[发明专利]帧同步判决装置和判决方法

说明书

本发明公开了一种帧同步判决装置和判决方法，其中，帧同步判决装置包括：输入缓存模块、并行匹配滤波器、相对门限判决模块、原同步序列串行匹配滤波器、逆序同步序列串行匹配滤波器、相关峰比较模块和绝对门限判决模块；并行匹配滤波器输出并行匹配滤波结果；相对门限判决模块用于进行相对门限判决；原同步序列串行匹配滤波器和逆序同步序列串行匹配滤波器用于进行串行匹配滤波；相关峰比较模块用于计算并输出相关峰之间的差值；绝对门限判决模块用于进行固定门限判决。通过本发明的技术方案，从门限和帧格式两个维度上平衡了虚警率和漏警率，并且结合自适应门限和固定门限提高了帧同步判决的可靠性。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种帧同步判决装置和一种帧同步判决方法。

背景技术

随着无人机等高动态平台的快速发展，节点之间信息资源共享越来越迫切，而在高动态通信中，帧同步的误差和可靠度是影响系统性能的一个主要因素。按照是否借助辅助数据，帧同步方式分为数据辅助同步方法和盲同步方法，其中数据辅助同步方法的同步精度较高，因而被广泛应用。

现有技术中，提出一种多门限判决的OFDM同步方法，通过合理设计同步序列，提高系统的抗干扰能力，通过设置多个相对门限，对两个相关峰进行联合判决，使得系统能够在较大信噪比范围内准确同步，提高系统的同步稳定性。该方法在频域避开了干扰所在频段，且通过在时域进行加窗抑制了干扰对可用频段的影响，提高了系统的抗干扰能力。该方法设置了多个相对门限对两个相关峰进行联合判决，在不同的信噪比下自适应的选择不同的门限，在提高同步捕获概率的同时降低了误同步概率，提高了同步性能的稳定度。该方法的不足之处在于，它没有考虑在高动态环境下的频域感知和规避实现的可行性；它没有考虑在复杂信道环境下，单个同步序列的漏捕获概率对通信链路的影响；它没有考虑除OFDM系统以外，其他无线通信协议的同步方法。

除此之外，还提出了一种门限值自适应调整的方法和装置，通过获取数据包接收情况的信息，按照所述数据包接收情况的信息对应地调整门限值。该方法能够实现门限值自适应调整，从而适应快速变化的无线环境的要求，提高通信质量。该方法能够解决传统无人机频分复用连续通信体制功耗较高、不利于小型化以及以GPS秒脉冲信号为辅助手段的外同步方式，在恶劣信道下的漏捕获或通信中断等问题。该方法的不足之处在于，它没有从物理链路角度分析提高通信可靠度的方法，而是高度依赖应答协议和数据包中的相关信息调整门限值，从而无法保证在高动态环境下的可靠同步。

发明内容

针对上述问题中的至少之一，本发明提供了一种帧同步判决装置和判决方法，通过在数据头中设计N个重复的帧同步序列和一个逆序的同步序列，并适当提高归一化门限值，从而在降低虚警率的同时，利用重复的同步序列使漏警率保持在降低的水平。当N个重复的帧同步序列中有一个序列被捕获，则系统进入跟踪状态，系统开始分别对同步序列和逆序的同步序列作串行匹配滤波，利用同步序列的强自相关特性对比逆序的同步序列相关峰值与原同步序列相关峰值的大小，当两者之差大于固定门限时，帧同步完成。从门限和帧格式两个维度上平衡了虚警率和漏警率，并且结合自适应门限和固定门限提高了帧同步判决的可靠性。

为实现上述目的，本发明提供了一种帧同步判决装置，包括：输入缓存模块、并行匹配滤波器、相对门限判决模块、原同步序列串行匹配滤波器、逆序同步序列串行匹配滤波器、相关峰比较模块和绝对门限判决模块；

所述输入缓存模块，用于接收并缓存数据帧，为所述并行匹配滤波器提供待相关的数据源；

所述并行匹配滤波器与所述输入缓存模块相连，用于对缓存的数据帧与本地伪随机序列进行相关操作，输出相关峰值作为并行匹配滤波结果；

所述相对门限判决模块与所述并行匹配滤波器相连，用于对并行输出的相关峰值进行相对门限判决，当相对门限判决量大于预设的门限值时，输出所述相关峰值对应的序号和捕获成功标识，否则输出捕获未成功标识；