[发明专利]一种适用于信号分析仪的PSK信号同步方法及装置

说明书

本发明公开了一种适用于信号分析仪的PSK信号同步方法及装置，其中该方法包括对PSK信号载波进行匹配滤波，判断匹配滤波后的PSK信号是否需要进行载波粗同步，若是，则利用延迟相乘法进行载波粗同步使载波频率偏差减小到预设偏差范围内，进入下一步；否则，进入直接下一步；利用定时误差估计算法，估计出信号分析仪采样时刻与码元最佳采样时刻的偏差；再利用定时误差估计结果和原始采样点进行插值滤波恢复出最佳采样时刻的采样值；利用最佳采样时刻的采样值对载波频率偏差进行载波细同步，得到精确的载波频率偏差，最终得到同步的PSK信号。

技术领域

本发明属于信号同步领域，尤其涉及一种适用于信号分析仪的PSK信号同步方法及装置。

背景技术

现代无线通信系统的发展对通信容量和信号质量提出了更高的要求。由于数字调制信号比模拟调制具有更高的调制效率、更好的抗干扰性，现代主要通信系统从模拟调制转为数字调制，PSK数字调制信号在卫星通信、无线互联等领域广泛应用。PSK信号解调主要由两种比较典型的实现方案：

(1)锁相环闭环同步方案

一般的数字解调方案大都采用锁相技术来实现，如图2所示。它的主要特点是将载波相位误差和时钟相位误差信息反馈控制本地载波压控振荡器和本地时钟来达到同步。采用反馈锁相技术不需要得到相位和时钟误差的精确值，只需要知道误差信号的变化方向进行调整就可以了，因此实现相对简单，能够做到很好的同步精度。

但是，锁相环闭环同步方案的缺陷为：需要较大的数据量才能实现同步，无法满足分析仪快速、高效分析的测试需求；捕获时间和捕获频偏范围矛盾，要想实现较大的频偏范围，在保证同步精度的前提下需要非常大的数据量才能完成解调。此外，信号分析仪采用基于数据块采集和处理的方式，即完成指定点数的数据块采集后，进行面向应用的数据处理得到测量结果，然后才能启动下一次的采集。由于两次采集之间存在采样盲区，导致数据块之间是不连续的，锁相环需要重新入锁，从而失去了锁相环连续跟踪的优势。

(2)开环同步方案

开环解调需要准确估计出载波频率、相位偏差与采样时钟误差，而不是仅仅估计出应该调整的方向和趋势，在误差估计的基础上对载波参数和定时误差进行纠正。如图3所示，开环结构主要包括两类子功能单元：估计单元，准确估计出载波与时钟的频率和相位等误差信息；校正单元，根据估计单元估计出的误差大小进行相应的校正，消除误差。

但是，开环同步方案的缺陷为：开环解调不仅仅估计出应该误差调整的方向和趋势，还需要准确估计出载波频率、相位偏差与采样时钟误差才能实现解调，为了满足信号分析仪高精度估计要求，对估计范围有所折衷，一般仅能达到10％符号速率，不能适应大频偏信号的同步要求。

信号分析仪作为一种基础通用测试仪表，不仅可以完成时、频域测试，也可以胜任数字调制信号的解调测量，是常用的无线通信测试仪表。衡量信号分析仪的解调能力，除了测量精度指标之外，解调捕获时间和频偏捕获范围也非常重要。解调捕获时间长则意味着需要更多的信号采样点参与运算才能实现解调，解调时间增加必然降低解调效率；如果调制信号的载波频率与信号分析仪的接收频率超出信号分析仪的频偏捕获范围，需要手动调整信号接收频率才能完成解调，导致需要更多的操作步骤。

目前的信号分析仪产品一般不能兼顾上述三项测试需求，解调时间和频偏范围不可同时兼得，多数产品为了保证解调效率，只能解调10％左右符号速率的频偏信号，对载波频偏的适应能力需要进一步改进。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明实施例第一方面提供了一种适用于信号分析仪的PSK信号同步方法。本发明的该方法可应用于信号分析仪中，实现PSK信号的高效、高精度、大频偏范围同步。

本发明实施例第一方面提供的一种适用于信号分析仪的PSK信号同步方法，包括：