块图。该模拟至数字转换器310依据一过采样因子κ将一模拟基频信号转换成数字基频信号。一数字混波器320依据一载波频率偏移对该数字基频信号进行频率移位。一内插装置230依据一采样时间偏移及采样转换率，对该偏移基频信号进行内插运算，其中，采样转换率定义为内插装置230输出入信号的采样率的比值。在此，内插装置230的输出信号采样率被调整为符号率(Symbol Rate)，而输入内插装置330的数据为原本的采样率(Sampling Rate)。内插装置230的输出信号，经过数字匹配滤波器340滤波后，便依据之后的其它算法的需要，如图中信道均衡器370，根据同步装置所提供的同步信息，将一段信号预存于一缓冲装置350内。

依据系统的特性，实际的同步装置中所使用的同步程序与步骤将有不同。绝大部分是以载波频率的同步与补偿为先，接着才作时间上的符号同步及帧同步。此外，对于残存的频率与时序误差及载波的相位，则以时序恢复回路(timing recovery loop)及锁相回路(phase trackingloop)等方式加以追踪消除。

在现有数字通信领域中，同步与其追踪方式一般依据最大相似度(ML)算法，且可分为数据辅助(Data Aided)、非数据辅助(Non-DataAided)、及决定导向(Decision-Directed)等方式。

对于缺少帧头(frame header)或前置符号(preamble)，并在时域上采用以连续传送信号(continuous transmission)方式的系统而言，以数据辅助或决定导向方式并不容易达成同步，尤其在多路径传输信道中。若能通过其它非数据辅助或非同调(noncoherent)算法的辅助以估测符号率，并将符号率误差减低至一定的范围内，Gardner所提出的时序误差检测器(timing-error detector)是最常用的非数据辅助(Non-Data Aided)的符号同步追踪算法，其仅利用在时域上信号峰值的对称性用以估测取得采样时间偏移，达成符号同步，因而不需要已知信息作辅助，且可工作于各式的QAM调变方式及传输信道中(请参考Floyd M.Gardner，‘A BPSK/QPSK Timing-Error Detector for Sampled Receiver，’IEEETrans.Commun，vol.COM-34.，No.5，May 1986)。再者，在以基于帧(Frame based)的通信系统接收机中，则可通过对已知的传送信号如帧头(frame header)或前置符号(preamble)等作相关(correlation)运算，并对所得的相关信号作峰值检测(peak detection)，进而取得符号及帧同步。以上方式，皆利用检测时域信号峰值的周期性用以估算符号率，并通过以连续追踪峰值位置的对称性以决定采样时间偏移。最后，再据以经由内插装置的运算以达成所认定的符号同步。