- 基于数字滤波平方的定时同步算法的研究

Gardner定时控制方法和新控制方法分别为两种定时控制方法在码速率为300 MHz，采样率为1.2 GHz，时偏为0.25T，SNR为15 dB时的星座图。从星座图可明显看出，新控制方法效果更好，星座图更加收敛。

Matlab仿真仿真中，采用QPSK调制，匹配滤波器滚降系数设为0.35，符号率为300 MHz，采样率1.2 GHz，每个码元采4个点，信噪比设为15 dB，信道为高斯白噪声信道。

当时偏设为0.25T和-0.25T时，环路定时误差检测结果分别如图6(a)和图6(b)所示。通过图8可以看出误差检测结果是可信的。

5 算法实现

在Matlab仿真性能得到保证的前提下，文中对该算法进行了硬件实现，并取得了良好的效果。算法硬件实现流程，如图7所示。

信号源部分使用信号发生器产生300 MHz的BPSK信号，A/D采样率为1.2 GHz，A/D直接对基带信号以4倍的符号率采样，匹配滤波的滚降系数为0.5，数字处理部分采用Xilinx公司的Virtex-4系列FPGA芯片。算法实现消耗8%的Slices以及14%的DSP48s。

使用Chipscope观察，当信噪比为15 dB时，定时同步前后的星座图对比如图8所示。

6 结束语

设计了基于数字滤波平方的全数字接收机定时同步方法，定时同步环路主要由定时误差提取、定时控制与内插滤波器3部分组成。其中定时误差是由基带采样信号进行离散傅里叶变换提取得到，并且文中设计了一种适用于高速通信下的并行实现结构，内插系数由定时控制模块计算的小数间隔确定，从定时控制模块计算出的整数间隔相当于重采样时钟，对内插后的信号进行采样，即可得到同步数据。数字滤波平方法属于非数据辅助型，对载波不敏感，可以先于载波同步进行，算法实现结构属于前馈式，适合于突发通信、运算简单、系统实现方便，Matlab仿真与硬件实现结果表明，该设计方案可以较好地解决定时问题。