CN108809869B - 一种对采样时刻的控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种对采样时刻的控制方法，包括：当第一误差检测周期到来时，在预先获取的目标相位对应的时刻对第一接收信号进行抽样获得第一抽样信号；对对应于所述第一抽样信号的符号值进行检测获得第一检测符号；确定所述第一抽样信号与第一检测符号之间的第一定时误差；对所述第一定时误差进行均值计算；在进行均值计算的次数达到第一阈值的情况下，根据均值计算的结果和当前确定的第一定时误差，控制随后对所述第一接收信号进行抽样的采样时刻。本发明还同时公开了一种对采样时刻的控制装置。

Description

一种对采样时刻的控制方法及装置
技术领域
本发明涉及接收机领域的定时恢复技术，尤其涉及一种对采样时刻的控制方法及装置。
背景技术
在数字通信系统中，由于数据通常是以异步方式从一个设备传送给另一个设备，因此，接收机需要从接收信号中提取时钟信息，以调整本地的采样频率和相位。
在高速通信系统启动过程中，为了从接收信号中提取时钟信息，接收机通常需要训练各个功能模块，例如，训练自适应均衡器。训练自适应均衡器要求发送信号能够定时恢复并锁定到稳定相位，这个稳定相位的位置取决于信道特性和发送信号的自相关特性。
判决反馈均衡器(Decision Feedback Equalizer，DFE)包括前馈均衡器(FeedForward Equalizer，FFE)和反馈均衡器(FeedBackward Equalizer，FBE)。为了避免FBE的错误传递，某些通信系统使用汤姆林森-哈拉希玛预编码(Tomlinson-HarashimaPrecoding，THP)技术。在启动过程中，接收机先训练传统的DFE，然后把FBE的系数发送给发射机，使接收机和发射机同时切换到THP模式。切换到THP模式后，为了确保系统稳定，发射机发送THP的两电平脉冲幅度调制(Pulse Amplitude Modulation，PAM)训练信号即PAM2训练信号，接收机进一步训练FFE。系统稳定后，发射机才会发送THP的PAM16数据信号。
在上述启动过程中，发送信号先后经历了PAM2训练信号、THP的PAM2训练信号、THP的PAM16数据信号。其中，PAM2训练信号和THP的PAM16数据信号是独立同分布的序列，但是THP的PAM2训练信号具有明显的自相关特性，导致接收机的定时恢复会收敛到不同的稳定相位。
例如，首先，在第一训练阶段，即接收发射机发送的PAM2训练信号阶段，接收机定时恢复会收敛并锁定到一个稳定相位。然后，在第二训练阶段，即接收发射机发送的THP的PAM2训练信号阶段，接收机定时恢复会锁定到新的稳定相位，导致FFE需要针对新的稳定相位重新进行训练。最后，在数据阶段，即接收发射机发送的THP的PAM16数据信号阶段，接收机定时恢复又会收敛到原来的稳定相位，从而使FFE性能下降，甚至可能会导致系统不稳定。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明实施例期望提供一种对采样时刻的控制方法及装置，在发送信号的自相关特性发生改变时，能够使抽样的采样时刻依然锁定在原来目标相位对应的时刻，从而FFE不需要针对新的稳定相位重新进行训练，进而在后续数据阶段保证FFE的性能。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种对采样时刻的控制方法，所述方法包括：
当第一误差检测周期到来时，在预先获取的目标相位对应的时刻对第一接收信号进行抽样获得第一抽样信号；对对应于所述第一抽样信号的符号值进行检测获得第一检测符号；确定所述第一抽样信号与第一检测符号之间的第一定时误差；对所述第一定时误差进行均值计算；
在进行均值计算的次数达到第一阈值的情况下，根据均值计算的结果和当前确定的第一定时误差，控制随后对所述第一接收信号进行抽样的采样时刻。
上述方案中，所述方法还包括：
在进行均值计算的次数未达到第一阈值的情况下，执行所述当误差检测周期到来时，在预先获取的目标相位对应的时刻对第一接收信号进行抽样获得第一抽样信号；对对应于所述第一抽样信号的符号值进行检测获得第一检测符号；确定所述第一抽样信号与第一检测符号之间的第一定时误差；对所述第一定时误差进行均值计算的步骤。
上述方案中，在预先获取的目标相位对应的时刻对第一接收信号进行抽样获得第一抽样信号之前，所述方法还包括：
在受控的采样时刻对第二接收信号进行抽样，获得第二抽样信号；
对所述第二抽样信号的符号值进行检测，获得第二检测符号；
确定所述第二抽样信号与第二检测符号之间的第二定时误差；
根据所述第二定时误差，控制随后对所述第二接收信号进行抽样的采样时刻，并将所述第二定位误差最小时的采样时刻对应的相位确定为所述目标相位。
上述方案中，所述在进行均值计算的次数达到第一阈值的情况下，根据均值计算的结果和当前确定的第一定时误差，控制随后对所述第一接收信号进行抽样的采样时刻之后，所述方法还包括：
在所述目标相位对应的时刻对第三接收信号进行抽样，获得第三抽样信号；对所述第三抽样信号的符号值进行检测，获得第三检测符号；
根据所述第三抽样信号和第三检测符号，控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻。
上述方案中，所述根据所述第三抽样信号和第三检测符号，控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻，包括：
当第二误差检测周期到来时，确定所述第三抽样信号与第三检测符号之间的第三定时误差；对所述第三定时误差进行均值计算；
在对所述第三定时误差进行均值计算的次数达到第二阈值的情况下，根据所述第三定时误差均值计算的结果和当前确定的第三定时误差，控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻；在对所述第三定时误差进行均值计算的次数未达到第二阈值的情况下，执行所述在所述目标相位对应的时刻对第三接收信号进行抽样，获得第三抽样信号的步骤。
上述方案中，所述根据所述第三抽样信号和第三检测符号，控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻，包括：
估计发射端对应于所述第三检测符号的发送符号值；
确定所述第三抽样信号与所述估计的发送符号之间的第三定时误差；
根据所述第三定时误差，控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻。
本发明实施例还提供了一种对采样时刻的控制装置，所述装置包括：均值计算模块和第一控制模块；其中，
所述均值计算模块，用于当第一误差检测周期到来时，在预先获取的目标相位对应的时刻对第一接收信号进行抽样获得第一抽样信号；对对应于所述第一抽样信号的符号值进行检测获得第一检测符号；确定所述第一抽样信号与第一检测符号之间的第一定时误差；对所述第一定时误差进行均值计算；
所述第一控制模块，用于在进行均值计算的次数达到第一阈值的情况下，根据均值计算的结果和当前确定的第一定时误差，控制随后对所述第一接收信号进行抽样的采样时刻。
上述方案中，所述装置还包括：
处理模块，用于在进行均值计算的次数未达到第一阈值的情况下，触发所述均值计算模块。
上述方案中，所述装置还包括：第一抽样模块、第一检测模块、第一确定模块和第二控制模块；其中，
所述第一抽样模块，用于在受控的采样时刻对第二接收信号进行抽样，获得第二抽样信号；
所述第一检测模块，用于对所述第二抽样信号的符号值进行检测，获得第二检测符号；
所述第一确定模块，用于确定所述第二抽样信号与第二检测符号之间的第二定时误差；
所述第二控制模块，用于根据所述第二定时误差，控制随后对所述第二接收信号进行抽样的采样时刻，并将所述第二定位误差最小时的采样时刻对应的相位确定为所述目标相位。
上述方案中，所述装置还包括：第二抽样模块、第二检测模块和第三控制模块；其中，
所述第二抽样模块，用于在所述目标相位对应的时刻对第三接收信号进行抽样，获得第三抽样信号；
所述第二检测模块，用于对所述第三抽样信号的符号值进行检测，获得第三检测符号；
所述第三控制模块，用于根据所述第三抽样信号和第三检测符号，控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻。
上述方案中，所述第三控制模块包括：均值计算单元和第一控制单元；其中，
所述均值计算单元，用于当第二误差检测周期到来时，确定所述第三抽样信号与第三检测符号之间的第三定时误差；对所述第三定时误差进行均值计算；
所述第一控制单元，用于在对所述第三定时误差进行均值计算的次数达到第二阈值的情况下，根据所述第三定时误差均值计算的结果和当前确定的第三定时误差，控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻；在对所述第三定时误差进行均值计算的次数未达到第二阈值的情况下，触发所述第二抽样模块。
上述方案中，所述第三控制模块包括：估计单元、确定单元和第二控制单元；其中，
所述估计单元，用于估计发射端对应于所述第三检测符号的发送符号值；
所述确定单元，用于确定所述第三抽样信号与所述估计的发送符号之间的第三定时误差；
所述第二控制单元，用于根据所述第三定时误差，控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻。
本发明实施例提供的对采样时刻的控制方法及装置，当第一误差检测周期到来时，在预先获取的目标相位对应的时刻对第一接收信号进行抽样获得第一抽样信号；对对应于所述第一抽样信号的符号值进行检测获得第一检测符号；确定所述第一抽样信号与第一检测符号之间的第一定时误差；对所述第一定时误差进行均值计算；在进行均值计算的次数达到第一阈值的情况下，根据均值计算的结果和当前确定的第一定时误差，控制随后对所述第一接收信号进行抽样的采样时刻。
可见，本发明实施例通过测量在预先获取的目标相位对应的时刻抽样获得的第一抽样信号、与对应于所述第一抽样信号的第一检测符号之间的第一定时误差的均值，并通过所述第一定时误差的均值来抵消当前确定的第一定时误差的偏置，实现对所述第一接收信号进行抽样的控制信号的均值依然为0。从而在发送信号的自相关特性发生改变时，能够使抽样的采样时刻依然锁定在原来目标相位对应的时刻，使FFE不需要针对新的稳定相位重新进行训练，进而在后续数据阶段保证FFE的性能，并保证系统的稳定。
附图说明
图1为本发明对采样时刻的控制方法实施例一的实现流程示意图；
图2为定时误差检测器的结构示意图之一；
图3为定时误差检测器的结构示意图之二；
图4为目标测量电路的结构示意图；
图5为在第一训练阶段中获取目标相位的实现流程示意图；
图6为在数据阶段中对采样时刻的控制的实现流程示意图；
图7为图6所示实现流程中根据所述第三抽样信号和第三检测符号，控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻的细化流程示意图之一；
图8为图6所示实现流程中根据所述第三抽样信号和第三检测符号，控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻的细化流程示意图之二；
图9为本发明对采样时刻的控制方法实施例四的应用场景示意图；
图10为传统的定时恢复装置示意图；
图11为本发明对采样时刻的控制装置实施例一的组成结构示意图；
图12为本发明对采样时刻的控制装置实施例二的组成结构示意图；
图13为本发明对采样时刻的控制装置实施例三的组成结构示意图；
图14为图13所示装置中第三控制模块的细化组成结构示意图之一；
图15为图13所示装置中第三控制模块的细化组成结构示意图之二。
具体实施方式
本发明实施例提供的对采样时刻的控制方法，主要应用在数字接收机系统中，用于在数字接收机中确定所需的采样时刻。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为本发明对采样时刻的控制方法实施例一的实现流程示意图，参照图1所示，本实施例的对采样时刻的控制方法包括以下步骤：
步骤101，在预先获取的目标相位对应的时刻对第一接收信号进行抽样，获得第一抽样信号；
本实施例的对采样时刻的控制方法主要应用在数字接收机中，用于根据数字时隙的周期性，从接收信号中导出周期性定时信号；目的是产生与符号速率相匹配的本地时钟，获得最佳的采样时刻。
通常，为了避免FBE的错误传递，该数字接收机中通信系统使用了THP技术；为了从接收信号中提取最佳的时钟信息，该数字接收机需要经过以下阶段。首先，经过第一训练阶段，在该阶段中，接收发射机发送的PAM2训练信号，以训练传统的DFE，获得抽样的目标相位，所述目标相位对应的时刻即为最佳的采样时刻，并将训练好的FBE的系数发送给发射机；然后，经过第二训练阶段，在该阶段中，接收发射机发送的THP的PAM2训练信号，以进一步训练FFE，确保系统稳定；最后，当系统稳定后，进入数据阶段，在该阶段中，接收发射机发送的THP的PAM16数据信号，保证系统的正常运行。
由于在第二训练阶段中，发射机发送的THP的PAM2训练信号具有明显的自相关特性，采用传统的定时恢复方法会使采样时刻对应的相位收敛到新的稳定相位，使FFE需要针对新的稳定相位重新进行训练，进而在后续数据阶段影响FFE的性能。因而，本实施例的对采样时刻的控制方法就是为了解决接收机在第二训练阶段中，由于发送信号的自相关特性发生改变使采样时刻对应的相位收敛到不同的稳定相位，而导致后续数据阶段中的FFE性能下降的问题。
这里，所述第一接收信号可以为THP的PAM训练信号经过数模处理后的模拟信号，也可以为THP的PWM训练信号经过数模处理后的模拟信号，还可以为THP的PFM训练信号经过数模处理后的模拟信号；本实施例中，所述第一接收信号可以为THP的PAM训练信号经过数模处理后的模拟信号。进一步地，所述PAM训练信号可以为PAM2训练信号，也可以为PAM4训练信号，还可以为PAM8训练信号，抑或是更多电平的PAM训练信号；本实施例中，为了简化对采样时刻的控制装置中判决器的电路结构，并且为了减少训练时间，所述第一接收信号可以为THP的PAM2训练信号经过数模处理后的模拟信号。
应当说明的是，所述PAM2训练信号为两电平脉冲幅度调制训练信号，所述PAM4训练信号为四电平脉冲幅度调制训练信号，所述PAM8训练信号为八电平脉冲幅度调制训练信号，所述PAM16数据信号为16电平脉冲幅度调制数据信号。
这里，采用模数转换器(Analog to Digital Converter，ADC)对第一接收信号进行抽样，该数字接收机将接收到的模拟信号通过ADC转换成数字信号，所述ADC的采样频率可以为符号速率的一倍，也可以为符号速率的两倍，抑或是符号速率的更多倍数。为了提高判决符号的准确度，减少误码率，通常采用过采样技术对所述第一接收信号进行抽样，本实施例中，所述ADC的采样频率将以符号速率的两倍为例进行详细说明。具体地，在预先获取的目标相位τ0对应的时刻对第一接收信号r(t)进行过采样，获得r(kT+τ0)和r(kT-T/2+τ0)；其中，T为符号速率。
步骤102，对对应于所述第一抽样信号的符号值进行检测，获得第一检测符号；
这里，由于第一接收信号为THP的PAM2训练信号经过数模处理后的模拟信号，因此，对所述第一接收信号进行抽样之后，对应于所述第一抽样信号的符号值有已知的有限种可能；例如，PAM2的符号值为+9和-9，THP中取模运算的范围为(-16,+16)，所以对应于所述第一抽样信号的符号值可以为41，也可以为23，还可以为-41，抑或是-23等等。
这里，可以通过DFE对对应于所述第一抽样信号的符号值进行检测，所述DFE包括FFE、FBE和判决器。由于在第一训练阶段，该数字接收机已将训练好的FBE的系数发送给了发射机，发射机基于所述FBE的系数对PAM训练信号进行了THP，减少了一部分码间干扰，因此，可以通过FFE和判决器对对应于所述第一抽样信号的符号值进行检测。为了滤除所述第一抽样信号的噪声，进一步减少码间干扰，以提高所述第一抽样信号的判决准确度，所述第一抽样信号可以先经过FFE，然后采用判决器对经过FFE后的第一抽样信号进行判决。
本实施例中，判决器把经过FFE后的第一抽样信号和已知的几种符号值进行比较，找出最接近的符号值，获得第一检测符号。
步骤103，确定所述第一抽样信号与所述第一检测符号之间的第一定时误差；
这里，可以通过定时误差检测器来检测所述第一抽样信号与所述第一检测符号之间的第一定时误差。实际应用中，可以采用如图2所示的定时误差检测器，来确定所述第一定时误差。该定时误差检测器包括FBE和延时器，并且该定时误差检测器的输入可以为所述第一抽样信号和所述第一检测符号，也可以为经过FFE后的第一抽样信号和所述第一检测符号，该定时误差检测器的输出为所述第一定时误差。
具体地，所述FBE的系数在第一训练阶段已被训练好，所述第一检测符号经过FBE后，可以在接收端估计生成发射端发送的THP的PAM2训练信号x(k)，因而可以进一步抵消由于信道衰落导致的码间干扰。相应的，所述第一抽样信号或者经过FFE后的第一抽样信号首先经过延时器，该延时器用于对所述第一抽样信号或者经过FFE后的第一抽样信号进行延时，以使延时后的第一抽样信号或者经过FFE后的第一抽样信号与所述第一检测符号对齐；然后，对延时后的第一抽样信号或者经过FFE后的第一抽样信号与估计生成的THP的PAM2训练信号x(k)进行数学运算，最终获得所述第一定时误差；例如，可以采用如下公式(1)计算获得所述第一定时误差；
e(k)＝x(k)[y(kT-T/2+τ0)-y(kT+τ0)] (1)
其中，y(kT+τ0)和y(kT-T/2+τ0)为延时后的第一抽样信号或者经过FFE后的第一抽样信号。
为了简化定时误差检测器的电路结构，可以减少图2所示的定时误差检测器中的FBE，因而也可以采用如图3所示的定时误差检测器，来确定所述第一定时误差。由于图3所示的定时误差检测器与图2所示的定时误差检测器的工作原理类似，因此，对于图3所示的定时误差检测器的工作原理，这里将不再赘述。
应当说明的是，除了采用图3所示的定时误差检测器和图2所示的定时误差检测器，还可以采用任何合适的传统定时误差检测器，例如Gardner定时误差检测器和Mueller-Müller定时误差检测器。
步骤104，对所述第一定时误差进行均值计算，获得第一误差均值；
可以采用如图4所示的目标测量电路，来对目标相位处的第一定时误差进行均值计算，该目标测量电路包括一个累加器和一个乘法器。该累加器用于对第一误差信号e(k)进行N次累加，该乘法器用于将累加器的输出乘以1/N后输出第一误差均值。
步骤105，在满足第一预设条件的情况下，根据所述第一误差均值和当前确定的第一定时误差，控制随后对所述第一接收信号进行抽样的采样时刻；在不满足第一预设条件的情况下，执行当第一误差检测周期到来时，在预先获取的目标相位对应的时刻对第一接收信号进行抽样获得第一抽样信号；对对应于所述第一抽样信号的符号值进行检测获得第一检测符号；确定所述第一抽样信号与第一检测符号之间的第一定时误差；对所述第一定时误差进行均值计算的步骤。
这里，所述第一预设条件可以根据实际需要进行设置，具体设置需要满足两个条件，第一个条件为：保证ADC采样时刻不会漂离目标相位对应的时刻，第二条件为：保证第一误差均值的测量有足够的精度。例如，该第一预设条件可以为所述第一定时误差进行均值计算的时间达到第一阈值，也可以为所述第一定时误差进行均值计算的次数达到第一阈值；本实施例中，当所述第一定时误差进行均值计算的次数达到第一阈值时，才会根据所述第一误差均值和当前确定的第一定时误差，控制随后对所述第一接收信号进行抽样的采样时刻。
具体地，当所述第一定时误差进行均值计算的次数达到第一阈值时，首先将定时误差检测器当前确定的第一定时误差与目标测量电路输出的基于目标相位处的第一误差均值进行相减；然后，将相减的结果经过环路滤波器送至驱动数控振荡器(NumericallyControlled Oscillator，NCO)；最后，再通过NCO来驱动ADC，以控制ADC对所述第一接收信号进行抽样的采样时刻。
应当说明的是，是基于符号速率在目标相位对应的时刻对第一接收信号进行连续抽样并获得第一抽样信号，因而每次检测的对应于第一抽样信号的第一检测符号都不同，相应的，每次根据所述第一抽样信号和所述第一检测符号确定的第一定时误差也不同；因此，当不满足第一预设条件，并且第一误差检测周期到来时，需循环执行上述步骤。
可以理解的是，根据所述第一误差均值和当前确定的第一定时误差，控制随后对所述第一接收信号进行抽样的采样时刻，就能保证在发送信号的自相关特性发生改变时，能够使抽样的采样时刻依然收敛到原来目标相位对应的时刻，是因为：在发送信号的自相关特性发生改变时，一方面，切断在目标相位处带有偏置的第一定时误差直接对采样时刻的控制，从而保证所述采样时刻不会偏离所述目标相位对应的时刻；另一方面，通过目标测量电路测量在目标相位处带有偏置的第一定时误差的均值，并根据该均值抵消所述第一定时误差的偏置，使所述采样时刻依然保持在所述目标相位对应的时刻。从而在发送信号的自相关特性发生改变时，能够使抽样的采样时刻依然收敛到原来目标相位对应的时刻。
进一步地，在确定第一抽样信号与第一检测符号之间的第一定时误差之前，还需要在第一训练阶段中获取所述目标相位。具体地，在本发明对采样时刻的控制方法实施例二中，图5为在第一训练阶段中获取目标相位的实现流程示意图，参照图5所示，在第一训练阶段中获取所述目标相位的步骤包括：
步骤201，在受控的采样时刻对第二接收信号进行抽样，获得第二抽样信号；
这里，所述第二接收信号可以为PAM训练信号经过数模处理后的模拟信号，也可以为PWM训练信号经过数模处理后的模拟信号，还可以为PFM训练信号经过数模处理后的模拟信号；本实施例中，所述第二接收信号可以为PAM训练信号经过数模处理后的模拟信号。进一步地，所述PAM训练信号可以为PAM2训练信号，也可以为PAM4训练信号，还可以为PAM8训练信号，抑或是更多电平的PAM训练信号；本实施例中，为了简化对采样时刻的控制装置中判决器的电路结构，并且为了减少训练时间，所述第二接收信号可以为PAM2训练信号经过数模处理后的模拟信号。
这里，采用ADC对第二接收信号进行抽样，该数字接收机将接收到的模拟信号通过ADC转换成数字信号，所述ADC的采样频率可以为符号速率的一倍，也可以为符号速率的两倍，抑或是符号速率的更多倍数。为了提高判决符号的准确度，减少误码率，通常采用过采样技术对所述第二接收信号进行抽样，本实施例中，所述ADC的采样频率可以为符号速率的两倍。
这里，所述采样时刻是受控并不断调整的，当满足收敛条件时，所述采样时刻会趋于稳定并收敛到目标相位对应的时刻。
步骤202，对所述第二抽样信号的符号值进行检测，获得第二检测符号；
这里，可以通过DFE对对应于所述第二抽样信号的符号值进行检测，所述DFE包括FFE、FBE和判决器。
步骤203，确定所述第二抽样信号与第二检测符号之间的第二定时误差；
这里，可以通过定时误差检测器来检测所述第二抽样信号与所述第二检测符号之间的第二定时误差。实际应用中，可以采用如图3所示的定时误差检测器，来确定所述第二定时误差。
步骤204，根据所述第二定时误差，控制随后对所述第二接收信号进行抽样的采样时刻，并将所述第二定位误差最小时的采样时刻确定为所述目标相位对应的时刻。
这里，将所述第二定时误差经过环路滤波器送至NCO；通过NCO来驱动ADC，以控制ADC对所述第二接收信号进行抽样的采样时刻。通过不断调整所述采样时刻，使所述第二定时误差达到最小化，当所述第二定时误差最小时，所述采样时刻会趋于稳定并收敛到目标相位对应的时刻。
进一步地，在根据所述第一误差均值和当前确定的第一定时误差，控制对所述第一接收信号进行抽样的采样时刻之后，并在发射机发送THP的PAM16数据信号时进入数据阶段，该阶段用于数字接收机系统进入正常运行中对采样时刻的控制。具体地，在本发明对采样时刻的控制方法实施例三中，图6为在数据阶段中对采样时刻的控制的实现流程示意图，参照图6所示，在数据阶段中对采样时刻的控制的步骤包括：
步骤301，在所述目标相位对应的时刻对第三接收信号进行抽样，获得第三抽样信号；
这里，所述第三接收信号可以为THP的PAM16数据信号经过数模处理后的模拟信号。
这里，采用ADC对第三接收信号进行抽样，该数字接收机将接收到的模拟信号通过ADC转换成数字信号，所述ADC的采样频率可以为符号速率的一倍，也可以为符号速率的两倍，抑或是符号速率的更多倍数。为了提高判决符号的准确度，减少误码率，通常采用过采样技术对所述第三接收信号进行抽样，本实施例中，所述ADC的采样频率可以为符号速率的两倍。
步骤302，对所述第三抽样信号的符号值进行检测，获得第三检测符号；
这里，可以通过DFE对对应于所述第三抽样信号的符号值进行检测，所述DFE包括FFE、FBE和判决器。由于在第一训练阶段，该数字接收机已将训练好的FBE的系数发送给了发射机，发射机基于所述FBE的系数对PAM训练信号进行了THP，减少了一部分码间干扰，因此，可以通过FFE和判决器对对应于所述第三抽样信号的符号值进行检测。为了滤除所述第三抽样信号的噪声，进一步减少码间干扰，以提高所述第三抽样信号的判决准确度，所述第三抽样信号可以先经过FFE，然后采用判决器对经过FFE后的第三抽样信号进行判决。
步骤303，根据所述第三抽样信号和第三检测符号，控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻。
这里，根据所述第三抽样信号和第三检测符号，有两种方式控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻，这两种方式主要取决于在定时误差检测过程中是否估计了发射端对应于所述第三检测符号的发送符号值，即是否对发射端发送的THP的PAM16数据信号进行了估计。
采用如图3所示的定时误差检测器对第三定时误差进行检测，该定时误差检测器中不包括FBE，使该定时误差检测器无法滤除所述第三检测符号的码间干扰；而由于所述第三检测符号存在码间干扰，使所述目标相位处的第三定时误差存在偏置，导致对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻偏离所述目标相位对应的时刻。图7为图6所示实现流程中根据所述第三抽样信号和第三检测符号，控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻的细化流程示意图之一，参照图7所示，步骤303具体包括以下步骤：
步骤3031，当第二误差检测周期到来时，确定所述第三抽样信号与第三检测符号之间的第三定时误差；对所述第三定时误差进行均值计算；
这里，可以采用如图3所示的定时误差检测器，来确定所述第三定时误差，该定时误差均衡器中不包括FBE。可以采用如图4所示的目标测量电路，来对目标相位处的第三定时误差进行均值计算。
步骤3032，在满足第二预设条件的情况下，根据所述第三定时误差均值计算的结果和当前确定的第三定时误差，控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻；在不满足第二预设条件的情况下，执行所述在所述目标相位对应的时刻对第三接收信号进行抽样，获得第三抽样信号的步骤。
这里，所述第二预设条件可以根据实际需要进行设置，具体设置需要满足两个条件，第一个条件为：保证ADC采样时刻不会漂离目标相位对应的时刻，第二条件为：保证第二误差均值的测量有足够的精度。例如，该第二预设条件可以为所述第三定时误差进行均值计算的时间达到第二阈值，也可以为所述第三定时误差进行均值计算的次数达到第二阈值；本实施例中，当所述第三定时误差进行均值计算的次数达到第二阈值时，才会根据所述第二误差均值和当前确定的第三定时误差，控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻。
采用如图2所示的定时误差检测器对第三定时误差进行检测，该定时误差检测器包括FBE，该FBE用于对发射端发送的THP的PAM16数据信号进行估计，以滤除所述第三检测符号的码间干扰，使所述目标相位处第一定时误差的均值为0，不需要经过目标测量电路对所述第一定时误差的均值进行测量。图8为图6所示实现流程中根据所述第三抽样信号和第三检测符号，控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻的细化流程示意图之二，参照图8所示，步骤303具体包括以下步骤：
步骤3033，估计发射端对应于所述第三检测符号的发送符号值；
这里，所述第三检测符号经过如图2所示的定时误差检测器中FBE后，获得发射端对应于所述第三检测符号的发送符号的估计值。
步骤3034，确定所述第三抽样信号与所述估计的发送符号之间的第三定时误差；
这里，通过上述公式(1)，确定所述第三抽样信号与所述估计的发送符号之间的第三定时误差。
步骤3035，根据所述第三定时误差，控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻。
在本发明对采样时刻的控制方法实施例四中，为说明本发明对采样时刻的控制方法的实际应用，结合应用场景图对本发明对采样时刻的控制方法进行详细阐述。
本发明对采样时刻的控制方法主要应用在数字接收机系统上，图9为本发明对采样时刻的控制方法实施例四的应用场景示意图，参照图9所示，该应用场景包括ADC、FFE、判决器、定时误差检测器、目标测量电路、开关1、开关2、开关3、环路滤波器和NCO。相对于如图10所示的传统的定时恢复装置，本发明对采样时刻的控制装置增加了目标测量电路和三个开关。
具体地，在第一训练阶段，接收信号为PAM2训练信号经过数模处理后的模拟信号，所述PAM2训练信号是独立同分布的序列；因此，在此阶段，开关1闭合，开关2和开关3断开，采用传统的定时恢复方法，将对接收信号进行抽样的采样时刻锁定在目标相位对应的时刻；
在第二训练阶段，接收信号为THP的PAM2训练信号，所述THP的PAM2训练信号具有明显的自相关特性；因此，为了避免收敛到别的稳定相位，此时开关1和开关2断开，开关3闭合。定时误差e(k)送至目标测量电路，开始测量在目标相位τ0处，定时误差e(k)的均值；该均值测量持续时间的长短，既要保证ADC采样时刻不会漂离目标相位τ0对应的时刻，又要保证测量的误差均值有足够的精度。当测量时间结束时，开关1和开关2闭合，开关3断开，将定时误差与目标测量电路输出的误差均值的差值送至NCO，NCO再驱动ADC，以控制ADC对接收信号进行抽样的采样时刻；
在数据阶段，接收信号为THP的PAM16数据信号，所述THP的PAM16数据信号也是独立同分布的序列；因此，在此阶段，如果采用如图2所示的定时误差检测器，是不需要对目标相位处的定时误差均值进行测量的，此时开关1闭合，开关2和开关3断开。根据定时误差检测器检测的定时误差，控制随后对接收信号进行抽样的采样时刻。
本发明还提供一种对采样时刻的控制装置，用于实现本发明对采样时刻的控制方法的具体细节，达到相同的效果。
图11为本发明对采样时刻的控制装置实施例一的组成结构示意图，参照图11所示，本实施例的对采样时刻的控制装置包括：均值计算模块41和第一控制模块42；其中，
所述均值计算模块41，用于当第一误差检测周期到来时，在预先获取的目标相位对应的时刻对第一接收信号进行抽样获得第一抽样信号；对对应于所述第一抽样信号的符号值进行检测获得第一检测符号；确定所述第一抽样信号与第一检测符号之间的第一定时误差；对所述第一定时误差进行均值计算；
所述第一控制模块42，用于在进行均值计算的次数达到第一阈值的情况下，根据均值计算的结果和当前确定的第一定时误差，控制随后对所述第一接收信号进行抽样的采样时刻。
可选地，所述装置还包括：
处理模块43，用于在进行均值计算的次数未达到第一阈值的情况下，触发所述均值计算模块41。
进一步地，图12为本发明对采样时刻的控制装置实施例二的组成结构示意图，参照图12所示，本实施例的对采样时刻的控制装置除了包括均值计算模块41和第一控制模块42或者均值计算模块41、第一控制模块42和处理模块43之外，还包括：第一抽样模块44、第一检测模块45、第一确定模块46和第二控制模块47；其中，
所述第一抽样模块44，用于在受控的采样时刻对第二接收信号进行抽样，获得第二抽样信号；
所述第一检测模块45，用于对所述第二抽样信号的符号值进行检测，获得第二检测符号；
所述第一确定模块46，用于确定所述第二抽样信号与第二检测符号之间的第二定时误差；
所述第二控制模块47，用于根据所述第二定时误差，控制随后对所述第二接收信号进行抽样的采样时刻，并将所述第二定位误差最小时的采样时刻确定为所述目标相位对应的时刻。
进一步地，图13为本发明对采样时刻的控制装置实施例三的组成结构示意图，参照图13所示，本实施例的对采样时刻的控制装置除了包括均值计算模块41、第一控制模块42、处理模块43、第一抽样模块44、第一检测模块45、第一确定模块46和第二控制模块47之外，还包括：第二抽样模块48、第二检测模块49和第三控制模块410；其中，
所述第二抽样模块48，用于在所述目标相位对应的时刻对第三接收信号进行抽样，获得第三抽样信号；
所述第二检测模块49，用于对所述第三抽样信号的符号值进行检测，获得第三检测符号；
所述第三控制模块410，用于根据所述第三抽样信号和第三检测符号，控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻。
可选地，图14为图13所示装置中第三控制模块的细化组成结构示意图之一，参照图14所示，所述第三控制模块410包括：均值计算单元4101和第一控制单元4102；其中，
所述均值计算单元4101，用于当第二误差检测周期到来时，确定所述第三抽样信号与第三检测符号之间的第三定时误差；对所述第三定时误差进行均值计算；
所述第一控制单元4102，用于在对所述第三定时误差进行均值计算的次数达到第二阈值的情况下，根据所述第三定时误差均值计算的结果和当前确定的第三定时误差，控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻；在对所述第三定时误差进行均值计算的次数未达到第二阈值的情况下，触发所述第二抽样模块48。
可选地，图15为图13所示装置中第三控制模块的细化组成结构示意图之二，参照图15所示，所述第三控制模块410包括：估计单元4103、确定单元4104和第二控制单元4105；其中，
所述估计单元4103，用于估计发射端对应于所述第三检测符号的发送符号值；
所述确定单元4104，用于确定所述第三抽样信号与所述估计的发送符号之间的第三定时误差；
所述第二控制单元4105，用于根据所述第三定时误差，控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻。
在实际应用中，所述均值计算模块41、第一控制模块42、处理模块43、第一抽样模块44、第一检测模块45、第一确定模块46、第二控制模块47、第二抽样模块48、第二检测模块49、第三控制模块410，以及均值计算单元4101、第一控制单元4102、估计单元4103、确定单元4104和第二控制单元4105均可由位于编码器中的中央处理器(CPU，Central ProcessingUnit)、微处理器(MPU，Micro Processor Unit)、数字信号处理器(DSP，Digital SignalProcessor)、或现场可编程门阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)等实现。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和范围之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种对采样时刻的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
当第一误差检测周期到来时，在预先获取的目标相位对应的时刻对第一接收信号进行抽样获得第一抽样信号；对对应于所述第一抽样信号的符号值进行检测获得第一检测符号；确定所述第一抽样信号与第一检测符号之间的第一定时误差；对所述第一定时误差进行均值计算；其中，所述第一接收信号为汤姆林森—哈拉希玛预编码THP的训练信号经过数模处理后的模拟信号；
在进行均值计算的次数达到第一阈值的情况下，根据均值计算的结果和当前确定的第一定时误差，控制随后对所述第一接收信号进行抽样的采样时刻。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在进行均值计算的次数未达到第一阈值的情况下，执行所述当第一误差检测周期到来时，在预先获取的目标相位对应的时刻对第一接收信号进行抽样获得第一抽样信号；对对应于所述第一抽样信号的符号值进行检测获得第一检测符号；确定所述第一抽样信号与第一检测符号之间的第一定时误差；对所述第一定时误差进行均值计算的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在预先获取的目标相位对应的时刻对第一接收信号进行抽样获得第一抽样信号之前，所述方法还包括：
在受控的采样时刻对第二接收信号进行抽样，获得第二抽样信号；
对所述第二抽样信号的符号值进行检测，获得第二检测符号；
确定所述第二抽样信号与第二检测符号之间的第二定时误差；
根据所述第二定时误差，控制随后对所述第二接收信号进行抽样的采样时刻，并将所述第二定时误差最小时的采样时刻对应的相位确定为所述目标相位。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述在进行均值计算的次数达到第一阈值的情况下，根据均值计算的结果和当前确定的第一定时误差，控制随后对所述第一接收信号进行抽样的采样时刻之后，所述方法还包括：
在所述目标相位对应的时刻对第三接收信号进行抽样，获得第三抽样信号；对所述第三抽样信号的符号值进行检测，获得第三检测符号；
根据所述第三抽样信号和第三检测符号，控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第三抽样信号和第三检测符号，控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻，包括：
当第二误差检测周期到来时，确定所述第三抽样信号与第三检测符号之间的第三定时误差；对所述第三定时误差进行均值计算；
在对所述第三定时误差进行均值计算的次数达到第二阈值的情况下，根据所述第三定时误差均值计算的结果和当前确定的第三定时误差，控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻；在对所述第三定时误差进行均值计算的次数未达到第二阈值的情况下，执行所述在所述目标相位对应的时刻对第三接收信号进行抽样，获得第三抽样信号的步骤。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第三抽样信号和第三检测符号，控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻，包括：
估计发射端对应于所述第三检测符号的发送符号值；
确定所述第三抽样信号与所述估计的发送符号之间的第三定时误差；
根据所述第三定时误差，控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻。
7.一种对采样时刻的控制装置，其特征在于，所述装置包括：均值计算模块和第一控制模块；其中，
所述均值计算模块，用于当第一误差检测周期到来时，在预先获取的目标相位对应的时刻对第一接收信号进行抽样获得第一抽样信号；对对应于所述第一抽样信号的符号值进行检测获得第一检测符号；确定所述第一抽样信号与第一检测符号之间的第一定时误差；对所述第一定时误差进行均值计算；其中，所述第一接收信号为汤姆林森—哈拉希玛预编码THP的训练信号经过数模处理后的模拟信号；
所述第一控制模块，用于在进行均值计算的次数达到第一阈值的情况下，根据均值计算的结果和当前确定的第一定时误差，控制随后对所述第一接收信号进行抽样的采样时刻。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
处理模块，用于在进行均值计算的次数未达到第一阈值的情况下，触发所述均值计算模块。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第一抽样模块、第一检测模块、第一确定模块和第二控制模块；其中，
所述第一抽样模块，用于在受控的采样时刻对第二接收信号进行抽样，获得第二抽样信号；
所述第一检测模块，用于对所述第二抽样信号的符号值进行检测，获得第二检测符号；
所述第一确定模块，用于确定所述第二抽样信号与第二检测符号之间的第二定时误差；
所述第二控制模块，用于根据所述第二定时误差，控制随后对所述第二接收信号进行抽样的采样时刻，并将所述第二定时误差最小时的采样时刻对应的相位确定为所述目标相位。
10.根据权利要求7或9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第二抽样模块、第二检测模块和第三控制模块；其中，
所述第二抽样模块，用于在所述目标相位对应的时刻对第三接收信号进行抽样，获得第三抽样信号；
所述第二检测模块，用于对所述第三抽样信号的符号值进行检测，获得第三检测符号；
所述第三控制模块，用于根据所述第三抽样信号和第三检测符号，控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第三控制模块包括：均值计算单元和第一控制单元；其中，
所述均值计算单元，用于当第二误差检测周期到来时，确定所述第三抽样信号与第三检测符号之间的第三定时误差；对所述第三定时误差进行均值计算；
所述第一控制单元，用于在对所述第三定时误差进行均值计算的次数达到第二阈值的情况下，根据所述第三定时误差均值计算的结果和当前确定的第三定时误差，控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻；在对所述第三定时误差进行均值计算的次数未达到第二阈值的情况下，触发所述第二抽样模块。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第三控制模块包括：估计单元、确定单元和第二控制单元；其中，
所述估计单元，用于估计发射端对应于所述第三检测符号的发送符号值；
所述确定单元，用于确定所述第三抽样信号与所述估计的发送符号之间的第三定时误差；
所述第二控制单元，用于根据所述第三定时误差，控制随后对所述第三接收信号进行抽样的采样时刻。
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