[发明专利]插值滤波器构建方法及系统

说明书

本发明公开了一种插值滤波器构建方法及系统，方法包括：确定插值基多项式阶数；利用基于插值基多项式阶数所确定的插值基函数，在预设约束条件下获取插值滤波器的实际频域响应；计算实际频域响应与预设的理想滤波器输出的误差；基于使该误差逼近预设的期待误差的目标，求取插值滤波器的目标控制参数；组后利用该目标控制参数构建基多项式插值滤波器。本发明获取滤波器目标参数的过程可根据优化问题进行控制，克服了Gardner同步环路中存在滤波器结构参数固定不变的局限性。本发明通过在频域响应上逼近理想插值滤波器，以此获取更精确的插值精度，进而获得更高精度的环路符号同步精度，使得数字通信系统接收端整体性能得以提升。

技术领域

本发明涉及无线数字通信领域，尤其涉及一种插值滤波器构建方法及系统。

背景技术

在无线电接收机中，要正确恢复发送端的信号，需要对码元的中间时刻进行周期性的采样判决，必须知道每个码元的起止时刻，才能采样恢复出发送端的信号。由于接收到的信号传输过程中受到噪声、多径效应等影响，与本地时钟信号不同步，这就需要定时同步算法，恢复出与接收码元同频同相的时钟信号。

符号定时同步作为解决接收机不同步而导致符号判决错误的关键技术，是提高通信解码正确率的重要一环，一直是通信领域研究人员研究的热点。符号定时同步的主要任务是从接收到的信号中估计出恢复时钟相位与最佳采样位置的偏移误差信息，并根据该信息将本地采样时钟调整到对码元进行最佳检测的相位上，得到信号的最佳采样值。

目前，在数字通信领域中，符号定时同步算法主要有WDM算法、M&M算法以及Gardner算法。在现有的符号定时同步方法中，WDM算法需要准基带信号大量的样本点且需要较高的准基带信号采样率，算法虽然具有较高的定时同步精度但算法复杂度高且计算量大；M&M算法只需准基带信号每个符号上的一个采样点，需要直接判决，算法复杂度较低，但其判决精度对载频偏差和符号率偏差依赖性很大；Gardner算法对每个符号只需要两个采样点，算法复杂度低且定时同步精度不受载频偏差的影响，Gardner算法在符号定时同步中受到很大的关注。

但由于Gardner算法的精度会受到环路滤波器带宽和环路自噪声的影响，如何降低环路滤波带宽和自噪声的影响，是目前Gardner同步技术中一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明提出了一种插值滤波器构建方法及系统。该方法旨在经典的Gardner同步算法基础上，对同步环路中的插值滤波器进行改进，以获取更精确的插值精度，进而能够提升环路符号同步精度。

本发明采用的技术方案如下：

一种插值滤波器构建方法，包括：

确定插值基多项式阶数；

利用基于所述插值基多项式阶数所确定的插值基函数，在预设约束条件下获取插值滤波器的实际频域响应；

计算实际频域响应与预设的理想滤波器输出的误差；

基于使所述误差逼近预设的期待误差的目标，求取插值滤波器的目标控制参数；

利用所述目标控制参数构建基多项式插值滤波器。

可选地，所述确定插值基多项式阶数包括：

根据准基带信号采样频率以及样值点，选择插值节点数；

由所述插值节点数确定相应的插值基多项式阶数。

可选地，所述在预设约束条件下获取插值滤波器的实际频域响应包括：

基于线性相位特性，获取插值滤波器的时域冲激响应；

将所述时域冲激响应映射为所述实际频域响应。

可选地，所述求取插值滤波器的目标控制参数包括：