[发明专利]在低信噪比条件下载波及符号定时同步方法

说明书

本发明属于数字通信技术领域，具体涉及一种载波及符号定时同步方法。在低信噪比条件下载波及符号定时同步方法，包括：接收端将接收到的信号经正交解调生成两路基带信号，利用符号定时环路的数控振荡器同步得到导频相位及分数时延，利用导频相位对基带信号进行鉴相，提取载波相位，完成载波同步，利用分数时延进行分数内插得到两路符号信息，对两路符号信息进行相位模糊的恢复，将两路符号信息转换为输出信号。本发明将载波同步与符号定时同步两个实现环路联合起来，利用符号定时环路巧妙提取的导频信息实现载波同步，同时还解决了相位模糊性问题，降低了解调实现的复杂度及实现误差。

技术领域

本发明属于数字通信技术领域，具体涉及一种载波及符号定时同步方法。

背景技术

数字通信系统中，同步是必不可少的环节，它主要是从接收到的信号中还原出原始信息比特，并用这些参数达到解调的目的。

由于数字通信系统中的发送端载波与接收端的本振不可能完全一样以及在传输过程中的信号存在快衰落变化，使得传输信号的中心频率偏离零点，导致在接收端信号存在频偏问题。而经过信道传输的信号的相位也会因为受到多普勒效应的影响，导致信号存在相位抖动。载波频偏在星座图上表现为符号点的旋转，会对解调的性能产生不利影响；载波相偏在星座图上表现为整体的偏斜，会引起判决误差，无法进行准确的解调，系统误码率无法达到通信要求，导致通信系统的正常使用受到影响，故对频偏、相偏的纠正即载波同步过程极其重要。

通信系统中，收发端采用不同的时钟信号，但需要步调一致地协调工作，这需要通过同步系统来完成，同步系统性能的好坏，很大程度上决定了通信系统的质量，而接收机本振时钟的频率偏差，会导致接收端相位的不同步，影响信号解调的精度，故实现符号定时同步过程也是极其重要的。

对于载波恢复及符号定时恢复，一般使用两个独立的锁相环实现。载波恢复可以通过插入导频实现，以插入导频块居多，且它的使用大部分集中在OFDM系统中，而不使用导频，即直接从随机序列中提取载波同步参数，则可以使用最大似然算法、直接判决算法等进行参数估计，但前者求解似然函数过程复杂，实际实现困难，后者允许频偏小且不适用于高阶调制，其改进得到的RC算法，虽适用于高阶调制，但其允许小频偏且需在高信噪比下。符号定时恢复主要有MM算法、WDM算法以及Gardner算法。MM算法每个符号只需一个采样点，但判决的精度对载波频率精度的要求极高；WDM算法则需要很高的采样率即需要大量的采样点进行计算；相对的Gardner算法对每个符号仅需要两个采样点，且对载波频偏不敏感，故其应用广泛。

发明内容

本发明针对使用导频插入的方法实现载波及符号定时恢复，但载波同步收敛不稳定存在较大波动，影响了解调性能的技术问题，目的在于提供一种在低信噪比条件下载波及符号定时同步方法。

在低信噪比条件下载波及符号定时同步方法，包括：

接收端接收发送端发送的信号，将所述信号经正交解调生成两路基带信号，利用符号定时环路的数控振荡器同步得到导频相位及分数时延，利用所述导频相位对所述基带信号进行鉴相，提取载波相位，完成载波同步，利用所述分数时延进行分数内插得到两路符号信息，完成符号定时同步，利用所述导频相位对两路所述符号信息进行相位模糊的恢复，将两路所述符号信息转换为输出信号。

进一步，发送端获取需要发送的信号，对所述信号进行调制，得到两路符号信息，对两路所述符号信息插入导频信号，对插入所述导频信号的两路信号经滤波、上变频和相加后得到所述发送端发送的信号，将所述信号发送给接收端。

进一步，所述发送端获取需要发送的信号，对所述信号进行调制，得到两路符号信息，包括：

在时钟频率为f_t下输入比特序列转换为m电平信号，在时钟频率为f_t/k下转换为所述m电平信号的短脉冲形式，在时钟频率为f_t/2k下奇偶对分为两路符号信息；