一種降抖動的位同步環(huán)路設計與實現(xiàn)

張 盼，鐘 升，張 琦，楊 恒

（1.西安微電子技術研究所 陜西 西安710054；2.西安通信學院 陜西 西安 710106）

一種降抖動的位同步環(huán)路設計與實現(xiàn)

張 盼1，鐘 升1，張 琦1，楊 恒2

（1.西安微電子技術研究所 陜西 西安710054；2.西安通信學院 陜西 西安 710106）

針對通信系統(tǒng)中位定時環(huán)路自噪聲過大的問題，改進了傳統(tǒng)Gardner位同步環(huán)路，采用改進型Gardner算法與PSO算法優(yōu)化的預濾波器相結合的方式，從定時誤差檢測和波形預處理兩方面有效抑制了環(huán)路的定時誤差抖動，提升了環(huán)路收斂速度。通過算法仿真，驗證了該改進環(huán)路的正確性和有效性；通過FPGA驗證，表明了該環(huán)路的可實現(xiàn)性和良好的工程應用價值。

位同步環(huán)路；改進型Gardner算法；PSO算法；定時誤差抖動；FPGA

在數(shù)字通信系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)正確的數(shù)據(jù)通信任務，需要實現(xiàn)多種同步功能。位同步是同步系統(tǒng)的關鍵，其質量的好壞直接影響整個通信系統(tǒng)的性能。因此，關于位同步的研究和算法層出不窮，其中Gardner算法[1]具有不受載波相偏影響、實現(xiàn)簡單等優(yōu)點，在數(shù)字同步通信系統(tǒng)中被廣泛應用。然而傳統(tǒng)Gardner算法的定時誤差檢測在環(huán)路收斂后仍存在較大的自噪聲，造成定時誤差抖動較大[2]，繼Gardner后的國內外學者提出了很多改進方法，主要分為兩大類，算法改進類[3]和波形預處理類[4]。文中采用粒子群算法[5]和誤差檢測算法相結合的改進方案，有效抑制了傳統(tǒng)環(huán)路自噪聲較大的缺陷，明顯減小了定時誤差抖動，大大改善了位同步系統(tǒng)的性能。

1 傳統(tǒng)位同步環(huán)路

傳統(tǒng)位同步環(huán)路采用數(shù)字鎖相環(huán)[6]結構，包括內插濾波器、定時誤差檢測、環(huán)路濾波器和數(shù)控振蕩器4個部分，其結構框圖如圖1所示。……