数字调制信号接收技术

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式中yI，yQ表示同相和正交分量，T为符号周期，τ为定时延时误差，Gardner算法适用于跟踪和捕获模式，它要求每个符号采样两次。

Gardner算法最初是针对恒包络MPSK信号提出的，可以先于载波误差补偿之前进行。若将它应用于MQAM(M>4)信号中，特别是滚降因子较小时，其定时误差信号抖动太大。

根据定时误差信号抖动的统计特性可知：滚降因子越小，抖动越大；信号包络起伏越大，抖动越大。如果单靠环路滤波器来减小定时抖动，那么必然使环路等效噪声带宽减小，从而增加环路捕获时间。L．E．FRANKS已经证明通带范围为(1／4T，3／4T)，以1／2T为中心的偶对称的带通信号，其定时抖动近似为零。并且特别强调了1／2T为中心的偶对称信号，信号过零点将发生在T／2处。如果在定时误差探测器前加一个预滤波器，尽可能使信号波形满足上述要求，就可以达到减小定时误差信号抖动的目的。简单的预滤波处理是将误差检测公式修正如下：

环路滤波器是锁相环路的另外一个重要组成部分，在符号同步中采用理想积分滤波器。它由积分支路和比例支路构成，误差信号在送入比例支路和积分支路时，与比例增益G1和积分增益G2相乘。由于比例支路可以跟踪相位误差，积分支路可以跟踪频率误差，符号同步环路就能对定时误差信号跟踪并锁定同步。另外，G1和G2的取值决定了系统的环路带宽和收敛的快慢。ωn是环路的自然频率，ξ是锁相环的阻尼因子。

其中Ts为采样周期，通常ξ取临界阻尼系数0.707。

定时恢复环的内插滤波器由数控振荡器(Number-Controlled Oscillator)控制，它接收定时误差信号，给内插滤波器提供内插运算所需的参数m(k)和μk，数控振荡器的时钟频率为1／Ts。

数控振荡器如图4所示，W(m)为NCO控制字，由定时误差信号经环路滤波器滤波后提供，NCO寄存器中的η(m)值每TS时间减一次W(m)，寄存器减掉一定个数的W(m)后将产生过零点，每出现一次过零点，则产生一个定时调整抽样脉冲Ti，从而可以决定m(k)，也就是决定哪些采样信号值参加内插运算，同时还可求出μk。

4 仿真实验

通过对所采用的技术方案的建模仿真，并对信号源的调制数据进行解调实验。实验结果表明，在误比特率为10-4时，Eb／N0比理论值多2 dB。图5给出了16QAM调制信号有定时误差时，定时恢复前和定时恢复后的眼图，可以看出定时恢复前，眼睛张开最大的位置不在采样的最佳点，而定时恢复后眼睛张开最大点在采样的最佳点。