实例介绍
【实例简介】
Gardner算法，用于在通信过程中的时钟恢复
-(+1)(-1)1 2 1= (+1)A(-2)1 +一IC+ 2 2 3 工 (+1)(-1)(t-2) +1 2 C1=I -j(-1)(1-2)1 1-J 从而可得 y(r)=∑cx(m-1)=C2xmx+2)+C-1x(m+1)+0(n)+Cix(m-1) 22时钟误差检测 在 Gardner算法中,每个符号仅需要两个采样点,一个在符号判决点附近,另一个在两个符号判决 点中间附近,用连续个采样点来求定时误差,并且与载波相位偏差无关。计算公式可以表示为 REx ()x〔 2.3环路滤波器及数控振荡器 由时钟误差检测器得到到时钟误差必须绎环路滤波器滤去高频噪声,以减小定时误差抖动,并通过 数控振荡器来控钊基点n和小数偏差u。环路滤波器系数K和κ2与相对环路等效噪声带宽B和咀尼系 数S及鉴相器增益K有关。公式如下 14B 12B k|1+4 定时恢复环的内插滤波器由数控振荡器控制,它接收定时误差信号,给内插滤波器提供内插运算所 需要的参数m和山,数控振荡器的时钟频率为1/T,其计算过程妇图3所示。 n(one +1) 寄存器 几 0 :(2+17 m2+ (m2+) 图3数控振荡器的计算过程 数控振荡器(NO)是一个相位递减器,它的差分方程为: 7(m)=[(m-1)-Wm-1)]mod-1 md为模函数,只取余数部分,n(m)为第m个工作吋钟的NCO寄存器内容,W(m)为NO控制字, 即相位递减器的步长,两者都是正小数。 3仿真结果 根据环路设计,我们进行了 Matlab仿真。仿真采用16QAM调制方式,采样时钟频率为80Kz,符 号频率为20KHz,对环路滤波器参数的设置,其中的阻尼系数取经验值0.707,当k1取0.6,k2取0.003 时,在信噪比为15邢B的情况下,环路的收敛效果比较好,图4、图5分别为定时误差和小数偏差的仿真「 线。从仿頁结果可以看岀,用此环路实现的定时恢复,定时误差的收敛速度比较快,不到500个符号,环 眳就能达到稳定,且收敛之后定时误差抖动比较小,系统稳定性较髙。且很重要的一点是,环路屮采用的 定时淏差检测算法是 Gardner算法,此算法和载波相位冮相独立,定时误差不受载波的影响,这样定时恢 复环路与载波同步在接收系统中勍可以独立工作,増强了系统灵活性。 0.5 图4定时误差的收敛曲线 0.8 0.2 0.5 u的收敛曲线 图5小数偏差的仿真曲线 【实例截图】
【核心代码】
Gardner算法，用于在通信过程中的时钟恢复
-(+1)(-1)1 2 1= (+1)A(-2)1 +一IC+ 2 2 3 工 (+1)(-1)(t-2) +1 2 C1=I -j(-1)(1-2)1 1-J 从而可得 y(r)=∑cx(m-1)=C2xmx+2)+C-1x(m+1)+0(n)+Cix(m-1) 22时钟误差检测 在 Gardner算法中,每个符号仅需要两个采样点,一个在符号判决点附近,另一个在两个符号判决 点中间附近,用连续个采样点来求定时误差,并且与载波相位偏差无关。计算公式可以表示为 REx ()x〔 2.3环路滤波器及数控振荡器 由时钟误差检测器得到到时钟误差必须绎环路滤波器滤去高频噪声,以减小定时误差抖动,并通过 数控振荡器来控钊基点n和小数偏差u。环路滤波器系数K和κ2与相对环路等效噪声带宽B和咀尼系 数S及鉴相器增益K有关。公式如下 14B 12B k|1+4 定时恢复环的内插滤波器由数控振荡器控制,它接收定时误差信号,给内插滤波器提供内插运算所 需要的参数m和山,数控振荡器的时钟频率为1/T,其计算过程妇图3所示。 n(one +1) 寄存器 几 0 :(2+17 m2+ (m2+) 图3数控振荡器的计算过程 数控振荡器(NO)是一个相位递减器,它的差分方程为: 7(m)=[(m-1)-Wm-1)]mod-1 md为模函数,只取余数部分,n(m)为第m个工作吋钟的NCO寄存器内容,W(m)为NO控制字, 即相位递减器的步长,两者都是正小数。 3仿真结果 根据环路设计,我们进行了 Matlab仿真。仿真采用16QAM调制方式,采样时钟频率为80Kz,符 号频率为20KHz,对环路滤波器参数的设置,其中的阻尼系数取经验值0.707,当k1取0.6,k2取0.003 时,在信噪比为15邢B的情况下,环路的收敛效果比较好,图4、图5分别为定时误差和小数偏差的仿真「 线。从仿頁结果可以看岀,用此环路实现的定时恢复,定时误差的收敛速度比较快,不到500个符号,环 眳就能达到稳定,且收敛之后定时误差抖动比较小,系统稳定性较髙。且很重要的一点是,环路屮采用的 定时淏差检测算法是 Gardner算法,此算法和载波相位冮相独立,定时误差不受载波的影响,这样定时恢 复环路与载波同步在接收系统中勍可以独立工作,増强了系统灵活性。 0.5 图4定时误差的收敛曲线 0.8 0.2 0.5 u的收敛曲线 图5小数偏差的仿真曲线 【实例截图】
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