一种适用于毫米波数据链的帧同步方法、介质及装置与流程

本发明涉及无线通信，具体而言，涉及一种适用于毫米波数据链的帧同步方法、介质及装置。

背景技术：

1、随着无线通信技术的发展，目前主流的波形技术有正交频分复用(ofdm)和单载波频域均衡(sc-fde)。ofdm属于一种多载波技术，通过采用多路正交的子载波传输高速信息比特，它对载波同步有着较高的要求，因为载波的偏移会破坏子载波间的正交性，产生载波间干扰，从而降低系统的性能。同时由于ofdm信号是由多个独立的子载波信号叠加而成，因此ofdm信号有可能产生比较大的papr。而sc-fde属于一种单载波技术，具有与ofdm相似的性能，而且还具有低papr、对载波同步和相位噪声不敏感的特点。

2、毫米波数据链应用系统中存在大频偏情况，选择sc-fde作为波形方案。毫米波数据链使用突发包模式传输信息，以帧作为传输单位，对接收端来说，帧起始位置的同步是非常重要的。

3、在以有的帧同步方案中，先利用短导频(sp)滑窗自相关进行粗帧同步，然后利用长导频(lp)共轭匹配进行精帧同步。该帧同步方法在没有大频偏的情况，能够有效找到帧起始位置，但存在大频偏时，会影响精帧同步的峰值匹配位置，使得该方法失效。同时直接将长导频进行共轭匹配，存在计算量大的问题。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种适用于毫米波数据链的帧同步方法、介质及装置，以解决目前现有的帧同步算法抗频偏范围小，fpga资源消耗大等问题。

2、本发明提供的一种适用于毫米波数据链的帧同步方法，包括如下步骤：

3、s1、参数设置，包括数据滑窗长度l1、比值滑窗长度l2以及门限值thval；

4、s2、根据数据滑窗长度l1，计算窗内数据互相关和自相关的比值mn；

5、s3、根据比值滑窗长度l2，对比值mn进行滑窗求和，得到mcum；

6、s4、根据门限值thval，根据门限值thval，先在mcum中找到大于门限值的区间，再在大于门限值的区间内找最大值位置pmax；

7、s5、根据pmax和短导频长度lsp，选取包含短导频的一段数据dsp；

8、s6、对数据dsp进行处理，计算频偏fcoarse；

9、s7、根据pmax和长导频长度llp，选取包含长导频的一段数据dlp；

10、s8、利用频偏fcoarse对数据dlp进行分段匹配，得到conseg；

11、s9、找到conseg的峰值，峰值位置即为帧同步起始位置。

12、进一步的，步骤s2包括：

13、s21、根据数据滑窗长度l1，计算窗内数据互相关累加值cn和自相关累加值pn，计算公式为：

14、

15、

16、s22、计算互相关累加值cn和自相关累加值pn的比值mn，计算公式为：

17、

18、其中，r为接收数据，n＝0,1,…,l1-1，k＝0,1,…,l1-1。

19、进一步的，步骤s4中，选取包含短导频的一段数据dsp，即位置在[pmax,pmax+lsp]的数据。

20、进一步的，步骤s6中，对数据dsp进行处理的方法包括：

21、对数据dsp进行平方；

22、将平方结果进行fft处理；

23、从fft处理结果峰值；

24、根据找到的峰值计算频偏fcoarse。

25、进一步的，步骤s7中，选取包含长导频的一段数据dlp，即位置在[pmax+lsp/2,pmax+llp+lsp/2]的数据。

26、进一步的，步骤s8中，利用频偏fcoarse对数据dlp进行分段匹配的方法为：

27、利用频偏fcoarse对数据dlp进行粗频偏补偿；

28、补偿完之后，将llp个符号均分为sb个subblock相关窗，每个等长的相关窗长度记为lsb，ci′[k]是第i段接收序列与第i个相关窗的相关计算的结果；则conseg[k]表示为：

29、

30、其中，ri(k)为接收序列，bi(k)为本地分段后的lp序列。

31、本发明还提供一种计算机终端存储介质，存储有计算机终端可执行指令，所述计算机终端可执行指令用于执行上述的适用于毫米波数据链的帧同步方法。

32、本发明还提供一种计算装置，包括：

33、至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的适用于毫米波数据链的帧同步方法。

34、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

35、本发明采用伪随机序列(pn)码作为短导频符号，在粗帧同步以后，利用pn码的特性，估计出粗频偏，通过先补偿粗频偏的方法，再进行精帧同步，能够有效扩大抗频偏范围。同时在精帧同步阶段，采用分段匹配的方法，降低算法计算量，计算量从o(n2)降低到o(n)。

技术特征：

1.一种适用于毫米波数据链的帧同步方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的适用于毫米波数据链的帧同步方法，其特征在于，步骤s2包括：

3.根据权利要求2所述的适用于毫米波数据链的帧同步方法，其特征在于，步骤s4中，选取包含短导频的一段数据dsp，即位置在[pmax,pmax+lsp]的数据。

4.根据权利要求3所述的适用于毫米波数据链的帧同步方法，其特征在于，步骤s6中，对数据dsp进行处理的方法包括：

5.根据权利要求4所述的适用于毫米波数据链的帧同步方法，其特征在于，步骤s7中，选取包含长导频的一段数据dlp，即位置在[pmax+lsp/2,pmax+llp+lsp/2]的数据。

6.根据权利要求5所述的适用于毫米波数据链的帧同步方法，其特征在于，步骤s8中，利用频偏fcoarse对数据dlp进行分段匹配的方法为：

7.一种计算机终端存储介质，存储有计算机终端可执行指令，其特征在于，所述计算机终端可执行指令用于执行如权利要求1-6中任一权利要求所述的适用于毫米波数据链的帧同步方法。

8.一种计算装置，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供一种适用于毫米波数据链的帧同步方法、介质及装置，该方法采用伪随机序列(PN)码作为短导频符号，在粗帧同步以后，利用PN码的特性，估计出粗频偏，通过先补偿粗频偏的方法，再进行精帧同步，能够有效扩大抗频偏范围。同时在精帧同步阶段，采用分段匹配的方法，降低算法计算量，计算量从O(N<supgt;2</supgt;)降低到O(N)。

技术研发人员：邹江波,陆犇,王求
受保护的技术使用者：成都中科微信息技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12