专利名称：相位跟踪的抗干扰方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明属于数字信号领域，具体属于数字信号的相位跟踪领域，特别 涉及一种相位跟踪的抗干扰方法，以及实现该方法所使用的装置。
背景技术：
数字信号接收机需要对模数转换后的数字信号进行载波频率恢复和相 位跟踪，以保证信号的星座具有稳定的相位，然后对具有稳定相位的星座 进行进一步判决。
传统的频率恢复和相位跟踪装置如图l所示，该装置包括定时恢复模
块10、载波频率恢复模块ll、相位跟踪模块12和判决模块13，模数转换后 的数字信号通过定时恢复模块10和载波频率恢复模块11进入相位跟踪模块 12。相位跟踪模块12用于自动控制和调整输出信号与输入信号的相位保持 的确定关系，由移相器121、鉴相器122和环路滤波器123组成。其中，鉴 枏器122用于鉴别相位跟踪模块12的输入信号与输出信号之间的相位差， 并输出误差至环路滤波器123;环路滤波器123用于滤除混杂在输出误差中 的噪声，并向移相器121提供所需的控制量，借以改变移相器121输出星座 的相位；移相器121根据鉴相器122和环路滤波器123输出的控制量，将相 位跟踪模块12的输入信号旋转特定的角度，用于抵消来自载波频率恢复模 块的信号中残存的相位偏差，从而自动调整信号与调制端的发送信号的相 位关系。
但是，当信道带内叠加了窄带干扰信号后，窄带信号的强时间相关性 会对鉴相器122和环路滤波器123产生不良影响，导致相位跟踪模块12 的输出突然顺时针或者逆时针偏转90度，即引起环路跳周。环路跳周将 导致判决模块13在短时间内出现大量错误，从而影响接收机的性能。
发明内容
.
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种相位跟踪的抗千扰 方法。本发明还提供一种相位跟踪的抗干扰装置。通过符号加扰去除混进带内的具有强时间相关性的窄带干扰的相关性，达到抗干扰的目的。 相位跟踪的抗干扰方法，包括如下步骤
51. 由接收机本地产生的伪随机序列Ri作为旋转控制量，该伪随机序
列Ri决定对当前移相器的输出的星座在复平面上施加旋转角度的量；
52. 根据伪随机序列Ri对当前的星座在复平面上进行符号加扰
首先将伪随机序列Ri映射为待旋转的角度，取Ri为任意一个二进制 数，则待旋转的角度为^，其中系数k为大于等于0小于等于3的任意
2
整数，且Ri与系数k为一一对应；
然后对当前的星座进行^角度的相位旋转，即得到根据伪随机序列
2
Ri对当前星座以复平面原点为中心旋转了 ^角度后的星座；
2
53. 对符号加扰后的星座进行鉴相，对鉴相输出进行环路滤波；
54. 将环路滤波后的控制量作为控制移相的度数，对星座相位进行补偿。
歩骤S3中，对符号加扰后的星座进行鉴相，对鉴相输出进行环路滤 波，以及歩骤S4中，控制量作为控制移相的度数，与传统的频率恢复和 相位跟踪方法中对应的步骤和实现方法相同。
实现以上抗干扰方法所使用的相位跟踪的抗干扰装置。
相位跟踪的抗干扰装置，包括移相器、鉴相器、环路滤波器、伪随机 序列发生器和符号加扰器。
其中，移相器和伪随机序列发生器的输出分别与符号加扰器的输入连 接，符号加扰器的输出与鉴相器的输入连接，鉴相器的输出与环路滤波器 输入连接，环路滤波器的输出与移相器的输入连接；所述移相器的输入与 外部系统的载波频率恢复模块的输出连接，抗干扰的相位跟踪装置的移相 器的输出与外部系统的判决模块的输入连接。
相位跟踪的抗干扰装置的伪随机序列发生器用于产生伪随机序列Ri 作为旋转控制量，伪随机序列Ri用于决定对当前移相器的输出的星座在 复平面上再施加多少角度的旋转，可采用现有的成熟技术实现。
相位跟踪的抗干扰装置的符号加扰器用于根据伪随机序列Ri对当前 的星座在复平面上进行符号加扰。
其中，所述符号加扰器包含映射器和乘法器；映射器的输入与伪随机 序列发生器的输出相连，映射器的输出和移相器的输出分别与乘法器的两路输入相连，乘法器的输出与鉴相器的输入相连。
其中，符号加扰器的映射器将伪随机序列Ri映射为待旋转的角度，
取Ri为任意一个二进制数，则待旋转的角度为^，其中，系数k为大于
2
等于0小于等于3的任意整数，且Ri与系数k为一一对应。
其中，符号加扰器的乘法器对当前的星座进行所述，角度的相位旋
转，即根据伪随机序列Ri对当前星座以复平面原点为中心旋转了，角度 后的星座。
符号加扰后的星座经过环路滤波器的滤波，其输出稳定的反映了送入 移相器的残余相位偏移，通过控制移相器即可稳定的将残余的相位偏移补 偿。
相位跟踪的抗干扰装置的移相器、鉴相器、环路滤波器均采用现有传 统的频率恢复和相位跟踪装置中相位跟踪模块对应的技术实现。
本发明的方法和装置可适用于QAM， MPSK和APSK等采用正交调制的数 字通信系统。
本发明的有益效果是具有良好抗带内干扰性，适当选取伪随机序列 发生器，可将带内叠加的窄带干扰的时间相关性去除，从而增强相位跟踪 环路的稳定性，大大降低环路跳周概率，保证数字接收系统在恶劣环境中 的接收性能。
图1为传统的频率恢复和相位跟踪装置的示意图； 图2为采用本发明方法的相位跟踪的抗干扰装置的示意图； 图3为本发明的装置中的符号加扰器的示意图。
具体实施例方式
以下结合附图，对本发明的方法和装置进行具体说明。 图2为采用本发明的方法的相位跟踪的抗干扰装置的示意图。图2中 的相位跟踪的抗千扰装置22用于自动控制和调整输出信号与调制端的发 送信号的相位保持的确定关系。包括移相器221、符号加扰器222、伪随 机序列发生器223、鉴相器224和环路滤波器225。图2中移相器221和伪随机序列发生器223的输出分别与符号加扰器 222的输入相连，符号加扰器222的输出与鉴相器224的输入相连，鉴相 器224的输出与环路滤波器225输入相连，环路滤波器225的输出与移相 器221的输入相连。
图2中相位跟踪的抗干扰装置22的移相器221的输入与图1所示系 统中载波频率恢复模块11的输出相连，相位跟踪的抗干扰装置22的移相 器221的输出与图1所示系统中判决模块13的输入相连，
系统的工作原理为如图l所示的外部系统中，经模数转换输入系统 的采样数据首先送入定时恢复模块10进行定时重采样，经过定时后的数 据送入载波频率恢复模块11去掉频偏，从载波恢复送出的数据和理想位 置的星座图相比相差的仅仅为一个相位旋转。然后该数据被送往图2所示 的相位跟踪的抗干扰装置22，
图2中移相器221的作用为将输入信号旋转特定的角度，该角度由鉴 相器224及环路滤波器225决定，用于抵消来自载波频率恢复模块的信号 中残存的相位偏差；伪随机序列发生器223产生伪随机序列Ri;符号加 扰器222根据伪随机序列Ri对移相器221的输出进行固定角度的旋转。
伪随机序列发生器223产生的2bit伪随机序列Ri作为旋转控制量， 用于决定对当前移相器的输出的星座在复平面上再施加多少角度的旋转， 可采用现有的成熟技术实现。
符号加扰器222如图3所示，包含映射器31和乘法器32，可根据伪 随机序列Ri对当前的星座在复平面上进行符号加扰；映射器31的输入与 伪随机序列发生器223的输出相连，映射器31的输出和移相器221的输 出分别与乘法器32的两路输入相连，乘法器32的输出与鉴相器224的输 入相连。
符号加扰器222的映射器31将伪随机序列Ri映射为待旋转的角度，
取Ri为任意一个二进制数，则待旋转的角度为^，其中系数k为大于等
2
于0小于等于3的任意整数，且Ri与系数k为--一-对应的关系；
设定Ri = 00、 01、 10、 11中的任意一个时，则待旋转的角度为
冗 3;r 竺.
0、 I、兀、i中的任意---个，映射器31的一种实现方式为e"。--种具体映射方式为
Ri = 00， k = 0，待旋转角度0，映射器输出0
;r 工.
Ri = 01， k = 1，待旋转角度顺时针i，映射器输出/ Ri = 10， k = 2，待旋转角度顺时针冗，映射器输出/'
3;r ^.
Ri = 11， k = 3，待旋转角度顺时针7，映射器输出/' 符号加扰器222的乘法器32将映射器的输出值与当前移相器输出的 星座相乘，即根据伪随机序列Ri对当前星座信号以复平面原点为中心旋
转了^角度的符号加扰后的星座。 2
符号加扰后的星座经过环路滤波器225的滤波，其输出稳定的反映了 送入移相器221的残余相位偏移，通过控制移相器221即可稳定的将残余 的相位偏移补偿。
本发明的相位跟踪的抗干扰方法，包括如下歩骤
511. 由接收机本地产生的伪随机序列Ri作为旋转控制量，该伪随机 序列Ri用于决定对当前移相器的输出的星座在复平面上再施加多少角度 的旋转；
512. 根据伪随机序列Ri对当前的星座在复平面上进行符号加扰 首先将伪随机序列Ri映射为待旋转的角度，取Ri为任意一个2bit
的二进制数，则待旋转的角度为^， k为大于等于0的任意整数，其中
2
Ri与M为一一对应的关系；
2
然后对当前的星座进行^角度的相位旋转，得到当前星座与待旋转
2
的角度在复平面上实部和虚部分别相叠加后的星座，即根据伪.随机序列
Ri信号以复平面原点为中心旋转了 ^的符号加扰后的星座；
2
513. 对符号加扰后的星座进行鉴相，对鉴相输出进行环路滤波；
514. 将环路滤波后的控制量用于控制移相的度数，对星座相位进行补
ta.。
步骤S12的一种具体实施方式
为取Ri为2bit 二进制数，设定Ri =00、 01、 10、 11中的任意一个时，对当前相位补偿后的星座再施加的
顺时针旋转度数可以为0、 ^、 "、 7中的任意一个；
步骤S13中，对符号加扰后的星座进行鉴相，对鉴相输出进行环路滤波，以及步骤S14中，控制量用于控制移相的度数，与传统的频率恢复和 相位跟踪方法中对应的步骤和实现方法相同。
应该理解到的是:上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明 的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的 保护范围之内。
权利要求
1、相位跟踪的抗干扰方法，其特征在于该方法包括以下步骤S1.由接收机本地产生的伪随机序列Ri作为旋转控制量；S2.根据伪随机序列Ri对当前的星座在复平面上进行符号加扰首先将伪随机序列Ri映射为待旋转的角度，取Ri为任意一个二进制数，则待旋转的角度为id="icf0001" file="S2008100606073C00011.gif" wi="7" he="8" top= "80" left = "79" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>其中系数k为大于等于0小于等于3的任意整数，且Ri与系数k为一一对应；然后对当前的星座进行id="icf0002" file="S2008100606073C00012.gif" wi="5" he="8" top= "98" left = "90" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>角度的相位旋转，即得到根据伪随机序列Ri对当前星座以复平面原点为中心旋转了id="icf0003" file="S2008100606073C00013.gif" wi="5" he="8" top= "109" left = "121" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>角度后的星座；S3.对符号加扰后的星座进行鉴相，对鉴相输出进行环路滤波；S4.将环路滤波后的控制量作为控制移相的度数，对星座相位进行补偿。
2、 实现如权利要求1所述的相位跟踪抗干扰方法的装置，包括移相 器、鉴相器、环路滤波器、伪随机序列发生器和符号加扰器，其特征在于 移相器和伪随机序列发生器的输出分别与符号加扰器的输入连接，符号加 扰器的输出与鉴相器的输入连接，鉴相器的输出与环路滤波器输入连接， 环路滤波器的输出与移相器的输入连接；所述移相器的输入与外部系统的载波频率恢复模块的输出连接，抗干扰的相位跟踪装置的移相器的输出与外部系统的判决模块的输入连接；所述的伪随机序列发生器用于产生伪随机序列Ri作为旋转控制量； 所述的符号加扰器包括映射器和乘法器，用于根据伪随机序列Ri对相器 输出的当前星座在复平面—...匕进行符号加扰；所述映射器将伪随机序列Ri映射为待旋转的角度，取Ri为任意一个二进制数，则待旋转的角度为^，其中，系数k为大于等于O但小于等2于3的任意整数，且Ri与系数k为-一一对应；所述乘法器对当前的星座进行^角度的相位旋转，即根据伪随机序2列Ri对当前星座以复平面原点为中心旋转了^角度后的星座。全文摘要
本发明涉及一种数字信号接收机的相位跟踪的抗干扰方法及装置，传统的相位跟踪方法在信道带内叠加窄带干扰信号时会引起判决错误。本发明的方法为由接收机产生伪随机序列Ri作为旋转控制量；根据伪随机序列Ri对当前的星座进行符号加扰；对符号加扰后的星座进行鉴相，对鉴相输出进行环路滤波；将环路滤波后的控制量用于控制移相度数，对星座相位进行补偿。本发明的装置包括移相器、鉴相器、环路滤波器、伪随机序列发生器和符号加扰器。本发明通过符号加扰将混进带内的具有强时间相关性的窄带干扰的相关性去除，达到抗干扰的目的。本发明增强了相位跟踪环路的稳定性，保证了数字接收系统的接收性能。
文档编号H04L27/38GK101286757SQ20081006060
公开日2008年10月15日 申请日期2008年4月10日 优先权日2008年4月10日
发明者乐东坡, 邢新景, 邹志永 申请人:杭州国芯科技有限公司