專利名稱：矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器及其獲得定時誤差信號的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器及其獲得定時誤差信號的方法，特別是一種采用矢量旋轉(zhuǎn)模塊代替?zhèn)鹘y(tǒng)非相干檢測器中的超前臂與滯后臂相關(guān)設(shè)備的檢測器，以及利用準(zhǔn)時時刻的采樣值間接構(gòu)造超前臂和滯后臂或超前滯后臂的采樣值，并利用該采樣值獲得定時誤差信號的方法。
背景技術(shù)：
在多載波碼分多址(MC-CDMA)系統(tǒng)中，為了正確解調(diào)發(fā)送端發(fā)送的四進(jìn)制相移鍵控(QPSK)信號，需要先經(jīng)過捕獲階段使本地偽隨機(jī)序列(PN碼)與接收到的偽隨機(jī)序列(PN碼)實(shí)現(xiàn)基本同步，然后經(jīng)過跟蹤階段調(diào)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(guān)系，并進(jìn)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(diào)整采樣時刻的依據(jù)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(diào)整電路構(gòu)成一個閉環(huán)，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(diào)解擴(kuò)信號，其中的定時誤差信號經(jīng)過環(huán)路濾波器平滑后，作為控制信號輸入數(shù)控振蕩器(NCO)產(chǎn)生定時調(diào)整控制信號，該定時調(diào)整控制信號一部分輸入到本地PN序列發(fā)生器以控制本地PN碼的產(chǎn)生，產(chǎn)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(guān)，而另一部分由NCO直接輸入定時誤差檢測器以調(diào)整采樣時刻，使本地PN碼與接收到的PN碼保持同步。
現(xiàn)有技術(shù)中，常用的定時誤差檢測器是傳統(tǒng)型非相干檢測器(CD)，圖1所示為該檢測器的結(jié)構(gòu)框圖，圖1中，11為基帶信號，12為NCO輸出控制信號，13為準(zhǔn)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(diào)信號，18為定時誤差信號，100為采樣點(diǎn)選擇模塊，110、111和112為分析濾波器，120、121和122為相關(guān)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(chǎn)生超前臂、滯后臂和準(zhǔn)時臂相關(guān)值的分析濾波器和相關(guān)器，因此使該檢測器結(jié)構(gòu)和硬件電路復(fù)雜，抽樣次數(shù)繁多而使運(yùn)算量巨大；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(guān)器，在大部分時間這兩組分析濾波器和相關(guān)器均處于閑置狀態(tài)，造成了資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對目前傳統(tǒng)型非相干檢測器硬件電路和算法復(fù)雜、檢測性能低下且對資源利用不充分的缺陷和不足，提供一種矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器及其獲得定時誤差信號的方法，該矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器采用矢量旋轉(zhuǎn)模塊代替?zhèn)鹘y(tǒng)非相干檢測器中的超前臂與滯后臂相關(guān)設(shè)備，利用準(zhǔn)時時刻的采樣值間接構(gòu)造超前臂和滯后臂或超前滯后臂的采樣值，進(jìn)一步利用該采樣值獲得定時誤差信號。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器，該矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器由采樣點(diǎn)選擇模塊200、第一分析濾波器210、第一相關(guān)器220和第一累加器230構(gòu)成，此外，該矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器還包括一用于將輸入信號與一相位因子相乘的第一乘法器260，該乘法器260與所述第一相關(guān)器220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與所述第一乘法器260的輸出端連接；
一用于對輸入信號求模后對該模進(jìn)行平方運(yùn)算的第一模方器250，該模方器250與所述第二累加器231的輸出端連接；一用于將輸入信號與一相位因子相乘的第二乘法器261，該乘法器261與所述第一相關(guān)器220的輸出端連接；一用于將同時輸入的信號相加的第三累加器232，該累加器232與所述第二乘法器261的輸出端連接；一用于對輸入信號求模后對該模進(jìn)行平方運(yùn)算的第二模方器251，該模方器251與所述第三累加器232的輸出端連接；一用于對同時輸入的信號求差的加法器240，該加法器240同時與所述第一模方器250的輸出端和所述第二模方器251的輸出端連接。
在上述矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器中，所述第一乘法器260為一用于將準(zhǔn)時臂相關(guān)值與一超前臂相位因子相乘的乘法器；所述第二乘法器261為一用于將準(zhǔn)時臂相關(guān)值與一滯后臂相位因子相乘的乘法器；一種基于上述矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器的獲得定時誤差信號的方法，該檢測方法利用準(zhǔn)時時刻的采樣值間接構(gòu)造超前和滯后時刻的采樣值并獲得定時誤差信號，具體包括如下步驟步驟1.采樣點(diǎn)選擇模塊200接收到輸入信號，并在準(zhǔn)時時刻對該輸入信號進(jìn)行采樣得到準(zhǔn)時臂采樣值；步驟2.第一分析濾波器210將所述準(zhǔn)時臂采樣值進(jìn)行子載波解調(diào)得到準(zhǔn)時臂各子載波解調(diào)信號；步驟3.第一相關(guān)器220使所述準(zhǔn)時臂各子載波解調(diào)信號與本地PN碼相關(guān)得到準(zhǔn)時臂各子載波相關(guān)值；步驟4.第一累加器230將同時輸入的所述準(zhǔn)時臂各子載波相關(guān)值相加，得到解調(diào)信號；同時，第一乘法器260將準(zhǔn)時臂相關(guān)值與一超前臂相位因子相乘后得到超前臂各子載波相關(guān)值，第二乘法器261將準(zhǔn)時臂相關(guān)值與滯后臂相位因子相乘后得到滯后臂各子載波相關(guān)值；步驟5.第二累加器231將同時輸入的所述超前臂各子載波相關(guān)值相加，得到一超前臂累加信號；同時，第三累加器232將同時輸入的所述滯后臂各子載波相關(guān)值相加，得到一滯后臂累加信號；步驟6.第一模方器250對輸入的所述超前臂累加信號求模并對該模進(jìn)行平方運(yùn)算得到超前臂信號能量值；同時，第二模方器251對輸入的所述滯后臂累加信號求模并對該模進(jìn)行平方運(yùn)算得到滯后臂信號能量值；步驟7.加法器240將所述超前臂信號能量值與所述滯后臂信號能量值相減得到定時誤差信號。
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的四進(jìn)制相移鍵控信號。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供另一種矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器，該檢測器可稱為準(zhǔn)時臂輔助參考的矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器(PA-MD)，由采樣點(diǎn)選擇模塊400、第一分析濾波器410、第一相關(guān)器420和累加器430構(gòu)成，此外，該矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器還包括一用于將輸入信號與一相位因子相乘的第一乘法器440，該乘法器440與所述相關(guān)器420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431，該累加器431與所述第一乘法器440的輸出端連接；一用于求輸入信號的共軛值的共軛模塊460，該共軛模塊460與第一累加器430的輸出端連接；一用于將同時輸入的信號相乘的第二乘法器441，該乘法器441同時與所述第二累加器431的輸出端及所述共軛模塊460的輸出端連接；一用于對輸入的信號取實(shí)部的取實(shí)模塊450，該取實(shí)模塊450與所述第二乘法器441的輸出端相連接。
在上述準(zhǔn)時臂輔助參考的矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器中，所述第一乘法器440為一用于將準(zhǔn)時臂相關(guān)值與一超前滯后臂相位因子相乘的乘法器。
一種基于上述準(zhǔn)時臂輔助參考的矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器的獲得定時誤差信號的方法，該檢測方法對輸入的信號在準(zhǔn)時時刻進(jìn)行采樣，并利用準(zhǔn)時時刻的采樣值間接構(gòu)造超前滯后臂相關(guān)值，進(jìn)一步利用準(zhǔn)時時刻的相關(guān)值和超前滯后臂相關(guān)值獲得定時誤差信號，具體包括如下步驟步驟1.采樣點(diǎn)選擇模塊400接收到輸入信號，并在準(zhǔn)時時刻對該輸入信號進(jìn)行采樣得到準(zhǔn)時臂采樣值；步驟2.分析濾波器410將所述準(zhǔn)時臂采樣值進(jìn)行子載波解調(diào)得到準(zhǔn)時臂各子載波解調(diào)信號；步驟3.相關(guān)器420使所述準(zhǔn)時臂各子載波解調(diào)信號與本地PN碼相關(guān)得到準(zhǔn)時臂各子載波相關(guān)值；步驟4.累加器430將同時輸入的所述準(zhǔn)時臂各子載波相關(guān)值相加，得到解調(diào)信號；第一乘法器440將所述準(zhǔn)時臂各子載波相關(guān)值與一超前滯后臂相位因子相乘，得到超前滯后臂各子載波相關(guān)值；步驟5.共軛模塊460對所述解調(diào)信號求共軛得到一共軛值；第二累加器431將同時輸入的所述超前滯后臂各子載波相關(guān)值相加，得到一超前滯后臂累加信號；步驟6.第二乘法器441將同時輸入的所述共軛值與所述超前滯后臂累加信號相乘，得到一復(fù)矢量；步驟7.取實(shí)模塊450對所述復(fù)矢量取實(shí)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(jìn)制相移鍵控信號。
由本發(fā)明的內(nèi)容可知，與傳統(tǒng)非相干檢測器相比，本發(fā)明所提供的矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器結(jié)構(gòu)簡單，大大降低了硬件電路的復(fù)雜度并有效而充分地利用了硬件資源，檢測性能好；利用該矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器獲得定時誤差信號的獲得方法簡單，抽樣次數(shù)少而使運(yùn)算量相對減少，尤其在載波數(shù)較多的情況下，輸出的定時誤差信號的信噪比大大提高，因此性能更好。
以下通過本發(fā)明的具體實(shí)施例和附圖對其做進(jìn)一步說明。


圖1為傳統(tǒng)非相干檢測器(CD)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器(MD)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為使用本發(fā)明矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器(MD)檢測定時誤差信號的實(shí)施例流程圖；圖4為本發(fā)明另一矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器(PA-MD)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；圖5為使用本發(fā)明另一矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器(PA-MD)檢測定時誤差信號的實(shí)施例流程圖；圖6為加性高斯白噪聲信道中，載波數(shù)為4的相同條件下，本發(fā)明準(zhǔn)時臂輔助參考檢測器(PA-CD)與傳統(tǒng)非相干檢測器輸出的定時誤差信號的信噪比函數(shù)圖。
具體實(shí)施例方式
參見圖2，圖2所示為本發(fā)明矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。該矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器由采樣點(diǎn)選擇模塊200、分析濾波器210、相關(guān)器220和第一累加器230構(gòu)成，此外，該矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器還包括一用于將輸入的準(zhǔn)時臂相關(guān)值與一超前臂相位因子相乘的第一乘法器260，該乘法器260與所述相關(guān)器220的輸出端連接；一用于將同時輸入的超前臂各子載波相關(guān)值相加的第二累加器231，該累加器231與所述第一乘法器260的輸出端連接；一用于對輸入的超前臂累加信號求模后對該模進(jìn)行平方運(yùn)算的第一模方器250，該模方器250與所述第二累加器231的輸出端連接；一用于將輸入的準(zhǔn)時臂相關(guān)值與一滯后臂相位因子相乘的第二乘法器261，該乘法器261與所述相關(guān)器220的輸出端連接；一用于將同時輸入的滯后臂各子載波相關(guān)值相加的第三累加器232，該累加器232與所述第二乘法器261的輸出端連接；一用于對輸入的滯后臂累加信號求模后對該模進(jìn)行平方運(yùn)算的第二模方器251，該模方器251與所述第三累加器232的輸出端連接；一用于對同時輸入的超前臂信號能量值與所述滯后臂信號能量值求差的加法器240，該加法器240同時與所述第一模方器250的輸出端和所述第二模方器251的輸出端連接。
在該矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器中，第一乘法器260和第二累加器231可以為一體設(shè)置，第二累加器231和第一模方器250可以為一體設(shè)置，第一乘法器260、第二累加器231和第一模方器250可以為一體設(shè)置；第二乘法器261和第三累加器232可以為一體設(shè)置，第三累加器232和第二模方器251可以為一體設(shè)置，第二乘法器261、第三累加器232和第二模方器251可以為一體設(shè)置。
圖2中，21為基帶信號，22為NCO輸出控制信號，23為本地PN碼，24準(zhǔn)時臂采樣值，25為超前臂相位因子，26為滯后臂相位因子，27為解調(diào)信號，28為定時誤差信號。
以下對利用MD檢測定時誤差信號的原理和方法進(jìn)行說明。
在多載波碼分多址(MC-CDMA)系統(tǒng)中，第k個用戶發(fā)送的四進(jìn)制相移鍵控(QPSK)信號sk(t)可以表示為sk(t)=Σn=-∞∞Σm=1Mdk(n)ck(m)h(t-nTc)ej(ωc+ωm)t]]>(1)該信號在矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器的接收端可以表示為rk(t)=Σn=-∞∞Σm=1Mdk(n)ck(m)h(t-nTc)ej(ωc+ωm)t+n(t)]]>在式(1)和(2)中，ck是第K個用戶的頻域擴(kuò)頻序列；M為擴(kuò)頻頻碼周期(即系統(tǒng)載波數(shù))；dk(n)為該第k個用戶發(fā)送的第n個信息(該信息的能量為Ec)；Tc為偽隨機(jī)碼片持續(xù)時間；h(t)為波形成形濾波器沖激響應(yīng)，該響應(yīng)滿足歸一化條件∫-∞∞|H(f)|2=1,]]>其中H(f)是h(t)的頻域表示；ωc是發(fā)送載波的頻率；ωm＝(m-1)f是第m個子載波的中心頻率相對于ωc的偏移(m＝1，2，…，M)，其中f是符號速率且f＝1/Tc；n(t)為信道中的加性高斯白噪聲。
請同時參見圖2和圖3，上述矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器對接收到的如式(2)所述的四進(jìn)制相移鍵控信號rk(t)在準(zhǔn)時時刻進(jìn)行采樣，并利用該采樣值間接構(gòu)造超前和滯后時刻的采樣值檢測定時誤差信號。圖3所示為使用該MD檢測定時誤差信號的一具體流程，執(zhí)行以下步驟步驟301.采樣點(diǎn)選擇模塊200接收到四進(jìn)制相移鍵控信號rk(t)，并將該信號rk(t)在準(zhǔn)時時刻進(jìn)行采樣得到準(zhǔn)時采樣值；步驟302.分析濾波器210將所述準(zhǔn)時臂采樣值進(jìn)行子載波解調(diào)得到準(zhǔn)時臂各子載波解調(diào)信號；步驟303.相關(guān)器220使所述準(zhǔn)時臂各子載波解調(diào)信號與本地PN碼相關(guān)得到準(zhǔn)時臂各子載波相關(guān)值Z0，m(τ)，該相關(guān)值Z0，m(τ)中的有用信號可表示為[Z0，m(τ)]s＝dk(n)Ra(τ)·e-j[φ-2πf(m-1)τ]，其中，τ為本地PN碼同接收的PN碼之間的同步誤差，φ為解調(diào)時的初始相位差，Ra(τ)=Tc-|τ|Tc;]]>步驟304.第一累加器230將同時輸入的所述準(zhǔn)時臂各子載波相關(guān)值Z0，m(τ)相加，得到解調(diào)信號Z0(τ)；同時，第一乘法器260將準(zhǔn)時臂相關(guān)值Z0，m(τ)與一超前臂相位因子e-jωmV相乘后得到超前臂各子載波相關(guān)值Z-，mMD(τ)，該相關(guān)值Z-，mMD(τ)中的有用信號為 s=dk(n)Ra(τ)·ej[2πf(m-1)(τ-Δ)-φ],]]>第二乘法器261將準(zhǔn)時臂相關(guān)值Z0，m(τ)與一滯后臂相位因子ejωmV相乘后得到滯后臂各子載波相關(guān)值Z+，mMD(τ)，該相關(guān)值Z+，mMD(τ)中的有用信號為[Z+,mMD(τ)]s=dk(n)Ra(τ)·ej[2πf(m-1)(τ+Δ)-φ];]]>步驟305.第二累加器231將同時輸入的超前臂各子載波的相關(guān)值Z-，mMD(τ)相加，得到超前臂累加信號Z-MD(τ)，該超前臂累加信號Z-MD(τ)中的有用信號為[Z-MD(τ)]s=Mdk(n)Ra(τ)Rf(τ-Δ)e-j[φ-πf(M-1)(τ-Δ)],]]>其中，Rf(τ)=sin(Mπfτ)Msin(πfτ);]]>同時，第三累加器232將同時輸入的滯后臂各子載波的相關(guān)值Z+，mMD(τ)相加，得到滯后臂累加信號Z+MD(τ)，該滯后臂累加信號Z+MD(τ)中的有用信號為[Z+MD(τ)]s=Mdk(n)Ra(τ)Rf(τ+Δ)e-j[φ-πf(M-1)(τ+Δ)];]]>步驟306.第一模方器250對輸入的所述信號[Z-MD(τ)]s求模并對該模進(jìn)行平方運(yùn)算得到超前臂信號能量值U-MD(τ)，該超前臂信號能量值U-MD(τ)中的有用信號為[U-MD(τ)]s=EcM2Ra2(τ)Rf2(τ-Δ);]]>同時，第二模方器251對輸入的所述信號Z+MD(τ)求模并對該模進(jìn)行平方運(yùn)算得到滯后臂信號能量值U+MD(τ)，該滯后臂信號能量值U+MD(τ)中的有用信號為[U+MD(τ)]s=EcM2Ra2(τ)Rf2(τ+Δ);]]>步驟307.加法器240將所述信號U-MD(τ)與所述信號U+MD(τ)相減得到定時誤差信號e(τ)，該定時誤差信號e(τ)可表示為e(τ)=|Σm=1MZ-,mMD(τ)|2-|Σm=1MZ+,mMD(τ)|2=U-MD(τ)-U+MD(τ),]]>其中的有用信號為[e(τ)]s=EcM2Ra2(τ)[Rf2(τ-Δ)-Rf2(τ+Δ)].]]>參見圖4，圖4所示為本發(fā)明另一矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器(PA-MD)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖，該P(yáng)A-MD由采樣點(diǎn)選擇模塊400、分析濾波器410、相關(guān)器420和累加器430構(gòu)成，此外，還包括一用于將輸入的準(zhǔn)時臂相關(guān)值與一超前滯后臂因子相乘的第一乘法器440，該乘法器440與所述相關(guān)器420的輸出端連接；一用于將同時輸入的超前滯后臂各子載波相關(guān)值相加的第二累加器431，該累加器431與所述第一乘法器440的輸出端連接；一用于求輸入信號的共軛值的共軛模塊460，該共軛模塊460與第一累加器430的輸出端連接；一用于將同時輸入的解調(diào)信號與所述超前滯后臂累加信號相乘的第二乘法器441，該乘法器441同時與所述第二累加器431的輸出端及所述共軛模塊460的輸出端連接；一用于對輸入的復(fù)矢量取實(shí)部的取實(shí)模塊450，該取實(shí)模塊450與所述第二乘法器441的輸出端相連接。
在該矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器(PA-MD)中，第一乘法器440和第二累加器431可以為一體設(shè)置，第二乘法器441和取實(shí)模塊450可以為一體設(shè)置。
圖4中，41為基帶信號，42為NCO輸出控制信號，43為本地PN碼，44準(zhǔn)時臂采樣值，45為超前滯后臂相位因子，46為解調(diào)信號，47為定時誤差信號。
請同時參見圖4和圖5，PA-MD對接收到如式(2)所述的四進(jìn)制相移鍵控信號rk(t)在準(zhǔn)時時刻進(jìn)行采樣，并利用準(zhǔn)時時刻的采樣值間接構(gòu)造超前滯后臂相關(guān)值，進(jìn)一步利用準(zhǔn)時時刻的相關(guān)值和超前滯后臂相關(guān)值獲得定時誤差信號。圖5所示為使用該P(yáng)A-MD獲得定時誤差信號的一具體流程，執(zhí)行以下步驟步驟501.采樣點(diǎn)選擇模塊400接收到四進(jìn)制相移鍵控信號rk(t)，并將該信號rk(t)在準(zhǔn)時時刻進(jìn)行采樣得到準(zhǔn)時采樣值；步驟502.分析濾波器410將所述準(zhǔn)時臂采樣值進(jìn)行子載波解調(diào)得到準(zhǔn)時臂各子載波解調(diào)信號；步驟503.相關(guān)器420使所述準(zhǔn)時臂各子載波解調(diào)信號與本地PN碼相關(guān)得到準(zhǔn)時臂各子載波相關(guān)值Z0，m(τ)，該相關(guān)值Z0，m(τ)中的有用信號可表示為[Z0，m(τ)]s＝dk(n)Ra(τ)·e-j[φ-2πf(m-1)τ]，其中，τ為本地PN碼同接收的PN碼之間的同步誤差，Ra(τ)=Tc-|τ|Tc;]]>步驟504.累加器430將同時輸入的所述準(zhǔn)時臂各子載波相關(guān)值Z0，m(τ)相加，得到解調(diào)信號Z0(τ)；同時，第一乘法器44將準(zhǔn)時臂相關(guān)值Z0，m(τ)與一超前滯后臂相位因子[e-jωmV+jπf(M-1)V-ejωmV-jπf(M-1)V]相乘后得到超前滯后臂各子載波相關(guān)值Zm，mPA-MD(τ)，該相關(guān)值Zm，mPA-MD(τ)中的有用信號為[Zm,mPA-MD(τ)]s=dk(n)Ra(τ)·ej[2πf(m-1)τ-φ]·[e-jωmΔ+jπf(M-1)Δ-ejωmΔ-jπf(M-1)Δ];]]>步驟505.共軛模塊460對解調(diào)信號Z0(τ)求共軛得到一共軛值；第二累加器431將同時輸入的所述超前滯后臂各子載波相關(guān)值Zm，mPA-MD(τ)相加，得到一超前滯后臂累加信號ZmPA-MD(τ)，該累加信號ZmPA-MD(τ)中的有用信號為[ZmPA-PD(τ)]s=Mdk(n)Ra(τ)[Rf(τ-Δ)-Rf(τ+Δ)]e-j[φ-πf(m-1)τ],]]>其中，Rf(τ)=sin(Mπfτ)Msin(πfτ);]]>步驟506.第二乘法器441將同時輸入的所述共軛值與所述超前滯后臂累加信號ZmPA-MD(τ)相乘，得到一復(fù)矢量UmPA-MD(τ)，該復(fù)矢量UmPA-MD(τ)中的有用信號為[UmPA-MD(τ)]s=EcM2Ra2(τ)[Rf(τ-Δ)-Rf(τ+Δ)];]]>步驟507.取實(shí)模塊450對所述復(fù)矢量UmPA-MD(τ)取實(shí)部，得到定時誤差信號e(τ)，該定時誤差信號e(τ)中的有用信號為[e(τ)]s=EcM2Ra2(τ)Rf(τ)[Rf(τ-Δ)-Rf(τ+Δ)].]]>檢測器輸出的定時誤差信號在零點(diǎn)的信噪比決定了該檢測器的性能，定時誤差信號的信噪比越高，說明相應(yīng)的定時誤差檢測器的性能越好，參見圖6，圖6所示為加性高斯白噪聲信道中，在載波數(shù)為4的相同條件下，本發(fā)明MD和PA-MD與傳統(tǒng)型CD輸出的定時誤差信號的信噪比函數(shù)圖，圖中橫坐標(biāo)表示傳輸信道的信噪比，縱坐標(biāo)表示定時誤差檢測器所得到得定時誤差信號得信噪比，由圖6可以看出，在相同條件下，本發(fā)明所提供的兩種檢測器輸出的定時誤差信號的信噪比遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)型非相干檢測器，因此，其性能比傳統(tǒng)型非相干檢測器的性能更加優(yōu)越。
最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者對部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器，由采樣點(diǎn)選擇模塊(200)、第一分析濾波器(210)、相關(guān)器(220)和第一累加器(230)構(gòu)成，其特征在于，該矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器還包括一用于將輸入信號與一相位因子相乘的第一乘法器(260)，該乘法器(260)與所述相關(guān)器(220)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)與所述第一乘法器(260)的輸出端連接；一用于對輸入信號求模后對該模進(jìn)行平方運(yùn)算的第一模方器(250)，該模方器(250)與所述第二累加器(231)的輸出端連接；一用于將輸入信號與一相位因子相乘的第二乘法器(261)，該乘法器(261)與所述相關(guān)器(220)的輸出端連接；一用于將同時輸入的信號相加的第三累加器(232)，該累加器(232)與所述第二乘法器(261)的輸出端連接；一用于對輸入信號求模后對該模進(jìn)行平方運(yùn)算的第二模方器(251)，該模方器(251)與所述第三累加器(232)的輸出端連接；一用于對同時輸入的信號求差的加法器(240)，該加法器(240)同時與所述第一模方器(250)的輸出端和所述第二模方器(251)的輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器，其特征在于，所述第一乘法器(260)為一用于將準(zhǔn)時臂相關(guān)值與一超前臂相位因子相乘的乘法器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器，其特征在于，所述第二乘法器(261)為一用于將準(zhǔn)時臂相關(guān)值與一滯后臂相位因子相乘的乘法器。
4.一種基于上述權(quán)利要求1-3任一所述的矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器的獲得定時誤差信號的方法，其特征在于，該檢測方法利用準(zhǔn)時時刻的采樣值間接構(gòu)造超前和滯后時刻的采樣值并獲得定時誤差信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的獲得定時誤差信號的方法，其特征在于，所述利用準(zhǔn)時時刻的采樣值間接構(gòu)造超前和滯后時刻的采樣值獲得定時誤差信號的操作具體包括以下步驟步驟1.采樣點(diǎn)選擇模塊(200)接收到輸入信號，并在準(zhǔn)時時刻對該輸入信號進(jìn)行采樣得到準(zhǔn)時臂采樣值；步驟2.第一分析濾波器(210)將所述準(zhǔn)時臂采樣值進(jìn)行子載波解調(diào)得到準(zhǔn)時臂各子載波解調(diào)信號；步驟3.相關(guān)器(220)使所述準(zhǔn)時臂各子載波解調(diào)信號與本地PN碼相關(guān)得到準(zhǔn)時臂各子載波相關(guān)值；步驟4.第一累加器(230)將同時輸入的所述準(zhǔn)時臂各子載波相關(guān)值相加，得到解調(diào)信號；同時，第一乘法器(260)將準(zhǔn)時臂相關(guān)值與一超前臂相位因子相乘后得到超前臂各子載波相關(guān)值，第二乘法器(261)將準(zhǔn)時臂相關(guān)值與滯后臂相位因子相乘后得到滯后臂各子載波相關(guān)值；步驟5.第二累加器(231)將同時輸入的所述超前臂各子載波相關(guān)值相加，得到一超前臂累加信號；同時，第三累加器(232)將同時輸入的所述滯后臂各子載波相關(guān)值相加，得到一滯后臂累加信號；步驟6.第一模方器(250)對輸入的所述超前臂累加信號求模并對該模進(jìn)行平方運(yùn)算得到超前臂信號能量值；同時，第二模方器(251)對輸入的所述滯后臂累加信號求模并對該模進(jìn)行平方運(yùn)算得到滯后臂信號能量值；步驟7.加法器(240)將所述超前臂信號能量值與所述滯后臂信號能量值相減得到定時誤差信號。
6.一種矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器，由采樣點(diǎn)選擇模塊(400)、分析濾波器(410)、相關(guān)器(420)和第一累加器(430)構(gòu)成，其特征在于，該矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器還包括一用于將輸入信號與一相位因子相乘的第一乘法器(440)，該乘法器(440)與所述相關(guān)器(420)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(431)，該累加器(431)與所述第一乘法器(440)的輸出端連接；一用于求輸入信號的共軛值的共軛模塊(460)，該共軛模塊(460)與第一累加器(430)的輸出端連接；一用于將同時輸入的信號相乘的第二乘法器(441)，該乘法器(441)同時與所述第二累加器(431)的輸出端及所述共軛模塊(460)的輸出端連接；一用于對輸入的信號取實(shí)部的取實(shí)模塊(450)，該取實(shí)模塊(450)與所述第二乘法器441的輸出端相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的準(zhǔn)時臂輔助參考的矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器，其特征在于，所述第一乘法器(440)為一用于將準(zhǔn)時臂相關(guān)值與一超前滯后臂相位因子相乘的乘法器。
8.一種基于上述權(quán)利要求6或7所述的矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器的獲得定時誤差信號的方法，其特征在于，該檢測方法對輸入的信號在準(zhǔn)時時刻進(jìn)行采樣，并利用準(zhǔn)時時刻的采樣值間接構(gòu)造超前滯后臂相關(guān)值，進(jìn)一步利用準(zhǔn)時時刻的相關(guān)值和超前滯后臂相關(guān)值獲得定時誤差信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的獲得定時誤差信號的方法，其特征在于，所述利用準(zhǔn)時時刻的所述采樣值間接構(gòu)造所述超前滯后臂相關(guān)值，進(jìn)一步利用準(zhǔn)時時刻的所述相關(guān)值和所述超前滯后臂相關(guān)值獲得定時誤差信號，其操作具體包括以下步驟步驟1.采樣點(diǎn)選擇模塊(400)接收到輸入信號，并在準(zhǔn)時時刻對該輸入信號進(jìn)行采樣得到準(zhǔn)時臂采樣值；步驟2.分析濾波器(410)將所述準(zhǔn)時臂采樣值進(jìn)行子載波解調(diào)得到準(zhǔn)時臂各子載波解調(diào)信號；步驟3.相關(guān)器(420)使所述準(zhǔn)時臂各子載波解調(diào)信號與本地PN碼相關(guān)得到準(zhǔn)時臂各子載波相關(guān)值；步驟4.累加器(430)將同時輸入的所述準(zhǔn)時臂各子載波相關(guān)值相加，得到解調(diào)信號；第一乘法器(440)將所述準(zhǔn)時臂各子載波相關(guān)值與一超前滯后臂相位因子相乘，得到超前滯后臂各子載波相關(guān)值；步驟5.共軛模塊(460)對所述解調(diào)信號求共軛得到一共軛值；第二累加器(431)將同時輸入的所述超前滯后臂各子載波相關(guān)值相加，得到一超前滯后臂累加信號；步驟6.第二乘法器441將同時輸入的所述共軛值與所述超前滯后臂累加信號相乘，得到一復(fù)矢量；步驟7.取實(shí)模塊(450)對所述復(fù)矢量取實(shí)部，得到定時誤差信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求5或9所述的獲得定時誤差信號的方法，其特征在于，所述步驟1中所述接收到輸入信號為接收到的四進(jìn)制相移鍵控信號。
全文摘要
本發(fā)明提供一種矢量旋轉(zhuǎn)型定時誤差檢測器，包括順序連接的采樣點(diǎn)選擇模塊、分析濾波器、相關(guān)器和累加器，還包括順序連接的第一乘法器、第二累加器、第二乘法器和取實(shí)模塊，還包括一共軛模塊，所述第一乘法器的輸入端與所述相關(guān)器的輸出端連接，所述第二乘法器的輸入端通過所述共軛模塊與所述累加器的輸出端連接，該檢測器利用準(zhǔn)時時刻的采樣值超前滯后臂的采樣值，并利用該采樣值獲得定時誤差信號。本發(fā)明提供定時誤差檢測器結(jié)構(gòu)和硬件電路簡單，性能好，使用該定時誤差檢測器獲得定時誤差信號的方法具有抽樣次數(shù)少、運(yùn)算量小、輸出的定時誤差信號的信噪比大的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H04L27/233GK1750529SQ200510099369
公開日2006年3月22日 申請日期2005年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月16日
發(fā)明者羅武, 申暢, 董明科, 項海格 申請人:北京大學(xué)