一种误同步检测方法与流程

本发明涉及通信，特别是一种误同步检测方法。

背景技术：

1、在通信技术中，同步技术是一种用于发送方和接收方之间数据传输的常用技术。它为接收方提供了开始接收和解析数据的起点，但同步技术涉及的算法并不能保证所有同步正确。当存在窄带干扰或环境噪声较大时，误同步就会很频繁地触发。误同步一方面可能会导致接收机错过真实数据帧的接收，另一方面，也会导致频繁启动后续处理引入功耗开销的增加。虽然，提高同步门限是一种常用方法，但门限过高又会导致接收漏检的增加，使得接收灵敏度门限下降。进一步地，在一些干扰场景下，提高同步门限并不能解决误同步的问题，比如窄带干扰或强单频干扰混入接收有效带宽范围时。通过控制信息解析校验来判决误同步，也是一种常用方法，但需要等到数据控制域接收，并解调解析进行校验后才能给出校验错误指示，存在较大的延迟阻塞和功耗开销的问题。此方法与通信系统的帧格式的定义有关，但较普遍的处理是按帧格式的数据域依次进行处理的。帧格式定义的数据域从前到后依次有前导码、标识符(有的帧定义没有这个)、控制域、载荷域。前导码主要用于通信系统检测空中信号的存在性、符号同步、信号的各种传输响应的等效特征提取、各数据域的起始位置定位等功能；标识符一般用来指示控制域的调制信息；载荷域的调制信息由控制帧成功解析才可获得，装载了业务数据包。如果是误同步，则控制帧解析会出现校验不通过的情况，此时接收机才能结束当前接收处理。控制帧解析需要经过完整的各种非理想偏差的估计补偿、信道衰落响应估计和补偿、解交织、译码、校验等一系列处理才能得到校验信息。解调、解交织和译码是处理时间和占用资源均较多的三大块。

技术实现思路

1、为克服现有技术存在的缺陷，本发明提出一种误同步检测方法，包括如下步骤：

2、s1.接收ofdm符号序列a进行同步计算，所述ofdm符号序列a包含前导码序列，具有在频域中以固定子载波间隔插入的有效子载波的稀疏分布特性，在时频域中均具有周期特征，且时域中还具有相位特征；若根据所述同步计算判决同步成功，按同步成功位置取数进入下一步；

3、s2.在所述ofdm符号序列a的时域数据段中，取计算特征值所需的数据段做时域相位特征消除，然后依次将每个ofdm符号周期长度的数据段取出做快速傅里叶变换fft，得到两段以上的连续ofdm符号的频域数据段，在频域做相邻两个数据段的延迟差分相关计算；

4、s3.对延迟差分相关计算得到的序列仅提取保存相位信息；

5、s4.对所述相位信息进行余弦、正弦计算，获得能量归一化的实、虚部的新序列；

6、s5.将得到的新序列进行累加求和，再求平均，对累加和平均值求模平方；

7、s6.对累加和均值的模平方做能量判决，若低于门限，则判决为误同步；否则判为正确同步。

8、进一步地：

9、所述步骤s1中，所述ofdm符号序列a由一个元序列b和加扰序列c联合产生；所述元序列b时域的循环周期长度设为nt，频域的循环周期长度设为nf；所述加扰序列c对所述元序列b进行相位加扰；加扰后，序列具有连续至少两个nt长度符号段具有相同的相位关系，所述相位关系为正相或反相的相位特征。

10、nf是nt的2的整数次幂倍的长度关系。

11、所述步骤s2包括：

12、s2-1.基于同步成功的位置开始取误同步判决特征值所需的总符号段，先在时域做相位解扰，得到相位关系一致的时域总符号段长度的数据；所述总符号段长度是ofdm符号长度nf的整数倍；

13、s2-2.对相位关系一致的数据段，取每段长nf的数据做fft，得到频域数据；

14、s2-3.对至少两段nf长的ofdm频域数据，做连续相邻两段nf符号之间的延迟差分相关计算。

15、所述步骤s4包括对相位信息序列直接求余弦、正弦得到实虚部。

16、所述步骤s4对相位信息序列做量化近似处理以减少计算量，且实虚部的平均能量为归一化1，以消除能量抖动。

17、所述步骤s6中，判为误同步时终止后续处理，提前退出接收。

18、在帧的存在性检测和初始符号同步之后进行所述误同步检测。

19、所述的误同步检测方法是用于高速双模系统中的误同步检测方法。

20、一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序由处理器执行时，实现所述的误同步检测方法。

21、本发明的有益效果包括：

22、本发明提出一种误同步检测方法，可用于高速双模系统中，通过分析包括前导码序列特征的ofdm符号序列，提取出其在频域上为少量数据点功率谱密度较高，且即使残留较大频偏，并不影响功率谱分布特点。同时，其在时频域均存在明显的周期特性，通过本发明方法，可以计算得到平稳的特征值，同时在窄带噪声、单频干扰、不同的残留频偏和环境噪声信噪比下进行对比，计算特征值在有无干扰下，表现平稳；在相同噪声环境下，有无真实信号的特征值表现有明显的值域分离分布，重叠概率小。因此此方法，既可极大地提高了误同步检测的可靠性，又对窄带或单频等干扰有较强的抑制和识别作用。本发明的误同步检测方法，在同步触发后即可计算，可提前退出误同步接收，减小接收阻塞和功耗开销。进一步地，当同步计算同样采用数据段的差分相关时，可考虑进一步计算复用，进一步压缩误同步检测时间，达到最优方案和效果。

23、误同步检测可放在帧的存在性检测和初始符号同步之后，有较强的检测可靠性，可提前检测提前退出，从而极大避免因后续处理占用而错过真实空中信号的同步检测，同时有效地减少资源占用和降低功耗。

24、本发明提出的误同步检测方法，得到具有良好误同步判决的特征值，实现误同步检测，在窄带噪声、单频干扰、不同的残留频偏和环境噪声信噪比下，均有可靠的判决表现，从而减小接收阻塞和功耗开销。

技术特征：

1.一种误同步检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的误同步检测方法，其特征在于：所述步骤s1中，所述ofdm符号序列a由一个元序列b和加扰序列c联合产生；

3.如权利要求2所述的误同步检测方法，其特征在于：nf是nt的2的整数次幂倍的长度关系。

4.如权利要求1所述的误同步检测方法，其特征在于：所述步骤s2包括：

5.如权利要求1所述的误同步检测方法，其特征在于：所述步骤s4包括对相位信息序列直接求余弦、正弦得到实虚部。

6.如权利要求1所述的误同步检测方法，其特征在于：所述步骤s4对相位信息序列做量化近似处理以减少计算量，且实虚部的平均能量为归一化1，以消除能量抖动。

7.如权利要求1至6任一项所述的误同步检测方法，其特征在于：所述步骤s6中，判为误同步时终止后续处理，提前退出接收。

8.如权利要求1至7任一项所述的误同步检测方法，其特征在于：在帧的存在性检测和初始符号同步之后进行所述误同步检测。

9.如权利要求1至7任一项所述的误同步检测方法，其特征在于：是用于高速双模系统中的误同步检测方法。

10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序由处理器执行时，实现如权利要求1至8任一项所述的误同步检测方法。

技术总结
一种误同步检测方法，包括如下步骤：S1.同步计算判决同步成功，按同步成功位置取数进入下一步；S2.做时域相位特征消除，依次将OFDM符号周期长度的数据段取出做FFT，在频域做相邻两个数据段的延迟差分相关计算；S3.对延迟差分相关计算得到的序列仅提取保存相位信息；S4.对相位信息进行余弦、正弦计算，获得能量归一化的实、虚部的新序列；S5.将得到的新序列进行累加求和，再求平均，对累加和平均值求模平方；S6.对累加和均值的模平方做能量判决，若低于门限，则判决为误同步，可提前退出；否则判为正确同步。该方法实现可靠的误同步检测，在窄带噪声、单频干扰、不同的残留频偏和环境噪声信噪比下，减小接收阻塞和功耗开销。

技术研发人员：薛桦,陈丽恒,刘鲲
受保护的技术使用者：深圳市力合微电子股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21