位同步Gardner環的研究

1.課題背景 在數字通信中，消息是由一串連續的信號碼元傳遞的。這些碼元通常都有相同的持續時間。接收端接收這個碼元序列時，一般均需知道每個碼元的起止時刻，從而對碼元進行判決。例如，用取樣判決器對信號進行取樣判決時，一般均應對準每個碼元最大值的位置。因此，接收端必須要產生一個碼元定時脈沖序列，并且定時脈沖的重復頻率和相位(位置)要與接收碼元一致。即：接收端定時脈沖的重復頻率和發送端碼元速率相同；脈沖位置(即取樣判決時刻)對準最佳取樣判決位置。我們把在接收端產生與接收碼元的重復頻率和相位一致的定時脈沖序列的過程稱為碼元同步或位同步、位定時，而稱這個定時脈沖序列為碼元同步脈沖或位同步脈沖。 2.課題相關理論概述 Ganrder法是一種不需要先進行載波同步的定時誤差估計算法。這種方法是一種非判決指向方法，其基本思想是：提取出相鄰碼元最佳采樣點的幅度和極性變化信息，再加上相鄰碼元過渡點是否為零這一信息，就可以從采樣信號中提取出定時誤差。 在系統設計中Gardner鎖相環位于Costas載波同步鎖相環之后，主要由四部分組成：內插器、時鐘誤差提取模塊、環路濾波器以及控制器模塊。 相互正交的I，Q兩路信號的采樣點通過運算每個符號期間都會產生一個定時錯誤樣點。通過定時誤差檢測把定時錯誤序列通過環路濾波器后送給數控振蕩器，由數控振蕩器產生參數控制插值濾波器，最后插值濾波器進行采樣時刻調整，從而完成整個符號同步過程。如何由接收到的采樣點產生定時錯誤序列，這是Gardner算法的關鍵所在，在后面的章節，我們將詳細討論Gardner環的原理。 環路的基本工作流程這里就不做敘述了，有興趣的同學可以查看相關的參考文獻，內容基本雷同，下面對幾個主要模塊進行介紹。 時鐘誤差提取模塊

Gardner算法中的每個符號需要兩個采樣點，一個為符號的最佳觀察點，一個為兩個最佳觀察點之間的采樣點。該算法使用與捕獲與跟蹤兩種模式。誤差提取模塊每個符號周期計算一次，理論計算公式為：

環路濾波器

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總結

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