出于實(shí)現(xiàn)成本和復(fù)雜度考慮，數(shù)字通信接收機(jī)通常采用固定頻率晶振實(shí)現(xiàn)信號采樣。由于工藝原因，實(shí)際頻率和額定頻率之間會存在不可避免的頻率誤差，從而使得基于數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的采樣鐘恢復(fù)環(huán)路是多數(shù)系統(tǒng)中的必不可少的模塊之一。
目前，針對不同場景，學(xué)者們已經(jīng)提出了多種采樣鐘恢復(fù)算法,它們的基本架構(gòu)類似，主要區(qū)別在于定時誤差檢測采用的算法不同，而且對輸入信號的特性要求也不同?？v觀這些定時誤差檢測算法，最常用的包括Gardner檢測算法和相關(guān)檢測算法.其中，前者要求輸入檢測器的數(shù)據(jù)率為符號率的兩倍，而且數(shù)據(jù)中的過零點(diǎn)要足夠多，目前，這種方法已經(jīng)成功應(yīng)用到歐洲D(zhuǎn)VB-C、美國ATSC-T等多種系統(tǒng)接收機(jī)實(shí)現(xiàn)中。另外，由于衛(wèi)星通信中多采用低階QPSK等調(diào)制方式，滿足其對過零特性的要求，Gardner算法在衛(wèi)星通信領(lǐng)域也有很大的應(yīng)用前景，如DVB-S/DVB-S2等系統(tǒng)接收機(jī)。相關(guān)檢測算法適合發(fā)送信號中包含一段已知的訓(xùn)練信號，且該段數(shù)據(jù)的自相關(guān)特性較優(yōu)，算法需要輸入的數(shù)據(jù)率是符號率的四倍，相關(guān)檢測算法也有很廣泛的應(yīng)用，也涌現(xiàn)了許多改進(jìn)算法以及在基本構(gòu)架基礎(chǔ)上的并行實(shí)現(xiàn)方法。
但是，實(shí)際的通信體制中，存在許多場景，僅部分信號滿足過零特性，如僅有一段數(shù)據(jù)采用過零特性較好的調(diào)制方式，其他數(shù)據(jù)采用OFDM 調(diào)制或者其他調(diào)制方式。此時，上文提到的兩種檢測方法都不能直接應(yīng)用。
出于這種考慮，本文給出了一種結(jié)合使能控制的采樣鐘同步實(shí)現(xiàn)方法，該方法既利用了通常的Gardner算法結(jié)構(gòu)，具有低復(fù)雜度特性，又保證了環(huán)路可以可靠工作。
1 典型的基于Gardner算法的采樣鐘同步環(huán)路
如圖1所示，基于Gardner算法的采樣鐘同步環(huán)路包括四個主要部分：內(nèi)插濾波器、Gardner定時誤差檢測器、低通濾波器和數(shù)控振蕩器。內(nèi)插濾波器根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)序列和小數(shù)因子內(nèi)插得到新的數(shù)據(jù)符號，可以采用三角內(nèi)插、分段拋物內(nèi)插等實(shí)現(xiàn)，其內(nèi)插性能決定了環(huán)路的恢復(fù)精度;低通濾波器實(shí)現(xiàn)對估計(jì)誤差的濾波，其帶寬決定了環(huán)路是否收斂、收斂速度以及收斂精度;數(shù)控振蕩器根據(jù)濾波器輸出計(jì)算符號率使能信號和兩倍的符號率使能信號，其中前者控制濾波器，后者控制Gardner 定時誤差檢測器。Gardner 定時誤差檢測器用三個連續(xù)的采樣點(diǎn)來求得定時誤差，即：
式中：r(1/2 - τ) ,r(-τ) ,r(1 - τ) 分別表示中間時刻、前一時刻以及后一時刻對應(yīng)的采樣點(diǎn)，三個采樣點(diǎn)的示意如圖2所示：
