专利名称：符号定时恢复方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明原理涉及相移键控系统中的粗糙及精细符号定时恢复。
背景技术：
数字视频广播发展了电缆、地面和卫星传输数字广播标准。在2003年，欧洲电信标准协会(ETSI)开发并批准了第二代数字视频广播卫星传输标准(DVB-S》。DVB-S2标准的特征之一是和第一代标准DVB-S向后兼容。DVB-S2也包括自适应编码和调制、LDPC编码和外BCH码、及几种编码率。另外的特征是四种调制模式(QPSK、8PSK、16APSK和32APSK)。 未来新一代标准可以在这些关键特征上扩展，并且可以想象将包括向后兼容性。一般，在利用反馈符号定时恢复(STR)回路恢复载波的相移和频移之前，完成符号定时恢复。由于STR回路中延迟所造成的相位裕度损失问题，通常在接收器的匹配滤波器前面完成符号定时恢复的误差估计，以使回路中的延迟最小化。对于脉冲整形，一般利用根升余弦(RRC)滤波器对发送的脉冲进行整形。这造成了匹配滤波器前面的接收信号中的符号间干扰(ISI)，因为RRC脉冲不属于Nyquist脉冲类型。当滚降因子减小时，ISI变得更严重，且反馈解决方法的捕获范围或拉入将减小。对于高于奈奎斯特速率(FTN)的信令，出现另一个问题，其中经过脉冲整形的符号在时间上移得更靠近。FTN将变成今后的主要主题，因为带宽有限，并且除了通常的带宽和对于给定信噪比(SNR)和误码率的额外带宽以外，在接收器设计中FTN还提供另一维。利用时间压缩定时网格上的信息脉冲，FTN造成了大量的ISI，并且对于大的定时偏移，基于反馈解决方法的经典定时恢复失效。在此描述的粗糙符号定时恢复方法解决在ISI变得更严重时的捕获范围减小问题，并提供非常鲁棒的恢复方法，甚至是对于由FTN传输造成的
ISIo—般，利用具有Gardner定时误差检测器的经典反馈解决方法来实现卫星接收器中的定时偏移估计。其它解决方案也是周知的，如M&M检测器，它使用后匹配滤波的样本， 并且对ISI更不灵敏，但是对相位和频率误差更灵敏。粗糙外部定时估计后面可以是精细符号定时恢复回路，或者可以分别实施每种想法。在此讨论的精细符号定时恢复方法帮助符号定时恢复系统在不利条件下锁定，包括低SNR、低额外带宽以及在使用FTN信令时。为了从现有卫星信道挤出更大容量，正在研究新方法使更多数据适合于可用带宽，如减小额外带宽、使用FTN信令以及在更低SNR阈值下操作。这些方法的每一种都给符号定时恢复带来了困难。符号定时恢复是采用这些容量增强选项的限制因素之一。本发明原理解决这些和其它问题，本发明提出了粗糙和精细符号定时恢复方案。 利用类似DVB-S2的传输流中嵌入的预知数据，用于数据辅助符号定时估计的新的符号定时偏移检测算法用于粗糙定时调节，后面可以是精细符号定时恢复方法。前馈恢复依赖于数据流中嵌入的预知数据符号(如导频或同步(sync)符号)。在此描述的粗糙定时恢复想法解决传统反馈方法的当ISI变得更严重时的捕获范围减小问题。它是利用数据辅助前馈符号定时恢复方法来实现该解决方案的，该数据辅助前馈符号定时恢复方法提供一种非常鲁棒的恢复方法，甚至是对于由FTN传输造成的ISI。在此提出的粗糙符号定时偏移检测器的一个优点是对相位和频率偏移及ISI不灵敏。当使用反馈的经典定时恢复方案由于大的ISI而不适用时，所提出的方法利用类似 DVB-S2的传输流中的预知数据，来估计定时偏移。所提出的检测器依赖于预知符号，但是对于现代通信设计，使用具有长帧长的Turbo码或LDPC码，这使得必须插入预知符号供帧同步之用。而且，对于低SNR下的操作，常常将附加导频信息加到信号上，以辅助解调。在此讨论的精细符号定时恢复方法帮助符号定时恢复系统在不利条件下实现和保持锁定，包括那些用于增加卫星信道容量的不利条件，如在较低SNR阈值下操作、减小额外带宽以及当使用FTN信令时，它们常常使符号定时恢复变得困难。
发明内容
本发明原理针对符号定时恢复方法和设备，并解决先有技术的这些及其它缺点。根据本发明原理的一个特征，提供一种符号定时恢复方法。该方法包括以下步骤 执行一次或多次差分相关操作；测量相关结果峰值之间的时差；利用该时差作为符号定时偏移估计来确定粗糙符号定时；以及利用粗糙符号定时接收另外数字信号。根据本发明原理另一特征，提供一种符号定时恢复设备。该设备包括处理电路， 用于执行一次或多次差分相关操作；时差测量电路，用于测量相关峰之间的时差；定时误差检测器，用于确定粗糙符号定时；以及接收器，用于利用粗糙符号定时接收另外数字信号。根据本发明原理另一特征，提供另一种符号定时恢复方法。该方法包括通过控制数控延迟对接收的数字信号插值；利用匹配滤波器和第二滤波器至少之一对插值结果滤波；以及利用该结果为精细符号定时寻找定时误差，然后对该定时误差滤波，并通过数控延迟将其用于精细符号定时。根据本发明原理另一特征，提供另一种符号定时恢复设备。该设备包括插值器， 用于对接收数字信号插值，其中通过数控延迟控制插值；回路滤波器，用于对时差信号滤波；控制器，用于利用回路滤波器的输出控制数控延迟；用于利用匹配滤波器和第二滤波器至少之一对插值输出滤波的另一滤波器，其中该第二滤波器也可以是匹配滤波器；定时误差检测器，用于利用时差信号作为符号定时偏移估计来确定符号定时；以及接收器，用于利用精细符号定时接收另外数字信号。根据本发明原理另一特征，提供另一种符号定时恢复方法。该方法包括；对接收信号执行一次或多次差分相关操作；测量相关函数峰值之间的时差；利用该时差作为符号定时偏移估计来确定粗糙符号定时；利用所述粗糙符号定时接收另外的数字信号；对另外接收的数字信号插值，其中通过数控延迟控制插值；利用回路滤波器对定时误差检测信号滤波；利用所述回路滤波器的输出控制数控延迟；利用匹配滤波器和第二滤波器至少之一对插值输出滤波，其中该第二滤波器也可以是匹配滤波器；寻找该滤波插值信号的定时误差作为符号定时偏移的进一步估计，来确定精细符号定时；以及利用所述精细符号定时接收随后的数字信号。根据本发明原理另一特征，提供另一种符号定时恢复设备。该设备包括处理电路，用于对接收信号执行一次或多次差分相关操作；用于测量相关函数峰值之间时差的电路；定时误差检测器，用于利用时差作为符号定时偏移估计来确定粗糙符号定时；用于利用所述粗糙符号定时接收另外数字信号的接收器；插值器，用于对所述另外接收的数字信号插值，其中通过数控延迟控制插值；回路滤波器，用于对时差信号滤波；控制器，用于利用所述回路滤波器的输出控制数控延迟；用于利用匹配滤波器和第二滤波器至少之一对插值输出滤波的滤波器，其中第二滤波器也可以是匹配滤波器；定时误差检测器，用于计算滤波插值信号的定时误差作为符号定时偏移估计，来确定符号定时；以及用于利用所述精细符号定时接收随后数字信号的接收器。由以下连同附图一起阅读的示例实施例详细描述，本发明原理的这些及其它方面、特征和优点将变得很清楚。
图1示出了匹配滤波后加德纳(Gardner)定时误差检测信号的均方根误差估计 (RMSEE)。图2示出了匹配滤波后M&M定时误差检测信号的均方根误差估计(RMSEE)。图3示出了利用本发明原理的Ts间隔粗糙定时偏移检测器的一种实施。图4示出了在IdB SNR下对于β工=0:9的估计定时偏移T。ff。图5示出了在IdB SNR下对于β工=0:8的估计定时偏移T。ff。图6示出了 DVB-S2帧结构、sync (同步)和导频信息。图7示出了典型的反馈定时恢复电路。图8示出了符号定时恢复系统回路滤波器。图9示出了符号定时恢复预滤波器和匹配滤波器的频率响应。图10示出了在捕获模式下本发明原理的符号定时恢复电路。图11示出了在跟踪模式下本发明原理的符号定时恢复电路。图12示出了 η倍延迟的移动时间平均函数。图13示出了匹配滤波器的一种可能实施例。图14示出了 LDPC迭代计数器值和BER计数器值图示。图15示出了具有小积分增益的回路滤波积分器的增益。图16示出了具有高积分增益的回路滤波积分器的增益。图17示出了在定时误差检测器后利用21抽头移动时间平均滤波器的回路滤波输
出ο图18示出了本发明原理的第一示例方法。图19示出了本发明原理的第一示例设备。
图20示出了本发明原理的第二示例方法。图21示出了本发明原理的第二示例设备。图22示出了本发明原理的第三示例方法。图23示出了本发明原理的第三示例设备。
具体实施例方式在此提出的粗糙符号定时偏移估计器利用具有两个不同定时偏移检测器的两步方法，来改进符号定时恢复操作。在第一步，利用图6中给出的类似DVB-S2的帧结构中的预知符号、SYNC符号，来估计定时偏移。通过pi/2BPSK调制构建SYNC符号。接收器中差分相关的最重要优点是相对于载波相位和频率偏移误差的鲁棒性。因为可以在定时被锁定后完成载波相位和频率偏移补偿，所以在这种情况下，差分相关接收器非常适于卫星接收器设计。利用本发明原理，利用Ts间隔双相关改进差分相关，其中Ts指示ADC的采样间隔。 此外，Ts间隔双相关被执行两次。利用匹配滤波样本v[n(Ts+T。ff)]馈送给第一 Ts间隔双相关块，用经过Ts/2移位的匹配滤波样本ν [n (Ts+T。ff) +Ts/2]馈送给第二 Ts间隔双相关块。 时间常数T。ff指示必须通过在此描述的定时偏移检测器估计的时间偏移。该调制可以容易实现，因为对于每个符号系统，Gardner TED已经使用了两个样本。对于具有后匹配滤波样本y[nTs]的预知同步符号a[nTsym]的Ts间隔差分相关，必须执行差分相关参考(参数)计算，而a[nTsym]指示DVB-S2前同步的预知90个同步符号。然后，获得两个Tsym间隔双相关矢量dai、Ck2，以构建后面如式(1)所示的互相关的参考，其中Tsym指示真实符号周期。Ck1 [nTsym] = a [nTsym] a* [ (η+1) Tsym] η e 0 …N-2(1)da2 [nTsym] = a [nTsym] a* [ (n+2) Tsym] η G 0 …N_3然后，利用差分共轭复数乘法器对匹配滤波样本y[nTs]进行预处理，以获得两个 Ts间隔的匹配滤波差分信号Cly1和dy2，如式(2)所示。dYl = y[nTjy*[(n+l)Tjdy2 = y [nTj y* [ (n+2) Tj (2)接下来，将两个Ts间隔差分信号dyi、dy2和时间反向参考信号dai、da2进行卷积， 以构建差分参考和差分匹配滤波矢量之间的互相关。然后，利用式C3)实施互相关函数，其中^rag是所谓的nTs时刻的同步峰值。
8887 Smag inTs ]= Y4daI [(88 - nKym ]Φ ^J + Σ ^2 [(87 " nKym ]Φ2 Ws ]
η=0η=0(3)如前所述，即使最优定时相位正相对于两个同步符号间的T。ff移动，也对匹配滤波输出y [n (Ts+T。ff)]和移位Ts/2的匹配滤波输出y [n (Ts+T。ff) +Ts/2]执行两次Ts间隔差分互相关，以检测正确的同步峰，形成smag[n(Ts+T。ff)]和i^g[n(Ts+T。ff)+Ts々]。为了选择正确的同步峰输出，利用后面有比较器的max(最大)设备指示似然同步峰时间位置s’ Mg。比较器将输入的似然同步位置和阈值进行比较，以指示噪声层的同步峰。通过下式，利用两个连续同步峰之间的距离来估计定时偏移
T _ S'mag ~ 1) ~ ^'mag jk)i。ff = φ^ ι Λ(4)
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其中，dflength表示数据和同步字段长度，fs表示采样率，s，mag是最大似然同步峰位置。图3示出了粗糙定时偏移检测器的一个实施例。定时偏移的第一估计1~0。 用于调节数字时间振荡器(DT0，a. k. a数控延迟)，以重新采样接收器的下变频信号χ (IiTOs)。 在此，为了简化讨论，将插值滤波器和匹配滤波器合并。然后，使后匹配滤波样本y(nTs)通过如上所述的定时偏移检测器，以构建两个估计的同步位置sOmag[nTj和SOmag[nTs+Ts/2]。 为避免同步检测中的虚警，利用预期同步峰间隔周围的置信窗来帮助验证同步。使用置信区间[dflength-confidence，dflength+confidence]表示两个同步之间距离范围。模拟结果对于符号定时偏移估计的例子，使用以FTN率β1 = 0:9和β2 = 0:8产生的、 用稍微超过每符号两个样本的采样率采样的20Μ波特QPSK流。将置信区间对称设置为 dflength = 3Μ90个符号的标称同步距离周围的[31990，3四90]。图4显示出，甚至在IdB 的很低SNR水平下也能很精确估计FTN率β 1 = 0:9的250k波特定时偏移。在图5中，示出了 β =0:8时的估计定时偏移T。ff。可以看出，20M波特流的200k波特定时偏移的估计误差仅为0.证波特，这足以将后面的精细符号定时恢复系统的带宽降到很小的值。和基于 Gardner或M&M STR算法的经典定时恢复相比，该想法在拉入范围和锁定稳定性方面都胜过那些方法。该粗糙STR系统后面可以是精细STR回路，以利用传统STR方法如Gardner、M&M 或其它算法追踪出残余定时偏移。Gardner方法是利用两次符号率样本估计定时偏移的定时误差检测方法。在本发明原理下，也可以使用利用类似DVB-S2的传输流中嵌入的预知数据进行数据辅助符号定时估计的符号定时偏移检测算法。后面的原理描述了，针对在粗糙回路后可能使用的低额外带宽和低SNR操作而作出的精细STR回路设计的附加改进。所提出的用于精细回路设计的方法和设备考虑了几个因素以提高STR函数的性能。可以通过粗糙的外部定时估计来扩充所提出的精细回路，以扩展捕获范围及增大实际捕获速度。图7示出了典型的符号定时恢复回路。通过受数控延迟(NCD)控制的插值器对信号X(nTs)重新采样，NCD又受到通过定时误差检测器(TED)的、经过回路滤波器滤波的重新采样输出的控制。nTs是输入信号的采样率，通常大于符号率Ts。例如，η可以稍大于2， 或者稍大于4，取决于插值器输出是每符号2个样本或4个样本。图8示出了定时恢复回路中通常采用的典型比例积分(PI) 二阶回路滤波器。卫星系统中的损害主要是由卫星TWT放大器造成的AWGN和非线性。因为该信道， 传统的匹配滤波器接收器结构对于卫星接收器是理想的。在低额外带宽系统的实施中，脉冲整形滤波器的尖锐下降需要长脉冲响应，这大大增加了 STR回路中的延迟。在没有脉冲整形滤波器的情况下，在低额外带宽下ISI大大增加。这些问题导致了 STR回路中的捕获问题。用两种方式来解决这些问题。首先，在捕获过程中，在STR回路中绕过匹配滤波器。为回路增加预滤波器，用于加重包含定时信息的频带边缘。这提供了两倍的好处一窄带定时信号增强了，而噪声减小了。当回路被锁定时， 通过从未滤波的插值器输出切换到匹配滤波器输出，来获得进一步改进。这样衰减了来自频带区域之外的噪声，并大大减小了 ISI，由此给出更好的定时估计。图9示出了预滤波器和脉冲整形滤波器的频率响应例子。在此描述的本发明原理另外实施例使用两个匹配滤波器一全长滤波器，用于准确恢复脉冲串；以及截断滤波器，用于以小得多的延迟改善ISI问题。这在低EB情况下是有利的，因为在没有匹配滤波器的情况下ISI严重。短匹配滤波器通过衰减ISI而不以大的延迟损害回路性能，来帮助回路。在实施例中，也可将附近的最小相位脉冲整形滤波器用作回路中的匹配滤波器，以减小ISI及保持回路延迟降低。图13 示出了双输出匹配滤波器的一个实施例，其中一条路径y具有小延迟，而全路径W具有最小的 ISI。系统的附加改进来自于增益切换。一旦定时回路被锁定，回路滤波器增益就减小， 同时带宽减小。虽然这确实减小了回路跟踪能力，但是关于定时，卫星信道很稳定。一旦捕获，就只通过局部定时参考振荡器(通常为晶体)的漂移、超慢多普勒漂移(在对地同步卫星上)和发送器中的漂移(几乎没有)来改变定时。回路中的跟踪带宽可以大大减小。附加实施例包括在定时误差检测器后面增加移动定时平均(MTA)滤波器。虽然可以通过进一步减小回路滤波器带宽来实现这一点，但是和在单位圆上实际上有极点的窄带回路滤波器相比，HR MTA滤波器更稳定。MTA滤波器帮助从符号定时回路中消除抖动。图 12示出了 MTA滤波器的一个实施例。图10和11示出了捕获模式(图10)和跟踪模式(图11)下的STR系统。实际上， 可以用多路复用器和相关设计技术来执行该转变，或者可以在数字信号处理器中实施该转变。在从捕获模式转变到跟踪模式时，回路滤波器参数也将改变。当下行接收器函数指示回路被锁定时，如LDPC解码器收敛，则完成从捕获模式到跟踪模式的转换。LDPC迭代计数器是接收信号质量的粗估计。当LDPC迭代计数器指示一小于规定迭代次数(在本例中为63)的值时，可以认为定时回路被锁定，且回路切换到跟踪模式。图 14示出了 LDPC迭代计数器以及当接收器被正确锁定时作为帧数函数的误码率计数。图15和16示出了从捕获模式转换到跟踪模式时回路滤波器参数的MTA变化效果。图15示出了具有高积分增益的跟踪模式，图16示出了具有低积分增益的跟踪模式。从捕获模式到跟踪模式的转变发生在大约1. 4百万符号处。在跟踪模式下，回路滤波输出中有振荡，该振荡将转换为插值器中的定时抖动。MTA滤波器的加入衰减了该抖动，允许STR 回路收敛，如图17所示。FTN(高于奈奎斯特速率)信令也可受益于本发明技术，因为FTN 信令中引入的ISI使得抖动增大了。图18示出了本发明原理的一个实施例，显示了符号定时恢复的第一示例方法 1800。在步骤1810对接收信号执行差分相关。在步骤1820执行相关输出峰之间时差测量。 在步骤1830估计符号定时偏移，在步骤1840使用该偏移来接收附加数字信号。图19示出了本发明原理的另一实施例，显示了符号定时恢复的第一示例设备 1900。处理电路1910用于对接收信号执行一次或多次差分相关操作。时差测量电路1920 计算相关输出峰值之间的时差。定时误差检测器(TED) 1930利用来自测量电路1920的时差确定粗糙符号定时。接收器1940利用粗糙符号定时输入随后的数字信号，以便同步。图20示出了本发明原理的另一实施例，显示了符号定时恢复的第二示例方法 2000。在步骤2010对接收数字信号插值。在步骤2040对插值的接收信号进行滤波，并在步骤2050估计定时误差。在步骤2020对定时误差信号滤波，并在步骤2030利用滤波输出来控制数控延迟，并反馈给定时误差检测滤波器。在步骤2060也利用定时误差信号接收另外数字信号。图21示出了本发明原理的另一个实施例，显示了符号定时恢复的第二示例设备。插值器2110用于对接收数字信号插值，并受控制器2130控制。回路滤波器2120用于对定时误差信号滤波，并且也受控制器2130控制。滤波器2140用于对插值器2110的输出进行滤波，并且也受控制器2130控制。定时误差检测器2150接收经过滤波的插值接收信号，并将定时误差用作精细符号定时偏移估计，来确定符号定时，接收器2160将该符号定时用于随后的数字信号。图22示出了本发明原理的另一实施例，显示了符号定时恢复的第三示例方法 2200。在步骤2210对接收信号执行差分相关。在步骤2220执行相关输出峰之间的时差测量。在步骤2230估计粗糙符号定时偏移，并在步骤2240使用该粗糙符号定时偏移来接收另外数字信号。在步骤2250对另外的接收数字信号插值。在步骤2280对插值的接收信号滤波，并在步骤2290估计精细定时误差。在步骤2260对精细定时误差信号滤波，并在步骤 2270利用滤波输出来控制数控延迟，并反馈给定时误差检测滤波器。在步骤2295，也利用精细定时误差信号接收另外的数字信号。图23示出了本发明原理的另一实施例，显示了符号定时恢复的第三示例设备 2300。处理电路2310用于对接收信号执行一次或多次差分相关操作。时差测量电路2320 计算相关输出峰值之间的时差。定时误差检测器(TED) 2330利用来自测量电路2320的时差确定粗糙符号定时。接收器2340利用粗糙符号定时输入另外的接收数字信号，以便同步。 插值器2350用于对另外的接收数字信号插值，并受控制器2370控制。回路滤波器2360用于对定时误差信号滤波，并且也受控制器2370控制。滤波器2380用于对插值器2350的输出滤波，并且也受控制器2370控制。定时误差检测器2390接收经过滤波的插值接收信号， 并将定时误差用作精细符号定时偏移的估计，来确定符号定时，接收器2395将该符号定时用于随后的数字信号。可以利用专用硬件以及能够执行和适当软件关联的软件的硬件，来提供附图所示各部件的功能。当通过处理器提供所述功能时，可以通过单个专用处理器、单个共享处理器或其中一些可以共享的多个单独处理器，来提供所述功能。而且，术语“处理器”或“控制器” 的显式使用不应被看作专门指能够执行软件的硬件，而是可以隐含包括但不限于数字信号处理器(DSP)硬件、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)和非易失性存储
ο也可包括其它常规和/或定制硬件。类似地，附图中示出的任何开关都只是概念性的。可以通过程序逻辑操作、专用逻辑、程序控制和专用逻辑交互作用、乃至手动地执行它们的功能，实施者可以选择特殊技术，由上下文可以更具体地理解这一点。现在将描述描述本发明的诸多附带优点和特征，其中一些上面已经描述了。例如， 一种对接收的数字信号执行一次或多次差分相关操作的符号定时恢复方法，其测量相关峰值之间的时差，使用该时差估计符号定时偏移，作为粗糙符号定时的基础。另一特征是对具有重复已知符号的信号执行以上方法。另一特征是上述相同方法，其中相关操作被执行两次。另一特征是上述相同方法，其使用数据辅助前馈符号定时恢复方法，使用信号中嵌入的已知同步符号。另一特征是用于执行上述方法的设备，该设备包括处理电路，用于执行一次或多次差分相关操作；时差测量电路，用于测量相关峰之间的时差；定时误差检测器，用于确定粗糙符号定时；以及接收器，用于利用粗糙符号定时接收另外的数字信号。另一特征是上述设备，但是其中处理电路对具有重复已知符号的信号执行相关。另一特征是上述设备，其中处理电路执行两次相关。另一特征是上述设备，其中处理电路利用数据辅助前馈符号定时恢复方法执行相关操作，该数据辅助前馈符号定时恢复方法使用信号中嵌入的已知同步信号。本发明原理的另一特征是一种改进的符号定时恢复方法，其中通过控制数控延迟对接收的数字信号插值，利用匹配滤波器和第二滤波器至少之一对插值的接收的数字信号滤波，并利用滤波后的插值接收数字信号为精细符号定时寻找定时误差，然后该定时误差被滤波并被数控延迟用于符号定时。另一特征是以上方法，其中在通过回路滤波器进行滤波之前，通过移动时间平均滤波器对定时误差滤波。另一特征是以上方法，其中利用迭代计数器确定捕获时间和跟踪时间。另一特征是以上方法，其中在捕获阶段通过第二滤波器对插值输出进行滤波，且在跟踪阶段通过匹配滤波器对插值输出进行滤波。另一特征是以上方法，其中在捕获阶段未对插值输出滤波，而在跟踪阶段通过匹配滤波器对插值输出滤波。 另一特征是以上方法，其中将低延迟匹配滤波器用于定时恢复，并将不同的匹配滤波器用于数据。另一特征是一种用于执行以上方法的设备，该设备包括插值器，用于对接收数字信号插值，其中通过数控延迟来控制插值；回路滤波器，用于对时差信号滤波；控制器，用于利用回路滤波器输出控制数控延迟；另一滤波器，用于利用匹配滤波器和第二滤波器至少之一对插值输出进行滤波，其中第二滤波器也可以是匹配滤波器；定时误差检测器，用于将时差信号用作符号定时偏移估计，以确定符号定时；以及接收器，用于利用精细符号定时接收另外的数字信号。另一特征是以上设备，其中在通过回路滤波器进行滤波之前，通过移动时间平均滤波器对定时误差滤波。另一特征是以上设备，其中利用迭代计数器确定捕获时间和跟踪时间。另一特征是以上设备，其中在捕获阶段通过第二滤波器对插值输出进行滤波，且在跟踪阶段通过匹配滤波器对插值输出进行滤波。另一特征是以上设备，其中在捕获阶段未对插值输出滤波，而在跟踪阶段通过匹配滤波器对插值输出滤波。另一特征是以上设备，其中将低延迟匹配滤波器用于定时恢复，并将不同的匹配滤波器用于数据。本发明原理的另一特征是一种符号定时恢复方法，该方法包括对接收信号执行一次或多次差分相关操作；测量相关函数峰值之间的时差；将时差用作符号定时偏移估计来确定粗糙符号定时；利用所述粗糙符号定时接收另外的数字信号；对该另外的接收数字信号插值，其中通过数控延迟控制插值；利用回路滤波器对定时误差检测信号滤波；利用所述回路滤波器的输出控制数控延迟；利用匹配滤波器和第二滤波器至少之一对插值输出进行滤波，其中第二滤波器也可以是匹配滤波器；寻找滤波后插值信号的定时误差作为符号定时偏移的进一步估计，来确定精细符号定时；以及利用所述精细符号定时接收随后的数字信号。另一特征是一种用于执行以上方法的设备，该设备包括处理电路，用于对接收信号执行一次或多次差分相关操作；测量电路，用于测量相关函数峰值之间的时差；定时误差检测器，用于将时差用作符号定时偏移估计，来确定粗糙符号定时；接收器，用于利用所述粗糙符号定时接收另外的数字信号；插值器，用于对所述另外接收数字信号进行插值，其中通过数控延迟控制插值；回路滤波器，用于对时差信号滤波；控制器，用于利用所述回路滤波器的输出控制数控延迟；滤波器，用于利用匹配滤波器和第二滤波器至少之一对插值输出进行滤波，其中第二滤波器也可以是匹配滤波器；定时误差检测器，用于计算滤波后插值信号的定时误差作为符号定时偏移估计，由此确定符号定时；以及接收器，用于利用所述精细符号定时接收随后的数字信号。本说明书说明了本发明原理。因此，应该理解，本领域技术人员将能够设计虽然未在此明确描述或显示、但具体实施本发明原理并属于本发明精神和范围内的各种配置。在此列举的所有例子和条件语言都是用于教学目的，以帮助读者理解本发明人提出的促进本领域的原理和概念，并且应该被看作不限于这样具体列举的例子和条件。而且，在此列举本发明原理的原理、特征和实施例的所有陈述及其特定例子都预定包括其功能和结构等效物。另外，这种等效物意图包括当前已知的等效物以及未来开发的等效物，即未来开发的与结构无关地执行相同功能的任何部件。因而，例如，本领域技术人员应该理解，在此给出的框图代表体现本发明原理的说明性电路的概念视图。类似，应该理解，任何流程表、流程图、状态转移图、伪码等都代表实质上可在计算机可读媒介中表示、由此被计算机或处理器执行的各种过程，而不管这种计算机或处理器是否明确示出。在权利要求中，被表示为用于执行指定功能的装置的任何部件都预定包括执行该功能的任何方式，包括例如a)执行该功能的电路部件的组合，或b)任何形式的软件，由此包括固件、微代码等，它们和适当电路组合用于执行该软件以执行该功能。如这些权利要求所定义的本发明原理在于，通过各种列举装置提供的功能性按权利要求所要求的方式组合且集合在一起。因而，认为可提供那些功能性的任何装置都等效于在此示出的那些装置。说明书中对本发明原理的“一个实施例”或“实施例”以及其它变型的引用表示， 连同实施例描述的特殊特征、结构、特性等都被包括在本发明原理的至少一个实施例中。因而，说明书中各个地方出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”以及其它任何变型， 不必全都指同一实施例。
权利要求
1.一种符号定时恢复方法，包括 对接收信号执行一次或多次差分相关操作； 测量所述相关函数峰值之间的时差；利用所述时差作为符号定时偏移估计来确定粗糙符号定时； 利用所述粗糙符号定时来接收另外的数字信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中对具有重复已知符号的信号执行所述相关操作。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述相关操作被执行两次。
4.根据权利要求1所述的方法，其中利用数据辅助前馈符号定时恢复方法，使用信号中嵌入的已知同步符号来执行所述相关操作。
5.一种符号定时恢复设备，包括处理电路，用于对接收信号执行一次或多次差分相关操作； 用于测量所述相关函数峰值之间时差的电路；定时误差检测器，用于利用所述时差作为符号定时偏移估计来确定粗糙符号定时； 接收器，用于利用所述粗糙符号定时接收另外数字信号。
6.根据权利要求5所述的设备，其中对具有重复已知符号的信号执行所述相关操作。
7.根据权利要求5所述的设备，其中所述相关操作被执行两次。
8.根据权利要求5所述的设备，其中利用数据辅助前馈符号定时恢复方法，使用信号中嵌入的已知同步符号来执行所述相关操作。
9.一种改进的符号定时恢复方法，包括对接收数字信号插值，其中通过数控延迟来控制插值； 利用回路滤波器对定时误差检测信号滤波； 利用所述回路滤波器的输出控制所述数控延迟；利用匹配滤波器和第二滤波器至少之一对所述插值的信号滤波，其中所述第二滤波器也可以是匹配滤波器；寻找所述滤波后插值信号的定时误差作为精细符号定时偏移估计，来确定符号定时； 利用所述精细符号定时接收另外数字信号。
10.根据权利要求9所述的方法，其中利用移动时间平均滤波器对所述输出时差滤波。
11.根据权利要求9所述的方法，其中利用迭代计数器来确定捕获时间和跟踪时间。
12.根据权利要求11所述的方法，其中在捕获阶段通过所述第二滤波器对所述插值输出滤波，并在跟踪阶段通过所述匹配滤波器对所述插值输出滤波。
13.根据权利要求11所述的方法，其中在捕获阶段不对所述插值输出滤波，而在跟踪阶段通过所述匹配滤波器对所述插值输出滤波。
14.根据权利要求11所述的方法，其中将低延迟滤波器用于定时恢复，并将不同的匹配滤波器用于数据。
15.一种改进的符号定时恢复设备，包括插值器，用于对接收数字信号插值，其中通过数控延迟控制插值； 回路滤波器，用于对时差信号滤波；控制器，用于利用所述回路滤波器的输出控制所述数控延迟； 用于利用匹配滤波器和第二滤波器至少之一对所述插值信号滤波的滤波器，其中所述第二滤波器也可以是匹配滤波器；定时误差检测器，用于寻找所述定时误差作为符号定时偏移估计来确定符号定时； 接收器，用于利用所述精细符号定时接收另外数字信号。
16.根据权利要求15所述的设备，其中利用移动时间平均滤波器对所述输出时差滤波。
17.根据权利要求15所述的设备，其中迭代计数器被用于确定捕获时间和跟踪时间。
18.根据权利要求17所述的设备，其中在捕获阶段通过所述第二滤波器对所述插值输出滤波，并在跟踪阶段通过所述匹配滤波器对所述插值输出滤波。
19.根据权利要求17所述的设备，其中在捕获阶段不对所述插值输出滤波，而在跟踪阶段通过所述匹配滤波器对所述插值输出滤波。
20.根据权利要求17所述的设备，其中将低延迟匹配滤波器用于定时恢复，并将不同的匹配滤波器用于数据。
21.一种符号定时恢复方法，包括 对接收信号执行一次或多次差分相关操作； 测量所述相关函数峰值之间的时差；利用所述时差作为符号定时偏移估计来确定粗糙符号定时； 利用所述粗糙符号定时接收另外数字信号； 对所述接收的另外数字信号插值，其中通过数控延迟控制插值； 利用回路滤波器对定时误差检测信号滤波； 利用所述回路滤波器的输出控制所述数控延迟；利用匹配滤波器和第二滤波器至少之一对所述插值输出滤波，其中所述第二滤波器也可以是匹配滤波器；寻找所述滤波后插值信号的所述定时误差作为符号定时偏移的进一步估计，来确定精细符号定时；利用所述精细符号定时接收随后的数字信号。
22.—种符号定时恢复设备，包括处理电路，用于对接收信号执行一次或多次差分相关操作； 用于测量所述相关函数峰值之间时差的电路；第一定时误差检测器，用于利用所述时差作为符号定时偏移估计来确定粗糙符号定时；用于利用所述粗糙符号定时接收另外数字信号的接收器；插值器，用于对所述接收的另外数字信号插值，其中通过数控延迟控制插值；回路滤波器，用于对时差信号滤波；控制器，用于利用所述回路滤波器的输出控制所述数控延迟； 用于利用匹配滤波器和第二滤波器至少之一对所述插值输出滤波的滤波器，其中所述第二滤波器也可以是匹配滤波器；第二定时误差检测器，用于计算所述滤波插值信号的定时误差作为符号定时偏移估计，来确定所述符号定时；用于利用所述精细符号定时接收随后数字信号的接收器。
全文摘要
提供符号定时恢复方法和设备。描述了粗糙符号定时恢复方法和设备及精细符号定时恢复方法和设备，它们可共同用于符号恢复，例如在相移键控接收器中。粗糙方法涉及使用差分相关及寻找相关结果峰值之间的时差。精细方法涉及对接收数字信号插值，接着进行滤波和定时误差检测。误差检测信号进一步被滤波，并用于控制插值器。这些方法提供鲁棒符号定时同步。
文档编号H04L27/26GK102449950SQ201080023576
公开日2012年5月9日 申请日期2010年5月28日 优先权日2009年5月29日
发明者D.施密特, P.G.克努森, 高文 申请人:汤姆森特许公司