文献标识码： A
文章编号： 0258-7998(2013)07-0097-03
随着卫星通信业务的发展,APSK等高阶调制方式在卫星通信中发挥的作用越来越突出[1-3]，DVB-S2系统已经采用16/32-APSK信号作为其重要的调制方式。然而，这些高阶调制信号受收发系统的时钟频差影响更严重，又由于APSK信号星座分布的复杂性，导致APSK高阶调制信号的同步算法也较通常的同步算法更加复杂。
传统的位同步的实现方法可分为插入导频法和直接法两大类[4-5]。插入导频法是在发送基带信号中加入位定时导频信号，接收端通过提取该位定时导频信号实现位同步，定时导频信号一般在发送基带信号频谱的零点插入以便于接收端通过窄带滤波器提取。这种方法由于导频信号的插入，人为地增加了发送功率和线谱干扰,而为了消除导频信号对基带信号取样判决的影响，接收端还必须对导频信号反向相消。因此，该方法目前在数字通信系统中已很少采用。直接法是数字通信系统应用最广泛的位同步方法，它不需要在发送端专门发送导频信号，而是直接从接收的数字信号中提取时钟信号或通过相位比较和调整在本地产生时钟信号。直接法又分为滤波法和比相法两类。滤波法是通过对接收到的数字信号（频带或基带）进行变换处理，使得经过变换处理的数字信号中含有位定时信号分量，再通过窄带滤波器提取该分量，从而实现位同步。常用的变换处理有以下几种：(1)将不归零数字基带信号变换成归零数字基带信号；(2)将带限数字基带信号进行平方、取绝对值等非线性变换；(3)将带限数字频带信号进行包络检波等变换。
本文首先给出了APSK信号系统模型，并在此基础上研究了一种适用于APSK信号的基于数字平方算法的位定时误差估计算法。基于数字平方算法的位定时误差估计技术是一种滤波法，这种方法最大的优点是适用于MPSK、APSK、QAM等多种调制方式，并且不依赖于载波相位，实现简单，可有效解决鉴相特性不稳定平衡点的“悬搁”问题[6]。仿真研究表明，该算法能较好地估计出APSK信号位定时误差，且算法不受载波频偏的影响；在高斯白噪声信道下，算法得到的归一化相位值是参数的无偏估计;随着数据长度的增大，对定时误差估计的精确度越高，且频偏的存在对数据长度的取值具有一定的限制作用，当频偏取值较大时，算法中数据长度的取值受频偏的影响也较大。
在实际系统中，收发两端的时钟源总是存在一定频率偏差，一般其相对频率偏差在10-4~10-6数量级。在考虑时钟频偏的影响时，为了得到较好的跟踪性能，参数L不能无限取大。因为在上面的分析中都是假定在一个观察时间段内，所以相位误差?着为一个恒定的量，或近似为一恒定的量。在给定时钟频偏的情况下，当L取值在一定限额内时，算法的性能是随着L取值的增大而逐步改善的；但当L取值超过一定限额时，随着L取值的增大，算法的性能反而会变差，因此频偏的存在对参数L的取值具有一定的限制作用。同时从图中还可以看出，当频偏取值较大时，L的限额值比低频偏时L的限额值小，即当频偏取值较大时，算法中参数L的取值受频偏的影响也较大。因此，在实际的设计实现中，要根据实际系统的情况来选择参数的取值。
目前，DVB-S2系统已经采用16/32-APSK信号作为它的一种重要调制方式，然而这些高阶调制信号受收发系统的时钟频差影响更严重，而且APSK高阶调制信号的同步算法也较通常的同步算法更加复杂。本文采用一种基于数字平方算法的位定时误差估计算法，它是一种采用滤波的直接相位估计技术，通过数字信号处理直接从采样的接收信号中提取位定时误差信息，且不依赖于载波相位，实现简单，可有效解决鉴相特性不稳定平衡点的“悬搁”问题。该算法能较好地适用于APSK信号位定时误差估计，在高斯白噪声信道下，算法得到的归一化相位值是参数的无偏估计,且随着数据长度的增大，对定时误差估计的精确度越高。同时，频偏的存在对数据长度的取值具有一定的限制作用，当频偏取值较大时，算法中数据长度的取值受频偏的影响也会较大。
参考文献
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