[发明专利]滚降系数可变宽带卫星传输系统的定时恢复方法及装置

权利要求书

1.一种滚降系数可变宽带卫星传输系统的定时恢复方法，其特征在于，应用于宽带卫星传输系统的接收端，用于对接收端收到的来自于宽带卫星传输系统发送端的信号进行定时恢复，包括以下步骤：

(1)对宽带卫星传输系统发送端中成型滤波器输出的信号进行匹配，输出采样信号，实现信号的最佳接收；当发送端的滚降系数改变时，通过查表的方式改变抽头系数，实现接收端滚降系数的相应改变；

(2)根据发送端的滚降系数采用相应的误差估计方式，当滚降系数α≥0.2时，根据匹配滤波器输出的采样信号，采用平方定时误差估计方法进行误差估计，当滚降系数α＜0.2时，根据误差补偿滤波器输出的最佳采样点y_k，采用Moeneclaey方法进行误差估计；

(3)将步骤(2)的误差估计结果依次进行环路滤波和定时数控振荡器处理，输出处理后的误差信号；

(4)根据步骤(3)得到的误差信号对步骤(1)输出的采样信号进行定时补偿，输出最佳采样点y_k，完成接收端的定时恢复；

所述步骤(1)中共有四个并行进程并输出四路并行采样信号，每个并行进程中均根据滚降系数通过查表方式设置本进程的抽头系数；所述步骤(2)中的平方定时误差估计方法为并行平方定时误差估计方法，并行平方定时误差估计方法包括以下步骤：

以每一路采样信号的时钟作为符号时钟；

对采样信号进行突发处理，在采样信号的导频部分将连续信号变为突发信号；

将每一路采样信号中的有效信号部分与其共轭信号进行相乘，将1、3路的乘积并行相减并累加作为实部信号，将2、4路的乘积并行相加并累加作为虚部信号；

用实部信号除以虚部信号，通过反正切求得弧度角，得到定时误差的估计值；

所述步骤(4)中采用内插滤波器对步骤(1)输出的采样信号进行定时补偿，具体包括以下步骤：

根据步骤(2)所选择的误差估计方式为内插滤波器采用相应的输入信号；具体来说，若选择的是Moeneclaey方法进行误差估计，则输入信号为步骤(1)输出的多路并行采样信号，若选择的是平方定时误差估计方法进行误差估计，则输入信号为突发处理后多路并行采样信号的有效信号部分；

根据步骤(3)得到的误差信号，调整输入给内插滤波器的多路并行信号的先后顺序；

根据误差信号，通过查表方式选择内插滤波器的抽头系数，以并行重采样的方式恢复出最佳采样点y_k；

所述Moeneclaey方法包括以下步骤：

采用误差估计为0的内插滤波器输出的单路最佳采样值y_k作为Moeneclaey方法的初始输入信号，后续Moeneclaey方法的输入信号则为内插滤波器输出的调整后的最佳采样值y_k；

根据下式得到Moeneclaey方法的输出误差估计信号e(k)：

其中，y_k+1是y_k延时一个符号时钟周期的信号，上标*表示取共轭信号。

2.一种滚降系数可变宽带卫星传输系统的定时恢复装置，其特征在于，用于对宽带卫星传输系统接收端收到的来自于宽带卫星传输系统发送端的信号进行定时恢复，包括匹配滤波器、平方定时误差估计模块、Moeneclaey定时误差估计模块、误差估计选择模块、误差处理模块以及误差补偿滤波器，其中：

匹配滤波器，用于对宽带卫星传输系统发送端中成型滤波器输出的信号进行匹配，输出采样信号，实现信号的最佳接收；当发送端的滚降系数改变时，匹配滤波器通过查表的方式改变抽头系数，实现接收端滚降系数的相应改变；

平方定时误差估计模块，用于根据匹配滤波器输出的采样信号，采用平方定时误差估计方法进行误差估计，并输出误差估计结果；

Moeneclaey定时误差估计模块，用于根据误差补偿滤波器输出的最佳采样点y_k，采用Moeneclaey方法进行误差估计，并输出误差估计结果；

误差估计选择模块，用于根据宽带卫星传输系统发送端的滚降系数选择相应的误差估计结果，并将该误差估计结果传送给误差处理模块；当滚降系数α≥0.2时，采用平方定时误差估计模块输出的误差估计结果，当滚降系数α＜0.2时，采用Moeneclaey定时误差估计模块输出的误差估计结果；

误差处理模块，用于将误差估计结果依次进行环路滤波和定时数控振荡器处理，输出处理后的误差信号；

误差补偿滤波器，用于接收匹配滤波器输出的采样信号，并根据误差处理模块输出的误差信号对采样信号进行定时补偿，输出最佳采样点y_k，完成接收端的定时恢复；

所述匹配滤波器包括四个子滤波模块，每个子滤波模块均具有一个输入信号并输出一个采样信号，各子滤波模块的输入信号构成匹配滤波器的多路并行输入信号，各子滤波模块的输出信号构成匹配滤波器输出的多路并行的采样信号，当发送端的滚降系数改变时，根据滚降系数通过查表方式改变子滤波模块的抽头系数；

所述平方定时误差估计模块接收所述匹配滤波器输出的四路并行的采样信号，并采用并行的平方定时误差估计方法进行误差估计；所述并行的平方定时误差估计方法包括以下步骤：

以每一路采样信号的时钟作为符号时钟；

对采样信号进行突发处理，在采样信号的导频部分将连续信号变为突发信号；

将每一路采样信号中的有效信号部分与其共轭信号进行相乘，将1、3路的乘积并行相减并累加作为实部信号，将2、4路的乘积并行相加并累加作为虚部信号；

用实部信号除以虚部信号，通过反正切求得弧度角，得到定时误差的估计值；

所述误差补偿滤波器为内插滤波器，误差补偿滤波器的处理过程包括以下步骤：

根据误差估计选择模块所选择的误差估计结果，为内插滤波器采用相应的输入信号；具体来说，若误差估计选择模块选择的是Moeneclaey定时误差估计模块输出的误差估计结果，则内插滤波器的输入信号为匹配滤波器输出的多路并行采样信号，若误差估计选择模块选择的是平方定时误差估计模块输出的误差估计结果，则内插滤波器的输入信号为突发处理后多路并行采样信号的有效信号部分；

根据误差处理模块输出的误差信号，调整输入给内插滤波器的多路并行信号的先后顺序；

根据误差信号，通过查表方式选择内插滤波器的抽头系数，以并行重采样的方式恢复出最佳采样点y_k；

所述Moeneclaey方法包括以下步骤：

采用误差估计为0的内插滤波器输出的单路最佳采样值y_k作为Moeneclaey方法的初始输入信号，后续Moeneclaey方法的输入信号则为内插滤波器输出的调整后的最佳采样值y_k；

根据下式得到Moeneclaey方法的输出误差估计信号e(k)：

其中，y_k+1是y_k延时一个符号时钟周期的信号，上标*表示取共轭信号。