[发明专利]基于非线性信号处理的定时恢复系统及其恢复方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数字通信系统的定时恢复系统及其恢复方法，特别是一种基于非线性信号处理的定时恢复系统及其恢复方法。

背景技术

在通信、科研、国防、航空航天等领域的通信系统中，往往需要将接收端的数据时钟同步到发射端的数据时钟。因此，需要对接收端的时钟进行定时恢复以便获得与发射端同步的数据时钟。为了解决这一问题，目前通信系统常采用数字锁相环的数字定时恢复方法。但是，通过该方法中的鉴相器处理的数据存在精度差的问题，而且计算比较复杂，定时恢复时间长。由于对上述算法中数值的处理没有相关研究，在保证了数据精度的前提下，数据位数一般至少要32位，计算复杂度高；同样，数据位数减少，其计算精度无法得到保证，数据位数和精度一直是该方法中一对不可调和的矛盾。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提出了一种基于非线性信号处理的定时恢复系统及其恢复方法，该系统在实现将接收端的数据时钟同步到发射端的数据时钟的同时，提高了数据处理的精度，减少了计算的复杂程度，缩短了定时恢复的时间。

本发明是通过下述的技术方案来实现的。

一种基于非线性信号处理的定时恢复系统，包括：

对接收端的信号及恢复出时钟进行采样的采样器；

抽取匹配滤波器，用于接收所述采样器采集的信号，并对数字做归一化

处理；

进一步地，所示抽取匹配滤波器包括半带滤波器和FIR滤波器。

误差计算器，用于接受所述抽取匹配滤波器输出的误差值，对所述误差值进行定时误差计算；

对所述误差值进行滤波处理的环路滤波器；以及

压控振荡器，用于接受经过环路滤波器处理的误差值并将恢复出的时钟送至采样器，

进一步地，该系统还包括非线性信号处理器，所述非线性信号处理器接收定时误差计算器输出端输出的非线性信号，对非线性信号进行处理，并将处理后的信号送至环路滤波器。

本发明还包括一种基于非线性信号处理的定时恢复方法，该方法包括下述步骤：

1）采样器接收端接收到的信号，经过恢复出的时钟进行采样，所述恢复出的时钟为4倍以上信号速率；

2）所述采样器所输出的信号进入抽取匹配滤波器后，抽取匹配滤波器对数字进行归一化处理，处理后的信号速率降为输入信号速率的2倍；

3）降速后的复数的滤波值从抽取匹配滤波器输出，所述定时误差计算器采用双路Gardner算法对误差值进行定时误差计算，得到没有规律性的误差估计值；

4）将所述没有规律性的误差估计值送入所述环路滤波器，得到滤波后的定时误差估计值；

5）将所述滤波后的定时误差估计值送至压控振荡器，控制压控振荡器的输出频率，恢复出时钟，从而对接收端接收到的信号再次进行定时恢复处理。

进一步地，所述定时恢复方法还包括下述步骤：将所述定时误差计算器输出的没有规律性的误差估计值送入所述环路滤波器之前，先送入非线性信号处理器，所述非线性信号处理器对误差估计值进行非线性限幅处理，将误差值限定在设定范围内，超过设定值则取设定值，最后得到区间内的数值，然后将滤波后的定时误差估计值送至压控振荡器的步骤。

进一步地，定时恢复方法中所述误差值的设定范围为【-2,2】。

下面将结合附图对本发明的定时恢复系统和定时恢复方法进行进一步说明。

附图说明

图1为本发明基于非线性信号处理的定时恢复系统的系统框图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的定时恢复系统包括采样器（ADC）、抽取匹配滤波器（Deci_LPF）、定时误差估计（Timming_error）、环路滤波器（Loop_LPF）、压控振荡器（VCO）。为了提高数值处理精度，缩短定时恢复时间，本发明定时恢复系统还包括对定时误差估计值进行非线性限幅处理的非线性信号处理器（Sat）。经过上述定时恢复系统，在实现将接收端的数据时钟同步到发射端的数据时钟的同时，提高了数据处理的精度，减少了计算的复杂程度。本发明一个实施例的定时恢复方法包括下列步骤:

采样器接收接收端的信号（in），经过恢复出的时钟（fs）进行采样，恢复出的时钟（fs）为4倍以上信号速率，可以是6倍、8倍等的信号速率。