CN101938347A - 定时误差提取装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种定时误差提取装置，应用于接收机中，包括：检测单元，用于对输入序列与已知序列的滑动相关序列及所述滑动相关序列的延时序列进行相关峰检测，得到所述输入序列在当前采样时刻的超前相关输出值、在当前采样时刻的相关输出值及在当前采样时刻的滞后相关输出值，所述输入序列为接收机接收的信号经帧同步后获得的；提取单元，用于根据所述检测单元检测到的所述输入序列在当前采样时刻的超前相关输出值、在当前采样时刻的相关输出值及在当前采样时刻的滞后相关输出值提取所述输入序列在当前采样时刻的定时误差。本发明的定时误差提取装置及方法在减小相关运算的运算量的同时提高了定时误差的精度。

Description

定时误差提取装置及方法

技术领域

本发明涉及数字通信技术领域，更具体的，本发明涉及一种定时误差提取装置及方法。

背景技术

通信系统中同步具有相当重要的地位，通信系统能否有效地、可靠地工作，在很大程度上依赖于有无良好的同步系统。通信系统中的同步可以分为载波同步、符号同步、帧同步等。

数字接收机系统中，为了恢复发送端发送的信息，解调器的输出必须以符号速率周期性地在精确的抽样时刻t_m＝mT+τ(T是符号间隔，τ是信号从发射机到接收机传播时间的标称延迟)上抽样，每个符号间隔至少抽样一次。因此，要求在接收端必须有一个与发送端同频同相的采样时钟来对接收到的数据进行采样。在接收机中提取这种时钟信号的处理过程称为符号同步或定时同步。

定时同步可以分为外同步法和自同步法。外同步法(插入导频法)又称辅助信息同步法，通过在正常信息码元序列外附加位同步用的附加信息，以达到提取位同步信息的目的。常用的外同步法是在发送端信号中插入频率为码元速率或码元速率的倍数的位同步信号，在接收端利用一个窄带滤波器，将其分离出来，并形成码元定时脉冲。自同步法分为滤波法和锁相法，滤波法是通过对信号进行某种变换，使得变换后的信号包含有位同步的信息，然后再用滤波器将其滤出。锁相法是指在接收端利用鉴相器比较接收码元和本地产生的位同步信号的相位，若两者相位不一致(超前或滞后)，鉴相器就产生误差信号调整位同步信号的相位，直至获得准确的位同步信号为止。

实际的数字接收系统中，由于信道传输的延时、晶振漂移和接受信号的复杂程度都会使得收发端的采样时钟频率不完全相同，从而发射端和接收端的样值持续时间之间会存在一个小偏差，这种小偏差累积到一定程度就会多出一个样值或者遗漏一个样值，导致接收机无法正确接收到N个样点，或者无法在最佳时刻进行采样，从而不能正确恢复原先的数据，故需要对采样时钟的频差进行估计和补偿，以保证收发两端采样点的时间间隔一致，采样点在最佳时刻。

采样时钟的同步是指发射端的D/A转换器和接收端的A/D转换器的工作时钟保持一致。数字接收机中的采样时钟偏差包括采样相位偏差和采样频率偏差。锁定采样相位即在一个符号周期中找到最佳采样时刻，而锁定采样频率则要求估计出接收信号的周期使接收机的采样时钟频率与发送端的相一致。

传统的数字解调过程中，定时同步是通过前馈调整从输入信号中重新产生定时波形或者通过反馈环来调整本地采样时钟实现的，在每个符号周期提取一个采样点，从中恢复信息数据。然而，上述两种方法一方面受限于符号率的定制可调晶振，另一方面导致硬件系统复杂。而全数字的定时恢复方法则不同，其采样时钟是固定的，通过对采样点进行处理来进行同步。接收端的频率源工作在固定的频率上，由高稳定度的晶体振荡器来实现，而定时误差的提取由算法来完成，误差信号不再反馈到模拟部分去控制压控振荡器，而是自我调整控制，从已接收信号的采样序列中得到正确的数据点。

在单载波接收系统中，采样相位偏差导致采样时刻不在信噪比最大的采样点上，均衡器可以对付这种由采样相位偏差造成的符号间干扰(InterSymbol Interference，ISI)，这是因为均衡器实际上也是一种内插器，能够从数据中恢复出最佳采样点。但是如果采样时钟存在频率偏差的话，可能会使主径偏离均衡器的范围，导致均衡器崩溃。也就是说，由于采样频率偏差的存在使一定时间的采样点数与发送的数据不相符，出现增加或者减少，从而发生错误，严重的影响接收机的解调。而多载波系统对频率偏差的更为敏感，由频率偏差引起的ISI很难在FFT后恢复，其同步精度的要求比单载波系统还要高。因此，定时同步在数字接收系统中至关重要，而定时同步的首要问题在于如何得到定时误差。

申请号为200410003485.6的中国专利申请提供了一种基于PN序列的时域符号定时恢复(Symbol Timing Recovery，STR)方法。参考图1，其通过将采样数据先通过时域插值滤波器，利用由PN序列的相关得到的延迟锁定环路实现误差信号的提取，然后将误差信号依次通过低通滤波器和累加器，最后用累加器的输出来驱动数控振荡器(Numerical Controlled Oscillator，NCO)以产生插值滤波器和抽取器所需的分数延迟和基点，采样点通过插值后，最后被控制抽取成为同步数据。然而上述方法中，接收端的采样速率为4倍的符号速率，增加了相关运算的运算量，且其定时误差提取(Timing errordetector，TED)的精度较低。

发明内容

本发明解决的是现有技术的定时误差提取方法，相关运算的运算量大和精度低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种定时误差提取装置，应用于接收机中，包括：

检测单元，用于对输入序列与已知序列的滑动相关序列及所述滑动相关序列的延时序列进行相关峰检测，得到所述输入序列在当前采样时刻的超前相关输出值、在当前采样时刻的相关输出值及在当前采样时刻的滞后相关输出值，所述输入序列为接收机接收的信号经帧同步后获得的；

提取单元，用于根据所述检测单元检测到的所述输入序列在当前采样时刻的超前相关输出值、在当前采样时刻的相关输出值及在当前采样时刻的滞后相关输出值提取所述输入序列在当前采样时刻的定时误差。

可选的，所述输入序列的符号速率为发射机发射的信号的符号速率的2倍。

可选的，所述检测单元包括：

峰值检测器，用于对输入序列与已知序列的滑动相关序列进行相关峰检测，得到对应所述输入序列在当前采样时刻的滞后相关输出值的滞后采样时刻；

第一延时器，用于将所述滑动相关序列延时0.5倍的符号周期得到第一延时序列；

第二延时器，用于将所述第一延时序列延时0.5倍的符号周期得到第二延时序列；

相关值输出器，用于将所述滑动相关序列中对应所述滞后采样时刻的值作为所述输入序列在当前采样时刻的滞后相关输出值输出；将所述第一延时序列中对应所述滞后采样时刻的值作为所述输入序列在当前采样时刻的相关输出值输出；将所述第二延时序列中对应所述滞后采样时刻的值作为所述输入序列在当前采样时刻的超前相关输出值输出。

可选的，所述提取单元包括：

第一加法器，用于将所述输入序列在当前采样时刻的滞后相关输出值与所述输入序列在当前采样时刻的超前相关输出值的负值相加；

第一乘法器，用于将所述输入序列在当前采样时刻的相关输出值乘以二；

第二加法器，用于将所述第一乘法器的输出值、所述输入序列在当前采样时刻的滞后相关输出值的负值和所述输入序列在当前采样时刻的超前相关输出值的负值相加；

第二乘法器，用于将所述第二加法器的输出值乘以二；

除法器，用于将所述第一加法器的输出值除以所述第二乘法器的输出值，得到所述输入序列在当前采样时刻的定时误差。

可选的，所述已知序列为PN序列。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种定时误差提取方法，应用于接收机中，包括如下步骤：

对输入序列与已知序列的滑动相关序列及所述滑动相关序列的延时序列进行相关峰检测，得到所述输入序列在当前采样时刻的超前相关输出值、在当前采样时刻的相关输出值及当前采样时刻的滞后相关输出值，所述输入序列为接收机接收的信号经帧同步后获得的；

根据所述输入序列在当前采样时刻的超前相关输出值、当前采样时刻的相关输出值及当前采样时刻的滞后相关输出值提取所述输入序列在当前采样时刻的定时误差。

可选的，所述输入序列的符号速率为发射机发射的信号的符号速率的2倍。

可选的，所述对输入序列与已知序列的滑动相关序列及所述滑动相关序列的延时序列进行相关峰检测，得到所述输入序列在当前采样时刻的超前相关输出值、在当前采样时刻的相关输出值及当前采样时刻的滞后相关输出值包括：

对输入序列与已知序列的滑动相关序列进行相关峰检测，得到对应所述输入序列在当前采样时刻的滞后相关输出值的滞后采样时刻；

将所述滑动相关序列延时0.5倍的符号周期得到第一延时序列；

将所述第一延时序列延时0.5倍的符号周期得到第二延时序列；

将所述滑动相关序列中对应所述滞后采样时刻的值作为所述输入序列在当前采样时刻的滞后相关输出值输出；

将所述第一延时序列中对应所述滞后采样时刻的值作为所述输入序列在当前采样时刻的相关输出值输出；

将所述第二延时序列中对应所述滞后采样时刻的值作为所述输入序列在当前采样时刻的超前相关输出值输出。

可选的，提取所述输入序列在当前采样时刻的定时误差由下述表达式获得：

$\mathrm{\ϵ}\left(k\right)=\frac{(R(k+1)-R(k-1))}{2(2R\left(k\right)-R(k+1)-R(k-1))}$

其中，ε(k)为在当前采样时刻k的定时误差，R(k-1)为在当前采样时刻k的超前相关输出值，R(k)为在当前采样时刻k的相关输出值，R(k+1)为在当前采样时刻k的滞后相关输出值。

可选的，所述已知序列为PN序列。

本发明的定时误差提取装置及方法，输入序列采用两倍的符号速率与本地的PN序列进行相关运算，在很大程度上减小了相关运算的运算量，且在减少运算量的同时提高了定时误差的精度。

本发明定时误差提取装置结构简单，易于在硬件上实现，且该定时误差提取装置的归一化S曲线更加趋于线性。

附图说明

图1是现有技术的STR系统原理框图；

图2是本发明具体实施例定时误差提取装置的结构示意图；

图3是本发明具体实施例的定时误差提取方法的流程示意图；

图4是本地采样时钟相位与发送端的采样时钟相位同步时，输入序列经过相关器后的示意图；

图5是本地采样时钟相位超前于发送端的采样时钟相位时，输入序列经过相关器后的示意图；

图6是本地采样时钟相位滞后于发送端的采样时钟相位时，输入序列经过相关器后的示意图；

图7是采用本发明具体实施例定时误差提取方法的归一化S曲线。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

现有技术中，STR方法中进行滑动相关的输入序列的符号速率为发送端发送信号符号速率的4倍，增加了相关运算的运算量且其定时误差提取方法的精度低。

本实施例中的定时误差提取装置是在假定接收机中载波频率同步以及其他因素均是理想的，且定时误差经过粗同步捕获阶段已经减少到到±T_S/2范围内(T_S为发射端发送信号的符号周期)，载波频率同步和帧同步已经完成的情况下提出的。

本实施例的定时误差提取装置，是对经过帧同步电路输出的序列进行处理，所述序列由已知序列和数据序列组成。本实施例中的已知序列为PN序列(如m序列、M序列、Gold序列)，具体为循环扩展的8阶m序列，由一个线性反馈移位寄存器实现，经“0”到“+1”值及“1”到“-1”值的映射变换为非归零的二进制符号。在其他实施例中所述PN序列也可以为循环扩展的10阶m序列，本实施例的定时误差提取装置即可以用于单载波系统也可以用于多载波系统。

图2是本实施例定时误差提取装置的结构示意图，如图2所示，所述定时误差提取装置包括：检测单元300和提取单元500。

检测单元，用于对输入序列与已知序列的滑动相关序列及所述滑动相关序列的延时序列进行相关峰检测，得到所述输入序列在当前采样时刻的超前相关输出值、在当前采样时刻的相关输出值及在当前采样时刻的滞后相关输出值，所述输入序列为接收机接收的信号经帧同步后获得的。

继续参考图2，本实施例中所述检测单元300包括：峰值检测器301、第一延时器302、第二延时器303、相关值输出器304。

峰值检测器301，用于对输入序列与已知序列的滑动相关序列进行相关峰检测，得到对应所述输入序列在当前采样时刻的滞后相关输出值的滞后采样时刻。本实施例中的所述输入序列r(n)是指经过帧同步电路后的信号，即对接收端接收到的帧信号经过采样和内插器后输出的信号。

将所述输入序列r(n)与本地的PN序列送入相关器200做滑动相关得到滑动相关序列R(n)，R(n)由下述表达式获得：

$R\left(n\right)={\left[\underset{i=0}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}{r}^l(n-i)\mathrm{PN}\left(i\right)\right]}^2+{\left[\underset{i=0}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}{r}^Q(n-i)\mathrm{PN}\left(i\right)\right]}^2$

其中，r(n)为输入序列，L为PN序列的长度，n为帧号。当参与滑动相关的输入序列r(n)与本地PN序列对准时，其滑动相关序列中的最大值记为R(k)，将最大值对应的采样时刻作为当前采样时刻k。本实施例中参与滑动相关的输入序列r(n)的符号速率为接收端接收到的信号的符号速率的2倍，因此，在其滑动相关序列的最大值的前后会出现两个比最大值小的值，位于最大值前的值为在当前采样时刻的超前相关输出值，记为R(k-1)；其对应的时刻为当前采样时刻的超前采样时刻k-1，位于最大值后的值为在当前采样时刻的滞后相关输出值，记为R(k+1)，其对应的时刻为当前采样时刻的滞后采样时刻k+1，且k-1、k、k+1之间的间隔均为0.5倍的符号周期。峰值检测器301根据对应的峰值R(k-1)、R(k)、R(k+1)，输出当前采样时刻k的滞后相关输出值的滞后采样时刻k+1。

第一延时器302，用于将所述滑动相关序列延时0.5倍的符号周期得到第一延时序列。

本实施例中由于输入序列r(n)的符号速率为发送端发送信号的符号速率的2倍，故将由滑动相关器200输出的滑动相关序列R(n)延时0.5倍的符号周期得到所述第一延时序列。

第二延时器303，用于将所述第一延时序列延时0.5倍的符号周期得到第二延时序列。

相关值输出器304，用于将所述滑动相关序列中对应所述滞后采样时刻的值作为所述输入序列在当前采样时刻的滞后相关输出值输出；将所述第一延时序列中对应所述滞后采样时刻的值作为所述输入序列在当前采样时刻的相关输出值输出；将所述第二延时序列中对应所述滞后采样时刻的值作为所述输入序列在当前采样时刻的超前相关输出值输出。

本实施例中，根据所述峰值检测器301输出的滞后采样时刻k+1与相关器200输出的滑动相关序列R(n)，相关值输出器304将所述滑动相关序列R(n)对应于该滞后采样时刻k+1的值取出，该值即对应了所述输入序列r(n)在当前采样时刻k的滞后相关输出值R(k+1)。同样地，相关值输出器304将所述第一延时器302输出的第一延时序列对应于该滞后采样时刻k+1的值取出，该值即对应了所述输入序列r(n)在当前采样时刻k的相关输出值R(k)；相关值输出器304将所述第二延时器303输出的第二延时序列对应于该滞后采样时刻k+1的值取出，该值即对应了所述输入序列r(n)在当前采样时刻k的超前相关输出值R(k-1)。

至此，检测单元300获得了所述输入序列r(n)的在当前采样时刻k的超前相关输出值R(k-1)、相关输出值R(k)及滞后相关输出值R(k+1)，以提供给提取单元500，获得当前采样时刻的定时误差ε(k)。

所述提取单元500用于根据所述检测单元300检测到的所述输入序列在当前采样时刻的超前相关输出值、在当前采样时刻的相关输出值及在当前采样时刻的滞后相关输出值提取所述输入序列在当前采样时刻的定时误差。

继续参考图2，所述提取单元500包括：第一加法器501、第一乘法器502、第二加法器503、第二乘法器504及除法器505。

第一加法器501，用于将所述输入序列在当前采样时刻的滞后相关输出值与所述输入序列在当前采样时刻的超前相关输出值的负值相加。

本实施例中，第一加法器501将相关值输出器304输出的输入序列r(n)在当前采样时刻k的滞后相关输出值R(k+1)与输入序列r(n)在当前采样时刻k的超前相关输出值R(k-1)的负值-R(k-1)相加得到R(k+1)-R(k-1)。

第一乘法器502，用于将所述输入序列在当前采样时刻的相关输出值乘以二。

本实施例中，第一乘法器502将相关值输出器304输出的输入序列r(n)在当前采样时刻k的相关输出值R(k)乘以2得到2R(k)。

第二加法器503，用于将所述第一乘法器502的输出值、所述输入序列在当前采样时刻的滞后相关输出值的负值和所述输入序列在当前采样时刻的超前相关输出值的负值相加。

本实施例中，第二加法器503将相关值输出器304输出的输入序列r(n)在当前采样时刻k的滞后相关输出值的负值-R(k+1)、所述输入序列r(n)在当前采样时刻k的超前相关输出值的负值-R(k-1)及第一乘法器502的输出值2R(k)相加得到2R(k)-R(k-1)-R(k+1)。

第二乘法器504，用于将所述第二加法器503的输出值乘以二。

本实施例中第二乘法器504将所述第二加法器503的输出值2R(k)-R(k-1)-R(k+1)乘以2得到2(2R(k)-R(k-1)-R(k+1))。

除法器505，用于将所述第一加法器501的输出值除以所述第二乘法器504的输出值，得到所述输入序列在当前采样时刻的定时误差。

本实施例中除法器505将所述第一加法器501的输出值R(k+1)-R(k-1)除以所述第二乘法器504的输出值2(2R(k)-R(k-1)-R(k+1))，得到当前采样时刻k的定时误差

对应于上述的定时误差提取装置，本实施例还提供一种定时误差提取方法，参考图3，所述定时误差提取方法包括：

步骤S11：对输入序列与已知序列的滑动相关序列及所述滑动相关序列的延时序列进行相关峰检测，得到所述输入序列在当前采样时刻的超前相关输出值、在当前采样时刻的相关输出值及当前采样时刻的滞后相关输出值，所述输入序列为接收机接收的信号经帧同步后获得的。

本实施例中输入序列r(n)为经过帧同步后的序列，所述滑动相关序列R(n)的获得与定时误差提取装置中滑动相关序列的获得相同，此处不再赘述。本实施例中参与滑动相关的输入序列r(n)的符号速率为接收端接收到的信号的符号速率的2倍，因此，在其滑动相关序列中的最大值R(k)前后势必会出现两个比最大值小的值，位于最大值前的值为所述输入序列在当前采样时刻k的超前采样时刻k-1所对应的超前相关输出值R(k-1)；位于最大值后的值为所述输入序列在当前采样时刻k的滞后采样时刻k+1所对应的滞后相关输出值R(k+1)，且k-1、k、k+1之间的间隔均为0.5倍的符号周期。

步骤S12：根据所述输入序列在当前采样时刻的超前相关输出值、当前采样时刻的相关输出值及当前采样时刻的滞后相关输出值提取所述输入序列在当前采样时刻的定时误差。

本实施例中根据所述输入序列在当前采样时刻k的超前相关输出值R(k-1)、当前采样时刻k的相关输出值R(k)、当前采样时刻k的滞后相关输出值R(k+1)获取当前采样时刻k的定时误差ε(k)由下述表达式获得：

$\mathrm{\ϵ}\left(k\right)=\frac{(R(k+1)-R(k-1))}{2(2R\left(k\right)-R(k+1)-R(k-1))}$

至此，通过上述的S11～S12，本实施例给出了一种新的定时误差的提取方法，通过上述方法，进行滑动相关操作的数据序列可以采用2倍的符号速率进行采样，在很大程度上减小了相关运算的运算量，同时也提高了定时误差提取的精度。

图4、图5、图6分别为本地(即接收端)采样时钟相位同步、超前、滞后于发送端的采样时钟相位时，输入序列与本地PN序列经过相关器后的示意图；图4、图5、图6中R(k-1)、R(k)、R(k+1)分别对应了上述的输入序列r(n)在当前采样时刻k的超前相关输出值、当前采样时刻k的相关输出值及当前采样时刻k的滞后相关输出值。

当本地采样时钟相位与发送端的采样时钟相位同步时，输入序列r(n)与本地PN序列经过相关器后获得的滑动相关序列如图4所示，图中最大的峰值点即为输入序列r(n)与PN序列对准时，对其进行相关运算得到的值R(k)，该值所对应的时刻即为最佳采样时刻k，从图4中可以看到，在本地采样时钟相位与发送端的采样时钟相位同步时，R(k-1)、R(k+1)的值相等，结合本实施例的定时误差提取方法，其对应的定时误差

参考图5，图5为本地的采样时钟相位超前于发送端的采样时钟相位时，输入序列r(n)与本地的PN序列经过相关器后获得的滑动相关序列的示意图，由图中可以看出R(k+1)的值小于R(k-1)，结合本实施例的定时误差提取方法，其对应的定时误差

参考图6，图6为本地的采样时钟相位滞后于发送端的采样时钟相位时，输入序列r(n)与本地的PN序列经过相关器后获得的滑动相关序列的示意图，由图中可以看出R(k+1)的值大于R(k-1)，结合本实施例的定时误差提取方法，其对应的定时误差

因此，在实际应用中采用上述定时误差提取方法的定时误差检测器输出的正负号可以正确反映收发两端相位的关系，而其绝对值则反映了相位差的程度。

如图7所示，图7为采用本实施例定时误差提取方法所得到的归一化S曲线，图7中，以理想情况下，收发两端的定时相位误差(Timing error(Ts))为横坐标，接收机经过本实施例定时误差提取方法得到的定时误差的输出(TEDoutput)为纵坐标，可以得到采用本实施例定时误差提取方法的归一化S曲线，从图7中可以看到由本发明定时误差提取方法得到的归一化曲线，基本趋于线性，性能良好。

同时，对本实施例定时误差提取方法的进行误差分析发现，采用本实施例定时误差提取方法的平均误差为1.3％，最大误差为2.2％(所述平均误差为采用本实施例的定时误差提取方法得到的归一化S曲线与理想归一化S曲线上相对应的各点间误差值求和再除以对应的点数，所述最大误差是指本实施例的定时误差提取方法得到的归一化S曲线与理想归一化S曲线之差的绝对值的最大值。)；而采用申请号为200410003485.6的中国专利提供的定时误差提取方法，其归一化曲线虽然趋于线性，但是其斜率大于1，导致相位误差越大，估计值越偏离真实值，最大误差达到18.8％。

综上所述，采用本发明的定时误差提取装置及方法，输入序列采用两倍的符号速率与本地的PN序列进行相关运算，在减小了相关运算的运算量的同时，提高了定时误差的精度。采用本发明的定时误差装置，结构简单，易于在硬件上实现，而且定时误差装置的归一化S曲线更加趋于线性。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种定时误差提取装置，应用于接收机中，其特征在于，包括：

检测单元，用于对输入序列与已知序列的滑动相关序列及所述滑动相关序列的延时序列进行相关峰检测，得到所述输入序列在当前采样时刻的超前相关输出值、在当前采样时刻的相关输出值及在当前采样时刻的滞后相关输出值，所述输入序列为接收机接收的信号经帧同步后获得的；

提取单元，用于根据所述检测单元检测到的所述输入序列在当前采样时刻的超前相关输出值、在当前采样时刻的相关输出值及在当前采样时刻的滞后相关输出值提取所述输入序列在当前采样时刻的定时误差。

2.如权利要求1所述的定时误差提取装置，其特征在于，所述输入序列的符号速率为发射机发射的信号的符号速率的2倍。

3.如权利要求2所述的定时误差提取装置，其特征在于，所述检测单元包括：

峰值检测器，用于对输入序列与已知序列的滑动相关序列进行相关峰检测，得到对应所述输入序列在当前采样时刻的滞后相关输出值的滞后采样时刻；

第一延时器，用于将所述滑动相关序列延时0.5倍的符号周期得到第一延时序列；

第二延时器，用于将所述第一延时序列延时0.5倍的符号周期得到第二延时序列；

相关值输出器，用于将所述滑动相关序列中对应所述滞后采样时刻的值作为所述输入序列在当前采样时刻的滞后相关输出值输出；将所述第一延时序列中对应所述滞后采样时刻的值作为所述输入序列在当前采样时刻的相关输出值输出；将所述第二延时序列中对应所述滞后采样时刻的值作为所述输入序列在当前采样时刻的超前相关输出值输出。

4.如权利要求3所述的定时误差提取装置，其特征在于，所述提取单元包括：

第一加法器，用于将所述输入序列在当前采样时刻的滞后相关输出值与所述输入序列在当前采样时刻的超前相关输出值的负值相加；

第一乘法器，用于将所述输入序列在当前采样时刻的相关输出值乘以二；

第二加法器，用于将所述第一乘法器的输出值、所述输入序列在当前采样时刻的滞后相关输出值的负值和所述输入序列在当前采样时刻的超前相关输出值的负值相加；

第二乘法器，用于将所述第二加法器的输出值乘以二；

除法器，用于将所述第一加法器的输出值除以所述第二乘法器的输出值，得到所述输入序列在当前采样时刻的定时误差。

5.如权利要求1所述的定时误差提取装置，其特征在于，所述已知序列为PN序列。

6.一种定时误差提取方法，应用于接收机中，其特征在于，包括如下步骤：

对输入序列与已知序列的滑动相关序列及所述滑动相关序列的延时序列进行相关峰检测，得到所述输入序列在当前采样时刻的超前相关输出值、在当前采样时刻的相关输出值及当前采样时刻的滞后相关输出值，所述输入序列为接收机接收的信号经帧同步后获得的；

根据所述输入序列在当前采样时刻的超前相关输出值、当前采样时刻的相关输出值及当前采样时刻的滞后相关输出值提取所述输入序列在当前采样时刻的定时误差。

7.如权利要求6所述的定时误差提取方法，其特征在于，所述输入序列的符号速率为发射机发射的信号的符号速率的2倍。

8.如权利要求7所述的定时误差提取方法，其特征在于，所述对输入序列与已知序列的滑动相关序列及所述滑动相关序列的延时序列进行相关峰检测，得到所述输入序列在当前采样时刻的超前相关输出值、在当前采样时刻的相关输出值及当前采样时刻的滞后相关输出值包括：

对输入序列与已知序列的滑动相关序列进行相关峰检测，得到对应所述输入序列在当前采样时刻的滞后相关输出值的滞后采样时刻；

将所述滑动相关序列延时0.5倍的符号周期得到第一延时序列；

将所述第一延时序列延时0.5倍的符号周期得到第二延时序列；

将所述滑动相关序列中对应所述滞后采样时刻的值作为所述输入序列在当前采样时刻的滞后相关输出值输出；

将所述第一延时序列中对应所述滞后采样时刻的值作为所述输入序列在当前采样时刻的相关输出值输出；

将所述第二延时序列中对应所述滞后采样时刻的值作为所述输入序列在当前采样时刻的超前相关输出值输出。

9.如权利要求8所述的定时误差提取方法，其特征在于，提取所述输入序列在当前采样时刻的定时误差由下述表达式获得：

$\mathrm{\ϵ}\left(k\right)=\frac{(R(k+1)-R(k-1))}{2(2R\left(k\right)-R(k+1)-R(k-1))}$

其中，ε(k)为在当前采样时刻k的定时误差，R(k-1)为在当前采样时刻k的超前相关输出值，R(k)为在当前采样时刻k的相关输出值，R(k+1)为在当前采样时刻k的滞后相关输出值。

10.如权利要求6所述的定时误差提取方法，其特征在于，所述已知序列为PN序列。

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