数字卫星广播系统采样时钟同步方法

刘斌彬， 葛启宏， 王秋生， 曹晓卫

（北京泰美世纪科技有限公司，北京 100097）

0 引言

数字卫星广播除了频率和功率利用率高、抗噪声和干扰能力强、支持数据和多媒体业务之外，最大的特点就是覆盖面广[1]。特别是对于幅员辽阔、地理环境多样、人口分布不均的中国，数字卫星广播在国家信息基础设施建设和国家信息安全战略中具有重要地位。

在数字卫星广播系统中，接收机需要对接收到的连续信号进行采样。然而，接收机的数模转换器（ADC）的采样时钟与发射机不可能具有完全相同的频率和相位。对于正交频分复用（OFDM）系统，采样偏差会导致频域上子载波不再正交，造成子载波间串扰（ICI）[2-3]。而单载波系统对采样同步的要求更为严格，即需要采样位置位于眼图最大处，以获得尽可能好的信干噪比（SINR）[4-5]。

针对数字卫星广播系统的采样时钟偏差问题，提出了一种采样频率和相位同步方法，并对其中的Farrow滤波器、迟早门和采样频率控制等关键算法进行了详细阐述，最后给出了实验性能及分析。

1 系统概述

在数字卫星广播系统中，信号帧由帧头和负载构成，长度为300 000点，如图1所示。其中同步头由帧标识、同步序列、控制字和循环冗余校验（CRC）构成，负载由若干数据段构成。系统的时钟频率为30 MHz。

图1 信号帧结构

同步序列由一个伪随机序列经过 BPSK星座映射后生成，长度为18 432点。伪随机序列由图2所示的m序列生成器产生，生成多项式为x15+x12+x11+x9+x7+x5+x3+1，移位寄存器初始值为101010100101010。m序列生成器的移位时钟与系统时钟同步，且频率相同。……