專利名稱：全數(shù)字解調(diào)中并行插值位同步系統(tǒng)及同步方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字通信領(lǐng)域，具體屬于全數(shù)字解調(diào)器領(lǐng)域，是指一種并行數(shù) 字位同步的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
全數(shù)字解調(diào)是指整個解調(diào)過程都采用數(shù)字電路來處理的解調(diào)方式。在接收
端，模擬中頻信號經(jīng)過高速AD采樣后，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，之后將該數(shù)字信號 送入數(shù)字電路，例如FPGA,然后由FPGA完成整個解調(diào)過程，具體包括數(shù)字 下變頻、匹配濾波、插值位同步和載波同步等i^莫塊。由于整個解調(diào)過程都在 FPGA內(nèi)部實現(xiàn)，因此全數(shù)字解調(diào)器具有可靠性高、靈活性大、體積小以及實 現(xiàn)石更件平臺通用化等優(yōu)點。
在全數(shù)字解調(diào)中，位同步的提取采用插值算法來實現(xiàn)的，目前關(guān)于該算法 的細節(jié)理論較少，具有較好參考價值的是Gardner等人在IEEE上發(fā)表的兩篇 關(guān)于插值算法理論的文章，即F.M. Gardner發(fā)表的"Interpolation in digital modems- Part I: Fundamentals, L .Erup， F .M. Gardner, and R. A. Harris 發(fā)表的"Interpolation in digital modems-Part II: implementation and performance"這兩篇文章，并且是串行處理算法。然而，未來對解調(diào)器的處理 速度要求越來越高，串行處理的方式肯定無法滿足實際的需求，因此必須采用 并行的處理方式來實現(xiàn)的。而對插值位同步來講，串行的算法是不能直接應(yīng)用 于并行結(jié)構(gòu)的，故需要重新研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種全數(shù)字解調(diào)中 并行插值位同步系統(tǒng)及同步方法，處理速度快且可靠性高。
本發(fā)明同步系統(tǒng)的技術(shù)解決方案是全數(shù)字解調(diào)中并行插值位同步系統(tǒng)，包括輸入延遲模塊、插值計算模塊一、插值計算模塊二、定時誤差計算模塊、 環(huán)路濾波模塊、NCO模塊和輸出模塊；
輸入延遲模塊，將輸入的2路并行采樣數(shù)據(jù)K1 、 K2分別依次延遲三個時 鐘周期，得到K1—d1、 K1—d2、 K1—d3和K2—d1、 K2—d2、 K2_d3,將K1—d3、 K2—d3、 K1_d2、 K2—d2輸入給插值計算模塊一；將K1—d2、 K2—d2、 K1—d1、 K2一d1輸入給插值計算^t塊二；
插值計算模塊一，對接收的4個釆樣數(shù)據(jù)K1—d3、 K2—d3、 K1—d2、 K2—d2 及NCO模塊輸入的代表符號最大點與前一采樣點的間隔^進行插值處理，將 NCO模塊輸入的指示有效信號延遲至上述插值處理得到結(jié)果的時刻，并^^艮據(jù)所 述的指示有效信號對插值處理結(jié)果進行抽取，得到符號的最大點，并將該符號 最大點輸入給定時誤差計算模塊，同時將上述插值處理后的結(jié)果發(fā)送給輸出模 塊；
插值計算模塊二，對接收的4個采樣數(shù)據(jù)K1—d2、 K2_d2、 K1_d1、 K2—d1
及NCO模塊輸入的代表符號最大點與前一采樣點的間隔^進行插值處理，將 NCO模塊輸入的指示有效信號延遲至上述插值處理得到結(jié)果的時刻，并根據(jù)所 述的指示有效信號對插值處理結(jié)果進行抽取，得到符號的穿越點，并將該符號 穿越點輸入給定時誤差計算模塊；
定時誤差計算模塊，根據(jù)接收到的符號最大點和穿越點計算定時誤差，并 將定時誤差發(fā)送給環(huán)路濾波模塊；
環(huán)路濾波模塊，將輸入的定時誤差信號濾除噪聲并調(diào)整幅度后得到NCO 控制信號，并將該NCO控制信號發(fā)送給NCO模塊；
NCO模塊，根據(jù)接收的NCO控制信號，確定指示有效信號及代表符號最 大點與前一采樣點的間隔&;將該指示有效信號發(fā)送給輸出模塊，將指示有效 信號和^發(fā)送給插值計算模塊一、插值計算模塊二；
輸出模塊，根據(jù)接收的NCO模塊輸入的指示有效信號對插值計算模塊一 的輸出進行抽取，輸出符號最大點。本發(fā)明同步方法的技術(shù)方案是全it字解調(diào)中并行插值位同步方法，步驟 如下
(1 )將輸入的2路并行采樣數(shù)據(jù)K1 、 K2分別依次延遲三個時鐘周期，得 到K1—d1、 K1_d2、 K1—d3和K2—d1、 K2—d2、 K2—d3;
(2) 對4個采樣數(shù)據(jù)KLd3、 K2—d3、 K1_d2、 1<2_012及代表符號最大 點與前一采樣點的間隔^進行插值處理，對4個采樣數(shù)據(jù)JCLd2、 K2_d2、 K1—d1、 K2一d1及代表符號最大點與前一采樣點的間隔&進行插值處理；
(3) 將指示有效信號延遲至上述插值處理得到結(jié)果的時刻，并根據(jù)該指示 有效信號對步驟(2)中的插值處理結(jié)果進4亍抽取，得到符號的最大點和符號穿 越點，并將符號的最大點輸出；
(4) 根據(jù)步驟(3)中得到的符號最大點和符號穿越點計算定時誤差，并 對該定時誤差進行濾除噪聲并調(diào)整幅度處理后得到NCO控制信號；
(5) 根據(jù)上述NCO控制信號確定指示有效信號及代表符號最大點與前一 采樣點的間隔&，進入下一時鐘周期，從步驟(1)開始執(zhí)行。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果為 (1 )由于本發(fā)明是針對2路并行結(jié)構(gòu)的，相對于現(xiàn)有1路串行結(jié)構(gòu)來講， 可以使解調(diào)器的解調(diào)速度提高1倍，同時該算法的實現(xiàn)復雜度并沒有增加。硬 件實現(xiàn)時，僅需要很少的資源既可以實現(xiàn)，而且速度較高，能實現(xiàn)200MHz的 時鐘速率，也即可以處理400MHz的采樣數(shù)據(jù)。如果將該算法應(yīng)用于QPSK的 解調(diào)，那么可以實現(xiàn)200Mbps的QPSK全數(shù)字解調(diào)。
(2) 本發(fā)明代表符號最大點與前一釆樣點的間隔"t的計算^^式非常簡單， 利于硬件的實現(xiàn)。
(3) 本發(fā)明NCO的控制過程簡單明了 ，硬件實現(xiàn)簡單。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)組成框圖2為本發(fā)明采樣點與插值點位置關(guān)系圖；圖3為farrow結(jié)構(gòu)插值器示意圖； 圖4為本發(fā)明NCO模塊的結(jié)構(gòu)圖； 圖5為本發(fā)明NCO模塊的具體控制流程圖； 圖6為本發(fā)明方法流程圖； 圖7為本發(fā)明NCO模塊計算^值的示意圖； 圖8~11為本發(fā)明適用四種情況示意圖； 圖12為本發(fā)明正頻偏時的仿真結(jié)果示意圖； 圖13為本發(fā)明負頻偏時的仿真結(jié)果示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，全數(shù)字解調(diào)中并行插值位同步系統(tǒng)包括輸入延遲模塊、插 值計算模塊一、插值計算模塊二、定時誤差計算模塊、環(huán)路濾波模塊、NCO模 塊和輸出模塊；
采樣數(shù)據(jù)經(jīng)過輸入延遲模塊后依次進入插值計算模塊(插值計算模塊一、 插值計算模塊二)，插值計算模塊每次使用四個點計算一次，計算出的點包括代 表數(shù)據(jù)符號的判決點和符號的穿越點，穿越點對數(shù)據(jù)判決沒有意義，但是需要 通過它們計算時間誤差，所以也需要計算。由插值計算模塊出來的數(shù)據(jù)， 一方 面送到輸出模塊繼續(xù)處理，同時進入定時誤差計算模塊，這里采用目前流行的 Gardner誤差檢測算法，計算出定時誤差，后經(jīng)過環(huán)路濾波;溪塊濾除噪聲并調(diào) 整幅度，最終進入NCO模塊，NCO模塊可以根據(jù)該誤差信號給出插值計算所 需的參數(shù)，并給出指示有效信號對插值計算結(jié)果進行抽取。數(shù)控振蕩器NCO 是通過內(nèi)部的寄存器內(nèi)容的溢出來控制位同步的。
下面具體介紹上述各個模塊的實現(xiàn)。
一、 輸入延遲模塊
將輸入的2路并行采樣數(shù)據(jù)K1 、 K2依次延遲若干個時鐘周期，得到K1—d1 、 K1—d2、 K1—d3和K2—d1、 K2—d2、 K2—d3(其中，K1—d1是K1延遲一個時 鐘周期后的數(shù)據(jù)，其它的依次類推)。將K1—d3、 K2_d3、 K1—d2、 K2—d2輸入給插值計算模塊一；將K1—d2、 K2—d2、 K1_d1、 K2—d1輸入給插值計算模塊二。
二、插值計算模塊(插值計算模塊一、插值計算模塊二)
圖2給出采樣點與插值點的位置關(guān)系示意圖，圖中Ts是采樣周期，Ti是 插值器輸出的數(shù)據(jù)點的周期間隔，在采樣間隔以及基帶信號符號寬度都恒定的 情況下，本發(fā)明可以取Ti二2Ts。
插值計算模塊采用farrow結(jié)構(gòu)的插值器，如圖3所示，其中所需的系數(shù)均 為已知系數(shù)，是由拉格朗日插值公式計算出來的，可以參照Gardner等人在 IEEE上發(fā)表的Interpolation in digital modems-Part II: implementation and performance這篇文章。
插值計算模塊一，對接收的4個采樣數(shù)據(jù)K1—d3、 K2—d3、 K1_d2、 K2—d2 及NCO模塊輸入的代表符號最大點與前一采樣點的間隔A進行插值處理，將 NCO模塊輸入的指示有效信號denote延遲至上述插值處理得到結(jié)果的時刻， 并根據(jù)所述的指示有效信號對插值處理結(jié)果進行抽取，得到符號的最大點，并 將該符號最大點輸入給定時誤差計算模塊，同時將上述插值處理后的結(jié)果發(fā)送 給輸出模塊；
插值計算的方法設(shè)數(shù)組b為
v—3=K1—d3*b(4,4)+K2_d3*b(3,4)+K1—d2*b(2,4)+K2_d2*b(1,4) v—2=K1_d3*b(4,3)+K2_d3*b(3,3)+K1—d2*b(2,3)+K2—d2*b(1'3) v—1=K1—d3*b(4，2)+K2_d3*b(3，2)+K1—d2*b(2,2)+K2_d2*b(1'2) v—0=K1_d3*b(4， 1 )+K2—d3*b(3， 1 )+K1_d2*b(2,1 )+K2—d2*b(1,1)
則插值計算結(jié)果為v—3*< +v—2*"/ +v—1*Mfc+v—0
則有:其中，b(i,j)代表數(shù)組b的第i行第j列上的數(shù)。
插值計算模塊二，對接收的4個采樣數(shù)據(jù)K1—d2、 K2_d2、 K1_d1、 K2—d1
及NCO模塊輸入的代表符號最大點與前一采樣點的間隔i^進行插值處理，將 NCO模塊輸入的指示有效信號延遲至上述插值處理得到結(jié)果的時刻，并根據(jù)所 述的指示有效信號對插值處理結(jié)果進行抽取，得到符號的穿越點，并將該符號 穿越點輸入給定時誤差計算模塊； 插值計算的方法設(shè)數(shù)組b為
v—3=K1—d2*b(4,4)+K2_d2*b(3,4)+K1_drb(2，4)+K2—d1*b(1,4) v—2=K1—d2*b(4'3)+K2_d2*b(3,3)+K1_d1*b(2,3)+K2—d1*b(1,3) v—1=K1_d2*b(4,2)+K2—d2*b(3，2)+K1_d1*b(2,2)+K2—d1*b(1，2) v_0=K1_d2*b(4， 1 )+K2_d2*b(3， 1 )+K1_d1 *b(2,1 )+K2—d1 *b(1,1) 則插值計算結(jié)果為v_3*V +v—2*Mft2 +v—1、+v—0
其中，b(i，j)代表數(shù)組b的第i行第j列上的數(shù)。
三、 定時誤差計算模塊
定時誤差計算模塊，才艮據(jù)接收到的符號最大點和穿越點，采用目前流行的 Gardner誤差檢測算法計算定時誤差，并將定時誤差發(fā)送給環(huán)路濾波模塊；
設(shè)插值計算模塊一經(jīng)過抽取后輸出的符號最大點數(shù)據(jù)為dat一c10, dat—c11 為dat—c10的1個時鐘的延遲；插值計算模塊二經(jīng)過抽取后輸出的符號穿越點 數(shù)據(jù)為dat_c20, dat一c21為dat—c20的1個時鐘的延遲，則定時誤差計算為 ted= (dat_c10-dat_c11) *dat_c21。
四、 環(huán)路濾波模塊
環(huán)路濾波模塊，將輸入的定時誤差信號濾除噪聲并調(diào)整幅度后得到NCO 控制信號，并將該NCO控制信號發(fā)送給NCO模塊；
則有:確定NCO控制信號過程如下
首先，將接收的定時誤差信號ted分別乘以2個常數(shù)k1和k2, k1是k2 的若干倍，k1取0.02， k2取0.0008，即seg1=ted*k1, seg2=ted*k2， k1、 k2 一般根據(jù)經(jīng)驗來選取，k1的范圍大致在0.02到0.04之間，k2范圍大致在0.0004 至寸0.001之間。
之后將seg2和環(huán)路濾波模塊中寄存器的值相加，作為新的寄存器ted—reg 的值，即ted_reg=ted—reg+seg2,該寄存器對應(yīng)模擬實現(xiàn)的積分器，之后再將 他們相加即b=ted_reg+seg11, seg11是seg1的1個時鐘的延遲，即可得到 一個輸入給NCO的控制值b。
五、 NCO模塊
NCO模塊，根據(jù)接收的NCO控制信號，確定指示有效信號及符號最大點
與前一采樣點的間隔"M將該指示有效信號發(fā)送給輸出模塊，將指示有效信號
和^發(fā)送給插值計算模塊一、插值計算模塊二； 如圖4、 5所示，NCO模塊實現(xiàn)過程如下
首先，根據(jù)接收環(huán)路濾波模塊輸入的NCO控制信號b,計算中間變量 w=wO+b，這里wO是一個常量，且wO=1 ，再用NCO寄存器值reg減去w, 作為新的寄存器reg的值，即reg=reg-w。
然后，判斷NCO模塊中的寄存器值reg與-1關(guān)系，若reg<-1 ，則reg=reg+2 ，
且將指示有效信號設(shè)置為高電平，"*=1 + 2xreg;否則，將指示有效信號設(shè)置為
低電平，"*值不變。注意，"*和denote必須同時出現(xiàn)，之后，"^進入插值計算 單元，經(jīng)過若干時鐘節(jié)拍后給出計算結(jié)果，denote也需要延遲同樣的節(jié)拍后， 再對計算結(jié)果進行取舍。
最后，將上述指示有效信號發(fā)送給輸出模塊，將指示有效信號和^發(fā)送給 插值計算模塊。
六、 4!r出才莫塊
輸出模塊，根據(jù)接收的NCO模塊輸入的指示有效信號對插值計算模塊一的輸出進行抽取，輸出符號最大點。
輸出模塊是和下一級電路的接口 ，只需要提取代表符號最大點的插值計算
結(jié)果。提取最大點采用FIFO(先進先出隊列)，將指示有效信號denote信號作 為寫使能，當denote為高電平時，把代表符號最大點的數(shù)據(jù)寫入FIFO,系統(tǒng) 的輸入時鐘clk作為寫時鐘。從FIFO讀數(shù)時，讀時鐘采用denote and (not elk) 的邏輯功能產(chǎn)生，讀使能一直保持高電平有效。
如圖6所示，全數(shù)字解調(diào)中并行插值位同步方法，步驟如下 (1 )將輸入的2路并行釆樣數(shù)據(jù)K1 、 K2依次延遲若干個時鐘周期，得到 K1—d1、 K1—d2、 K1—d3和K2—d1、 K2—d2、 K2—d3(其中，K1—d1是K1延 遲一個時鐘周期后的凄t據(jù)，其它的依次類推)。
(2)對4個采樣數(shù)據(jù)JCLd3、 K2_d3、 K1_d2、 K2—d2及代表符號最大點 與前一采樣點的間隔^進行插值處理，對4個采樣數(shù)據(jù)K1一d2、 K2_d2、 K1—d1 、
K2一d1及代表符號最大點與前一采樣點的間隔^進行插值處理。
(3) 將指示有效信號延遲至上述插值處理得到結(jié)果的時刻，并根據(jù)該指示 有效信號對步驟(2)中的插值處理結(jié)果進4亍抽取，得到符號的最大點和符號穿 越點，并將符號的最大點輸出；
(4) 根據(jù)步驟(3)中得到的符號的最大點和符號穿越點計算定時誤差， 并對該定時誤差進行濾波處理后得到NCO控制信號；
(5) 才艮據(jù)上述NCO控制信號同時確定指示有效信號及代表符號最大點與 前一采樣點的間隔A,進入下一時鐘周期，從步驟(1)開始執(zhí)行。
圖7中給出的是通過NCO寄存器內(nèi)容計算^值的過程。 A的計算是才艮據(jù)直線方程來求解的，如(1)式和(2)式所示。reg和regk 分別代表NCO當前寄存器值和下一次的值，w是reg和regk所在直線與時間 軸相交的黑點與2Ts之間的間隔，顯然圖7中的"4是小于零的，如果該直線與 橫軸交點在2Ts與3Ts之間，那么&就會大于零。
(2)
廠^g — rcgA:
由于reg-regk約等于1 ，所以可得如下簡化
wt = 1 + 2reg ( 3 )
上述指示有效信號及",的產(chǎn)生過程如下
首先，根據(jù)接收環(huán)路濾波模塊輸入的NCO控制信號b，計算中間變量 w=w0+b,這里wO是一個常量，且w0二1，再用NCO寄存器值reg減去w, 作為新的寄存器reg的值，即reg=reg-w。
然后，判斷NCO模塊中的寄存器值reg與-1關(guān)系，若reg<-1 ，則reg=reg+2，
且將指示有效信號設(shè)置為高電平，^=i + 2xreg;否則，將指示有效信號設(shè)置為 低電平，^值不變。
采用本發(fā)明系統(tǒng)及方法可以解決下列四種不同的情況，下面根據(jù)釆樣點mk 相對波形峰值點初始位置的不同，對四種情況描述
在圖8中，波形上的黑點代表采樣點，圓圏代表插值計算出的點，剛開始 時，選擇黑點2作為mk,那么^就是圓圈A點與黑點2之間的間隔，這里采 用歸一化間隔，相鄰兩個黑點的間距為1，那么圓圏A點與mk的間距在(0, 1)之間。隨著計算的進行，圓圏C和E會逐漸達到波形的峰值點，而D和F 則達到波形的穿越點。
在圖9中，剛開始選擇黑點2作為mk， ^在(0, 1 )之間。注意和圖8 的區(qū)別，圖8中，波形峰值點在黑點2和3之間，而圖9中，峰值點在1和2 之間。由于插值計算最終需要計算出波形的峰值點，所以A點的理想位置應(yīng)該 在黑點1和黑點2之間。隨著計算的進行，圓圏B至F會逐漸向左移動，到G 點的時候，注意G點跳躍到mk的左邊了，由于當mk在圓圏左側(cè)時，^為正 值，那么此時的^應(yīng)該為負值，范圍是(-1， 0)。之后，圓圏就會達到波形的 峰值點。3) 在圖10中，剛開始選擇黑點2作為mk, ^在(0， 1)之間。由于波
形的峰值點在黑點1的左側(cè)，所以隨著計算的進行，圓圏A至D會逐漸向左移 動。注意，圖中B點雖然是距離峰值點較近的點，但是本發(fā)明在計算時是把A 點以及后面的C、 E等當作峰值點的。到E點的時候，注意黑點10是mk點， 但是E點跳躍到mk的左邊了，因此"4<0了，然后，圓圈繼續(xù)左移，到l點的 時候，本來黑點18是mk,但是l點已經(jīng)跳到黑點17的左側(cè)了，因此、<-1 了， 然而為了控制的可實現(xiàn)性，^不能無限度的變小，必須限定在一個范圍內(nèi)，對 2路并行插值來講，限定^的范圍是(-1， 1),所以當^<-1的時候，需要對^ 取模，使^變?yōu)榻咏?的值，同時，mk需要回跳2個黑點，即由點18變成16。 之后，點I已經(jīng)較接近波形峰值點了。
4) 在圖11中，剛開始選擇黑點2作為mk, %在(0, 1)之間。由于波 形的峰值點在黑點3和4之間，所以隨著計算的進行，圓圏A至D會逐漸向右 移動。到E點的時候，注意黑點10是mk點，但是E點跳躍到11點的右邊了， 因此^>1 了，由于^的限定范圍是(-1, 1),所以此時要對^取^莫，使^變?yōu)?接近-1的值，同時，mk需要前跳2個黑點，即由點10直接變成點12。之后， 點E已經(jīng)較接近波形峰值點了 。
需要說明的是，上面四種情形為了便于理解認為^<-1或^>1的時候跳點， 但是實際在硬件實現(xiàn)的時候，^不會出現(xiàn)小于-1或者大于1的情況，當z^即將 小于-1時，denote信號會連續(xù)2個時鐘都為高電平；當&即將大于1時，denote 信號會連續(xù)2個時鐘都為低電平，所以硬件實現(xiàn)的時候，就是由denote控制 的，按照上面的步驟進行插值結(jié)果抽取就可以實現(xiàn)跳點。
圖12和圖13為并行2路算法的仿真結(jié)果，可見""范圍在(-1， 1)之間， NCO范圍在(-2, 1 )之間。事實上，NCO取模后的范圍應(yīng)該是(-1， 1 )之 間，圖中所示在(-2， 1)之間，是因為也畫出了 NCO在^^莫之前的值，這樣 可以更清楚的反應(yīng)NCO變化的過程。仿真時本發(fā)明設(shè)定了采樣時鐘的頻率偏差，從而使得"*的值按一定規(guī)律在變化。圖12和圖13分別對應(yīng)正頻偏和負頻 偏，正頻偏是指實際的采樣時鐘比理想準確的采樣時鐘要快一些，負頻偏則剛
好相反。另外，在同步的過程中，由于^的取值范圍是有限的，因此需要跳點， 并行2路一次跳2個采樣點，相應(yīng)的NCO的值reg對2取模，即當reg值小 于-1時reg=reg+2,使NCO值控制在(-1， 1)之間。與串行相比，串行插值
的^范圍是(0, 1), NCO的值對1取模。
本發(fā)明未詳細說明部分屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識。
權(quán)利要求
1、全數(shù)字解調(diào)中并行插值位同步系統(tǒng)，其特征在于包括輸入延遲模塊、插值計算模塊一、插值計算模塊二、定時誤差計算模塊、環(huán)路濾波模塊、NCO模塊和輸出模塊；輸入延遲模塊，將輸入的2路并行采樣數(shù)據(jù)K1、K2分別依次延遲三個時鐘周期，得到K1_d1、K1_d2、K1_d3和K2_d1、K2_d2、K2_d3，將K1_d3、K2_d3、K1_d2、K2_d2輸入給插值計算模塊一；將K1_d2、K2_d2、K1_d1、K2_d1輸入給插值計算模塊二；插值計算模塊一，對接收的4個采樣數(shù)據(jù)K1_d3、K2_d3、K1_d2、K2_d2及NCO模塊輸入的代表符號最大點與前一采樣點的間隔uk進行插值處理，將NCO模塊輸入的指示有效信號延遲至上述插值處理得到結(jié)果的時刻，并根據(jù)所述的指示有效信號對插值處理結(jié)果進行抽取，得到符號的最大點，并將該符號最大點輸入給定時誤差計算模塊，同時將上述插值處理后的結(jié)果發(fā)送給輸出模塊；插值計算模塊二，對接收的4個采樣數(shù)據(jù)K1_d2、K2_d2、K1_d1、K2_d1及NCO模塊輸入的代表符號最大點與前一采樣點的間隔uk進行插值處理，將NCO模塊輸入的指示有效信號延遲至上述插值處理得到結(jié)果的時刻，并根據(jù)所述的指示有效信號對插值處理結(jié)果進行抽取，得到符號的穿越點，并將該符號穿越點輸入給定時誤差計算模塊；定時誤差計算模塊，根據(jù)接收到的符號最大點和穿越點計算定時誤差，并將定時誤差發(fā)送給環(huán)路濾波模塊；環(huán)路濾波模塊，將輸入的定時誤差信號濾除噪聲并調(diào)整幅度后得到NCO控制信號，并將該NCO控制信號發(fā)送給NCO模塊；NCO模塊，根據(jù)接收的NCO控制信號，確定指示有效信號及代表符號最大點與前一采樣點的間隔uk；將該指示有效信號發(fā)送給輸出模塊，將指示有效信號和uk發(fā)送給插值計算模塊一、插值計算模塊二；輸出模塊，根據(jù)接收的NCO模塊輸入的指示有效信號對插值計算模塊一的輸出進行抽取，輸出符號最大點。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)字解調(diào)中并行插值位同步系統(tǒng)，其特征在于 所述的NCO模塊實現(xiàn)過程如下首先，根據(jù)接收環(huán)路濾波模塊輸入的NCO控制信號b,計算中間變量 w=w0+b，這里wO是一個常量，且w0-1，再用NCO寄存器值reg減去w, 作為新的寄存器reg的值，即reg=reg-w;然后，判斷NCO模塊中的寄存器值reg與-1關(guān)系，若reg<-1 ，則reg=reg+2 ， 且將指示有效信號設(shè)置為高電平，"t=l + 2xreg;否則，將指示有效信號設(shè)置為 低電平，"J直不變；最后，將上述指示有效信號發(fā)送給輸出模塊，將指示有效信號和"A發(fā)送給 插值計算模塊。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)字解調(diào)中并行插值位同步系統(tǒng)，其特征在于 所述的定時誤差計算模塊計算定時誤差過程如下設(shè)插值計算模塊一經(jīng)過抽取后輸出的符號最大點數(shù)據(jù)為dat_c10, dat_c11 為dat一c10的1個時鐘的延遲；插值計算模塊二經(jīng)過抽取后輸出的符號穿越點 數(shù)據(jù)為dat一c20, dat一c21為dat一c20的1個時鐘的延遲，則定時誤差計算為 ted= (dat—c10-dat—c11 ) *dat_c21 。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)字解調(diào)中并行插值位同步系統(tǒng)，其特征在于 所述的環(huán)路濾波模塊確定NCO控制信號過程如下首先，將接收的定時誤差信號ted分別乘以2個常數(shù)k1和k2, seg 1 =ted*k1, seg2=ted*k2， k1、 k2為大于0的常數(shù)；然后，將seg2和環(huán)路濾波模塊中的寄存器的值相加，作為該寄存器新的 ted—reg的^f直，即ted—reg=ted_reg+seg2;最后，根據(jù)b=ted_reg+seg11計算NCO的控制值，其中，seg11是上述seg1的1個時鐘的延遲值。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)字解調(diào)中并行插值位同步系統(tǒng)，其特征在 于所述的輸出模塊提取符號最大點釆用先進先出隊列FIFO,當指示有效信號 denote為高電平時，按照輸入時鐘clk,把代表符號最大點的數(shù)據(jù)寫入FIFO, 輸出時，采用denote and (not clk)的邏輯功能產(chǎn)生的時鐘將FIFO中的數(shù)據(jù)讀 出。
6、 全數(shù)字解調(diào)中并行插值位同步方法，其特征在于步驟如下(1 )將輸入的2路并行采樣數(shù)據(jù)K1 、 K2分別依次延遲三個時鐘周期，得 到K1—d1、 K1—d2、 K1—d3和K2—d1、 K2—d2、 K2_d3;(2) 對4個采樣數(shù)據(jù)K1—d3、 K2_d3、 K1—d2、 K2—d2及代表符號最大 點與前一采樣點的間隔&進行插值處理，對4個采樣數(shù)據(jù)K1 —d2 、 K2—d2 、 K1一d1、 K2一d1及代表符號最大點與前一采樣點的間隔^進行插值處理；(3) 將指示有效信號延遲至上述插值處理得到結(jié)果的時刻，并根據(jù)該指示 有效信號對步驟(2)中的插值處理結(jié)果進行抽取，得到符號的最大點和符號穿 越點，并將符號的最大點輸出；(4) 根據(jù)步驟(3)中得到的符號最大點和符號穿越點計算定時誤差，并 對該定時誤差進行濾除噪聲并調(diào)整幅度處理后得到NCO控制信號；(5) 一艮據(jù)上述NCO控制信號確定指示有效信號及代表符號最大點與前一 采樣點的間隔&，進入下一時鐘周期，從步驟(1)開始執(zhí)行。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的全數(shù)字解調(diào)中并行插值位同步方法，其特征在于 所述步驟(5)中指示有效信號及代表符號最大點與前一采樣點的間隔^的產(chǎn)生 過程如下首先，根據(jù)接收環(huán)路濾波模塊輸入的NCO控制信號b,計算中間變量 w=w0+b，這里w0是一個常量，且\ /0=1,再用NCO寄存器值reg減去w， 作為新的寄存器reg的值，即reg-reg-w;然后，判斷NCO模塊中的寄存器值reg與-1關(guān)系，若reg<-1 ，則reg=reg+2,且將指示有效信號設(shè)置為高電平，Mt=i + 2xreg;否則，將指示有效信號設(shè)置為^f氐電平，"J直不變。
全文摘要
全數(shù)字解調(diào)中并行插值位同步系統(tǒng)及同步方法，(1)將輸入的2路并行采樣數(shù)據(jù)K1、K2分別依次延遲三個時鐘周期，得到K1_d1、K1_d2、K1_d3和K2_d1、K2_d2、K2_d3；(2)分別對上述采樣數(shù)據(jù)及u_k進行插值處理；(3)將指示有效信號延遲至上述插值處理得到結(jié)果的時刻，并根據(jù)該指示有效信號對步驟(2)中的插值處理結(jié)果進行抽取，得到符號的最大點和符號穿越點，并將符號的最大點輸出；(4)根據(jù)步驟(3)中得到的符號的最大點和符號穿越點計算定時誤差，并對該定時誤差進行濾除噪聲并調(diào)整幅度處理后得到NCO控制信號；(5)根據(jù)上述NCO控制信號確定指示有效信號及代表符號最大點與前一采樣點的間隔u_k，進入下一時鐘周期，從步驟(1)開始執(zhí)行。
文檔編號H04L27/26GK101610146SQ200910089660
公開日2009年12月23日 申請日期2009年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
發(fā)明者詠 張, 立 李, 楊光文, 楊新權(quán) 申請人:西安空間無線電技術(shù)研究所