[发明专利]一种帧头位置搜索的方法及搜索装置

说明书

本发明涉及无线通信领域，公开了一种帧头位置搜索的方法及搜索装置，用于解决现有技术中帧头位置搜索方法存在计算量大、复杂度高的问题。该方法为：对接收数据进行采样，对采样数据进行分组；确定第一分组的信号能量大于等于预设的第一能量门限，且第一分组内前L个采样数据的信号能量小于预设的第二能量门限值时，判定帧头在第一分组内；确定第一分组的信号能量小于预设的第一能量门限时，需从第一分组开始，以每三个相邻的分组为判断单位，根据筛选条件依次判断各个判断单位是否为目标判断单位，并确定帧头在目标判断单位内。这样，通过采样数据分组的方法设定帧头的搜索范围，保证了帧头搜索的高效性，降低了算法的计算量和复杂度。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种帧头位置搜索的方法及搜索装置。

背景技术

正交频分多路复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技术作为一种无线通信领域中的多载波传输技术，因其频谱利用率高、数据传输速率快和抗多径衰落能力强等优点受到人们的广泛关注，主要应用于多径传播和多普勒频移的无线移动信道中与完成数据的高速传输。但是，由于OFDM系统内存在多个正交的子载波，且各子信道的频谱相互覆盖，所以OFDM系统对同步误差和频率偏移非常敏感，定时同步是影响OFDM系统性能的重要因素。尤其是在OFDM突发通信系统中，接收机只能在帧头的时间范围之内完成定时同步，即要求接收机能够快速准确地定位帧头的位置，并完成定时同步。

现有技术中，OFDM帧同步算法是采用双延时自相关算法来实现定时同步的，双延时自相关算法主要包括两个部分，即粗同步和细同步。其中，数据帧的帧头包括短序列和长序列两个部分，双延时自相关算法就是利用短序列进行粗同步，利用长序列进行细同步。

双延时自相关算法虽然能够准确地找到帧头的位置，但是计算量很大，导致无法快速地完成定时同步，所以，提出了一种滑动窗的能量检测算法来实现定时同步，滑动窗的能量检测算法依然包括两个部分，即粗同步和细同步。其中，在粗同步的过程当中，通常采用时域采样的滑动窗能量检测算法来判断数据帧的到来，同时，缩短细同步的搜索范围，进而减少OFDM帧同步算法的计算量，降低算法的复杂度，提高定时同步的速率。具体的滑动窗的能量检测算法的实现方法为：

第一步：进行粗同步，确定帧头的大致位置，并为细同步缩短搜索范围；

首先，对数据帧中的数据序列R(n)以K倍抽取进行时域采样，得到一组新的数据序列K(n)；然后，设定一个长度为W的滑动窗，其中，W＝F/K，移动滑动窗，使抽取到的数据序列K(n)通过该滑动窗；最后，将该滑动窗移动至数据序列K(n)完全进入的状态，并按照下式计算滑动窗内信号的能量P(n)，此时可获取一个最小的信号能量值，由于上述信号能量的计算只是对采样的数据进行计算，所以此时获取的最小的信号能量值只能确认帧头的大致位置，为细同步缩短搜素范围。

式中，W为滑动窗的长度，K(n)为抽取的信号，P(n)为信号的能量。

第二步：进行细同步，确定帧头的具体位置；

根据上述粗同步得到的最小的信号能量值，可以确定帧头的大致位置，此时重新设置滑动窗的长度W，其中，W＝F，然后，移动滑动窗至数据序列R(n)完全进入的状态，按照下式计算滑动窗内信号的能量P(n)，此时可获取一个最小的信号能量值，该能量值即为插入帧头的保护间隔的能量值，以此，就可以确定帧头的具体位置。

式中，W为滑动窗的长度，R(n)为接收的信号，P(n)为信号的能量。

综上可知，基于时域采样的滑动窗能量检测算法只需计算一定长度的滑动窗内的信号能量，通过时域采样的方法来确定细同步的搜索范围，并通过二次捕获信号能量的最小值来确定帧头的具体位置。这种算法相对于双延时自相关算法虽然有一定的改进，但是该算法的计算量仍然很大，复杂度也很高，这将导致接收机无法快速地完成定时同步。