[发明专利]突发通信的帧同步信号设计技术

说明书

技术领域

本发明属于电子技术领域，如无线通信、移动通信、雷达、电子对抗等，特别涉及进行突发通信的无线移动通信系统。

背景技术

很多通信系统都处于连续工作的状态，此时一旦建立，信号就连续发生。这类系统对接收端捕获信号的响应时间无严格要求，但在某些通信系统中，信号是间歇甚至突发发生。最典型的是多接入系统，单个用户可以模型化为一定参数随机到达、随机长度的突发源。这种用户源信息特征显然不同于传统的连续恒稳信源，它要求传输的突发性，即当且仅当有数据到达的情况下才发起传输，并且在数据发送后停止传输，每次传输都有一个确定的时间。

突发模式的传输与接收技术与连续系统存在着很多不同之处：

1.突发通信系统存在着信号捕获、同步建立的过程，而且相对连续系统，信号捕获和同步建立的时间要尽可能短，这样才能提升系统的整体效率。

2.接收端收到的数据包其信号电平和噪声统计特性都有可能不同，所以解调前的一个数据包所得到的同步信息不能为解调下一个数据包所利用。突发通信系统对每一个新接收到的数据包都要解调以获得新的同步信息。

3.突发通信系统对于数据包的同步是基于数据辅助的。在连续通信系统中广泛应用的锁相环技术难以直接应用于突发通信系统。

4.从突发模式传输技术应用和实现的角度来看，其难点突出地体现在对同步参数的快速捕获上面。

本专利提出了一种新的同步信号设计，并对其相关特性进行了详细的分析。随后在借鉴巴克码设计思路的基础上，提出了一种新的帧同步机制。

发明内容

本发明的目的是提出一种新的帧同步信号设计，以及相应的帧同步机制，采用本发明方法设计的同步机制的突发通信系统具有低的系统复杂度、更好的系统误码率性能等特点。

本发明针对极短时间内传输大量比特流的突发通信系统。

本发明提出的同步信号设计是以如下一种48比特的同步序列为信号构造的基本单元，该48比特的同步序列为：

1111 1111 0111 1010 0101 1100 1100 1010 0010 1100 0000 0000

对于基于序列相关的突发通信系统，采用此48比特序列级联来构成同步信号，但并不是直接将多个48比特序列级联，本发明提出的同步信号设计是将一个13比特巴克序列作为母序列，巴克序列的每一比特再扩展为48比特，扩展方法为：对应的巴克序列比特是“1”，则对应的48比特序列整体不变；若对应位是“0”，则对应的48比特序列整体翻转(“1”翻转为“0”，“0”翻转为“1”)。13比特巴克序列为“0000011001010”，其方案的示意图如图1所示。该序列的帧同步序列非周期自相关函数图如图2所示，其有非常好的峰值，旁瓣又非常低。

在帧同步系统中，对于突发通信系统的接收端，其同步检测过程如下：

若有N位同步字{c₁，c₂，…c_N}，信息数据为d₁∈{-1，+1}，经过AWGN信道后，得到r_i。若在接收端观察连续N个采样点，帧同步器需面对以前两种情况：

H₀：r_i＝d_i+n_i，i＝1，2，…N

H₁：r_i＝c_i+n_i，i＝1，2，…N

其中H₀代表无同步字，H₁代表有同步字。H₀对应的判决为D₀，H₁对应的判决为D₁。

漏同步概率为P₁＝Pr{D₀|H₁}；

假同步概率为P₂＝Pr{D₁|H₀}；

正确检测概率为P₃＝1-P₂；

最大似然率检测为