[发明专利]一种低复杂度并行的载波恢复系统及其方法

权利要求书

1.一种低复杂度并行的载波恢复系统，包括乘法模块、鉴相模块、环路滤波模块、平滑处理模块、相位补偿模块和数控振荡模块，其中：

所述的乘法模块，用于计算每路载波恢复环路接收到的采样信号对应的解旋转信号；用于计算载波恢复环路接收到的每路采样信号对应的恢复后的载波信号；

所述的鉴相模块，用于依据硬判决规则，对接收到的第一路解旋转信号进行所在象限的判决，得到第一路解旋转信号落入标准正交相移键控星座图中不同象限的标准星座点信号；用于计算第一路解旋转信号与其在判决象限中的标准星座点信号的相位误差值；

所述的环路滤波模块，用于滤除接收到的相位误差值中的高频分量，得到频偏估计值；

所述的平滑处理模块包括右移单元和延时单元；所述右移单元用于对平滑处理模块接收到的频偏估计值进行右移；用于对平滑处理模块中延时单元的频偏值进行右移；所述延时单元用于保存平滑处理后的频偏值；

所述的相位补偿模块，是利用数控振荡模块产生的第一路补偿相位值和平滑处理模块平滑处理后的频偏值，计算载波恢复环路接收到的每路采样信号对应的补偿相位值；

所述的数控振荡模块包括相位累加器、延时单元和查找表；所述相位累加器用于将接收到的频偏估计值与数控振荡模块中的延时单元中的相位值相加，得到第一路补偿相位值；所述延时单元用于保存第一路补偿相位值；所述查找表根据输入的补偿相位值产生对应的正弦值和余弦值。

2.一种低复杂度并行的载波恢复方法，其特征在于，单路鉴相，对频偏估计值进行平滑处理，利用查找表复用的方式产生正弦值和余弦值；该方法的具体步骤包括如下：

(1)输入信号：

将正交相移键控系统接收机的多路采样信号并行输入到载波恢复环路中；

(2)生成查找表：

(2a)将平面直角坐标系中第一象限0～π/2划分成2^k份，得到2^k个相位值，其中，k为第一象限划分角度的总数，将每个相位值对应的正弦值和余弦值存储在查找表中；

(2b)将查找表的输入相位值设置为0，数控振荡模块将查找表的输出正弦值和余弦值传送到乘法模块中；

(3)解旋转相位：

(3a)利用补偿公式，计算载波恢复环路接收到的每路采样信号对应的解旋转信号；

(3b)乘法模块将第一路解旋转信号传送到鉴相模块；

(4)单路鉴相：

(4a)鉴相模块依据硬判决规则，对接收到的第一路解旋转信号进行所在象限的判决，得到第一路解旋转信号落入标准正交相移键控星座图中不同象限的标准星座点信号；

(4b)利用鉴相公式，计算第一路解旋转信号与其在判决象限中的标准星座点信号的相位误差值；

(4c)将相位误差值传送到环路滤波模块；

(5)环路滤波：

(5a)环路滤波模块将滤除接收到的相位误差值中的高频分量，得到频偏估计值；

(5b)环路滤波模块将频偏估计值同时传送到数控振荡模块和平滑处理模块；

(6)产生第一路补偿相位：

(6a)数控振荡模块中的相位累加器对接收到的频偏估计值与数控振荡模块中的寄存器中的相位值相加，得到第一路补偿相位值；

(6b)数控振荡模块将第一路补偿相位值，同时传送到数控振荡模块中的寄存器和相位补偿模块后执行步骤(8)；

(7)对频偏估计值进行平滑处理：

(7a)按照下式，计算平滑处理后的频偏值：

z＝f·2^-w+d-d·2^-v

其中，z表示平滑处理后的频偏值，f表示平滑处理模块接收到的频偏估计值，d表示平滑处理模块中延时单元的频偏值，w表示平滑处理模块中右移单元对平滑处理模块接收到的频偏估计值进行右移的位数，v表示平滑处理模块中右移单元对平滑处理模块中延时单元的频偏值进行右移的位数；

(7b)平滑处理模块将平滑处理后的频偏值，同时传送到平滑处理模块中的延时单元和相位补偿模块后执行步骤(8)；

(8)产生第一路正弦值和余弦值：

数控振荡模块将接收到的第一路补偿相位值输入到数控振荡模块的查找表中，得到第一路补偿相位值对应的正弦值和余弦值；

(9)产生补偿相位值：

(9a)按照下式，利用数控振荡模块产生的第一路补偿相位值和平滑处理模块平滑处理后的频偏值，计算载波恢复环路接收到的每一路采样信号对应的补偿相位值：

u_l＝u₁+(l-1)·z/M

其中，u_l表示载波恢复环路接收到的第l路采样信号对应的补偿相位值，l＝2,...M，u₁表示数控振荡模块产生的第一路补偿相位值；

(9b)相位补偿模块将载波恢复环路接收到的第l路采样信号对应的补偿相位值，传送到数控振荡模块；

(10)对查找表复用产生正弦值和余弦值：

数控振荡模块将接收到的补偿相位值，输入到数控振荡模块的查找表中，得到对应的正弦值和余弦值；

(11)复用终止条件：

判断当前接收的采样信号的索引值是否等于并行采样信号的总数，若是，则执行步骤(12)，否则，执行步骤(9)；

(12)输出正弦值和余弦值：

将数控振荡模块的查找表产生的正弦值和余弦值，作为数控振荡模块的输出信号，传送到乘法模块；

(13)恢复载波：

乘法模块利用恢复公式，计算载波恢复环路接收到的每路采样信号对应的恢复后的载波信号。