專利名稱：Vsb調制系統(tǒng)中采樣時鐘的估計和糾正裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種調制系統(tǒng)中采樣時鐘的估計和糾正裝置。
背景技術：
如圖1所示，傳統(tǒng)的VSB調制系統(tǒng)中，時鐘恢復裝置主要包括以下部分A/D采樣 器對來自射頻接收器中的中頻信號進行2倍以上的基帶信號速率采樣；調制解調將中頻采樣后的信號恢復成基帶信號；抽取濾波器基帶信號經(jīng)過抽取濾波器去除采樣的混疊干擾，并根據(jù)來自數(shù)控振 蕩器(NC0)的控制信號產(chǎn)生2倍或則多陪速率的信號給時鐘恢復環(huán)路；插值濾波器根據(jù)數(shù)控振蕩器估算給出的時鐘偏差信息，計算出時鐘采樣點的正 確數(shù)值；匹配濾波器對恢復采樣點的數(shù)據(jù)進行抑制符號間干擾處理，恢復出最佳采樣占.
^ \\\ 時鐘誤差檢測一般的系統(tǒng)主要利用多倍符號速率的信息特點，通過采用差分法 來檢測出時鐘偏差的信息，即通過前后兩個符號的差分信息乘以兩個符號的中間采樣的來 獲得時鐘信息，主要利用信號內(nèi)含的形狀信息；二階環(huán)路濾波器用來修正時鐘偏差信息，主要決定時鐘偏差的收斂速度和抖 動；數(shù)控振蕩器根據(jù)環(huán)路信息，產(chǎn)生時鐘偏差的偏差信息mu值以及產(chǎn)生出基帶信號 的采樣控制信號Symbol_Xen，其中x代表的是基帶信號速率的倍數(shù)。上述的技術有以下缺點1.時鐘恢復環(huán)路信號需要工作在多倍基帶符號速率下； 2.由于需要不斷的跟蹤，時鐘收斂速度慢；3.時鐘恢復的動態(tài)范圍小。如圖2所示，由于發(fā)射端和接收端位于不同的位置，因此他們需要不同的晶振產(chǎn) 生各自的時鐘，然后由于器件，工藝的各方面的原因，很難做到發(fā)射端和接收端的晶振完全 一樣，因此發(fā)射端和接收端的采樣時鐘存在偏差。如圖所示接收端理想的采樣時刻點位 (…，-4T，-3T，-2T，-T，0，T，2T，3T，4T，…)，而實際系統(tǒng)中，由于晶振的不匹配，從而導致接 收端的采樣時刻為(…，-4T’，-3T’，-2T’，-T’，0，T’，2T’，3T’，4T’，…)，實際采樣時刻點 與理想采樣時刻點存在不同的偏差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種快速實現(xiàn)采樣時鐘頻率同步的單載波采 樣時鐘的估計和糾正裝置。為了解決以上技術問題，本發(fā)明提供了一種VSB調制系統(tǒng)中采樣時鐘的估計和糾 正裝置，包括A/D采樣器，將來自模擬接收端的中頻信號轉換成數(shù)字信號，采樣頻率大于 基帶信號速率的兩倍；采樣后的信號經(jīng)過插值濾波器，恢復出采樣點的正確值并將恢復后 的信號降采樣符號速率的正整數(shù)倍；插值濾波器的輸出通過調制解調器下變頻到基帶信號，并將基帶信號速率降采樣到一倍符號速率；匹配濾波器，用于將基帶信號恢復出最大信 噪比信號；匹配濾波器輸出的基帶信號I，Q兩路信號通過時鐘誤差檢測來估算時鐘誤差信 息.即將配濾波器出來的I，Q兩路信號與訓練序列進行相關運算，然后將前一個訓練序列 的相關值與后一個訓練序列的相關值作共軛相乘，時鐘偏差信息近似等于共軛相乘后的相 位，從而獲得時鐘偏差信息；時鐘誤差檢測出來的時鐘誤差信號通過環(huán)路濾波器和數(shù)字控 制振蕩器NC0后，產(chǎn)生插值濾波器的插值時刻信息和采樣控制信息。本發(fā)明的有益效果在于其實現(xiàn)簡單，能夠處理收發(fā)采樣時鐘頻率有很大偏差的 信號，可以快速實現(xiàn)采樣時鐘頻率同步，且時鐘恢復工作在一倍基帶速率下。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細說明。圖1是現(xiàn)有的VSB調制系統(tǒng)中時鐘恢復裝置示意圖；圖2是現(xiàn)有的VSB調制系統(tǒng)中發(fā)射端和接收端的采樣時鐘存在偏差的示意圖；圖3是發(fā)射端發(fā)射重復的訓練序列符號示意圖；圖4是發(fā)射端發(fā)射的訓練序列為PN255序列的結構示意圖；圖5是本發(fā)明實施例的VSB調制系統(tǒng)中時鐘恢復裝置示意圖；圖6是利用訓練序列相關后出來的相位信息估算出時鐘偏差的示意圖。
具體實施例方式如前所述，傳統(tǒng)的VSB調制系統(tǒng)中，時鐘恢復實際采樣時刻點與理想采樣時刻點 存在不同的偏差.因此，時鐘恢復的目的就是快速，準確的把時鐘偏差信息補償回去.由于 傳統(tǒng)利用接收信號內(nèi)在波形特性，采用無數(shù)據(jù)輔助(即盲估計法)且工作在多倍時鐘速率 的時鐘恢復環(huán)路的方法存在收斂速度慢，工作頻率高的缺點，本發(fā)明提出了一種基于訓練 序列的快速收斂方法。1.發(fā)射端需要發(fā)射重復的訓練序列符號，如圖3所示，x2(n)的數(shù)據(jù)和xl (n)部分 的數(shù)據(jù)一致。2.在接收端，利用兩個已知的訓練序列的相關值的相位差，包括了載波頻率的偏 差，采樣時鐘頻率的偏差和相位噪聲引入的相位差。在相位噪聲和載波頻率的偏差所引入 的相位可以確定或可以估計的情況下，利用相關值的相位差可以估計采樣時鐘頻率的偏 差，用估計值去修正NC0的頻率，然后在閉環(huán)系統(tǒng)中修正時鐘偏差的影響，下面以發(fā)射端發(fā)射的訓練序列為PN255序列為例進行說明，其生成多項式和結構 如圖4所示生成多項式g(x)= X8+X4+X3+X2+l接收端時鐘恢復環(huán)路步驟如圖5所示A/D采樣以大于N (本實施中N = 3)倍基帶的速率進行采樣，將來自模擬接收端的 中頻信號轉換成數(shù)字信號；插值濾波器接收到數(shù)字中頻信號通過插值濾波器恢復出采樣時刻的正確值(其 中插值濾波器的插值時刻信息來自數(shù)控振蕩器的產(chǎn)生mu值)，然后通過N(本實施中N = 3)倍的符號率的控制信號symbolNen，將信號速率降采樣到符號率的N (本實施中N = 3)
4倍；通過數(shù)字調制器，將信號下邊頻到基帶信號，并過通過一倍符號率控制信號 Symbol_en，將基帶信號速率降采樣到一倍符號速率，以便于時鐘恢復環(huán)路的設計；基帶信號通過匹配濾波器，恢復出最大信噪比信號；匹配濾波器出來后的I/Q兩路信號進入到時鐘檢測模塊，通過利用訓練序列相關 后出來的相位信息估算出時鐘偏差的大小，其檢測方法如圖6所示匹配濾波器出來I/Q兩路信號位x (n)的實部和虛部，通過相關器和訓練序列，如 PN255做相關運算.基于發(fā)射端訓練序列重復的緣故，可將前一個訓練序列的相關值與后一個訓練序 列的相關值作共軛相乘，時鐘偏差信息近似等于共軛相乘后的相位，從而獲得時鐘偏差信 息.具體實施時，將相關后的信號延遲N，N = 255，即延遲255個符號時間長度；然后將延 遲后的相關值和沒有延遲的相關值作共軛相乘，時鐘偏差信息近似等于虛部除以實部，從 而獲得時鐘偏差信息；時鐘偏差信息通過一階環(huán)路，提高偏差信息的準確度；一階環(huán)路輸出的時鐘信息，通過修正數(shù)控振蕩器(NC0)的頻率，然后產(chǎn)生N(本實 施中N = 3)倍和一倍的符號率控制信號symbol_Nen，symbol_en,以及插值時刻信號mu.時鐘偏差所產(chǎn)生的影響通過閉環(huán)補償；為了提高估算的準確性，可以通過多估計幾幀的時鐘偏差信息，將最后估計出來 的值作為NC0的修正頻率因子。以上通過實施例，對本發(fā)明進行了詳細的說明，但這些并非構成對本發(fā)明的限制。 在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領域的技術人員還可做出許多變形和改進，這些也應視 為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
一種VSB調制系統(tǒng)中采樣時鐘的估計和糾正裝置，其特征在于，包括A/D采樣器，將來自模擬接收端的中頻信號轉換成數(shù)字信號，采樣頻率大于基帶信號速率的兩倍；采樣后的信號經(jīng)過插值濾波器，恢復出采樣點的正確值并將恢復后的信號降采樣符號速率的正整數(shù)倍；插值濾波器的輸出通過調制解調器下變頻到基帶信號，并將基帶信號速率降采樣到一倍符號速率；匹配濾波器，用于將基帶信號恢復出最大信噪比信號；匹配濾波器輸出的基帶信號I，Q兩路信號通過時鐘誤差檢測來估算時鐘誤差信息.即將配濾波器出來的I，Q兩路信號與訓練序列進行相關運算，然后將前一個訓練序列的相關值與后一個訓練序列的相關值作共軛相乘，時鐘偏差信息近似等于共軛相乘后的相位，從而獲得時鐘偏差信息；時鐘誤差檢測出來的時鐘誤差信號通過環(huán)路濾波器和數(shù)字控制振蕩器NCO后，產(chǎn)生插值濾波器的插值時刻信息和采樣控制信息。
2.如權利要求1所述的VSB調制系統(tǒng)中采樣時鐘的估計和糾正裝置，其特征在于采樣 時鐘誤差所產(chǎn)生的影響通過閉環(huán)補償。
3.如權利要求1所述的VSB調制系統(tǒng)中采樣時鐘的估計和糾正裝置，其特征在于，所述 時鐘誤差檢測和數(shù)控振蕩器之間的環(huán)路濾波器為一階環(huán)路濾波器，用于提高時鐘偏差信號 的精確度。
4.如權利要求1所述的VSB調制系統(tǒng)中采樣時鐘的估計和糾正裝置，其特征在于，通過 估計兩幀以上的時鐘偏差信息，將最后估計出來的值作為數(shù)控振蕩器的修正頻率因子。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種VSB調制系統(tǒng)中采樣時鐘的估計和糾正裝置，包括A/D采樣器，將模擬信號轉換成數(shù)字信號；插值濾波器，恢復出正確的采樣時刻的值并信號降采樣到基帶信號符號率的正整數(shù)倍；調制解調器；匹配濾波器；時鐘誤差檢測，將匹配濾波器出來的I，Q兩路信號和訓練序列做相關運算，然后將前一個訓練序列的相關值與后一個訓練序列的相關值作共軛相乘來獲得時鐘偏差信息；數(shù)控振蕩器，產(chǎn)生插值濾波器的插值時刻信息。VSB調制系統(tǒng)中采樣時鐘誤差所產(chǎn)的影響通過閉環(huán)來補償。本發(fā)明可以快速實現(xiàn)采樣時鐘頻率同步。
文檔編號H04L27/06GK101854320SQ200910057008
公開日2010年10月6日 申請日期2009年3月31日 優(yōu)先權日2009年3月31日
發(fā)明者倪小英, 聶紅兒 申請人:天際微芯(北京)科技有限公司;普然技術公司