用于2fsk信號(hào)的位同步方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及信號(hào)解調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種用于2FSK信號(hào)的位同步方法和一種 用于2FSK信號(hào)的位同步裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] FSK信號(hào)廣泛的應(yīng)用于生活的方方面面，比如，在鐵路中列車(chē)與地鐵鐵軌之間利用 FSK信號(hào)進(jìn)行信號(hào)的交互，從而實(shí)現(xiàn)列車(chē)的控制。
[0003] 相關(guān)技術(shù)中FSK信號(hào)的位同步方法包含濾波法求位同步，超前滯后同步環(huán)法求位 同步，但他們均存在著相應(yīng)的問(wèn)題。濾波法求位同步精度不高，不能達(dá)到很好的效果。超前 滯后同步環(huán)法同樣得到的位同步信息精度也不高，若要使得得到的位同步信息精度變高則 占用硬件資源又會(huì)變的很多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。
[000引為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種用于2FSK信號(hào)的位同步方法，能夠使得得 到的位同步信息更加精確，從而使得Gardner位同步算法得到的位同步信號(hào)更加準(zhǔn)確，進(jìn)而 可W在相同的信噪比情況下比一般的相干解調(diào)取得更低的誤碼率。
[0006] 本發(fā)明的第二目的在于提出一種用于2FSK信號(hào)的位同步裝置。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面實(shí)施例提出了一種用于2FSK信號(hào)的位同步方 法，包括W下步驟:S1，設(shè)計(jì)鎖相環(huán)W跟蹤所述2FSK信號(hào)的兩個(gè)分離的頻率分量，其中，所述 鎖相環(huán)的中屯、頻率分別為所述2FSK信號(hào)的兩個(gè)分離的信號(hào)頻率;S2,根據(jù)所述2FSK信號(hào)W 及所述兩個(gè)分離的頻率分量分別獲取Kt)信號(hào)和Q(t)信號(hào)，其中，所述Kt)信號(hào)與Q(t)信 號(hào)存在半個(gè)碼元周期的相位差;S3,基于Gardner位同步算法分別對(duì)所述Kt)信號(hào)和Q(t)信 號(hào)進(jìn)行誤差提取W獲得同步誤差;S4,根據(jù)所述同步誤差分別生成所述I(t)信號(hào)和Q(t)信 號(hào)的插值位置，并根據(jù)所述插值位置對(duì)所述2FSK信號(hào)進(jìn)行位同步。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于2FSK信號(hào)的位同步方法，首先設(shè)計(jì)鎖相環(huán)W跟蹤2FSK信 號(hào)的兩個(gè)分離的頻率分量，其中，鎖相環(huán)的中屯、頻率分別為2FSK信號(hào)的兩個(gè)分離的信號(hào)頻 率，然后根據(jù)2FSK信號(hào)W及兩個(gè)分離的頻率分量分別獲取Kt)信號(hào)和Q(t)信號(hào)，其中，Kt) 信號(hào)與Q(t)信號(hào)存在半個(gè)碼元周期的相位差，而后基于Gardner位同步算法分別對(duì)I(t)信 號(hào)和Q(t)信號(hào)進(jìn)行誤差提取W獲得同步誤差，最后根據(jù)同步誤差分別生成Kt)信號(hào)和Q(t) 信號(hào)的插值位置，并根據(jù)插值位置對(duì)2FSK信號(hào)進(jìn)行位同步。因此，該方法能夠使得得到的位 同步信息更加精確，從而使得Gardner位同步算法得到的位同步信號(hào)更加準(zhǔn)確，進(jìn)而可W在 相同的信噪比情況下比一般的相干解調(diào)取得更低的誤碼率。
[0009] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述用于2FSK信號(hào)的位同步方法還可W具有如下附加的技術(shù)特 征：
[0010] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟S2包括:根據(jù)所述2FSK信號(hào)W及所述兩個(gè)分 離的頻率分量通過(guò)乘加運(yùn)算分別獲取第一信號(hào)和第二信號(hào);對(duì)所述第一信號(hào)和第二信號(hào)分 別進(jìn)行濾波W得到所述Kt)信號(hào)和Q(t)信號(hào)。
[0011]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)W下公式分別獲取所述第一信號(hào)和第二信號(hào)：
[0014] 其中，F(xiàn)SK*[fH(t)+fL(t)]為第一信號(hào)；FSK*[fH(t)-fL(t)]為第二信號(hào)；
，ak=±l;fH(t)和fL(t)分別為所述兩個(gè)分離的頻 率分量，
1，《。為載波頻 率;I'b為FSK信號(hào)的符號(hào)周期。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，
[0015] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)所述第一信號(hào)和第二信號(hào)分別進(jìn)行濾波W得到所述 Kt)信號(hào)和Q(t)信號(hào)，包括:分別通過(guò)濾波器對(duì)所述第一信號(hào)和第二信號(hào)中的頻率分量分 別進(jìn)行濾波，得到所述Kt)信號(hào)和Q(t)信號(hào)，其中
[0016] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟S3包括:基于所述Gardner位同步算法，分別 對(duì)所述I(t)信號(hào)和Q(t)信號(hào)進(jìn)行插值計(jì)算、誤差提取、環(huán)路濾波W及數(shù)控振蕩過(guò)程W獲得 所述同步誤差。
[0017] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述Kt)信號(hào)的插值公式為：
[0019]所述Q(t)信號(hào)的插值公式為：
[0021 ] 其中，f Il、f 12、f 13、f Ql、f Q2、f Q3為中間變量;U化)為分?jǐn)?shù)間隔，是由所述數(shù)控振蕩過(guò) 程產(chǎn)生的
，w(m)為第m次循環(huán)時(shí)，環(huán)路濾波過(guò)程中的輸出迭代值，w(m+l)=w (m)+ci*(timeerror(m)-timeerror(m-l) )+C2*timeerror(m)，w(m+l)為第m+1 次循環(huán)時(shí)，環(huán) 路濾波過(guò)程中的輸出迭代值，ci、C2分別為環(huán)路濾波過(guò)程的系數(shù)，timeerror(m)為第m次循環(huán) 時(shí)產(chǎn)生的誤差，其中，誤差公式為：

表示Kt)信號(hào)在
時(shí)刻的波形大小，為第m次循環(huán)時(shí)，數(shù)控振蕩過(guò)程中的輸 出迭代值，取(皿+1.)二（p(m)-vv(m) modi，.聲'如+ 1.)為第m+1次循環(huán)時(shí)，數(shù)巧振蕩過(guò)程中 的輸出迭代值。
[0022] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第二方面實(shí)施例提出了一種用于2FSK信號(hào)的位同步裝 置，包括:跟蹤模塊，用于設(shè)計(jì)鎖相環(huán)W跟蹤所述2FSK信號(hào)的兩個(gè)分離的頻率分量，其中，所 述鎖相環(huán)的中屯、頻率分別為所述2FSK信號(hào)的兩個(gè)分離的信號(hào)頻率;獲取模塊，用于根據(jù)所 述2FSK信號(hào)W及所述兩個(gè)分離的頻率分量分別獲取Kt)信號(hào)和Q(t)信號(hào)，其中，所述I(t) 信號(hào)與Q(t)信號(hào)存在半個(gè)碼元周期的相位差;誤差提取模塊，用于基于Gardner位同步算法 分別對(duì)所述Kt)信號(hào)、和Q(t)信號(hào)進(jìn)行誤差提取W獲得同步誤差；W及位同步模塊，用于根 據(jù)所述同步誤差分別生成所述Kt)信號(hào)和Q(t)信號(hào)的插值位置，并根據(jù)所述插值位置對(duì)所 述2FSK信號(hào)進(jìn)行位同步。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于2FSK信號(hào)的位同步裝置，首先跟蹤模塊設(shè)計(jì)鎖相環(huán)W跟 蹤2FSK信號(hào)的兩個(gè)分離的頻率分量，其中，鎖相環(huán)的中屯、頻率分別為2FSK信號(hào)的兩個(gè)分離 的信號(hào)頻率，然后獲取模塊根據(jù)2FSK信號(hào)W及兩個(gè)分離的頻率分量分別獲取I(t)信號(hào)和Q (t)信號(hào)，其中，I(t)信號(hào)與Q(t)信號(hào)存在半個(gè)碼元周期的相位差，而后誤差提取模炔基于 Gardner位同步算法分別對(duì)Kt)信號(hào)、和Q(t)信號(hào)進(jìn)行誤差提取W獲得同步誤差，最后位同 步模塊，用于根據(jù)同步誤差分別生成Kt)信號(hào)和Q(t)信號(hào)的插值位置，并根據(jù)插值位置對(duì) 2FSK信號(hào)進(jìn)行位同步。因此，該裝置能夠使得得到的位同步信息更加精確，從而使得 Gardner位同步算法得到的位同步信號(hào)更加準(zhǔn)確，進(jìn)而可W在相同的信噪比情況下比一般 的相干解調(diào)取得更低的誤碼率。
[0024] 上述用于2FSK信號(hào)的位同步裝置還可W具有如下附加的技術(shù)特征：
[0025] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述獲取模塊，具體用于:根據(jù)所述2FSK信號(hào)W及所述 兩個(gè)分離的頻率分量通過(guò)乘加運(yùn)算分別獲取第一信號(hào)和第二信號(hào);對(duì)所述第一信號(hào)和第二 信號(hào)分別進(jìn)行濾波W得到所述Kt)信號(hào)和Q(t)信號(hào)。
[0026] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)W下公式分別獲取所述第一信號(hào)和第二信號(hào)：
[0029]其中，F(xiàn)SK*[fH(t)+fL(t)]為第一信號(hào)；FSK*[fH(t)-fL(t)]為第二信號(hào)；
，ak=±l;時(shí)(t)和打(t)分別為所述兩個(gè)分離的頻 率分量，
，W。為載波頻 率;Tb為FSK信號(hào)的符號(hào)周期。
[0030] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)所述第一信號(hào)和第二信號(hào)分別進(jìn)行濾波W得到所述 Kt)信號(hào)和Q(t)信號(hào)，包括:分別通過(guò)濾波器對(duì)所述第一信號(hào)和第二信號(hào)中的頻率分量分 別進(jìn)行濾波，得到所述Kt)信號(hào)和Q(t)信號(hào)，其中，
[0031] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述誤差提取模塊，具體用于:基于所述Gardner位同 步算法，分別對(duì)所述Kt)信號(hào)和Q(t)信號(hào)進(jìn)行插值計(jì)算、誤差提取、環(huán)路濾波W及數(shù)控振蕩 過(guò)程W獲得所述同步誤差。
[0032] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述Kt)信號(hào)的插值公式為：
[0034]所述Q(t)信號(hào)的插值公式為：
[0036] 其中，f Il、f 12、f 13、f Ql、f Q2、f Q3為中間變量;U化)為分?jǐn)?shù)間隔，是由所述數(shù)控振蕩過(guò) 程產(chǎn)生的