符号定时同步通常依赖于数字 PLL 程序,这是一个依赖于检测定时误差信号的迭代过程,该信号用于控制插值滤波器,该滤波器继而跟踪该误差,直到实现锁定。假设完全忽略此反馈算法并使用强力过采样,以便匹配滤波器输出处的最大幅度样本将成为进一步处理的样本。所以没有跟踪,没有锁定。忽略任何小的量化误差,使用这种方法是否还有其他问题?
使用高采样率的符号定时同步
这种方法的主要问题是,如果您不考虑噪声,它在您的设计中似乎可以正常工作,但在实际应用中,在低或什至中等 SNR 条件下会失败,除非您开始执行适当的跟踪环路响应将执行的操作设计,即对样本进行平均以采样噪声,以提供对正确时序位置的最佳估计;您无法对任何给定样本进行正确估计的值。所以是的,只要您进行正确的滤波/平均和时序估计,并根据当前和过去的更新纠正您的时序估计,您就可以进行时序恢复——但这就是时序恢复循环正在做的并且非常有效的事情。对于您追求时序(和载波恢复,
由于在我的其他链接中没有详细说明,因此补充一点是适用于 QPSK 和 QAM 实现的 Gardner 定时错误检测器 (TED) 实现,其中显示的符号是复数 I、Q 输出。我没有专门为 OQPSK 实现这一点,但不明白为什么简单地将 I 和 Q 样本偏移半个符号是行不通的。TED 产生的平均电平与时序误差成正比,并且在任何一个给定输出上都会产生显着的模式噪声,因此假设作为整体环路设计的一部分进行平均:
请注意,Gardner TED 具有相对较高的载波偏移捕获范围(有关更多详细信息,请参见匹配滤波器的位置),因此假设载波的估计在此范围内,可以在载波恢复之前完成时序恢复,如在此 QAM 接收器实现中所示(每个符号两个样本用于定时恢复,一旦获得,它就会被抽取到每个符号一个样本用于载波恢复。此外,根据使用的波形脉冲整形和定时误差确定,定时恢复的输入可能会更好在匹配滤波之前或之后(因此框图中的虚线表示可以使用其中任何一个)。
下图比较了改变接收器中 ADC 的采样时钟频率的方法与插值和重采样的方法。后者在现代软件无线电解决方案中更为普遍。
(不幸的是,这两种实现是反向流动的,对此我深表歉意;这是我现成的数字)
下图演示了插值和重采样的概念:
fred harris 公开的多相滤波器方法可以有效地进行这种插值和重定时,因此您实际上不需要插值到高于每个符号 2 个样本的速率。请注意,您还只需要多相滤波器组中的三个滤波器实现:一个当前和两个相邻。在从当前更改为相邻之后,可以从 ROM 表中更新滤波器系数。(保留三个的原因是,在切换两个输出之前,所有需要的滤波器都正确加载了波形历史)。
有关多相重定时和多相滤波器实现的更多详细信息,请参见以下链接: