用于2fsk信號的位同步方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及信號解調技術領域，特別設及一種用于2FSK信號的位同步方法和一種 用于2FSK信號的位同步裝置。
【背景技術】
[0002] FSK信號廣泛的應用于生活的方方面面，比如，在鐵路中列車與地鐵鐵軌之間利用 FSK信號進行信號的交互，從而實現列車的控制。
[0003] 相關技術中FSK信號的位同步方法包含濾波法求位同步，超前滯后同步環法求位 同步，但他們均存在著相應的問題。濾波法求位同步精度不高，不能達到很好的效果。超前 滯后同步環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 占用硬件資源又會變的很多。

【發明內容】

[0004] 本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。
[000引為此，本發明的一個目的在于提出一種用于2FSK信號的位同步方法，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更加準確，進而 可W在相同的信噪比情況下比一般的相干解調取得更低的誤碼率。
[0006] 本發明的第二目的在于提出一種用于2FSK信號的位同步裝置。
[0007] 為實現上述目的，本發明第一方面實施例提出了一種用于2FSK信號的位同步方 法，包括W下步驟:S1，設計鎖相環W跟蹤所述2FSK信號的兩個分離的頻率分量，其中，所述 鎖相環的中屯、頻率分別為所述2FSK信號的兩個分離的信號頻率;S2,根據所述2FSK信號W 及所述兩個分離的頻率分量分別獲取Kt)信號和Q(t)信號，其中，所述Kt)信號與Q(t)信 號存在半個碼元周期的相位差;S3,基于Gardner位同步算法分別對所述Kt)信號和Q(t)信 號進行誤差提取W獲得同步誤差;S4,根據所述同步誤差分別生成所述I(t)信號和Q(t)信 號的插值位置，并根據所述插值位置對所述2FSK信號進行位同步。
[0008] 根據本發明實施例的用于2FSK信號的位同步方法，首先設計鎖相環W跟蹤2FSK信 號的兩個分離的頻率分量，其中，鎖相環的中屯、頻率分別為2FSK信號的兩個分離的信號頻 率，然后根據2FSK信號W及兩個分離的頻率分量分別獲取Kt)信號和Q(t)信號，其中，Kt) 信號與Q(t)信號存在半個碼元周期的相位差，而后基于Gardner位同步算法分別對I(t)信 號和Q(t)信號進行誤差提取W獲得同步誤差，最后根據同步誤差分別生成Kt)信號和Q(t) 信號的插值位置，并根據插值位置對2FSK信號進行位同步。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更加準確，進而可W在 相同的信噪比情況下比一般的相干解調取得更低的誤碼率。
[0009] 另外，根據本發明上述用于2FSK信號的位同步方法還可W具有如下附加的技術特 征：
[0010] 在本發明的一個實施例中，所述步驟S2包括:根據所述2FSK信號W及所述兩個分 離的頻率分量通過乘加運算分別獲取第一信號和第二信號;對所述第一信號和第二信號分 別進行濾波W得到所述Kt)信號和Q(t)信號。
[0011]在本發明的一個實施例中，通過W下公式分別獲取所述第一信號和第二信號：
[0014] 其中，FSK*[fH(t)+fL(t)]為第一信號；FSK*[fH(t)-fL(t)]為第二信號；
，ak=±l;fH(t)和fL(t)分別為所述兩個分離的頻 率分量，
1，《。為載波頻 率;I'b為FSK信號的符號周期。在本發明的一個實施例中，
[0015] 在本發明的一個實施例中，對所述第一信號和第二信號分別進行濾波W得到所述 Kt)信號和Q(t)信號，包括:分別通過濾波器對所述第一信號和第二信號中的頻率分量分 別進行濾波，得到所述Kt)信號和Q(t)信號，其中
[0016] 在本發明的一個實施例中，所述步驟S3包括:基于所述Gardner位同步算法，分別 對所述I(t)信號和Q(t)信號進行插值計算、誤差提取、環路濾波W及數控振蕩過程W獲得 所述同步誤差。
[0017] 在本發明的一個實施例中，所述Kt)信號的插值公式為：
[0019]所述Q(t)信號的插值公式為：
[0021 ] 其中，f Il、f 12、f 13、f Ql、f Q2、f Q3為中間變量;U化)為分數間隔，是由所述數控振蕩過 程產生的
，w(m)為第m次循環時，環路濾波過程中的輸出迭代值，w(m+l)=w (m)+ci*(timeerror(m)-timeerror(m-l) )+C2*timeerror(m)，w(m+l)為第m+1 次循環時，環 路濾波過程中的輸出迭代值，ci、C2分別為環路濾波過程的系數，timeerror(m)為第m次循環 時產生的誤差，其中，誤差公式為：

表示Kt)信號在
時刻的波形大小，為第m次循環時，數控振蕩過程中的輸 出迭代值，取(皿+1.)二（p(m)-vv(m) modi，.聲'如+ 1.)為第m+1次循環時，數巧振蕩過程中 的輸出迭代值。
[0022] 為實現上述目的，本發明第二方面實施例提出了一種用于2FSK信號的位同步裝 置，包括:跟蹤模塊，用于設計鎖相環W跟蹤所述2FSK信號的兩個分離的頻率分量，其中，所 述鎖相環的中屯、頻率分別為所述2FSK信號的兩個分離的信號頻率;獲取模塊，用于根據所 述2FSK信號W及所述兩個分離的頻率分量分別獲取Kt)信號和Q(t)信號，其中，所述I(t) 信號與Q(t)信號存在半個碼元周期的相位差;誤差提取模塊，用于基于Gardner位同步算法 分別對所述Kt)信號、和Q(t)信號進行誤差提取W獲得同步誤差；W及位同步模塊，用于根 據所述同步誤差分別生成所述Kt)信號和Q(t)信號的插值位置，并根據所述插值位置對所 述2FSK信號進行位同步。
[0023] 根據本發明實施例的用于2FSK信號的位同步裝置，首先跟蹤模塊設計鎖相環W跟 蹤2FSK信號的兩個分離的頻率分量，其中，鎖相環的中屯、頻率分別為2FSK信號的兩個分離 的信號頻率，然后獲取模塊根據2FSK信號W及兩個分離的頻率分量分別獲取I(t)信號和Q (t)信號，其中，I(t)信號與Q(t)信號存在半個碼元周期的相位差，而后誤差提取模炔基于 Gardner位同步算法分別對Kt)信號、和Q(t)信號進行誤差提取W獲得同步誤差，最后位同 步模塊，用于根據同步誤差分別生成Kt)信號和Q(t)信號的插值位置，并根據插值位置對 2FSK信號進行位同步。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更加準確，進而可W在相同的信噪比情況下比一般 的相干解調取得更低的誤碼率。
[0024] 上述用于2FSK信號的位同步裝置還可W具有如下附加的技術特征：
[0025] 在本發明的一個實施例中，所述獲取模塊，具體用于:根據所述2FSK信號W及所述 兩個分離的頻率分量通過乘加運算分別獲取第一信號和第二信號;對所述第一信號和第二 信號分別進行濾波W得到所述Kt)信號和Q(t)信號。
[0026] 在本發明的一個實施例中，通過W下公式分別獲取所述第一信號和第二信號：
[0029]其中，FSK*[fH(t)+fL(t)]為第一信號；FSK*[fH(t)-fL(t)]為第二信號；
，ak=±l;時(t)和打(t)分別為所述兩個分離的頻 率分量，
，W。為載波頻 率;Tb為FSK信號的符號周期。
[0030] 在本發明的一個實施例中，對所述第一信號和第二信號分別進行濾波W得到所述 Kt)信號和Q(t)信號，包括:分別通過濾波器對所述第一信號和第二信號中的頻率分量分 別進行濾波，得到所述Kt)信號和Q(t)信號，其中，
[0031] 在本發明的一個實施例中，所述誤差提取模塊，具體用于:基于所述Gardner位同 步算法，分別對所述Kt)信號和Q(t)信號進行插值計算、誤差提取、環路濾波W及數控振蕩 過程W獲得所述同步誤差。
[0032] 在本發明的一個實施例中，所述Kt)信號的插值公式為：
[0034]所述Q(t)信號的插值公式為：
[0036] 其中，f Il、f 12、f 13、f Ql、f Q2、f Q3為中間變量;U化)為分數間隔，是由所述數控振蕩過 程產生的