一种数字调相信号的定时误差矫正方法
【专利摘要】本发明请求保护一种数字调相信号的定时误差矫正方法，涉及移动通信【技术领域】。为了提高数字调相信号的定时误差矫正精度，本发明提出一种针对时域采样点进行多项式插值的定时误差矫正方法，包括：根据最佳定时位置选取时域采样点，从而构成插值误差较小的插值模型；利用Lagrange插值或Newton插值得到表示信号波形的连续多项式函数；取最佳定时点处的函数值作为定时恢复的输出，以及针对该定时输出的多项式特性进行改进，从而降低运算复杂度。本发明利用插值的最小误差替代了平均误差，在提高定时误差矫正精度的同时还能供用户灵活地选择插值阶数，为数字调相信号的定时误差矫正提供了一种简单高效的方法。
【专利说明】一种数字调相信号的定时误差矫正方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及移动通信【技术领域】，更具体的说，本发明涉及一种对数字调相信号进 行定时同步的定时误差矫正方法。
【背景技术】
[0002] 对数字信号来说，与升余弦成形的波峰就是最大信噪比采样点，也就是最佳采样 点。因此，能否正确输出这些最佳采样序列，对降低误码率和信号EVM至关重要。
[0003] -般地，发送端在采用某些码型（如单极性归零码）时，频谱中会存在由信号稳态 部分产生的离散谱，接收端通过对这些基波成分的检索，可提取出和发送端一致的符号频 率，实现位同步。但这对某些码型（如等概的双极性码）来说，无法直接提取符号频率，力口 上接收机采样误差、信道时延等，都会增大解调信号的误码率和EVM，为了正确恢复出发送 端的符号信息，必须要做定时恢复。目前，数字调相信号的接收端主要通过对信号过采样， 然后利用定时恢复算法，从而恢复出最佳采样点。
[0004] 通常，非数据辅助的定时恢复过程包括定时误差检测和误差矫正。常用的误差检 测算法包括Gardner算法和平方法，也有对它们的一些改进算法。Gardner算法针对数字调 相信号的波形特点来检测定时误差信息，仅适用于PSK信号，也有对多电平的QAM信号给出 了改进的Gardner算法，平方法通过对信号采样点的平方做离散傅立叶变换来提取定时信 息，适用于所有的数字调相信号，另外，针对这两种算法的过采样倍数高、定时抖动大等特 点也有学者做了一些改进。误差矫正一般用对内插滤波器逼近的方法，它将过采样序列通 过一个内插滤波器来获得定时恢复的输出，这里的内插滤波器是一个Sa函数，不具物理实 现性，因此有学者用4阶Lagrange插值法来逼近这个内插滤波器，也有用固定曲线的线性 组合对这个内插滤波器做了逼近。需要注意的是，这些逼近算法大多是从信号与系统的角 度对内插滤波器的逼近，这使得逼近误差滤波后平均分配到定时输出上，导致其精确度不 高。另外，由于这些逼近方法的内插阶数较低，同样导致其精度不高。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明的目的是提出一种利用匹配接收的基带过采样点进行多项式插 值来进行定时误差矫正的方法。
[0006] 为实现上述目的本发明采用的技术方案是：该方法首先将已获取的定时误差（定 时误差可选用Gardner算法检测得到，也可选用任意其它方法）处理成表示最佳定时输出 位置kT的定时整数部分m k和定时小数部分uk，其次根据定时整数部分mk和定时小数部 分u k选取插值样点构成插值模型，然后利用Lagrange插值或者Newton插值得到表示信号 波形的多项式函数，最后取最佳定时位置kT = (mk+uk)Ts处的函数值作为定时恢复的输出 y (kT);其中Ts为米样间隔，T为定时输出符号间隔，k为定时输出样点序号。
[0007] 本发明还包括利用插值表达式的多项式特性、等距节点采样下差商与差分的关系 对上述插值定时输出y(kT)的改进，在保证定时精确性下，以降低计算复杂度。
[0008] 本发明能够获得的有益技术效果包括：1、定时误差矫正精度提高，利用插值的准 最小误差替代了内插滤波器逼近法的平均误差，使得定时输出的误差减小；2、插值阶数更 灵活，在理念上，本发明是将定时恢复的误差矫正完全简化成了插值的数值计算模型，摒弃 了信号系统观念上将误差矫正看成一次滤波的过程；3、计算复杂度有所减小，本发明只需 在确定插值阶数后，计算一次Lagrange或者Newton插值系数，复杂度均只随插值阶数N线 性增长。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1为本发明的误差矫正流程图；
[0010] 图2为时域样点的多项式插值模型；
[0011] 图3为本发明的Lagrange插值定时误差矫正流程图；
[0012] 图4为本发明的Newton插值定时误差矫正流程图。
【具体实施方式】
[0013] 为使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图对实施方式进一步详 细说明。
[0014] 参见图1，本发明的定时误差矫正方法具体实现如下：
[0015] A.根据第k-Ι次定时的输出y((k_l)T)，利用Gardner算法检测出第k次定时误 差e(k) =Re{/(k_l/2) · [y(k)-y(k_l)]}，并且将定时误差e(k)处理成表示最佳定时输 出位置kT的定时整数部分mk和定时小数部分u k。若对QAM信号，检测的定时误差应换为
【权利要求】
1. 一种数字调相信号的定时误差矫正方法，其特征在于：首先将已获取的定时误差处 理成表示佳定时输出位置kT的定时整数部分m k和定时小数部分uk，其次根据定时整数部 分mk和定时小数部分u k选取插值样点构成插值模型，然后利用Lagrange插值或者Newton 插值得到表示信号波形的多项式函数，最后取最佳定时位置kT = (mk+uk)Ts处的函数值作 为定时恢复的输出y(kT);其中T s为米样间隔，T为定时输出符号间隔，k为定时输出样点 序号。
2. 根据权利要求1所述一种数字调相信号的定时误差矫正方法，其特征在于：还包括 根据过采样倍数T/Ts选择插值阶数N，然后根据插值阶数N生成Lagrange插值或者Newton 插值的插值系数。
3. 根据权利要求1所述一种数字调相信号的定时误差矫正方法，其特征在于：所述 Newton插值的差商DQ和差分之间满足关系'μ,··&/,:
;其中h = (mk+i)Ts，表不插值样点的序号；i = I" L+1，…，12表不插值模型中样点的米样时刻；I" 12表示选取样点的范围；Ak表示k阶差分。
4. 根据权利要求1到3任一项所述一种数字调相信号的定时误差矫正方法，其特征在 于：所述选取插值样点的的原则为：最佳定时位置kT= (mk+uk)Ts始终位于所选插值样点的 中间位置。
5. 根据权利要求1到3任一项所述一种数字调相信号的定时误差矫正方法，其特征在 于：所述定时误差由Gardner算法检测得到。
【文档编号】H04L7/00GK104301087SQ201410494062
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月24日 优先权日:2014年9月24日
【发明者】何维, 李章勇, 于秀兰 申请人:重庆邮电大学