[发明专利]任意速率CPFSK信号定时同步方法

权利要求书

1.一种任意速率CPFSK信号定时同步方法，包括如下步骤：

1)任意比降采样：以改进的数控振荡器NCO产生的整个采样时钟频率范围内的脉冲信号为使能信号，采用重采样单元对任意速率连续相位频移键控CPFSK基带信号进行任意比降采样，把CPFSK基带信号的采样速率降低为符号速率的D倍，D为整数；

2)MSD判决反馈：利用接收端已有的多符号检测MSD单元对经过降采样处理后的CPFSK信号进行判决，通过反馈信号单元以判决结果对应的CPFSK调制信号的共轭信号作为反馈信号，在整个过程中，先把D个CPFSK基带信号数据映射为一个符号，再把该符号映射为D个反馈信号数据；

3)并行相关：延时模块对经过降采样处理后的CPFSK信号进行延时处理，分别得到超前、即时和滞后三个支路，在有效使能信号控制下，三路信号分别与反馈信号进行符号周期内的并行相关运算，相干积分单元分别对三路相关运算结果进行一段时间的相关积分；

4)误差检测：三路相干积分结果送入码环鉴别器检测似然函数包络，获得CPFSK信号的相位误差信息；

5)基于延迟锁定环路结构调整信号相位：通过环路滤波器对相位误差信息进行滤波，滤波结果送入改进的NCO，由环路滤波器输出与固定累加量相加得到NCO的控制字，共同控制NCO输出信号的频率；然后对传统数控振荡器NCO进行改进，当NCO的控制字大于系统采样时钟频率的一半时，对传统NCO获得的脉冲信号取反，获得频率大于二分之一倍采样时钟频率的脉冲信号；将传统NCO输出的脉冲信号同时作为重采样单元的积分清零使能和定时同步环路中其它单元的有效使能信号，对CPFSK信号的相位进行调整，控制定时同步环路对码多普勒进行跟踪。

2.如权利要求1所述的任意速率CPFSK信号定时同步方法，其特征在于：重采样单元以CPFSK基带信号作为输入，首先利用累加器对输入进行累加，然后在使能信号有效时对累加结果进行采样得到输出信号，同时对累加器清零，接着循环这个过程，完成对输入信号的降采样操作。

3.如权利要求1所述的任意速率CPFSK信号定时同步方法，其特征在于：反馈信号通过以下两种实现方式得到：

a.反馈信号单元先对接收到的符号进行取反：符号’0’变为’1’，符号’1’变为’0’；然后，对取反后的符号进行CPFSK调制，得到反馈信号；

b.反馈信号单元直接对接收到的符号进行CPFSK调制，然后对调制信号取共轭获得反馈信号。

4.如权利要求1所述的任意速率CPFSK信号定时同步方法，其特征在于：MSD单元在持续观察前后各N个符号之后，才对当前符号进行判决，除了MSD单元和反馈信号单元带来的硬件延时之外，反馈信号与对应的CPFSK信号之间有N个符号周期的延时。

5.如权利要求1所述的任意速率CPFSK信号定时同步方法，其特征在于：并行相关步骤中，复数乘法器和累加器组成数字相关器，延时模块对CPFSK信号进行延时操作，得到超前、即时和滞后三个支路，使一个符号对应的即时支路的相位与该符号对应的反馈信号的相位对齐，超前支路的相位比即时支路的相位超前d个符号周期，滞后支路的相位比即时支路的相位落后d个符号周期，d表示数字相关器间距。

6.如权利要求5所述的任意速率CPFSK信号定时同步方法，其特征在于：三个数字相关器分别对三路CPFSK信号与反馈信号进行复数乘法操作；接着，累加器在使能信号控制下，在每个符号周期内对复数乘法器输出信号进行累加；最后，相干积分单元对相关结果进行长度为N_cor的相干积分，相干积分能够消除信号中的高频信号成分和噪声，提高信噪比，增益与相干积分时间成正比。

7.如权利要求1所述的任意速率CPFSK信号定时同步方法，其特征在于：码环鉴别器包括功率计算模块、非相干积分单元和误差检测单元，其中，功率计算模块对超前支路和滞后支路的相干积分结果求功率，非相干积分单元对相干积分结果的功率值进行长度为的非相干积分，误差检测单元利用非相干积分结果获得相位误差信息。

8.如权利要求1所述的任意速率CPFSK信号定时同步方法，其特征在于：环路滤波器对相位误差信号进行滤波，输出的滤波信号与固定累加值相加得到NCO的控制字；NCO的固定累加值σ为符号速率R_b的D倍，即σ＝D·R_b。