CN106059975B - 一种新的抑制载波同步的方法及costas环 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种抑制载波同步技术，用于接收端数字信号处理系统的前端的数据解调，该方法同时采用多个同相积分模块和正交积分模块，在同步脉冲到来的前后多个时钟同时进行位同步判断，实时地判断实际相位偏差值，本发明实现结构简单、设计能力强，资源消耗少，可以灵活地应对不同位同步时钟频率，拓宽接收信号的频率容差值，对不同输入信号具有较强的适应能力。

Description

一种新的抑制载波同步的方法及costas环
技术领域
本发明属于无线通信同步技术领域，具体涉及到一种抑制载波同步技术。
背景技术
无线通信同步主要分为载波同步、位同步、帧同步等技术，而位同步、帧同步等技术均需以数据解调为前提条件。根据接收信号特点的不同，载波同步技术分为两类：一类是信号本身具有载波频率分量的载波技术，另一类是没有载波分量的抑制载波同步技术。
抑制载波同步技术是通过某种变换直接提取接收信号中的相干载波，costas环又名同相正交环，是跟踪低信噪比的抑制载波信号的最佳装置。传统costas环是由90度移相器、乘法器、低通滤波器、环路滤波器和压控振荡器组成。输入的数字信号分别与两个在相位上正交的本地载波信号相乘鉴相，其输出经过低通滤波器后送入到相位检测器得到误差信号，误差信号经过环路滤波后数控振荡产生本地载波，本地载波与输入数据相乘解调形成Costas环，如果环路达到稳定状态则进行锁定。
数字Costas环位同步解码实际上采用负反馈的原理，根据同相积分和正交积分的值来判断已经产生的同步脉冲位置是超前还是滞后，对后面的脉冲位置进行调整。此种方法工程量大，涉及模块较多，采用可编程器件实现时占用的资源量大，精度不易控制，并且在输入信号较短且位同步时钟的频率较大时具有一定的局限性。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种新的抑制载波同步的方法及costas环，实现结构简单、设计能力强，资源消耗少，可以灵活地应对不同位同步时钟频率，拓宽接收信号的频率容差值，对不同输入信号具有较强的适应能力。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种新的抑制载波同步的方法，包括：
(1)同时采用多个同相积分模块和正交积分模块，在同步脉冲到来的前后多个时钟同时进行位同步判断，实时地判断实际相位偏差值；
(2)当检测到输入码元的过零点时，则认为有数据沿产生，产生位同步脉冲；
(3)检测到过零点引起同步脉冲开始计数，由计数单元控制检测到长脉冲时，再次产生位同步脉冲。
进一步的，步骤(1)中对于位同步信号的步进范围根据实际偏差值进行实时调整。
进一步的，步骤(1)的实现方法为：设计生成一个滑窗的同相积分器和一个滑窗的正交积分器，多个积分器串行工作，同时输出数据，每个时钟周期利用不同积分器的值进行判定生成一个比较结果。
本发明还提供了一种costas环，应用了上述抑制载波同步的方法。
相对于现有技术，本发明所述的一种新的抑制载波同步的方法及costas环，主要有以下优势：摒弃一个同相积分和正交积分判定的方法，同时采用多个同相积分模块和正交积分模块，在同步脉冲到来的前后多个时钟同时进行位同步判断，实时地判断实际相位偏差值；与传统设计相比，不是调整位同步信号固定的步进范围，而是根据实际偏差值进行实时调整，以此行之有效地增加了costas环的同步范围；本发明所采取的方法实现结构简单、设计能力强，资源消耗少，可以灵活地应对不同位同步时钟频率，拓宽接收信号的频率容差值，对不同输入信号具有较强的适应能力。
附图说明
图1是本发明实施例中的原理框图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将结合实施例以及附图来详细说明本发明。
本发明的具体实施例为依据本发明的方法设计一个高动态范围的costas环，可以实现对多种速率输入码元的载波提取，实现对接收信号的数据解调。
以下是高动态范围costas环的设计步骤：
1、如图1,输入码元信号首先经过滤波，根据数据的速率选取适当的积分周期以及计数周期，根据积分周期对数据进行累加。取不同时钟的相同时间间隔下的积分差值，本例中共取四个积分差值，其中前三个信号为相邻时钟下的正交积分差值，以此断定输入码元的过零点。
2、检测到过零点时产生同步脉冲信号。第四个同相积分差值信号用以保证在输入信号的信噪比较低的情况下不产生过零点的误判，防止生成伪同步脉冲信号。检测到过零点的同时进行计数，每当计数值达到积分周期阈值时同样生成同步脉冲信号，作为长脉冲信号的输出指示。
3、通过判断每一个同步脉冲所对应的输入码元的极性输出最终的抑制载波的数字信号。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种新的抑制载波同步的方法，其特征在于，包括：
(1)同时采用一个同相积分模块和多个正交积分模块，在同步脉冲到来的前后多个时钟，同相积分模块与正交积分模块在每个时钟同时进行位同步信号判断，实时地判断实际相位偏差值；
(2)当检测到输入码元的过零点时，则认为有数据沿产生，产生位同步脉冲；
(3)检测到过零点引起同步脉冲开始计数，由计数单元控制检测到长脉冲时，再次产生位同步脉冲；
步骤(1)的实现方法为：采用多个正交积分模块和一个同相积分模块，根据多个正交积分模块的积分差值断定输入码元的过零点；同相积分模块的同相积分差值用以保证在输入信号的信噪比较低的情况下不产生过零点的误判，防止生成伪同步脉冲信号。
2.根据权利要求1所述的一种新的抑制载波同步的方法，其特征在于，步骤(1)中对于位同步信号的步进范围根据实际偏差值进行实时调整。
3.一种costas环，其特征在于，应用了权利要求1或2所述的抑制载波同步的方法。
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