[发明专利]一种数字宽带无线信号同步算法

说明书

一种数字宽带无线信号同步算法，该算法包括数字宽带无线信号进行相位预处理；在数字宽带无线信号进入环路第一个处理部分——相位预处理，输入信号可分为同相支路和正交支路，将这两路信号进行四象限反正切处理；增加乘法器，纠正信号抖动，辅助频率偏移估计；使用减法器代替传统鉴相器提高运算效率；使用环路滤波器完成低通滤波器的功能；数控振荡器控制反馈信号；增加延迟单元，调整环路时序；符号定时同步算法参考电平；符号定时同步检错部分。本方法将数字信号处理与自动控制原理结合在了一起。运用MATLAB编写并成功实现了同步算法，建立了基于同步算法的新型环路，以实现对数字宽带无线信号的高精度同步。

技术领域

本发明实现了对数字宽带无线信号的同步功能，包括载波同步和符号定时同步，属于数字信号处理技术领域。

背景技术

在目前的信息通信产业中，发展最迅猛的领域无疑是数字宽带无线通信。通信网络、通信终端和互联网通过宽带无线通信技术结合为一个有机体，为世界带来了全新的通信方式。它表现为愈加宽广的覆盖范围、愈加简便的接入方式，愈加细致的问题处理，愈加繁多的业务种类以及愈加快捷的网络服务。除了我们所熟悉的民用范围，无线信号在军用和商用领域的表现也非常抢眼，例如商用卫星通信、军用跳频通信等等。总而言之，为了满足更多的需求，为承载更多的业务量，无线信号的带宽越来越宽，传输速率越来越快，调制方式越来越复杂，编码方式越来越多变。

数字宽带无线通信的快速发展，对信号的解调带来了更高的要求。要在解调速度上满足实时性的要求，要在解调精度上满足准确性的要求，故需要立足于之前的研究，结合当下新兴的技术，着眼于目前信号的特点，满足目前应用的要求，发明了一种新的同步算法，以此来解决新出现的问题，并为以后的研究打下坚实的基础。

发明内容

本发明主要目的是为了克服以往数字宽带无线信号同步精度低、速度慢的缺点，对数字宽带无线信号进行快速高精度的同步。

为实现上述目的，本发明提出一种数字宽带无线信号同步算法，包括载波同步算法和符号定时同步算法，并且研发了基于此种同步算法的实际环路，为数字宽带无线信号的同步提供了一种新视角。

本方法将数字信号处理与自动控制原理结合在了一起。运用MATLAB编写并成功实现了同步算法，建立了基于同步算法的新型环路，以实现对数字宽带无线信号的高精度同步。

本发明的基本思路：

(1)根据数字宽带无线信号的幅度特征，波形特征，频率特征和相位特征等特征的分析，发现传统的数字同步算法无法适应这种信号，于是寻找一种新的同步算法。

(2)以信号的特征为出发点，以高精度，高速率解调为标准，进行的同步算法设计。

(3)根据同步算法中的载波同步算法，设计新的全数字宽带无线信号载波同步环路。

(4)根据同步算法中的符号定时同步算法，设计新的全数字宽带无线信号符号定时同步环路。

(5)将全数字宽带无线信号载波同步环路与符号定时同步环路结合在一起，组成完整的同步环路。

(6)综合以上的分析，以MATLAB开发平台为基础，对同步算法和以此为基础的全新同步环路进行仿真，得出算法满足高精度，高速率解调的标准。其整体工作流程图如附图1所示，载波同步算法如图2所示，符号定时同步算法如图3所示。

本发明采取的具体技术方案如下：

(1)数字宽带无线信号进行相位预处理。

在数字宽带无线信号进入环路第一个处理部分——相位预处理。输入信号可分为同相支路和正交支路，将这两路信号进行四象限反正切处理，计算公式为：