帧同步及载波频偏联合检测方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电子通信领域，公开了一种帧同步及载波频偏联合检测方法和装置。本发明专利技术中，通过将帧同步估计和载波频偏估计联合起来形成了一个正反馈，即创建了一个函数既是帧同步点估计偏差的函数，又是载波频偏估计偏差的函数，实现了帧同步及载波频偏的联合检测，并且在联合检测中同时使用了短训练序列和长训练序列，可以提高估计运算的精度。此外，由于本实施方式没有使用基于互相关检测的帧同步算法，因此，在前导序列中加入CSD不会对本实施方式产生任何影响，从而本实施方式可以适用于802.11b/g/n等通信协议。进一步地，由于本实施方式可联合实现数据包检测，帧同步估计，及载波频偏估计，因此整体系统复杂度较低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子通信领域，特别涉及一种帧同步及载波频偏联合检测方法和装置。
技术介绍
在基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称“OFDM”)的802.11b/g/n通信协议中，无论是传统模式，高吞吐量混合(HT-mixed)模式，还是高吞吐量绿野(HT-greenfield)模式，都需要从前导序列中准确提取帧同步及载波频偏信息。为了支持多天线传输，与802.11b/g协议不同，802.11n协议在不同天线发送的前导序列中加入了不同的循环移位(CSD)以避免非故意的波束成形效应。但是，加入CSD会在接收端产生假多径效应，使互相关检测产生多个峰值，严重地影响了已有的基于互相关检测的帧同步算法的准确性。基于自相关检测的帧同步算法虽然不受CSD的影响，但单独使用准确性不高。其它的帧同步算法，如频域帧同步，虽然也能消除CSD的影响，但有很多限制条件，如必须在载波频偏已被消除的情况下才使用，且计算复杂度高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种帧同步及载波频偏联合检测方法和装置，使得帧同步及载波频偏的检测不受循环移位的影响，且帧同步及载波频偏两者联合检测，可以降低系统复杂度，提高精度。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种帧同步及载波频偏 联合检测方法，包含以下步骤：对接收到的数据包进行检测，获得短序列的重复模式；其中，所述数据包至少包含短训练序列中最后N个重复的短序列和长训练序列中2个重复的长序列；其中，所述N为大于2的自然数；对短训练序列重复段进行不同间隔的自相关检测，获得载波频偏估计；对长训练序列重复段进行自相关检测，用检测结果优化载波频偏估计；根据估计得到的载波频偏，长训练序列的自相关值和短训练序列不同间隔的自相关值，获得帧同步点估计偏差函数；找到所述帧同步点估计偏差函数的最大值点对应的采样点，并分别将查找得到的采样点及其对应的载波频偏估计作为最佳帧同步点和最佳载波频偏。本专利技术的实施方式还提供了一种帧同步及载波频偏联合检测装置，包含：数据接收模块，短序列处理模块，长序列处理模块和结果输出模块；所述数据接收模块用于接收数据包；其中，所述数据包至少包含短训练序列中最后N个重复的短序列和长训练序列中的2个重复的长序列；其中，所述N为大于2的自然数；所述短序列处理模块用于对接收到的数据包进行检测，获得短序列的重复模式；并对短训练序列重复段进行不同间隔的自相关检测，获得载波频偏估计；所述长序列处理模块用于对长训练序列重复段进行自相关检测，用检测结果优化载波频偏估计；并根据估计得到的载波频偏，长训练序列和长训练序列的相关值，获得帧同步点估计偏差函数；所述结果输出模块用于找到所述帧同步点估计偏差函数的最大值点对应的采样点，并分别将查找得到的采样点及其对应的载波频偏估计作为最佳 帧同步点和最佳载波频偏。本专利技术实施方式相对于现有技术而言，通过采用短训练序列的最后几个短序列和大部分的长训练序列进行帧同步和载波频偏估计，并且将帧同步估计和载波频偏估计联合起来形成了一个正反馈，即帧同步点估计偏差函数的值既是帧同步点估计偏差的函数，又是载波频偏估计偏差的函数，使得在帧同步和载波频偏估计中同时使用了短训练序列和长训练序列，可以提高估计运算的精度。而且，由于本实施方式没有使用基于互相关检测的帧同步算法，因此，在前导序列中加入CSD不会对本实施方式产生任何影响，从而本实施方式可以适用于802.11b/g/n等通信协议。进一步地，由于本实施方式可联合实现数据包检测，帧同步估计，及载波频偏估计，因此整体系统复杂度较低。另外，在所述对短训练序列进行不同间隔的自相关检测，获得估计载波频偏的步骤中，包含以下子步骤：计算每一个间隔对应的短序列重复段的自相关值；分别根据所述计算得到的短序列自相关值的相位，获得短序列频偏估计值；对所述短序列频偏估计值进行相位展开，去除相位混淆度；对所述去除相位混淆度的短序列频偏估计值，引入第一修正因子，计算计入不同间隔的自相关值得到的载波频偏估计；其中，所述第一修正因子用于加权合并从不同间隔的自相关值得到的频偏估计，其取值根据N和短序列的间隔确定。另外，在所述根据估计得到的载波频偏，长训练序列的自相关值和短训练序列不同间隔的自相关值，获得帧同步点估计偏差函数的步骤中，包含以下子步骤：计算长序列重复段的自相关值；采用所述短序列的载波频偏估计，对所述长序列的自相关值的角度进行相位展开，去除相位混淆度；对所述去除相位混淆度的长序列的相关值的角度，引入第二修正因子，计算计入长序列的自相关值得到的频偏估计；其中，所述第二修正因子用于加权合并从短序列得到的频偏估计和从长序列得到的频偏估计，其取值根据N确定；根据所述加权合并后载波频偏估计将所述长序列的自相关值和所述短序列不同间隔的自相关值调整到实部，得到以短训练序列起始采样点为自变量的帧同步点估计偏差函数；其中，所述帧同步点估计偏差函数为所述经过载波频偏调整后的短序列不同间隔的自相关值与所述长序列的自相关值的实部乘以一加权系数的累加和；所述加权系数为计算长序列自相关值时的累加次数与计算短序列自相关值时的累加次数的比值。另外，在所述得到以短训练序列起始采样点为自变量的帧同步点估计偏差函数的步骤之后，还包含以下步骤：对所述帧同步点估计偏差函数进行平均运算；在所述找到所述帧同步点估计偏差函数的最大值点对应的采样点的步骤中，查找所述进行平均运算后的帧同步点估计偏差函数的最大值点对应的采样点；其中，进行平均运算所选取的帧同步点估计偏差函数的个数小于一预设值。通过上述方法，在根据帧同步点估计偏差函数或者载波频偏估计偏差函数进行帧同步和载波频偏估计时，对偏差函数进行平均之后，再进行帧同步和载波频偏估计，可以提高估计算法的性能。附图说明图1是802.11b/g/n通信协议的前导序列示意图；图2是根据本专利技术第一实施方式的帧同步及载波频偏联合检测方法的流程图；图3是根据本专利技术第三实施方式的帧同步及载波频偏联合检测装置的结构框图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。本专利技术的第一实施方式涉及一种帧同步及载波频偏联合检测方法。该方法应用OFDM信号的前导序列的短训练序列的重复性和长训练序列的重复性，实现了帧同步及载波频偏的联合检测。在具体描述本实施方式之前，先介绍一下OFDM信号的特点。如图1所示，802.11b/g/n通信协议的前导序列包括一个短训练序列和一个长训练序列。当OFDM系统的采样速率为每秒20兆采样点时，短训练序列由一个0.8us(16个采样点)的短序列重复十次组成，长训练序列由一个3.2us(64个采样点)的序列重复2.5次组成。短训练序列的前半部分用于信号检测，自动增益控制，及分集选择；后半部分用于帧同步及载波频偏估计。在本实施方式中，采用最后N个短序列(16N个采样点)和大部分长训练序列(128个采样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种帧同步及载波频偏联合检测方法，其特征在于，包含以下步骤：对接收到的数据包进行检测，获得短序列的重复模式；其中，所述数据包至少包含短训练序列中最后N个重复的短序列和长训练序列中2个重复的长序列；其中，所述N为大于2的自然数；对短训练序列重复段进行不同间隔的自相关检测，获得载波频偏估计；对长训练序列重复段进行自相关检测，用检测结果优化载波频偏估计；根据估计得到的载波频偏，长训练序列的自相关值和短训练序列不同间隔的自相关值，获得帧同步点估计偏差函数；找到所述帧同步点估计偏差函数的最大值点对应的采样点，并将查找得到的采样点及其对应的载波频偏估计作为最佳帧同步点和最佳载波频偏。

【技术特征摘要】
1.一种帧同步及载波频偏联合检测方法，其特征在于，包含以下步骤：对接收到的数据包进行检测，获得短序列的重复模式；其中，所述数据包至少包含短训练序列中最后N个重复的短序列和长训练序列中2个重复的长序列；其中，所述N为大于2的自然数；对短训练序列重复段进行不同间隔的自相关检测，获得载波频偏估计；对长训练序列重复段进行自相关检测，用检测结果优化载波频偏估计；根据估计得到的载波频偏，长训练序列的自相关值和短训练序列不同间隔的自相关值，获得帧同步点估计偏差函数；找到所述帧同步点估计偏差函数的最大值点对应的采样点，并将查找得到的采样点及其对应的载波频偏估计作为最佳帧同步点和最佳载波频偏。2.根据权利要求1所述的帧同步及载波频偏联合检测方法，其特征在于，在所述对短训练序列重复段进行不同间隔的自相关检测，获得载波频偏估计的步骤中，包含以下子步骤：计算每一个间隔对应的短序列重复段的自相关值；分别根据所述计算得到的短序列自相关值的相位，获得短序列频偏估计值；对所述短序列频偏估计值进行相位展开，去除相位混淆度；对所述去除相位混淆度的短序列频偏估计值，引入第一修正因子，计算计入不同间隔的自相关值得到的载波频偏估计；其中，所述第一修正因子用于加权合并从不同间隔的自相关值得到的频偏估计，其取值根据N和短序列的间隔确定。3.根据权利要求1所述的帧同步及载波频偏联合检测方法，其特征在于，在所述根据估计得到的载波频偏，长训练序列的自相关值和短训练序列不同间隔的自相关值，获得帧同步点估计偏差函数的步骤中，包含以下子步骤：计算长序列重复段的自相关值；采用所述短序列的载波频偏估计，对所述长序列的自相关值的相位进行相位展开，去除相位混淆度；对所述去除相位混淆度的长序列的自相关值的相位，引入第二修正因子，计算计入长序列的自相关值得到的频偏估计；其中，所述第二修正因子用于加权合并从短序列得到的频偏估计和从长序列得到的频偏估计，其取值根据N确定；根据所述加权合并后载波频偏估计将所述长序列的自相关值和所述短序列不同间隔的自相关值调整到实部，得到以短训练序列起始采样点为自变量的帧同步点估计偏差函数；其中，所述帧同步点估计偏差函数为所述经过载波频偏调整后的短序列不同间隔的自相关值与所述长序列的自相关值的实部乘以一加权系数的累加和；所述加权系数为计算长序列自相关值时的累加次数与计算短序列自相关值时的累加次数的比值。4.根据权利要求3所述的帧同步及载波频偏联合检测方法，其特征在于，在所述得到以短训练序列起始采样点为自变量的帧同步点估计偏差函数的步骤之后，还包含以下步骤：对所述帧同步点估计偏差函数进行平均运算；在所述找到所述帧同步点估计偏差函数的最大值点对应的采样点的步骤中，查找所述进行平均运算后的帧同步点估计偏差函数的最大值点对应的采样点；其中，进行平均运算所选取的帧同步点估计偏差函数的个数小于一预设值。5.一种帧同步及载波频偏联合检测装置，其特征在于，包含：数据接收模块，短序列处理模块，长序列处理模块和结果输出模块；所述数据接收模块用于接收数据包...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂宏，金海鹏，盛文军，
申请(专利权)人：泰凌微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31