匹配过滤器的位置

信息处理 数字通信 匹配过滤器
2022-01-06 00:44:17

在数字通信接收机中,使用了匹配滤波器(SRRC 滤波器)。在不同的文献中,在两个不同的地方提到了匹配滤波器的位置。一种是在 ADC 之后紧跟时序恢复系统的重采样器,另一种是在时序恢复过程的重采样器之后,然后是时序误差检测器 (TED)。

据我了解,实际上它应该在重采样器之后。比方说,在发射机侧的插值因子是 4 美元,这意味着每个符号 4 美元的样本。因此,如果符号率为 $2\textrm{ MHz}$,则采样率为 $8\textrm{ MHz}$。

现在,在接收端,假设我使用的 ADC 以 $40\textrm{ MSps}$ 采样,即采样率为 $40\textrm{ MHz}$,这是符号速率的 20$ 倍,或 5$ 倍发射机采样率。只有在重新采样之后,我们才能恢复原来的发射机采样率,因此可以使用 SRRC 滤波器(过采样率 4 美元)。否则,如果我们在重采样器之前使用,我们必须使用 SRRC 滤波器(过采样率 20 美元),这将增加滤波器系数的数量,从而增加硬件成本。

我的理解正确吗?

1个回答

在最终的 RRC 滤波之后过零的时间跨度增加(并且符号采样位置收敛,这是有利于零 ISI 的目标,但该过程中过零的增加不利于时序恢复!)。因此,如果您使用的是对此敏感的 Gardner TED,最好在 RRC 滤波之前使用 TED,因为时序 SNR 会更高。

然而,在 RRC 滤波器之后,对符号决策(每个符号 1 个样本)进行操作的同步器(例如 Mueller 和 Mueller)具有更好的性能。

以下是有关使用 Gardner TED 的详细信息,以显示所涉及的注意事项:

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当我与 Gardner TED 更密切地研究这个时,请参阅下面的数据,还显示了为了更好的频谱效率而需要权衡的较低滚降(alpha 值),但由于鉴别器斜率降低和更高,因此时序 SNR 较低图案噪声。显示的是“平均值(TED)”,它是 Gardner TED 的时序鉴别器(更高的斜率意味着更高的环路增益/灵敏度),以及检测器的模式噪声与时序偏移的关系。请注意,如果您在 RRC 滤波之前进行时序错误检测,则可以获得更高的时序 SNR。这是因为 RRC 滤波后过零的时间跨度增加,而符号判决位置收敛(参见 RRC 前后的波形图)。

为了进行比较,如果需要,我也可以稍后包含 M&M 同步器,因为我也以类似的方式研究过它,但现在我将我在这篇文章末尾得出的比较划线。

QPSK / QAM 的加德纳 TED:

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$TED = I_{2n}(I_{2n+1}-I_{2n-1}+Q_{2n}(Q_{2n+1}-Q_{2n-1}) = real[conj(y_n)(y_ {2n+1}-y_{2n-1})]$

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这显示了来自 Garndner 定时误差检测器的模式噪声的频谱特性:

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为了比较(和考虑),下面是 Mueller & Mueller (M&M) 同步器:

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在不详细说明 Mueller & Mueller 同步器 (M&M) 的情况下,我将至少包括以下我在比较 Gardner TED 与 Mueller & Mueller 同步器时所做的关键要点:

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