一种码元同步器和码元同步方法技术

本发明专利技术公开了一种码元同步器和码元同步方法，码元同步器包括采样量化单元、前导码同步单元、帧同步码同步单元和定时器，码元同步方法包括步骤：S1、采样量化单元对基带信号波形进行采样量化；S3前导码同步单元根据dPMR标准帧结构中的前导码波形对采样量化后的基带信号波形进行归一化和匹配滤波并将结果输出采样量化单元；S5、帧同步码同步单元根据dPMR标准帧结构中的帧同步码波形对采样量化后的基带信号波形进行归一化和匹配滤波并将结果输出采样量化单元。实现准确定位输入的基带信号波形中前导码和帧同步码波形位置，在通信开始和通过过程中对采样量化单元的采样判决点进行调整。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及码元同步技术，更具体地说，涉及适用于dPMR标准解调中的。
技术介绍
dPMR (Digital Private Mobile Radio)系统，中频调制采用频分多址(FDMA)技术，每一射频载波带宽是6. 25kHz。图I为dPMR标准的协议栈框图，如图I所示，整个dPMR标准分为控制平面和用户平面，共有3层空中接口(Air Interface,简称Al)结构，从下往上分别是物理层(Physical Layer,简称PL),数据链路层(Data Link Layer,简称DDL)和呼叫控制层(Call Control Layer，简称CCL)。其它外接设备只要支持这三层空中接口规范，就能接入连接该标准。 图2为dPMR标准的帧结构示意图，如图2所示，一个完整语音通话的帧结构由头帧(Head)、超帧(SF)和尾帧(End)组成，其中，在头帧和超帧的固定序列中存在前导码和帧同步码。按dPMR标准规定，前导码为72bits :5F 5F 5F 5F 5F 5F 5F 5F 5F，帧同步码为24bits 5F F7 7D。在同一个帧中，前导码和与其相邻的帧同步码之间的时间间隔为80ms，两个帧同步码之间的时间间隔为160ms。dPMR标准的基带信号中前导码的作用即是用来进行码元同步，通信开始时都有一段前导码序列5F 5F 5F 5F 5F 5F 5F 5F 5F，理想的前导码波形(前导码进过4FSK调制后的部分波形，每根虚线即为I个符号个数)如图3所示，前导码各波峰值相同。现有的检测输入的基带信号波形中前导码波形的一般方法是寻找这种相邻波峰值相同的波形，这种方法实现简单，但是会产生两个问题，一是在有噪声干扰时，各波峰值就有可能不相同，想要准确定位输入的基带信号波形中前导码波形的位置很困难；二是在一个完整的通信过程中，前导码只在通信开始时出现，仅针对前导码进行同步的方法只能在通信开始时，求得最佳抽样判决点，后面的通信过程中没有再对最佳抽样判决点进行调整，随着通信时间的增力口，最佳抽样判决点累计的误差越来越大，从而导致码元失步。
技术实现思路
本专利技术针对现有的码元同步方案定位输入的基带信号波形中前导码波形的位置的准确度不高，并且无法在通信过程中对最佳采样判决点进行调整的缺陷，提供一种能够准确定位输入的基带信号波形中前导码波形的位置，并且能够在通信开始和通过过程中对最佳采样判决点进行调整的码元同步器和码元同步方法。本专利技术解决其技术问题提供的技术手段是提供一种码元同步器，包括采样量化单元，根据本地参考时钟对基带信号波形进行采样量化，并输出基带信号波形的采样量化值；前导码同步单元，根据dPMR标准帧结构中的前导码波形对采样量化后的基带信号波形进行归一化和匹配滤波，并获取经归一化和匹配滤波后的基带信号波形中最大幅值的相位，将获取的最大幅值的相位输出所述采样量化单元以调整所述采样量化单元的采样判决点；帧同步码同步单元，根据dPMR标准帧结构中的帧同步码波形对采样量化后的基带信号波形进行归一化和匹配滤波，并获取经归一化 和匹配滤波后的基带信号波形中最大幅值的相位，将获取的最大幅值的相位输出所述采样量化单元以调整所述采样量化单元的采样判决点；定时器，通信开始时使能所述前导码同步单元直至其输出其获取的基带信号波形中最大幅值的相位后停止使能，并经过60毫秒使能所述帧同步码同步单元直至其输出其获取的基带信号波形中最大幅值的相位后停止使能，且每经过120毫秒再次使能所述帧同步码同步单元直至其输出其所获取的基带信号波形中最大幅值的相位后停止使能。本专利技术的码元同步器，所述前导码同步单元包括前导码归一化滤波单元，根据dPMR标准帧结构中的前导码波形的幅值对所述采样量化单元输出的采样量化后的基带信号波形的幅值进行归一化滤波；前导码匹配滤波单元，接收经过归一化滤波后的基带信号波形，选取dPMR标准帧结构中的三分之一的前导码波形对所述归一化滤波后的基带信号波形进行三次匹配滤波，并且在每次匹配滤波后输出搜索到的基带信号波形中最大幅值的相位；判断单元，接收所述前导码匹配滤波单元输出的三个相位并判断所述三个相位是否相等，若相等则将该相位输出所述采样量化单元以调整所述采样量化单元的采样判决点，若不相等则丢弃接收到的所述三个相位。优选地，所述前导码归一化滤波单元根据以下公式对采样量化后的基带信号波形的幅值进行归一化滤波Unify1Q) = sample (i) X a j ； O ^ i < Hum^ef1α ι = max (| ref^ (i) |) /max (| sample (i) |) ; O ^ i < Hum^ef1其中，Unify1 (i)表示归一化滤波后的基带信号波形的采样量化值，sample (i)表示采样量化单元110输出的基带信号的采样量化值，a i表示前导码的归一化系数，ref^i)为dPMR标准帧结构中前导码波形的符号值，max (Iref1 (i))为dPMR标准帧结构中前导码波形的幅值最大值，maX(|Sample(i))为采样量化单元110采样量化的基带信号波形的幅值最大值，Hum^ef1为dPMR标准帧结构中前导码波形的符号个数；所述前导码匹配滤波单元根据以下公式对经归一化后的基带信号波形进行匹配滤波NUM1 —I mmi Vefl —IInaich1 (/) = V ^ .uni.fy' (/ - j) · rcf\{num. — ref] — j) i=num _ Vefl J=O其中，matchji)为经归一化和匹配滤波后的基带信号波形的采样量化值，NUM1=NXM17M1表示dPMR标准帧结构中三分之一的前导码波形序列的符号个数，N为所述采样量化单元对基带信号波形进行采样的每个符号时钟周期内的符号个数。本专利技术的码元同步器，所述帧同步码同步单元包括帧同步码归一化滤波单元，根据dPMR标准帧结构中的帧同步码波形的幅值对所述采样量化单元输出的采样量化后的基带信号波形的幅值进行归一化滤波；帧同步码匹配滤波单元，接收经过归一化滤波后的基带信号波形，根据dPMR标准帧结构中的帧同步码波形对所述归一化滤波后的基带信号波形进行匹配滤波，并获取基带信号波形中最大幅值的相位，将获取的所述相位输出所述采样量化单元以调整所述采样量化单元的采样判决点。优选地，所述帧同步码归一化滤波单元根据以下公式对采样量化后的基带信号波形的幅值进行归一化滤波Unify2 (i) = sample (i) X α 2 ； O ^ i < num_ref2α 2 = max (| ref2 (i) |) /max (| sample (i) |) ; 0 ^ i < num_ref2其中，Unify2 (i)表示归一化滤波后的基带信号波形的采样量化值，sample (i)表示所述采样量化单元(110)输出的基带信号的采样量化值，Ci2表示帧同步码的归一化系数，ref2(i)为dPMR标准巾贞结构中巾贞同步码波形的符号值,max (|ref2(i))为dPMR标准中贞结构中帧同步码波形的幅值最大值，max(|sample(i) I)为采样量化单元110采样量化的基 带信号波形的幅值最大值，num ref2为d本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种码元同步器，其特征在于，包括：采样量化单元（110），根据本地参考时钟对基带信号波形进行采样量化，并输出基带信号波形的采样量化值；前导码同步单元（120），根据dPMR标准帧结构中的前导码波形对采样量化后的基带信号波形进行归一化和匹配滤波，并获取经归一化和匹配滤波后的基带信号波形中最大幅值的相位，将获取的最大幅值的相位输出所述采样量化单元（110）以调整所述采样量化单元（110）的采样判决点；帧同步码同步单元（130），根据dPMR标准帧结构中的帧同步码波形对采样量化后的基带信号波形进行归一化和匹配滤波，并获取经归一化和匹配滤波后的基带信号波形中最大幅值的相位，将获取的最大幅值的相位输出所述采样量化单元（110）以调整所述采样量化单元（110）的采样判决点；定时器（140），通信开始时使能所述前导码同步单元（120）直至其输出其获取的基带信号波形中最大幅值的相位后停止使能，并经过60毫秒使能所述帧同步码同步单元（130）直至其输出其获取的基带信号波形中最大幅值的相位后停止使能，且每经过120毫秒再次使能所述帧同步码同步单元（130）直至其输出其所获取的基带信号波形中最大幅值的相位后停止使能。...

【技术特征摘要】
1.一种码元同步器，其特征在于，包括 采样量化单元(110)，根据本地参考时钟对基带信号波形进行采样量化，并输出基带信号波形的采样量化值； 前导码同步单元(120)，根据dPMR标准帧结构中的前导码波形对采样量化后的基带信号波形进行归一化和匹配滤波，并获取经归一化和匹配滤波后的基带信号波形中最大幅值的相位，将获取的最大幅值的相位输出所述采样量化单元(110)以调整所述采样量化单元(110)的采样判决点； 帧同步码同步单元(130)，根据dPMR标准帧结构中的帧同步码波形对采样量化后的基带信号波形进行归一化和匹配滤波，并获取经归一化和匹配滤波后的基带信号波形中最大幅值的相位，将获取的最大幅值的相位输出所述采样量化单元(110)以调整所述采样量化单元(110)的采样判决点； 定时器(140)，通信开始时使能所述前导码同步单元(120)直至其输出其获取的基带信号波形中最大幅值的相位后停止使能，并经过60毫秒使能所述帧同步码同步单元(130)直至其输出其获取的基带信号波形中最大幅值的相位后停止使能，且每经过120毫秒再次使能所述帧同步码同步单元(130)直至其输出其所获取的基带信号波形中最大幅值的相位后停止使能。2.根据权利要求I所述的码元同步器，其特征在于，所述前导码同步单元(120)包括 前导码归一化滤波单元(121)，根据dPMR标准帧结构中的前导码波形的幅值对所述采样量化单元(110)输出的采样量化后的基带信号波形的幅值进行归一化滤波； 前导码匹配滤波单元(122)，接收经过归一化滤波后的基带信号波形，选取dPMR标准帧结构中的三分之一的前导码波形对所述归一化滤波后的基带信号波形进行三次匹配滤波，并且在每次匹配滤波后输出搜索到的基带信号波形中最大幅值的相位； 判断单元(123)，接收所述前导码匹配滤波单元(122)输出的三个相位并判断所述三个相位是否相等，若相等则将该相位输出所述采样量化单元(110)以调整所述采样量化单元(110)的采样判决点，若不相等则丢弃接收到的所述三个相位。3.根据权利要求2所述的码元同步器，其特征在于，所述前导码归一化滤波单元(121)根据以下公式对采样量化后的基带信号波形的幅值进行归一化滤波Unify1Q) = sample (i) X a j ； O ^ i < Hum^ef1α ι = max (| ref^ (i) |) /max (| sample (i) |) ; O ^ i < Hum^ef1 其中，Unify1 (i)表示归一化滤波后的基带信号波形的采样量化值，sample (i)表示采样量化单元110输出的基带信号的采样量化值，Ci1表示前导码的归一化系数，Mf1 (i)为dPMR标准帧结构中前导码波形的符号值，max (I Tef1(I))为dPMR标准帧结构中前导码波形的幅值最大值，maX(|Sample(i))为采样量化单元110采样量化的基带信号波形的幅值最大值，num^efi为dPMR标准巾贞结构中前导码波形的符号个数； 所述前导码匹配滤波单元(122)根据以下公式对经归一化后的基带信号波形进行匹配滤波其中，Hiatch1 (i)为经归一化和匹配滤波后的基带信号波形的采样量化值，NUM1=NXM1,M1表示dPMR标准帧结构中三分之一的前导码波形序列的符号个数，N为所述采样量化单元(110)对基带信号波形进行采样的每个符号时钟周期内的符号个数。4.根据权利要求I所述的码元同步器，其特征在于，所述帧同步码同步单元(130)包括 帧同步码归一化滤波单元(131)，根据dPMR标准帧结构中的帧同步码波形的幅值对所述采样量化单元(110)输出的采样量化后的基带信号波形的幅值进行归一化滤波； 帧同步码匹配滤波单元(132)，接收经过归一化滤波后的基带信号波形，根据dPMR标准帧结构中的帧同步码波形对所述归一化滤波后的基带信号波形进行匹配滤波，并获取基带信号波形中最大幅值的相位，将获取的所述相位输出所述采样量化单元(110)以调整所述采样量化单元(110)的采样判决点。5.根据权利要求4所述的码元同步器，其特征在于，所述帧同步码归一化滤波单元(131)根据以下公式对采样量化后的基带信号波形的幅值进行归一化滤波Unify2 (i) = sample (i) X α 2 ； O ^ i < num_ref2 α 2 = max (| ref2 (i) |) /max (| sample (i) |) ; 0 ^ i < num_ref2 其中，unify2(i)表示归一化滤波后的基带信号波形的采样量化值，sample (i)表示所述采样量化单元(110)输出的基带信号的采样量化值，α 2表示帧同步码的归一化系数，ref2(i)为dPMR标准巾贞结构中巾贞同步码波形的符号值,max(|ref2(i))为dPMR标准巾贞结构中帧同步码波形的幅值最大值，max(|Sample(i) I)为采样量化单元110采样量化的基带信号波形的幅值最大值，num_ref2为dPMR标准帧结构中帧同步码波形的符号个数； 所述帧同步码匹配滤波单元(132)根据以下公式对经归一化后的基带信号波形进行匹配滤波 其中，Hiatch2 (i)为经归一化和匹配滤波后的基带信号波形的采样量化值，NUM2=NXM2,M2表示dPMR标准巾贞结构中的巾贞同步码波...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈曦，陈海飞，林孝康，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：