[发明专利]一种用于高速数字通信系统的位同步与滤波联合实现方法

权利要求书

1.一种用于高速数字通信系统的位同步与滤波联合实现方法， 其特征如下：

一、在发射机部分采用一种无重叠分段法对数据的分段滤波进行 处理，包括如下步骤：

步骤1、将待传输的二进制数据x(n)作P倍插零，P为任意偶数， 然后每L点切分为一段，最后一段数据不足L点的可补0，得到 x₁，x₂，...x_m共m段数据；

步骤2、选择FIR滤波器，设其阶数为M，且M为任意奇数， 时域系数为h(n)，频域系数为H(K)，且收、发两端所用的滤波器完 全一致；令N＝L+2(M-1)且N为2的整数次幂，分别计算步骤1所得 m段数据x₁，x₂，...x_m的N点快速傅里叶变换得到 X₁(K)，X₂(K)，...，X_m(K)，并与滤波器的频域系数H(K)相乘得

X₁′(K)＝X₁(K)H(K)

X₂′(K)＝X₂(K)H(K)                 

                                (1)

……

X_m′(K)＝X_m(K)H(K)

对上述m个结果X₁′(K)，X₂′(K)，...，X_m′(K)作N点反向快速傅里叶变换 可得圆周卷积结果x₁′，x₂′，...x_m′；

步骤3、将步骤2得到的x₁′，x₂′，...x_m′分别截取前L+M-1点，即为各 段数据滤波后输出的真值，将其顺序拼接串行输出；

步骤4、将步骤3中的串行输出的数据送入D/A转换模块并调制 到射频进行无线发射；

二、在接收机部分完成滤波和位同步操作，并将最终输出的数据 送入后续解调单元，具体处理步骤如下：

步骤1、将s(n)每L+M-1点切分为一段，得到s₁，s₂，...s_m共m段数 据；其中，s(n)是接收机接收信号经过下变频后的基带采样信号， 采样倍数为P，即一个码元周期采P个数据点；

步骤2、计算步骤1得到的s₁，s₂，...s_m的N点快速傅里叶变换 S₁(K)，S₂(K)，...，S_m(K)，并分别与滤波器频域系数H(K)相乘得

R₁(K)＝S₁(K)H(K)

R₂(K)＝S₂(K)H(K)

                               (2)

……

R_m(K)＝S_m(K)H(K)

则R₁，R₂，...R_m是各段数据经收发两端滤波后的频谱函数；

步骤3、频域定时误差检测，利用步骤2得到的R₁，R₂，...R_m分 别计算每一段数据的相对定时误差ε₁，ε₂，...ε_m；具体方法如下式：

ϵ=12π{arg[R(K)]-arg[R(K+NP)]-πT(M-1)}---(3)]]>

在式(3)中，arg()表示对变量求相位且附加限制在(-π，π]区间内，最终 求出的相位差值也应限制在(-π，π]区 间；T为码元周期，M是滤波器阶数，绝对时间误差ε_T为相对定时误 差ε与码元周期T的乘积；

步骤4、将步骤3中得到的ε₁，ε₂，...ε_m以最小距离为准则量 化为0，...，和共P种情况，分别对应于一个码 元周期中的P个采样点；

步骤5、通过在频域进行相位补偿的方式对步骤2所得数据完成 定时恢复，具体方法如下式：

R11(K)=R1(K)e-j2πNPϵ1K]]>

R22(K)=R2(K)e-j2πNPϵ2K---(4)]]>

……

Rmm(K)=Rm(K)e-j2πNPϵmK]]>

步骤6、提取最佳采样点；将步骤5所得的R₁₁，R₂₂，...R_mm分别作 N点反向快速傅里叶变换，得到各段数据的实际滤波结果为 r₁₁(n)，r₂₂(n)，...r_mm(n)，且r₁₁(n)，r₂₂(n)，...r_mm(n)均已纠正了定时误差，即通 过频域的相位补偿进行时域移位；此时分别对r₁₁(n)，r₂₂(n)，...r_mm(n)作P 倍抽取，且起始点为第M点，则每段可得到L/P点，各段顺序衔接 即为已实现位同步的基带信号采样点。