[发明专利]码元时钟恢复装置及方法和解调器

说明书

技术领域

本发明涉及遥感卫星通信技术领域，特别涉及一种码元时钟恢复装置和恢复方法，以及具有该码元时钟恢复装置的解调器。

背景技术

解调器是卫星遥感地面接收设备的重要组成部分，解调器将接收到的卫星信号进行一系列解调、译码、帧同步等操作输出解调数据，进而根据不同工程需求，解调数据的输出格式要求也不同，同时具有多种输出方式的解调设备越来越成为各科研机构和各单位研究的重点。其中，常见的解调数据输出方式有万兆以太网传输、LVDS(Low-Voltage Differential Signaling低电压差分信号)输出及传统ECL(Emitter Coupled Logic,发射极耦合逻辑电路)输出。针对LVDS和ECL输出，在解调器内部需要为数据的输出提供同步时钟，精确的码元同步时钟恢复算法及系统能为数据输出提供精准时钟信号，保证输出数据精度和输出速率。

目前，码元同步时钟恢复的几个研究重点包括时钟精度、高码率及针对不同输出要求的多种时钟产生机制。其中，高精度是码元时钟恢复的基本要求，产生的时钟与标准时钟偏差越小越好，即时钟抖动越小则产生的时钟越精确，输出数据越可靠。目前比较常用的时钟恢复算法是Gardner算法，但Gardner算法适用于低符号率，随着遥感卫星传感器分辨率的提高，图像数据越来越大，卫星数据传输速率越来越高，采用Gardner算法很难达到高符号率的要求。

发明内容

本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题。

为此，本发明的一个目的在于提出一种码元时钟恢复装置，该码元时钟恢复装置可以满足高速大量数据输出的处理要求，并且输出形式灵活多样，使用方便。

本发明的另一个目的在于提出一种码元时钟恢复方法。

本发明的再一个目的在于提出一种解调器。

为达到上述目的，本发明的一方面实施例提出一种码元时钟恢复装置，该码元时钟恢复装置包括码元时钟恢复模块和数据输出模块，其中所述码元时钟恢复模块包括I路码元时钟恢复子模块和Q路码元时钟恢复子模块，所述I路码元时钟恢复子模块和Q路码元时钟恢复子模块分别包括：运算单元，所述运算单元用于根据码元频率控制字和前端码元环路输出数据计算累加值；多个累加单元，所述多个累加单元中的每个累加单元分别与所述运算单元连接，所述每个累加单元根据所述累加值进行累加计算；第一并串转换单元，所述第一并串转换单元对所述每个累加单元累加计算结果的预设位进行并行转换以输出原始码元时钟；所述数据输出模块包括I路数据输出子模块和Q路数据输出子模块，所述I路数据输出子模块和Q路数据输出子模块分别包括：RAM(random access memory，随机存取存储器)存储单元；数据处理单元，所述数据处理单元用于根据控制参数对数据进行译码、分路输出处理，并将处理之后的数据缓存于所述RAM存储单元中；锁相环单元，所述锁相环单元根据所述控制参数对所述原始码元时钟进行倍频和分频处理以获得驱动时钟；第二并串转换单元，在所述驱动时钟和数据时钟的驱动之下，所述RAM存储单元中的缓存数据通过由所述驱动时钟驱动的所述第二并串转换单元进行转换以输出解调译码之后的数据和码元时钟。

根据本发明实施例的码元时钟恢复装置，通过码元时钟恢复模块中采用多个累加单元进行并行处理，可以满足高速大量数据输出的处理要求，最高符号率可达600Msps，码率高达3Gbps。其中，I路和Q路时钟恢复结构相同，有合路和分路两种输出模式，实际中，只需增加并行的码元时钟恢复模块，即可方便扩展到3路4路甚至更多路输出，使用更灵活。并且结构紧凑，满足包括UQPSK在内的多种调制制式的解调数据输出要求。另外，本发明实施例的码元时钟恢复装置可以适用于不同中频720MHz、1.2GHz、1.5GHz、1.8GHz解调器，适用范围更广。

在本发明的一些实施例中，上述码元时钟恢复装置还包括处理模块，所述处理模块根据前端的ADC(Analog-to-Digital Converter，模/数转换器或者模拟/数字转换器)采样频率和解调符号率计算获得所述码元频率控制字，以及根据解调方式、译码方式和输出方式输出所述控制参数。

在本发明的一些实施例中，上述码元时钟恢复装置还包括模式控制模块，所述模式控制模块接收用户输入指令，并根据所述输入指令确定码元时钟恢复装置的工作模式。

通过模式控制模块接收用户的命令，选择不同的时钟输出形式，输出形式灵活多样。