移动设备网络的帧同步检测方法、系统和计算机存储介质技术方案

本发明专利技术涉及一种移动设备网络的帧同步检测方法，包括以下步骤：S1、将接收到的数据帧与本地格雷序列进行互相关运算；S2、对互相关运算结果进行自相关运算以定时同步所述数据帧。本发明专利技术还涉及一种计算机可读存储介和移动设备网络的帧同步检测系统。实施本发明专利技术的移动设备网络的帧同步检测方法、系统和计算机可读存储介质，通过结合自相关检测和互相关检测的优点，能够有效提高帧检测所需的信噪比，降低干扰，并能达到抗多径和频偏效果。并能达到抗多径和频偏效果。并能达到抗多径和频偏效果。

【技术实现步骤摘要】
移动设备网络的帧同步检测方法、系统和计算机存储介质


[0001]本专利技术涉及移动设备网络通信领域，更具体地说，涉及一种移动设备网络的帧同步检测方法、系统和计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]在动态数据传输过程中，大数据动态传输问题亟需解决。以车地通信为例，现有机车一个交路产生至少120GB（单次240GB）的业务数据，以往的转储手段主要依赖人工通过U盘进行数据拷贝，效率非常低。通过采用高速率、大带宽的毫米波通信技术，可以使机车在入库前几百米的“咽喉区”范围内的低速行驶的150秒内就能完成120GB的数据转储。目前的车地通信具有4条可以链接的大容量通信链路，4条链路具有推挽式和接力式混合切换的方式，可以保障物理链路不中断。在传输业务数据时，通过SDN的数据复制特性，多链路可以同时传输相同数据，车地的每个站点对多链路的数据进行去冗余处理，从而保证传输数据的可靠性和完整性。
[0003]然而，在多链路数据传输过程中，进行帧检测时存在信噪比较低，周期性信号干扰强以及可能出现频偏等缺陷。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种移动设备网络的帧同步检测方法、系统和计算机可读存储介质，其通过结合自相关检测和互相关检测的优点，能够有效提高帧检测所需的信噪比，降低干扰，并能达到抗多径和频偏效果。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种移动设备网络的帧同步检测方法，包括以下步骤：S1、将接收到的数据帧与本地格雷序列进行互相关运算；S2、对互相关运算结果进行自相关运算以定时同步所述数据帧。
[0006]在本专利技术所述的移动设备网络的帧同步检测方法中，所述步骤S1进一步包括将接收到的相邻的两个数据帧分别与本地格雷序列进行互相关运算以获得第一格雷互相关结果和第二格雷互相关结果。
[0007]在本专利技术所述的移动设备网络的帧同步检测方法中，所述步骤S2进一步包括：S21、基于所述数据帧的速率、所述第一格雷互相关结果和所述第二格雷互相关结果之间的时间间隔以及同向相位跨度计算最大频偏；S22、将位于所述最大频偏的范围内的格雷互相关结果进行自相关运算以产生自相关曲线；S23、基于所述自相关曲线的平台段与同步判决门限值确认所述数据帧的到来；S24、在所述数据帧到来之后，基于检测到的第一个负幅度值确定所述数据帧的负格雷互相关结果的位置；S25、通过固定所述位置定时同步所述数据帧。
[0008]在本专利技术所述的移动设备网络的帧同步检测方法中，在所述步骤S21中，基于以下公式计算所述最大频偏：T<0.25*(1/f
c
)；其中，T表示所述第一格雷互相关结果和所述第二格雷互相关结果之间的时间间隔，f
c
表示所述最大频偏，所述第一格雷互相关结果和所述第二格雷互相关结果同向时，相位跨度小于π/2。
[0009]在本专利技术所述的移动设备网络的帧同步检测方法中，在所述步骤S23中，在所述自相关曲线的平台段在连续时间窗口内一直大于所述同步判决门限值时确认所述数据帧的到来。
[0010]本专利技术解决其技术问题采用的另一技术方案是，构造一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的移动设备网络的帧同步检测方法。
[0011]本专利技术解决其技术问题采用的再一技术方案是，构造一种移动设备网络的帧同步检测系统，包括：互相关模块，用于将接收到的数据帧与本地格雷序列进行互相关运算；自相关定时模块，用于对互相关运算结果进行自相关运算以定时同步所述数据帧。
[0012]在本专利技术所述的移动设备网络的帧同步检测系统中，所述互相关模块进一步用于将接收到的相邻的两个数据帧分别与本地格雷序列进行互相关运算以获得第一格雷互相关结果和第二格雷互相关结果。
[0013]在本专利技术所述的移动设备网络的帧同步检测系统中，所述自相关定时模块进一步用于：基于所述数据帧的速率、所述第一格雷互相关结果和所述第二格雷互相关结果之间的时间间隔以及同向相位跨度计算最大频偏；将位于所述最大频偏的范围内的格雷互相关结果进行自相关运算以产生自相关曲线；基于所述自相关曲线的平台段与同步判决门限值确认所述数据帧的到来；在所述数据帧到来之后，基于检测到的第一个负幅度值确定所述数据帧的负格雷互相关结果的位置；通过固定所述位置定时同步所述数据帧。
[0014]实施本专利技术的移动设备网络的帧同步检测方法、系统和计算机可读存储介质，通过结合自相关检测和互相关检测的优点，能够有效提高帧检测所需的信噪比，降低干扰，并能达到抗多径和频偏效果。
附图说明
[0015]下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术的移动设备网络的帧同步检测方法的优选实施例的流程图；图2是单径无频偏的条件下采用格雷序列对接收到的数据帧进行互相关运算后的噪声示意图；
图3是多径频偏的条件下采用格雷序列对接收到的数据帧进行互相关运算后的噪声示意图；图4是本专利技术的移动设备网络的帧同步检测方法的自相关同步步骤的优选实施例的流程图；图5是将图3中的互相关运算结果进行自相关运算后获得的自相关曲线；图6是本专利技术的移动设备网络的帧同步检测系统的优选实施例的原理框图。
具体实施方式
[0016]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0017]图1是本专利技术的移动设备网络的帧同步检测方法的优选实施例的流程图。如图1所示，在步骤S1中，将接收到的数据帧与本地格雷序列进行互相关运算。格雷序列是一个二进制数字系统，在该系统中，两个连续的数值仅有一个位数的差异。在本专利技术中，将接收到的相邻的两个数据帧分别与本地格雷序列进行互相关运算以获得格雷互相关结果，即第一格雷互相关结果和第二格雷互相关结果。本领域技术人员知悉，接收到的数据帧与本地格雷序列进行互相关运算是指将两个序列都不翻转，直接滑动相乘求和。
[0018]采用格雷序列与收到的数据帧进行互相关运算，可以提高帧检测时所需的信噪比，降低周期性信号的干扰。图2是单径无频偏的条件下采用格雷序列对接收到的数据帧进行互相关运算后的噪声示意图。图3是多径频偏的条件下采用格雷序列对接收到的数据帧进行互相关运算后的噪声示意图。从图2可以看出，在信噪比为10dB的信道下，在单径无频偏的条件下，即使存在噪声，利用互相关产生的相关峰个数仍清晰可见。因此，在下一步中，我们可以通过数正相关峰的个数来确定帧的到来，通过卡住最大负值的相关峰的位置，来完成帧的定时同步。但是如果存在恶劣的信道环境，比如存在频偏500kHz多径严重的信道，对于符号速率上Gbps的毫米波系统，只单纯的用与本地格雷序列Ga
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做互相关的结果如图3所示，无法准确的判断帧的定时位置。
[0019]因此，为了达到抗多径和频偏效果，我们执行步骤S2的互相关运算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种移动设备网络的帧同步检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将接收到的数据帧与本地格雷序列进行互相关运算；S2、对互相关运算结果进行自相关运算以定时同步所述数据帧。2.根据权利要求1所述的移动设备网络的帧同步检测方法，其特征在于，所述步骤S1进一步包括将接收到的相邻的两个数据帧分别与本地格雷序列进行互相关运算以获得第一格雷互相关结果和第二格雷互相关结果。3.根据权利要求2所述的移动设备网络的帧同步检测方法，其特征在于，所述步骤S2进一步包括：S21、基于所述数据帧的速率、所述第一格雷互相关结果和所述第二格雷互相关结果之间的时间间隔以及同向相位跨度计算最大频偏；S22、将位于所述最大频偏的范围内的格雷互相关结果进行自相关运算以产生自相关曲线；S23、基于所述自相关曲线的平台段与同步判决门限值确认所述数据帧的到来；S24、在所述数据帧到来之后，基于检测到的第一个负幅度值确定所述数据帧的负格雷互相关结果的位置；S25、通过固定所述位置定时同步所述数据帧。4.根据权利要求3所述的移动设备网络的帧同步检测方法，其特征在于，在所述步骤S21中，基于以下公式计算所述最大频偏：T<0.25*(1/f
c
)；其中，T表示所述第一格雷互相关结果和所述第二格雷互相关结果之间的时间间隔，f
c
表示所述最大频偏，所述第一格雷互相关结果和所述第二格雷互相关结果同向时，相位跨度小于π/2...

【专利技术属性】
技术研发人员：戚建淮，崔宸，罗俊炘，刘建辉，
申请(专利权)人：深圳市永达电子信息股份有限公司，
类型：发明
国别省市：