[发明专利]一种应用于DMR系统的定时跟踪方法与装置

说明书

技术领域

本发明属于无线通信领域，具体涉及一种应用于DMR系统或多进制连续相位调制解调器的定时跟踪方法与装置。

背景技术

DMR(Digital Mobile Radio，数字移动无线电）协议是欧洲电信标准协会(ETSI）在2004年提出的新型数字集群通信系统协议。DMR协议使用一种双时隙TDMA接入的方式，每个突发包有2个时隙，每个时隙30ms，同时为了得到较高的功率利用率和频带利用率，采用多进制连续相位调制（4CPFSK）方式。

在DMR系统中，可能出现接收端对信号采样的起止位置和发送端不同步的情况，因此接收端得到的采样点往往不是当前的最佳采样点，这会严重影响接收的误码性能。此外，收发晶振的采样基准频率会随着时间、温度等因素发生漂移，接收端相对于发送符号的采样率也会随之漂移。定时跟踪过程就是用于跟踪这个采样漂移偏差的过程。对于连续相位调制信号的定时跟踪算法有前馈和反馈两种不同的实现结构。前馈结构估计精度不高，但能实现快速捕获，适用于突发信号初始检测；反馈结构具有良好的跟踪性能，用于对抗定时漂移和抖动。但在如今的DMR物理层基带信号解调系统中，尚未存在跟踪采样漂移偏差的定时跟踪方法或装置，故本专利针对DMR系统4CPFSK信号的特性，提出一种全新的应用于DMR系统的定时跟踪方法与装置。

发明内容

本发明的目的在于提出一种全新的应用于实际DMR系统的定时跟踪方法与装置。

为实现上述目的，本发明的应用于DMR系统的定时跟踪方法，包括以下步骤：

步骤（1） 对DMR物理层调制信号作数字下变频处理，得到基带正交信号                                                、，对其作差分和反正切运算，得到相差；

步骤（2） 根据信号特性提取定时偏差，得到当前信号的定时偏差值；

步骤（3） 设置合适的加权值，对提取的定时偏差值进行加权平均运算，并输出均值；

步骤（4） 利用长度为10的Kaiser窗和均值对相差进行插值修正，得到修正值，利用修正值作信号判决，得到原始的数据信息。

上述步骤（1）中，接收的DMR物理层调制信号在数字域中进行下变频、差分和反正切运算，并得到相差：

，

  ，

，

其中，为DMR系统接收的4CPFSK数字信号；、为经过数字下变频后的8倍采样结果；选取其中一路，对、两路信号作差分和反正切运算，得到相差，为接收端AD的采样周期，是采样时钟偏移引起的定时偏差，为发送码元序列经过脉冲成形函数后的输出，为接收信号的幅度，为基带信号、的幅度。

上述步骤（2）中，包括以下步骤：

(a） 欧氏距离检测，计算相邻符号的欧氏距离，即计算和--的欧氏距离；若，则转到下一步骤；否则继续当前步骤，在接收到下一个采样符号后判断的结果，其中，为DMR系统中4CPFSK的调制指数；

(b） 中值调整,利用相邻符号幅值的累加值来调整中值，

_，

其中，为和--之间的中值，，为调整后的中值；

(c） 定时偏差计算，利用相邻符号幅值和调整后的中值计算定时偏差，定时偏差计算公式如下：

。

针对定时偏差提取，上述步骤(b）中，通过操作就完成对中值的调整；在没有定时偏差的情况下，当前后符号相异且绝对值不相等时，中值调整至零；当前后相异且绝对值相等时，中值不受影响。

针对定时偏差提取，上述步骤(c）中，对定时偏差计算公式求期望，得到鉴相曲线：，其中，为定时偏差，为成形函数的滚降系数，该曲线具有正弦鉴相特性；若接收信号不存在定时偏差，则定时偏差计算公式的输出均值为零；若接收信号存在定时偏差，则定时偏差计算公式的结果能够正确反映定时误差偏离矢量。

上述步骤3）中，加权平均的计算公式为：，同时加权值取决于提取的定时偏差值，根据上述定时偏差计算公式可知，，故加权值表示为

_，

其中，为DMR系统中4CPFSK的调制指数。

上述步骤4）中，利用Kaiser窗和均值对相差进行插值修正，得到修正值，其修正公式为：

_，

其中，为Kaiser窗的冲激响应，，

表示第一类零阶修正Bessel函数，在本发明中取2.5248。

本发明的一种应用于DMR物理层基带信号解调的定时跟踪装置，包括：