定时误差估计与恢复

Posted 2022-09-09 者乎之类的

在数字通信系统中，由于发送端的时钟和接收端的时钟来自于不同的本地振荡器，二者之间不完全同步，同时信号传输过程中存在延迟问题，导致接收端无法在每个符号的最优判决点上采样。以及由于带通滤波器的存在使得信号有一部分失真，这将会降低采样点数据的信噪比，同时也会带来码间干扰，增大信号解调的误码率，恶化通信系统的性能。
在所有的无线通信系统中，接收机不仅必须将时钟频率恢复到与接收的数字信号保持一致，还需要确定每个符号间隔内的采样位置，这取决于恢复的定时相位，定时相位就是在每一个符号间隔 内选取的采样时刻。事实上，由于通信双方采用的时钟之间存在时钟漂移，所以必须实时调整接收机恢复时钟的时钟频率和定时相位来补偿时钟漂移，以确保输出信号的最佳采样。传统的接收机通过反馈的方式去控制本地采样时钟晶体振荡器来进行相位的调整以实现定时同步，但是在全数字接收机内，由于A/D转换器的采样时钟频率固定不变，无法直接得到每个符号的最佳采样值，因此需要对接收信号的采样值进行插值运算才能获得每个符号的最佳采样值，所以插值滤波器将在全数字接收机的定时同步过程中发挥重要的作用。
可参考插值法位同步 gardner算法
定时误差估计


内插滤波
定时同步完成了对接收信号中每个符号的最优判决点的输出，本质上实现了数据速率的转换，将数据速率由采样率转变为了符号速率。在信号处理中通常采用内插技术来实现信号速率的转换。在定时同步过程中，内插滤波器的作用就是通过对尚未同步的采样数据进行插值处理来得出每个符号最优判决时刻的数值。内插滤波器的基本原理就是通过采样得到的离散信号恢复出原始连续信号之后再进行重采样，从而得到最佳采样判决时刻的值。

四个点得到一个插值点，刚好将数据速率恢复为符号速率。
虽然原理上内插滤波需要先重构出原始的连续信号再进行重采样，但是在实际应用中并不需重构原始信号，而是采用数据拟合的方式利用实际采样数据计算出每个符号最优判决时刻的估计值。

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