準時臂輔助參考檢測器及其獲得定時誤差信號的方法技術

本發明專利技術涉及一種準時臂輔助參考檢測器，包括順序連接的采樣點選擇模塊、第一分析濾波器、第一相關器和第一累加器，還包括順序連接的第一乘法器、第二乘法器、加法器、第二分析濾波器、第二相關器、第二累加器、第三乘法器和取實模塊，所述第三乘法器還通過一共軛模塊與所述第一累加器的輸出端連接，所述第一乘法器和所述第二乘法器同時與所述采樣點選擇模塊的輸出端連接，本發明專利技術還提供一種利用該準時臂輔助參考檢測器獲得定時誤差信號的方法。本發明專利技術提供的準時臂輔助參考檢測器結構和硬件電路簡單，性能好，使用該準時臂輔助參考檢測器計算定時誤差信號的方法具有運算量小、輸出的定時誤差信號的信噪比大的優點。

【技術實現步驟摘要】
?準時臂輔助參考檢測器及其獲得定時誤差信號的方法
本專利技術涉及一種準時臂輔助參考檢測器及其獲得定時誤差信號的方法，特別是一種利用計算模塊代替傳統超前臂和滯后臂中相關設備的準時臂輔助參考檢測器以及利用準時時刻的采樣值獲得定時誤差信號的方法。
技術介紹
在多載波碼分多址(MC-CDMA)系統中，為了正確解調發送端發送的四進制相移鍵控(QPSK)信號，需要先經過捕獲階段使本地偽隨機序列(PN碼)與接收到的偽隨機序列(PN碼)實現基本同步，然后經過跟蹤階段調整采樣時刻，使在捕獲階段獲得的本地PN碼與接收到的PN碼保持同步關系，并進一步減小本地PN碼與接收到的PN碼之間的同步誤差。而在跟蹤階段，調整采樣時刻的依據就是定時誤差信號，通常的做法是，使定時誤差檢測器與定時調整電路構成一個閉環，使接收端接收到的基帶信號通過一定時誤差檢測器輸出一定時誤差信號和一解調解擴信號，其中的定時誤差信號經過環路濾波器平滑后，作為控制信號輸入數控振蕩器(NCO)產生定時調整控制信號，該定時調整控制信號一部分輸入到本地PN序列發生器以控制本地PN碼的產生，產生的本地PN碼也輸入到定時誤差檢測器，以便使本地PN碼與接收到的PN碼相關，而另一部分由NCO直接輸入定時誤差檢測器以調整采樣時刻，使本地PN碼與接收到的PN碼保持同步。現有技術中，常用的定時誤差檢測器是傳統型非相干檢測器(CD)，圖1所示為該檢測器的結構框圖，圖1中，11為基帶信號，12為NCO輸出控制信號，13為準時臂采樣值，14為超前臂采樣值，15為滯后臂采樣值，16為本-->地PN碼，17為解調信號，18為定時誤差信號，100為采樣點選擇模塊，110、111和112為分析濾波器，120、121和122為相關器，130、131和132為累加器，150和151為模方器，140為加法器。由圖可以看出，在該CD中使用了三組分別用于產生超前臂、滯后臂和準時臂相關值的分析濾波器和相關器，因此使該檢測器結構和硬件電路復雜，載波數較多時運算量繁多，；另外，僅在使本地PN碼與接收到的PN碼同步的過程中用到超前臂和滯后臂中的分析濾波器和相關器，在大部分時間這兩組分析濾波器和相關器均處于閑置狀態，造成了資源的嚴重浪費。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對目前傳統型非相干檢測器硬件電路和算法復雜、檢測性能低下且對資源利用不充分的缺陷和不足，提供一種準時臂輔助參考檢測器(PA-CD)及其獲得定時誤差信號的方法，該準時臂輔助參考檢測器采用一計算模塊代替傳統非相關檢測器中的超前臂與滯后臂相關模塊，通過準時臂輔助參考的方法，即分別在超前、準時和滯后時刻對接收到的信號采樣，并利用準時時刻的采樣值作為相位參考，來檢測定時誤差信號。為實現上述目的，本專利技術提供一種準時臂輔助參考檢測器，由采樣點選擇模塊200、第一分析濾波器210、第一相關器220和第一累加器230構成，此外，該準時臂輔助參考檢測器還包括：一用于將輸入信號與一定值相乘的第一乘法器240，該乘法器240與所述采樣點選擇模塊200的輸出端連接；一用于將輸入信號與一定值相乘的第二乘法器241，該乘法器241與所述采樣點選擇模塊200的輸出端連接；一用于對同時輸入的信號求差的加法器250，該加法器250同時與所述第一乘法器240的輸出端和所述第二乘法器241的輸出端連接；一用于對輸入的信號進行子載波解調的第二分析濾波器211，該第二分-->析濾波器211與所述加法器250的輸出端連接；一用于使同時輸入的信號相關的第二相關器221，該相關器221與所述第二分析濾波器211的輸出端連接；一用于將同時輸入的信號相加的第二累加器231，該累加器231與所述第二相關器221的輸出端連接；一用于求輸入信號的共軛值的共軛模塊260，該共軛模塊260與所述第一累加器230的輸出端連接；一用于將同時輸入的信號相乘的第三乘法器242，該乘法器242同時與所述第二累加器231及所述共軛模塊260的輸出端相連接；一用于對輸入的信號取實部的取實模塊270，該取實模塊270與所述第三乘法器242的輸出端相連接。在上述準時臂輔助參考檢測器中，所述第一乘法器240為一用于將超前臂采樣值與一超前臂相位補償因子相乘的乘法器；所述第二乘法器241為一用于將滯后臂采樣值與一滯后臂相位補償因子相乘的乘法器；一種基于上述準時臂輔助參考檢測器的獲得定時誤差信號的方法，該檢測方法利用準時臂輔助的方法檢測定時誤差信號，具體包括如下步驟：步驟1.采樣點選擇模塊200接收到輸入信號，并在準時、超前和滯后時刻對該輸入信號進行采樣分別得到準時臂采樣值、超前臂采樣值和滯后臂采樣值；步驟2.第一分析濾波器210將所述準時臂采樣值進行子載波解調得到準時臂各子載波解調信號；同時，第一乘法器240使超前臂采樣值與超前臂相位補償因子相乘后得到超前臂信號，第二乘法器241將滯后臂采樣值與滯后臂相位補償因子相乘后得到滯后臂信號；步驟3.第一相關器220使所述準時臂各子載波解調信號與本地PN碼相關得到準時臂各子載波相關值；同時，加法器250將所述超前臂信號與所述-->滯后臂信號相減得到一超前滯后臂差值信號；步驟4.第一累加器230將同時輸入的所述準時臂各子載波相關值相加，得到準時臂解調信號；同時，第二分析濾波器211將所述超前滯后臂差值信號解調得到超前滯后臂各子載波解調信號；步驟5.共軛模塊260對所述準時臂解調信號求共軛得到一共軛值；同時，第二相關器221使所述超前滯后臂各子載波解調信號與本地PN碼相關得到超前滯后臂各子載波相關值；步驟6.第二累加器231將同時輸入的所述超前滯后臂各子載波相關值相加，得到一超前滯后臂累加信號；步驟7.第三乘法器242將所述共軛值與所述超前滯后臂累加信號相乘得到一復矢量；步驟8.取實模塊270對所述復矢量取實部，得到定時誤差信號。在上述獲得定時誤差信號的方法中，所述步驟1中，所述接收到輸入信號為接收到四進制相移鍵控信號。由本專利技術的內容可知，與傳統非相干檢測器相比，本專利技術所提供的準時臂輔助參考檢測器結構簡單，大大降低了硬件電路的復雜度并有效而充分地利用了硬件資源，檢測性能好；利用該準時臂輔助參考檢測器計算定時誤差信號的方法簡單，在載波數較多時運算量大大減少，且輸出的定時誤差信號的信噪比大，性能好。以下通過本專利技術的具體實施例和附圖對其做進一步說明。附圖說明圖1為傳統非相干檢測器(CD)的結構框圖；圖2為本專利技術準時臂輔助參考檢測器(PA-CD)實施例的結構框圖；圖3為本專利技術獲得定時誤差信號的方法實施例的流程圖；圖4為加性高斯白噪聲信道中，載波數為4的相同條件下，本專利技術準時-->臂輔助參考檢測器(PA-CD)與傳統非相干檢測器輸出的定時誤差信號的信噪比函數圖。具體實施方式參見圖2，圖2所示為本專利技術準時臂輔助參考檢測器一實施例的結構框圖，該準時臂輔助參考檢測器由采樣點選擇模塊200、第一分析濾波器210、第一相關器220和第一累加器230構成，此外，該準時臂輔助參考檢測器還包括：一用于將超前臂采樣值與一超前臂相位因子相乘的第一乘法器240，該乘法器240與所述采樣點選擇模塊200的輸出端連接；一用于將滯后臂采樣值與一滯后臂相位補償因子相乘的第二乘法器241，該乘法器241與所述采樣點選擇模塊200的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種準時臂輔助參考檢測器，由采樣點選擇模塊（２００）、第一分析濾波器（２１０）、第一相關器（２２０）和第一累加器（２３０）構成，其特征在于，該準時臂輔助參考檢測器還包括：一用于將輸入信號與一定值相乘的第一乘法器（２４０），該乘法器（ ２４０）與所述采樣點選擇模塊（２００）的輸出端連接；一用于將輸入信號與一定值相乘的第二乘法器（２４１），該乘法器（２４１）與所述采樣點選擇模塊（２００）的輸出端連接；一用于對同時輸入的信號求差的加法器（２５０），該加法器（２ ５０）同時與所述第一乘法器（２４０）的輸出端和所述第二乘法器（２４１）的輸出端連接；一用于對輸入信號進行子載波解調的第二分析濾波器（２１１），該第二分析濾波器（２１１）與所述加法器（２５０）的輸出端連接；一用于使同時輸入的信 號相關的第二相關器（２２１），該相關器（２２１）與所述第二分析濾波器（２１１）的輸出端連接；一用于將同時輸入的信號相加的第二累加器（２３１），該累加器（２３１）與所述第二相關器（２２１）的輸出端連接；一用于求輸入信號的共軛值 的共軛模塊（２６０），該共軛模塊（２６０）與所述第一累加器（２３０）的輸出端連接；一用于將同時輸入的信號相乘的第三乘法器（２４２），該乘法器（２４２）同時與所述第二累加器（２３１）及所述共軛模塊（２６０）的輸出端相連接；一用 于對輸入的信號取實部的取實模塊（２７０），該取實模塊（２７０）與所述第三乘法器（２４２）的輸出端相連接。...

【技術特征摘要】
1、一種準時臂輔助參考檢測器，由采樣點選擇模塊(200)、第一分析濾波器(210)、第一相關器(220)和第一累加器(230)構成，其特征在于，該準時臂輔助參考檢測器還包括：一用于將輸入信號與一定值相乘的第一乘法器(240)，該乘法器(240)與所述采樣點選擇模塊(200)的輸出端連接；一用于將輸入信號與一定值相乘的第二乘法器(241)，該乘法器(241)與所述采樣點選擇模塊(200)的輸出端連接；一用于對同時輸入的信號求差的加法器(250)，該加法器(250)同時與所述第一乘法器(240)的輸出端和所述第二乘法器(241)的輸出端連接；一用于對輸入信號進行子載波解調的第二分析濾波器(211)，該第二分析濾波器(211)與所述加法器(250)的輸出端連接；一用于使同時輸入的信號相關的第二相關器(221)，該相關器(221)與所述第二分析濾波器(211)的輸出端連接；一用于將同時輸入的信號相加的第二累加器(231)，該累加器(231)與所述第二相關器(221)的輸出端連接；一用于求輸入信號的共軛值的共軛模塊(260)，該共軛模塊(260)與所述第一累加器(230)的輸出端連接；一用于將同時輸入的信號相乘的第三乘法器(242)，該乘法器(242)同時與所述第二累加器(231)及所述共軛模塊(260)的輸出端相連接；一用于對輸入的信號取實部的取實模塊(270)，該取實模塊(270)與所述第三乘法器(242)的輸出端相連接。2、根據權利要求1所述的準時臂輔助參考檢測器，其特征在于，所述第一乘法器(240)為一用于將超前臂采樣值與一超前臂相位補償因子相乘的乘法器。3、根據權利要求1所述的準時臂輔助參考檢測器，其特征在于，所述第二乘法器(241)為一用于將滯后臂采樣...

【專利技術屬性】
技術研發人員：羅武，申暢，董明科，項海格，
申請(專利權)人：北京大學，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]