CN1310899A - 确定采样相位的方法以及检测同步字的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及确定由数字调制所调制的信号的采样相位的方法,所述方法中包括步骤:m倍过采样L个相邻码元的坐标、将过采样的坐标转换为角度差值、取消调制坐标点处的角度值、根据所述点对各过采样相位估计角度差值噪声并利用最小噪声选择采样相位。本发明还涉及检测同步字的方法。

Description

确定采样相位的方法以及检测同步字的方法

本发明涉及确定n-PSK型数字调制信号的采样相位的方法以及检测实现确定相位方法的同步字的方法。根据具有返回信道要求的DVB，本发明尤其可以应用于数字解码器情况。

为了解调通过2ⁿ-PSK型调制(具有恒定包络)调制的信号并为了由此恢复传送的码元，必须在正确相位以码元频率对信号进行采样。加德纳(Gardner)算法使得确定适当采样瞬间成为可能。然而，此算法的缺点是要求某个收敛时间，在此收敛时间期间将接受的码元丢失。

当传送的信号包括短脉冲串时，此收敛时间不利于接收机的正常运行。具体地说，短脉冲串具有获得同步的足够时长。此外，如果短脉冲串由不同的发射机发送，则一个短脉冲串与另一个短脉冲串之间不可能保持同步。

因此，本发明的目的是提出一种通过确定迅速收敛的采样瞬间来检测同步前置码的方法。

本发明涉及一种确定采样利用数字调制调制的信号的采样相位的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

m倍过采样L个连续码元坐标，

将过采样的L个码元坐标转换为角度值，

将角度值重叠到调制坐标点，

根据所述点，对过采样相位估计角度值中的噪声，

选择出现最低噪声的过采样相位，

根据本发明的特定实施例，根据所述点的理论角度值，通过计算噪声重叠角度值的方差来估计噪声。

根据特定典型实施例，各码元被差值编码并根据角度差值完成计算方差的步骤。

根据特定典型实施例，每L个码元选择一次最佳过采样相位。

根据另一个典型实施例，该方法进一步包括对每个角度差值存储用于确定L个码元方差值的角度差值(“滑动方差”)。

本发明还涉及在检测最佳相位之后检测同步字的方法，并且其特征在于，该方法进一步包括根据与预定同步字对应的角度差值确定角度差值串偏差的步骤，基本上等于0的偏差表示存在所述字。

根据特定典型实施例，该方法进一步包括下列步骤：

存储过采样角度的差值集，直到确定了最佳采样相位；

确定所述最佳相位；

只对与所述相位对应的角度差值确定偏差。

根据另一个典型实施例，该方法进一步包括下列步骤：

当接近角度差值时，对于各不同采样相位连续累计部分偏差；

确定最佳相位；

为了检测同步字，对最佳相位分析所累计的偏差。

通过利用附图对非限制性的典型实施例进行说明，本发明的其它特征和优势将变得更加明显，其中：

图1示出QPSK调制的坐标图；

图2示出实现根据本发明过程的接收器的方框图；

图3示出将坐标点重叠到单点后图1所示的坐标图；

图4示出在说明书的第二部分中确定采样相位的情况使用的先进/先出型存储器的设计图；

图5示出根据接收信号中的码元表示确定采样相位的瞬时以及估计待检测同步字的瞬时的时序图；

图6示出在检测同步字过程中使用的先进先出型存储器的分段设计图；

图7示出在相移小的情况下将坐标点重叠到单点后图1所示的坐标图；

图8示出在相移大的情况下将坐标点重叠到单点后图1所示的坐标图；

在说明书的第一部分首先说明用于确定最佳采样瞬时的装置，而在说明书的第二部分说明同步字的检测过程。

第一部分

1]一般考虑

在下面说明的典型实施例中，实现了与2ⁿ-PSK型信号采样对应的角度值，例如，确定这些角度值的过程和角度转换设备在与本专利申请同一天提交的专利申请中进行了说明，该专利申请要求相同的以本申请人的名义在1998年7月24日提交的第FR98 09 428号专利申请的法国优先权。根据接收的、分别代表(I,Q)平面中的点坐标的每个信号均为8位的两个信号采样，角转换可以确定被编码为6位的角度值。附加位表示特定角度值是有效还是无效。关于进一步的细节问题请参考上述引述的两个专利申请。总之，角转换器以N+n位传送角度值，其中2ⁿ为坐标点数。

例如，图1示出(I,Q)平面内QPSK调制的坐标图。

2]确定采样相位

图2示出可以以下述描述的方法进行频率校正的数字电视接收机的解码与纠错部分的方框图。此接收机140包括调谐器142，调谐器142连接到抛物面天线141(或一些具有传输介质的其它接口，例如，电缆接口)并接收由频率合成器144在微处理器149控制下产生的信号。QPSK解调器143对调谐器142输出的信号进行解调，QPSK解调器143其中包括实现I和Q数字化的模/数转换器，QPSK解调器143还根据(I,Q)采样对确定角度值。将解调的QPSK信号送到第一纠错器145，然后送到去交织器146，然后再送到第二纠错器147，最后送到去复用器148。

QPSK解调器143首先以被因数s乘的采样频率对调谐器142输出的信号进行采样。这样选择s以致固定差错率接近给定信噪比。采样误差为1/(2s)。以姊妹专利申请(sister patet)中说明的方式将采样转换为角度值。例如，可以取s为6。在下文中，将代表L个采样的采样集内的同秩角度值集称为“级”。例如，如果取s为6(这对于QPSK调制足够)，则从第一个开始的每第6个值属于第一级，从第二个开始的每第6个值属于第二级，等。

为了确定采样相位，对角度值的N个低数位进行分析。同时，利用n个高数位确定码元数值。

考虑到N个低数位等于将坐标重叠到(I,Q)平面的特定选择器，以这样的方式将所有坐标点重叠。图3示出4-PSK坐标的情况(也称为QPSK)，此处将四个象限重叠到单象限。根据采样期间产生的相位误差，解调的点将在理想位置周围形成或多或少扩展的分组。为了确定最佳相位，对同一级的L个点的分散进行研究。选择的L越大，则确定相位的精度就越高。

通过确定N位编码的角度方差来计算分散。此方差等于：

其中L为码元内的观察长度，“角度”为N位的角度值，并且其中平均值为L角度值的平均值。

方差越小，则平均值周围的点越近。

就确定采样相位而论，需要对两种情况进行识别：第一种情况是已经开始恢复载波，不调节坐标的情况；第二种情况是还未开始恢复载波，旋转坐标的情况。

2.1]已经开始恢复载波的情况

在这种情况下，等式(1)中的变量“平均值”为0。由等式(1)开始，为了估计分散噪声建议计算式(2)：

认为：就可以获得：

        方差=最佳值/L    (4)

此外，可以取：

P=log₂[L]

M=s

K=log₂[m]

在实数情况下，P、m以及k被四舍五入到下一个整数。

实现此算法的装置包括：

·m个2N+p-2位的累加器Accu(ⅰ)，其中ⅰ从0变到m-1。

·1个p位计数器A(从0到L-1进行计数)

·1个k位计数器B(从0到m-1进行计数)

·1个k位“Phase”寄存器(从0到m-1进行计数)

·1个2N+p-2位“Optimum”寄存器

·1个N位累加器(I(ⅰ))，ⅰ从0变到m-1。

计数器A表示在观察期间表示角度的码元的顺序。

计数器B表示角度的级。

累加器I(ⅰ)的作用是或者存储角度值(对于偶数序列码元)或者存储角度差值(对于奇数序列)，对于各码元内的m个级适合这样做。

累加器Accu(ⅰ)用于累加ⅰ级角度差值(I(ⅰ))的平方。

Optimum寄存器存储了与最佳相位对应的方差成正比的值。

Phase寄存器表示与Optimum寄存器的内容对应的角度级，即最优采样相位。

执行算法“A”的过程如下：(1)A、B和Accu(0 to m-1)初始化为0(2)如果A为偶数(即，低阶数位为0)则I(B)=Angle

       ElseI(B)=(I(B)-Angle)模2ⁿ

           If A=1 then Accu(B)=[I(B)]²

                  Else Accu(B)=Accu(B)+[I(B)]²

           Endif

Endif(3)If B=m-1 then    B=0

                If A=L-1 then A=0

                else A=A+1

                End if

           Else    B=B+1

End if(4)If A=0 and[B=0 or Optimum＞Accu(B)then

                        Optimum=Accu(B)End if(5)以下一个角度重新执行步骤2。

每L个码元，也就是说，每m^*L角度，Phase寄存器可以使用一次寻找的采样相位。还可以使用的是对应于此角度的Optimum值，并且Optimum值可以用于确定信噪比(SNR)： $\mathrm{SNR}=\frac{(L/2)\×{\left(2^{N-1}\right)}^2\×2^{2n}}{\mathrm{Optimum}\×{\mathrm{\π}}^2}=\frac{L}{2\×\mathrm{Optimum}}---\left(5\right)$

其中Optimum在表达式的右侧表示为平方弧度。

L=2^p时，信噪比可以近似表示为：

SNR=3(p+2N-log₂(Optimum))-10+6n    (6)

2.2]未开始恢复载波时的情况

在这种情况下，坐标以对应于信号载波频率与调谐频率之间的差值的速度围绕原点旋转。设Δf为此差值。根据平均值“avg”为0的近似无效。

因此，在相同级的两个连续角度之间的角移位为： $\mathrm{\Δ\θ}=\mathrm{\Δf}\×\frac{2^{N+n}}{2\mathrm{\π}}\×\frac{1}{\mathrm{symbol}\_\mathrm{frequency}}---\left(7\right)$

根据Δf的振幅会产生两种情况：

2.2.1]当确定 $\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{\mathrm{symbol}\_\mathrm{frequency}}<\frac{\mathrm{\&pi;}}{2^{n+1}}$ (即ΔAngle＜2^N-2)时的情况

频差的大小必须适于确定相位的算法。具体地说，事先假设角度平均值(n位编码，坐标重叠到单点)为0。在当前情况下此近似值不再有效。建议估计此平均值。

以下列方式对算法“A”进行调整：(1)A,B和Accu(0至m-1)初始化为0

Average(0至m-1)初始化为0(2)如果A为偶数(即低阶数位为0)则I(B)=Angle

Else I(B)=(I(B))-Angle)模2ⁿ

    If A=1 then Accu(B)=[I(B)]²

          Average(B)=I(B)

          Else Accu(B)=Accu(B)+[I(B)]²

          Average(B)=Average(B)+I(B)

      End ifEnd if(3)If B=m-1 then B=0

         If A=L-1 then A=0

                  else A=A+1

     End if

Else B=B+1

End if(4)If A=0 and[B=0 or

Optimum＞1/2Laccu(B)-(Average(B))²]

then

Optimum=1/2Laccu(B)-(Average(B))²

Phase=BEnd if(5)以下一个角度重新执行步骤2。

则信噪比变成： $\mathrm{SNR}=\frac{L^2\&times;{\left(2^{N+n-1}\right)}^2}{2\&times;\mathrm{Optimum}\&times;{\mathrm{\&pi;}}^2}---\left(8\right)$

以dB表示此表达式近似为：

SNR=3(2p+2N-log₂(Optimum))-16-6+6n≈3(Optimum的高阶数位中的0的个数)-1+6(n-2)                    (9)

根据替换实施例，如果L=2^p，则当计算Optimum的内容时，通过正确移位可以避免使用扩展的Optimum寄存器。

然后，取：

Optimum=Accu(B)-2^p-1[Average(B)[N+p-3,…,p-1]²

这相当于取平均值的N-1个高阶数位，求它们的平方然后将它们移位p-1位。就记数法来说，在相关寄存器之后的方括号之间表示从寄存器内选择的位。

因此，对Optimun的检测成为：

Optimum＞Accu(B)-2^p-1[Average(B)[N+p-3,…,p-1]]²

2.2.2]确定 $\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{\mathrm{symbol}\_\mathrm{frequency}}<\frac{\mathrm{\&pi;}}{2^{n+1}}$ 时的情况

尽管如此，还是可以假设 $\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{\mathrm{symbol}\_\mathrm{frequency}}<\frac{2\mathrm{\&pi;}}{2^{n+1}},$ 即Δθ＜2^N-1,Δθ是被表示为N+n位的角度差值。具体地说，希望Δθ小于两个坐标点之间的夹角的一半。

与2.2.1节比较，进一步提供：

·单位“Inversion”寄存器，

·m个N-1+p-1位Average＇(ⅰ)寄存器，其中ⅰ由0变到m-1，

·m个2N-1+p-2位Accu＇(ⅰ)寄存器，其中ⅰ由0变到m-1。

如果坐标旋转，会不利地设置(重叠)角度值。具体地说，到目前为止，认为平均值接近0。这使得坐标点以图7所示的形式分布。只要平均值确实在+/-Δθ＜2^N-2之间，就如同上述说明的那样相当于限制了坐标的旋转。如果旋转幅度大，则根据图8可以获得角度差值分布。因此，平均值可能是错误的(在图8所示情况下，0代替2^N-1)。通过逆转信号位(或高数位)，这相当于由图8到图7并当允许坐标旋转时(对于估计的频差)对此进行记忆。

当为了累加Average＇(ⅰ)并为了累加Accu＇(ⅰ)而逆转I(B)的符号位时，对角度差值平均值(分别为Average(ⅰ)、Average＇(ⅰ))和角度差值的平方(分别为Accu(ⅰ)、Accu＇(ⅰ))进行并行累加。将Optimum的数值与两种情况下的方差进行比较，并获得较小的方差。

以下是对2.2.1节的算法的调整：

(这里假设实现了根据L=2^p的变量)(1)A,B和Accu(0至m-1)初始化为0Average(0至m-1)初始化为0Accu＇(0至m-1)初始化为0Average＇(0至m-1)初始化为0(2)如果A为偶数(即，在低阶数位为0)则I(B)=Angle另外I(B)=(I(B)-Angle)模22

IfA=1 then Accu(B)=[I(B)]²

Accu＇(B)=[I(B)]²

Average(B)=I(B)

Average＇(B)=I(B)

else Accu(B)=Accu(B)+[I(B)]²

Accu＇(B)=Accu＇(B)+[I(B)]²

Average(B)=Average(B)+I(B)

Average＇(B)=Average(B)＇+I(B)

End ifEnd if(3)IfB=m-1 then B=0

            If A=L-1 then A=0

                 else A=A+1

            End if

       Else B=B+1End if(4)If A=0[B=0 or Optimum＞Accu(B)-2^p-1[Average(B)[N+p-3,…,p-

1]]²]

then

Optimum=Accu(B)-2^p-1[Average(B)[N+p-3,…,p-1]]²]

Phase=B

Inversion=0End if(4＇)If A=0 and Optimum＞Accu＇(B)-2^p-1[Average＇(B)[N+p-3,…,p-1]]²

then

Optimum=Accu＇(B)-2^p-1[Average＇(B)[N+p-3,…,p-1]]²

Phase=B

Inverse=1End if(5)以下一个角度重新执行步骤2。

Inversion寄存器的数值使得可以确定找到的最佳相位是与Δθ＜2^N-2的情况对应还是与2^N-1＞Δθ≥2^N-2的情况(Inversion=1)对应。

当然，对于没有由于L=2^p而简化的情况，还可以对上述算法进行调整。

3]对码元进行解码

3.1]如果恢复了载波就对码元进行解码(差分解码)

根据与最佳相位对应的角度的n+2个高数位，确定码元。当差分编码码元时，下面将以并行形式将算法“B”应用到算法“A”。也就是说，利用Phase寄存器的计数器A和计数器B的数值并仅当发现前置码的相位和起始时触发它。

该算法使用下列寄存器：

·被表示为Angle[n-1…-1]的入射角寄存器，它包括在第一部分的

“一般考虑”段落中确定的角度的n+1个高数位

·n+1位的delta(0)寄存器

·n+1位的delta(1)寄存器

·n位的“symbol transmitted”寄存器

就记数法来说，上述delta寄存器之一的[n-1…0]位表示此寄存器的n位高数位，而[-1]位表示紧接着n位高数位之后的低数位。

如下所述为算法“B”：(1)把delta(0)和delta(1)初始化为0(2)IfB=Phase,then

 If A is even then

 symbol_transmitted=conversion[delta(0)[n-1…0]+delta(0)[-1]]

Else

symbol_transmitted=conversion[delta(0)[n-1…0]+delta(1)[-1]]

End ifEnd if(3)If B=Phase,then

If A is even then delta(0)=Angle

                  delta(1)=delta(0)-Angle

             Else delta(0)=delta(0)-Angle

                  delta(1)=Angle

End ifEnd if(4)返回到步骤2。

为了提供寻找后的n位码元，变换函数的自变量将delta数值(n+2位)四舍五入到n位。对于利用差分编码的QPSK调制，由下列对应的表确定转换函数：

X	角度	转换(x)
			00	0°	00
01	90°	01
			10	180°	11
11	-90°	10

                              表1

请注意，根据本典型实施例，仅当以最佳相位进行采样时，才对码元进行编码(在步骤2和步骤3检测“B=Phase”)。

3.2]在恢复载波的情况下对码元进行解码(差分解码)

3.2.1]确定 $\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{\mathrm{symbol}\_\mathrm{frequency}}<\frac{\mathrm{\&pi;}}{2^{n+1}}$ 时的情况

频差足够小以致可以根据在3.1说明的算法“B”对码元进行解码。

3.2.2]不能确定 $\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{\mathrm{symbol}\_\mathrm{frequency}}<\frac{\mathrm{\&pi;}}{2^{n+1}}$ 时的情况

将涉及“Inversion”寄存器的检测附加到转换函数。如果Inversion=0，则不改变算法“B”。如果Inversion=1，则为了四舍五入转换函数的自变量应考虑角度信号。

因此，算法“B”变成(调整部分被下划线)：(1)把delta(0)和delta(1)初始化为0(2)IfB=Phase,then

IfInversion=0 then

If A is even then

symbol_transmitted=

conversion[delta(0)[n-1,…,0]+delta(0)[-1]]

Else

symbol_transmitted=

Conversion[delta(1)[n-1,…,0]+delta(1)[-1]]

End if

Else

If A is even then

symbol_transmitted=

conversion[delta(0)[n-1,…,0]+delta(0)[-1]]

Else

symbol_transmitted=

conversion[delta(1)[n-1,…,0]+delta(0)[-1]]

End if

End ifEnd if(3)If B=Phase,then

If A is even then delta(0)=Angle

                  delta(1)=delta(0)-Angle

             Else delta(0)=delta(0)-Angle

                  delta(1)=Angle

    End if

End if(4)返回到步骤2。

在上述算法中，记数法X仅仅表示X的最有效位的反转。

此外，还可以估计坐标的旋转。这相当于计算待在接收调谐器级补偿的频差Δf。

如果Inversion=1，则 $\mathrm{\&Delta;f}=\mathrm{symbol}\_\mathrm{frequency}\&times;\frac{\mathrm{\&Pi;}}{2^{N+n-1}}\&times;[{(-1)}^x\&times;2^{N-1}+\mathrm{Averag}{e}^{\&prime;}\left(\mathrm{Phase}\right)[N+p-3,...,p-1\left]\right]---\left(10\right)$

其中x=Average＇(Phase)[N+p-3]，这与Average＇[Phase]d最有效位对应，即与信号位对应。

如果Inversion=0，则 $\mathrm{\&Delta;f}=\mathrm{symbol}\_\mathrm{frequency}\&times;\frac{\mathrm{\&Pi;}}{2^{N+n-1}}\&times;\left[{\mathrm{Average}}^{\&prime;}\left(\mathrm{Phase}\right)\right[N+p-3,...,p-1\left]\right]---\left(11\right)$

必须将调谐器产生的频率校正-Δf。

当A=0时，必须完成对Δf的计算。否则，结果就会出现错误。

4]2.2.2节的替换处理过程

角度差值I(B)是位于区间[-2^N-1,…,2^N-1]内的二进制数。根据坐标的位置，I(B)的各数值或者集中到此区间的中部的周围，约为0(对应0度)(如图7所示的第一种情况)，或者集中到两端(此与+180度和-180度对应)(如图8所示的第二种情况)。由于没有考虑事实上代表相同数值(+180°=-180°)的区间两端的情况，所以当保持第二种情况时，所计算的平均值错误。当保持这种情况时，改变基准帧在于通过将∏模2∏累加到I(B)的数值，将I(B)的数值集合到基准帧的中部，这相当于反转I(B)的信号位。

首先，必须确定是第一种情况还是第二种情况。为了实现此，对位于区间的两端的I(B)的数值数进行总计。这可以通过对其两个高数位(I(B)[N-1]和I(B)[N-2])为10和01的I(B)的数值数进行计数实现。为此，在各I(B)数值的这些两位之间实现“异或”(“xor”)。

如果在两端的I(B)数值数大于L/2，则可以确定为第二种情况。

该算法要求：

·与“Optimum”相同类型的“Intermediate”寄存器，

·m个2(N-1)+p-2位“Accu(i)”寄存器，i由0变到m-1，

·m个N-1+p-2位“σpos(i)”寄存器，i由0变到m-1，

·m个N-1+p-2位“σneg(i)”寄存器，i由0变到m-1，

·Log₂(L+1)位的“nbxor”计数器，

·Log₂(L+1)位的“nbneg”计数器，

关于各角度差值是正还是负，可以对其进行检验。对于各级i，在nbneg对角度差值为负的数目进行计数。根据各角度差值的符号，在σpos(i)和σneg(i)对差值的绝对值进行累加。nbxor表示区间两端的角度差值数。

以下是由第2.1节的算法“A”获得的算法：(1)把A,B和Accu(0至m-1)初始化为0

把σpos(0至m-1)，σneg(0 to m-1).nbxor,nbneg初始化为0(3)如果A为偶数(即，低阶数位为0)then I(B)=AngleElse I(B)=(I(B)-Angle)modulo 2ⁿ

 If A=1 then Accu(B)=[I(B)[N-2,…,0]]²

             nbxor=I(B)[N-1]xorI(B)[N-2]

Else         Accu(B)=Accu(B)+[T(B)[N-2,…,0]]²

             Nbxor=nbxor+I(B)[N-1]xorI(B)[N-2]

End ifEnd ifIfI(B)[N-1]=1 then

  If A=1 then nbneg(B)=1

              σneg(B)=I(B)[N-2,…,0]

              σpos(B)=0

Else          nbneg(B)=nbneg(B)+1

              σneg(B)=σneg(B)+I(B)[N-2,…,0]

End ifElse

If A=1 then nbneg(B)=0

            σneg(B)=0

            σpos(B)=I(B)[N-2,…,0]

Else

σpos(B)=σpos(B)+I(B)[N-2,…,0]

End ifEnd if(3)If B=m-1 then B=0

             If A=L-1 then A=0

                       else A=A+1

             End if

Else B=B+1End if(4)Ifnbxor[p.p-1]≠“00”then

Intermediate=Accu(B)+2^N*σneg(B)+2^2N-2*

Nbneg(B)-[σpos(B)+σneg(B)-2^N-1*nbneg(B)]^2*2^p-1

Inversion=0Else

Intermediate=Accu(B)+2^N*σpos(B)+2^2N-2*(L-

nbneg(B))-[σpos(B)+σneg(B)-2^N-1*(L-

nbneg(B)]^2*2^p-1

Inversion=1End ifIf A=0 and[B=0 orif Optimum＞Intermediate]then

Optimum=Intermediate

Phase=BEnd if(5)用下一个角度重新执行步骤2

考虑I(B)的N-1个最低数位(也就是说，I(B)[N-2,…,0])相当于考虑无符号的I(B)。

上述变量要求的计算更少，但是比第2.2.2节需要更多的寄存器。

第二部分

1]一般考虑

检测到事先已知的W长度的同步字(短脉冲串前置码)。此前置码的后面是报文，前置码和报文均根据本实例被差分编码(但是，这不是必须做的)。事先考虑到相位由一个短脉冲串变到另一个短脉冲串。

2]为了确定采样相位对此处理过程进行调整

在上述第一部分说明的各种方法可以确定最佳考虑了连续码元的采样相位。如果信号包括不同的短脉冲串，则为了正确确定此短脉冲串的采样相位，必须将L个码元全部置于短脉冲串内。

为此，在第一部分中，希望对各码元估计最佳相位(因此，认为各码元是L个码元的串的最后一个。)而不仅仅是对每L个码元估计最佳相位。通过正确安装存储器流水线可以调整上述说明的确定采样相位的方法。

在各瞬时，可以使用当前相位的信噪比，即考虑如果A为奇数将成为第L个累加码元的最后一个接收角度，而如果A为偶数将成为第L+1个码元的最后一个接收角度。

以下列方式对第2.2.2节所述的确定相位的方法进行调整。

提供存储I(B)连续数值的流水线。

流水线包括1/2L^*m个宽度为n的单元并具有先进先出型延迟线结构。为了存储M个级中各级的I(B)数值，必须乘以m。流水线利用先前产生的I(B)的L/2个数值。定义J(B)为延迟L/2个码元(即延迟m^*L/2个时钟脉冲)后的I(B)。当I(B)的相应数值出现在输入端时，则在流水线的输出端可以使用J(B)。图4示出流水线的示意图，对各角度差值载入此流水线(即当A位奇数并当I(B)含有此角度差值而且Accu(B)含有角度差值的平方)。

然后，该方法变成(调整部分被下划线)：(1)把A,B和Accu(0至m-1)初始化为0

把Average(0至m-1)初始化为0

把Accu＇(0至m-1)初始化为0

把Average＇(0至m-1)初始化为0

把I(B)的流水线初始化为0(2)如果A为偶数(即，低阶数位为0)则

    I(B)=AngleElse I(B)=(I(B)-Angle)modulo 2ⁿ

Read J(B)from pipleline

Accu(B)=Accu(B)+[I(B)]2-[J(B)]²

Accu＇(B)=Accu＇(B)+[I(B)]²-[J(B)]²

Average(B)=Average(B)+I(B)-J(B)

Average＇(B)=Average＇(B)+I(B)-J(B)

StoreI(B)in pipeline

End if(3)IfB=m-1 then B=0

           If A=L-1 then A=0

           else A=A+1

        End if

        Else B=B+1End if(4)If A=0 and[B=0 or Optimum＞Accu(B)-2^p-1[Average(B)[N+p-3,…,p-

1]]²]

then

Optimum=Accu(B)-2^p-1[Average(B)[N+p-3,…,p-1]]²

Phase=B

Inversion=0

End if(4＇)IfA=0 and Optimum＞Accu＇(B)-2^p-1[Average＇(B)[N+p-3,…,p-1]]²

then

Optimum=Accu＇(B)-2^p-1[Average＇(B)[N+p-3,…,p-1]]²

Phase=B

Inversion=0

End if(5)用下一个角度重新执行步骤2

在第二步中，这样进行计算以致Accu、Accu＇、Average以及Average＇中总是含有最后L个码元的更新数值。这可以通过在加I(B)的同时从Average(B)和Average＇(B)内正确扣减J(B)，在加I(B)²的同时从Accu(B)和Accu＇(B)内正确扣减J(B)²实现。

这样就可以获得最佳相位的估计值以及信噪比的估计值。

3]前置码的识别

然而，还需要识别前置码。可以产生两种情况：

·情况(a)：与寻找前置码的相似之处是进行连续计算。并且每个码元只保留一个数值，即“正确相位”。此情况示于图5。

·情况(b)：希望根据上述第一部分说明的处理过程确定正确相位，然后，就可以识别前置码。这就要求必须存储角度的n个高数位，在该角度允许通过利用其N个低数位估计正确相位。

所使用的方法要求(除了确定正确相位所要求的之外)：

·宽度为n、长度为m^*(L+1)的流水线

·两个长度为n+2的寄存器delta(0)和delta(1)(与第一部分中所述的算法中所使用的delta寄存器不同)，

·存储确定“正确相位”时产生的1位的“Inversion”寄存器

·n+2位的“码元”寄存器。(1)将delta(0)和delta(1)初始化为0将流水线及其位置指针初始化为0(2)等待N+n位的角度值。Symbol=角度的n+2个高数位。(3)如果A为偶数，则

     delta(0)=symbol

     delta(1)=delta(1)-symbol

另外 delta(1)=symbol

     delta(0)=delta(0)-symbol(4)如果A为偶数则向流水线供给

Delta(1)[n-1,…,0]+delta(1)[-1]xor Inversion此外，还向流水线供给

     Delta(0)[n-1,…,0]+delta(0)[-1]xor Inversion(5a)对各B数值计算偏差(Deviation)。存储各偏差值，同时等待确定最佳相位。 $\mathrm{Deviation}\left(B\right)=\underset{i=0}{\overset{W-2}{\mathrm{\&Sigma;}}}[\mathrm{Pipeline}(i\&times;m+B)-C\left(i\right){]}^2\mathrm{mod}{2}^n$ 其中C(i)为希望的角度差值(参考下列说明)。(5b)仅对最佳希望(“B=Phase”)计算偏差。 $\mathrm{Deviation}\left(B\right)=\underset{i=0}{\overset{W-2}{\mathrm{\&Sigma;}}}[\mathrm{Pipeline}(i\&times;m+\mathrm{Phase})-C\left(i\right){]}^2{\mathrm{mod}2}^n$ 请注意，或者选择(5a)或者选择(5b)。

与方案(5b)比较，方案(5a)要求的存储量少，但处理量大。要求对各级(即各可能相位)存储数值Deviation，对各码元连续这样做直到确定了最佳相位。图5说明最多L-W个码元之后就可以获得此最佳相位。此方案避免了必须在所有m^*(L+1)个相位期间存储所有的n位角度差值并可以减少流水线存储器的容量。

从必须对所有m^*(L+1)个相位存储n位差值的意义上说，方案(5b)要求更大的存储容量，然而，根据与此相位对应的角度差值序列，只有选择了最佳相位时才计算偏差(Deviation)，因此可以将计算量减少m倍。

假设当对于最佳相位偏差为0(或低于给定阈值)时，检测前置码。

步骤2至步骤4将连续角度差值填入流水线。在这里不需要第3.1节和第3.2节使用的转换函数，由于将存储的角度差值与对应于希望的前置码的角度差值进行直接比较，所以不设法确定码元。

根据存储在流水线的数值完成包括确定步骤(5a)和步骤(5b)中定义的偏差的比较计算。

利用前置码CCCCCCOD(十六进制)说明此算法的典型应用，在诸如DVB-RC(返回通道)或其它DAVIC 1.1(数字音频视频协会)的特定应用中使用该前置码。在QPSK中，前置码的长度为两位的W=16个码元(即i=1)。

在表2的第一行(Δ)中表示前置码的差分角度编码。第二行含有流水线的指针i。如果流水线中含有前置码，第三行C(i)表示流水线内希望的角度差值。最后一行(Md代表调制)表示在前置码的第(i+1)个码元与第i个码元之间希望的差值。

Δ	∏	∏	∏	∏	∏	∏	∏	∏	∏	∏	∏	0	0	∏	-∏/2
																I	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
C(i)	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10	00	00	10	11
																Md	00	00	00	00	00	00	00	00	00	00	10	00	10	11	11

                                           表2

根据替换实施例，通过在两个与同一级对应的相邻的寄存器之间插入具有两个输入端的加法器，可以将在确定偏差的过程中计算的差值引入流水线级，此外，该加法器还接收正确的Md数值。在这种情况下，确定的偏差可以概括为：

图6示出这种情况。

Claims (8)

1．一种确定由数字调制所调制的信号的采样相位的方法，其特征在于，该方法包括步骤：

m倍过采样L个连续码元的坐标，

将过采样的L个码元的坐标转换为角度值，

将角度值重叠到调制的坐标点，

根据所述点，以角度值对各过采样相位估计噪声，

选择出现在最低噪声时的过采样相位。

2．根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述点的理论值，通过计算重叠角度值的方差估计噪声。

3．根据权利要求2所述的方法，其特征在于，码元被差分编码，其特征还在于，根据角度差值计算方差的步骤。

4．根据权利要求1至3所述的方法，其特征在于，每L个码元选择一次最佳过采样相位。

5．根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括对确定的各角度差值的L个码元的方差值存储角度差值的步骤(“滑动方差”)。

6．一种检测同步字的方法，包括根据权利要求5所述的步骤，其特征在于，该方法进一步包括根据对应于预定同步字的角度差值确定角度差值串的偏差的步骤，基本上为0的偏差表示存在所述字。

7．根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法包括步骤：

存储过采样角的差值集，直到确定了最佳采样相位；

确定所述最佳相位；

仅对对应于所述相位的角度差值确定偏差；

8．根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法包括步骤：

由于或当接近角度差值时，持续对各不同采样相位的部分偏差进行累加；

确定最佳相位；

对最佳相位分析累加偏差以检测同步字。

Images