符号同步器
调整字符同步。
类型: SymbolSynchronizer
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图书馆中的路径: |
说明
符号同步器 模块可校正发送器和接收器之间的符号同步时钟偏移，采用单载波 PAM、PSK、QAM 或 OQPSK 调制方案。更多信息，请参阅符号同步概述。
| 输入信号根据采样频率工作，输出信号根据符号频率工作。 |
端口
输入
Samp - 输入采样
scalar | vector-column
以标量或列矢量形式指定的输入采样，包括已调制的单通道 PAM、PSK、QAM 或 OQPSK 信号。
该端口在模块图标上没有名称。
数据类型: Float32, Float64, Int64, Int32
*支持复数：是
输出
Sym - 输出信号的符号
scalar | vector-column - 输出信号的符号
输出信号符号以标量或矢量列的形式返回，维数可变，数据类型与输入信号相同。对于维数为 乘 1 的输入数据，输出数据 Sym 的维数为 乘 1，其中 约等于 ，除以 。 的值等于 Sym 的值。如果输出信号的长度超过最大输出信号尺寸，则会被截断，最大输出信号尺寸定义为
.
数据类型: Float32, Float64
*支持复数：是
Err - 计算同步错误
标量` | 向量列
每个输入采样的同步误差估计值，以标量或列向量形式返回，取值范围为 [0，1]。同步误差估计值根据输入采样时间进行归一化处理。Err 的数据大小与输入信号相同。
依赖关系
要使用该端口，请将 归一化时序误差输出端口 设置为 "已启用"。
数据类型: Float32, Float64
*支持*复数：是
参数
调制类型 - 调制类型
PAM/PSK/QAM（默认） | `OQPSK
调制类型，可选择 PAM/PSK/QAM 或 OQPSK。
| 如果*调制类型*中选择了 "OQPSK"，则使用设备QPSK 调制器基带 解调符号率同步信号，因为设备会为 OQPSK 调制输入信号输出符号率 QPSK 调制信号。 |
定时误差检测器 - 同步误差检测器的类型
早-晚（非数据辅助）（默认） | `零交叉（决策导向） | `加德纳（非数据辅助） | `穆勒-穆勒（决策导向） `
同步错误检测器类型。可选项：
-
零交叉（决策导向）"。
-
加德纳（非数据辅助）"。
-
早期-晚期（非数据辅助）"。
-
穆勒-穆勒（决策导向）"。
该参数指定同步器使用的同步错误检测方案。
更多信息，请参阅同步错误检测。
Samples per symbol - 每个符号的采样率
2（默认）` | `大于 1 的正整数
每个符号的样本数 , 设置为大于 1 的正整数。
有关 的更多信息，请参阅轮廓滤波器。
阻尼系数 - 环路滤波器的衰减系数
1（默认值） | 正标量
每个字符的采样率 ，指定为大于 1 的正整数。
有关 的更多信息，请参阅轮廓滤波器。
归一化环路带宽 - 环路滤波器的归一化环路带宽
0.01（默认）` |`小于 1 的正标量
环路滤波器的归一化环路带宽，指定为小于 1 的正标量。环路带宽 归一化为输入信号的符号率 。
有关 的更多信息，请参阅轮廓滤波器。
为确保符号同步器锁定，请将 * 归一化环路带宽* 设置为小于 0.1。
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检测器增益 - 相位检测器的增益
2.7（默认值） | 正标量
相位检测器增益 , 设置为正标量。
有关 的更多信息，请参阅轮廓滤波器。
归一化时序误差输出端口 - 使用计算出的时序误差输出端口
已启用（默认）` | 已禁用。
选择复选框可将归一化时序误差数据输出到 Err 输出端口。
算法
符号同步概述
符号时间同步算法基于相位锁定环（PLL）算法，由四个部分组成：
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定时误差检测器 (TED)。
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插值器。
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插值控制
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轮廓滤波器
在 OQPSK 调制中，同相和正交信号分量首先进行对齐（与 QPSK 调制一样），使用状态缓冲器累积前一个输入的最后半个符号。初始对齐后，同步过程的其余部分与 QPSK 调制相同。
框图显示了一个同步器示例。图中，PLL 符号同步使用 ，该信号由匹配滤波后的采样信号获得。PLL 符号同步器输出经过发送器和接收器之间时钟不匹配校正后的符号信号 。
同步错误检测
符号定时同步器支持非数据驱动和决策驱动的同步错误检测器类型。本表显示了不同类型同步误差检测器的时间估计表达式。
| 定时误差检测器 | 表达式 |
|---|---|
零交叉（决策定向）` ［hata_1(k-1)-hata_1(k)\］。 |
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加德纳（非数据辅助）"。 |
|
早期-晚期（非数据辅助）"。 |
. |
穆勒-穆勒（决策导向）"。 |
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非数据辅助同步误差检测器方法（"Gardner（非数据辅助）"和 "Early-late（非数据辅助）"）使用在不知道传输信号或信道估计结果的情况下获得的样本。非数据辅助同步误差检测器方法用于估计信号的同步误差，其调制方案中的星座点与同相或正交同步轴对齐。适用于这些方法的信号示例包括具有零相移的 QPSK 调制信号，其星座点位于 和相移为零的 BPSK 调制信号。
早-晚（非数据辅助）"方法与 "加德纳（非数据辅助）"方法类似，但 "加德纳（非数据辅助）"方法在高信噪比系统中的性能更好，因为它的本征噪声比 "早-晚（非数据辅助）"方法小。
-
加德纳（非数据辅助）"方法是一种不依赖载波相位恢复的非数据辅助反馈加德纳方法。它用于基带系统和调制载波系统。严格来说，这种方法适用于使用奈奎斯特脉冲的线性调制类型的系统，其过剩带宽范围为 40%-100%。例如，系统使用 PAM、PSK、QAM 或 OQPSK 调制，并使用降频系数在 0.4 至 1 之间的升压余弦滤波器对信号进行整形。在存在噪声的情况下，这种同步恢复方法的性能会随着多余带宽（或提升余弦滤波器的衰减比）的增加而提高。加德纳方法与前导和滞后门控方法类似。
-
早期-晚期（非数据辅助）"方法是一种无需数据传输的领先和滞后反馈门控方法。它适用于线性调制类型的系统，如 PAM、PSK、QAM 或 OQPSK。例如，使用带有奈奎斯特脉冲的提升余弦滤波器的系统。在存在噪声的情况下，这种同步恢复方法的性能会随着脉冲过剩带宽（或升压余弦滤波器的衰减系数）的增加而提高。
决策导向同步误差检测器方法（"零交叉（决策导向）"和 "穆勒-穆勒（决策导向）"）使用 "符号 "函数来估计接收样本的同相和正交分量，因此计算复杂度低于非决策导向方法。
-
零交叉（决策导向）"方法是一种决策导向的零交叉方法，在同步器输入端每个符号需要 2 个采样。该方法在低信噪比条件下适用于所有过剩带宽值，在中等信噪比条件下适用于近似范围[0.4, 0.6]的中等过剩带宽系数。
-
米勒-穆勒（决策导向）"方法是一种需要事先恢复载波相位的米勒-穆勒（决策导向）反馈方法。当输入信号具有奈奎斯特脉冲时（例如，使用升压余弦滤波器时），米勒-穆勒法没有固有噪声。对于存在噪声的窄带信号，米勒-穆勒法的性能会随着多余脉冲带宽系数的减小而提高。
由于 "零交叉（决策导向）"和 "米勒-穆勒（决策导向）"方法是根据传输到同步器的信号的同相和正交分量的符号来估计同步误差的，因此不建议用于同相或正交分量为零的点的星座。
同步误差检测器输入信号的同相 和正交 分量，其中 是估计的同步误差。米勒-穆勒法的系数 和 是对 和 的估计。时间估计值是通过对同相和正交分量应用 "符号 "函数得出的，仅用于基于决策的同步误差检测器方法。
插值器
时间延迟是通过与符号传输频率不同步的固定匹配滤波器采样估计出来的。由于得到的采样与符号边界不重合，因此需要使用内插器来 "移动 "这些采样。由于时间延迟是未知的，内插器必须是自适应的。此外，由于内插器是可用采样的线性组合，因此可将其视为滤波器的输出。
我们使用具有 Farrow 结构和系数 的片断抛物线插值器（见 [1]）作为插值器。
插值控制
插值控制为插值器提供基点索引和分数间隔。基点索引是距离细分器最近的采样索引。小数间隔是插值器与其基点索引之间的时间与插值间隔的比值。
对每个采样进行细分，并使用选通信号确定细分器的输出。同步器使用模 1 计数器插值控制，为插值器提供门控和分数间隔。
轮廓滤波器
同步器采用比例积分（PI）环路滤波器。比例增益 和积分增益 的计算公式如下：
和
.
中间项 的定义如下：
,
其中
-
- 是每个符号的样本数；
-
- 衰减系数；
-
- 环路带宽 ，以符号率 归一化；
-
- 检测器增益。
