An Open-Loop Bit Synchronization Algorithm for Multi-Band CPM Signals

Aiming at the problem of bit synchronization, an open-loop bit timing estimation algorithm based on basis function decomposition is proposed. The algorithm first uses the result of basis function decomposition to perform correlation operation to reduce the timing deviation between the local reference signal waveform and the received signal waveform to within T/4; then, accurate bit synchronization estimation is performed based on the angle information provided by the correlation operation. The algorithm does not need to extract carrier phase information and has low complexity. Simulation results show that the algorithm has good estimation accuracy. Keywords Continuous Phase Modulation; Basis Function Decomposition; Bit Synchronization In mobile channels with time-varying phase characteristics, the detection of continuous phase modulation (CPM) signals using incoherent sequence estimation technology is a research hotspot. Incoherent sequence estimation does not need to extract carrier phase information, and as the complexity increases, its performance can gradually approach coherent detection under ideal carrier synchronization conditions [1-2]. Based on the principle of incoherent sequence detection, reference [3] proposes a low-complexity demodulation algorithm for incoherent CPM signals. The algorithm first performs basis function decomposition on the CPM signal, then uses the incoherent sequence detection method to calculate the branch metric, and then performs demodulation based on the Viterbi algorithm. Due to the use of basis function decomposition and state number simplification technology, the complexity of the non-coherent CPM receiver is reduced, and the performance loss is small. However, the reference [3] adopts a decision loop-oriented method to achieve bit synchronization. This method takes a long time to synchronize and has poor performance under high bit error rate conditions [4-6]. This paper proposes an open-loop bit timing estimation algorithm based on synchronization codewords. This method is applicable to multi-bit CPM signals and does not require the extraction of carrier phase information. In theory, as long as the leading codeword sequence is detected, a relatively accurate estimate of the bit timing offset can be made.