[发明专利]适用于QPSK～QAM256的高速载波恢复电路及恢复方法

说明书

本发明公开了一种适用于QPSK~QAM256的高速载波恢复电路及恢复方法，恢复电路包括：乘法器、功率检测模块、极性判决模块、全星座判决模块、鉴相器、模式自动转换模块、环路滤波器、数控振荡器。本发明采用了极性判决算法和全星座判决算法相结合的方式，在工作时先进入捕获模式，它通过设定功率检测门限允许信噪比较大的符号（星座图外围的点）通过，将其判决为相应象限星座对角线上的点，通过环路不断调整得到粗略的频偏；捕获频偏后再转入跟踪模式，利用DD算法环路以降低稳态方差。

技术领域

本发明涉及一种适用于QPSK～QAM256的高速载波恢复电路及恢复方法。

背景技术

在QAM传输系统中，接收端通常采用相干解调方式，这就要求接收端在解调时必须产生一个与载波同频相干的载波。而随着QAM信号阶数的提高，频偏和相偏对系统解调性能的影响越敏感，其对同步性能的要求也越来越高。因此，必须在接收端对系统中的频偏和相偏进行更精确的补偿，使得接收端与发送端的载波信号达到同频同相，来提高解调系统的性能。

QAM载波同步的主要算法有：面向判决(DD)算法(全星座判决算法)、减星座(RC)算法和极性判决算法。

面向判决算法是将接收到的信号根据最近原则判到最近的量化星座点上，对接收到的信号星座图与理想的星座图作比较，求得相位差值作为误差信号。稍大的频偏就进入到了别的星座点所对应的区域，这也决定了DD算法一般只适用于小频偏的载波恢复。

减星座算法是针对DD算法采用全星座判决这个缺点的一种改进算法，其核心思想就是只判决星座图的四个角点符号，角点符号因为半径最长，信噪比最大，它提供的星座信息较其它点也更可靠。但是RC算法不适用于32QAM、128QAM等矩形星座图，不具备通用性。另外RC仅仅考虑星座的角点，随着QAM调制方式阶数的增多，其角点符号出现的概率越来越小，这样可以使用的信息越来越少，因此RC算法不能用于高阶QAM调制。

极性判决算法是对RC算法的一种改进，它的功率检测门限值是有多个，在不同的模式下使用不同的门限值。极性判决算法则可以选取任意多的到原点距离较远点进行检测，并只考虑这些点所处的象限(即极性)。通过将门限设置变低，允许较多的符号通过，这样可以得到粗略的频偏，然后再将门限值增高使得到更精确的频偏。

DD算法是对数据进行直接判决的，所以要求初始的相位偏差必须足够的小，在信噪比较低的时候，估计性能也将随着信号判决的误码率的提高而迅速下降，通过DD算法可以获得较小的稳态相位误差，但是捕获频偏范围小。而极性判决算法具有更强的频偏捕获能力，但是相应的稳态抖动较大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于QPSK～QAM256的高速载波恢复电路及恢复方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：适用于QPSK～QAM256的高速载波恢复电路，包括：

乘法器：用于接收外部己经成功完成时钟恢复和自动增益增益控制的、且针对不同的调制方式完成了数据归一化的信号y(n)，和数控振荡器的输出信号，将两个信号相乘后产生新的信号q(n)；

功率检测模块：用于接收信号q(n)，对信号q(n)进行过滤，允许信噪比较大的符号通过，所述的信噪比较大的符号为星座图外围的点；

极性判决模块：用于对功率检测模块处理过后的信号进行极性判决，将其判决为相应象限星座对角线上的点；

全星座判决模块：用于接收信号q(n)，对信号q(n)进行全星座判决，将其判决到量化星座点上；

鉴相器：用于对极性判决模块或者全星座判决模块输出的信号进行鉴相，输出相位误差信号ψ(n)；