[发明专利]快速周跳检测和校正

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年5月29日提交的美国临时申请61/217333的优先权，该申请的全部内容在此全文并入作为参考。

技术领域

本发明涉及用于改善卫星系统的通信的快速周跳(cycle slip)检测和校正的方法和装置。

背景技术

载波恢复电路(carrier recovery circuitry)的鉴相器(phase detector)具有不同稳定点(stable point)。对于多相移键控(MPSK)，在2π/M不同的星座点(constellation point)上给出稳定点，其中M是调制阶数。这通常被称为“2π/M相位模糊(phase ambiguity)”。必须使用不同的去旋转(de-rotate)逻辑来校正相位模糊并将符号(symbol)去旋转回正确星座星座，用于去旋转之后的前向纠错(FEC)。在载波跟踪(carrier tracking)或获取阶段(acquisition phase)过程中，鉴相器的相位估计通常在上述稳定点附近波动。如果在载波恢复环路中引入的噪声超过某个阈值，相位估计将被推入相邻的稳定星座点。这种效应称为周跳，由于去旋转逻辑需要遵循稳定点，周跳可能导致FEC中的差错。信号星座图(signaling constellation)一般具有某种程度的旋转对称(rotational symmetry)，其提供了用于2π/M相位模糊的起因。QAM(正交幅度调制)/QPSK(正交相移键控)星座具有四重对称，并且相等可能性地锁定至其四个旋转之一。8PSK(八相相移键控)具有八重对称。因为载波恢复回路具有一些延迟以跟踪系统中的相位噪声，环路误差(loop error)通常由限幅器判决(slicer decision)产生，因此任何2π/M旋转都是环路的可行稳频控制点(lock point)。当建立正确相位时，足够幅度的噪声可能将环路从一个稳频控制点推向另一个稳频控制点，因为两个稳频控制点对于跟踪环路都是局部极小的。

通常，去旋转逻辑依赖于已知符号(或者训练符号)以除去所述相位模糊。对于给定已知(训练)符号，对于星座只有一个有效旋转。其他系统检查误差率-如果全部环路都被锁定，但是误差率很高，有可能该旋转是错误的并且采用另外的旋转。系统逐步跟踪不同的旋转，直至达到一个合适的旋转。但是，这个过程需要时间，并且FEC需要大量时间来开始解码有效数据，其可能包括数百、数千甚至更多的符号。但是，采用传统方法，整个数据块可能会受损，直至到达具有已知符号块的点并且去旋转逻辑能够将星座点旋转至正确相位。

发明内容

本发明可以解决现有技术的上述和其他缺点，本发明涉及一种用于改善卫星系统的通信的快速周跳检测和校正的方法和装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于改善卫星系统的通信的快速周跳检测和校正的方法和装置。

本发明提供了一种用于在反馈载波恢复之前检测和校正包括同步符号(sync symbol)块和数据符号块的数据流中快速周跳的快速周跳检测和校正方法。在检测到数据流中的同步符号块的最后同步符号时，计算相位模糊角。在确定计算的相位模糊角与前一个计算的相位模糊角不同时，周跳校正器开始周跳校正以产生校正的数据流。将所述校正的数据流提供至反馈载波恢复电路。

所述数据流还可以包括导频符号(pilot symbol)块。响应于检测到接收到的所述数据流中导频符号块的最后导频符号进行相位模糊角的计算。所述同步符号可以由r[s+i]＝exp(jφ)t[i]+w[i]，i＝0，…，N-1表示，其中s表示同步符号的起始序号，N表示同步符号的数量，t[i]表示已知同步符号并且具有由A表示的恒定幅度，接收信号中嵌入的噪声由w[i]表示。相位模糊角由φ∈{2πκM,k=0,1,...,M-1}]]>表示。

相位模糊角还可以表示为：