一种帧检测方法技术

本发明专利技术公开了一种帧检测方法，所述帧检测方法包括：S1：接收原始时域信号；S2：对所述原始时域信号进行去噪操作，得到新的时域信号；S3：获取所述新的时域信号中帧的起始位置的定位；S4：将所述帧的起始位置的定位作为检测结果输出。本发明专利技术所提供的帧检测方法，能够确保得到精确的帧同步前提下，减少CPU的工作负荷，同时提高帧检测的速度，减少丢包率。减少丢包率。

【技术实现步骤摘要】
一种帧检测方法


[0001]本专利技术涉及无线通信
，具体涉及一种帧检测方法。

技术介绍

[0002]SDR(Software Defined Radio))软件定义的无线电
[0003]随着无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)在我们日常生活中的不断普及，WLAN凭借其传输速度快、可靠性高、成本低等优势在无线通信和Wi_Fi感知等技术得到了迅速的发展。然而，OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)帧检测技术对无线通信和Wi_Fi感知等领域有着重要的意义。
[0004]众所周知，WLAN是基于802.11协议的，而该协议采用OFDM(正交频分复用)技术。
[0005]OFDM是一种多载波调制技术，能够有效的对抗频率选择性衰落，抵抗因为多径效应带来的符号间干扰(ISI)、子信道间干扰(ICI)，而且具有较高的频谱利用率，易于与自适应调制技术耦合，因此成为了通信系统重点考虑采用的技术之一。
[0006]在OFDM系统中，为了在接收端便于数据的同步，都是以帧的结构发送和接收数据的。每一个帧的结构可以简单的分为四部分：短训练序列、长训练序列、Signal域和Data域。在发送端，将这四部分调制之后发送出去。训练序列是由标准定义好的确定性数据，具有较好的相关性。在接收端，将接收到的信号进行采样、自动增益调整等处理后，就可以进行帧同步检测了。目前常用的同步检测方法主要有三种：基于空闲符号能量检测的帧定时同步算法，基于训练符号的帧同步定时算法，基于训练符号的符号定时同步算法。
[0007]而以上三种传统的方法在进行帧同步时，当接收到信号后，对信号不进行过滤，直接通过计算相关值来确定帧的起始位置，这样就会对CPU的性能提出更高的要求。同时在求相关值时，由于CPU的性能有限，出现严重的丢包现象。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种帧检测方法，以能够确保得到精确的帧同步前提下，减少CPU的工作负荷，同时提高帧检测的速度，减少丢包率。
[0009]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0010]本专利技术提供一种帧检测方法，所述帧检测方法包括：
[0011]S1：接收原始时域信号；
[0012]S2：对所述原始时域信号进行去噪操作，得到新的时域信号；
[0013]S3：获取所述新的时域信号中帧的起始位置的定位；
[0014]S4：将所述帧的起始位置的定位作为检测结果输出。
[0015]可选择地，所述步骤S2包括：
[0016]S21：对所述原始时域信号进行短时傅里叶变换操作，得到多段频域信号；
[0017]S22：对多段所述频域信号进行初步去噪，得到多个可用的频域信号；
[0018]S23：对多个可用的频域信号进行时域信号恢复操作，得到新的时域信号。
[0019]可选择地，所述步骤S21包括：
[0020]对所述原始时域信号进行模数转换，得到时域信号；
[0021]对所述时域信号进行加窗操作，得到多段频域信号。
[0022]可选择地，利用Hanning窗函数对所述时域信号进行加窗操作。
[0023]可选择地，所述步骤S22包括：
[0024]计算当前段的频域信号的能量值；
[0025]判断所述能量值是否大于预设阈值，若是，将所述当前段的频域信号作为可用的频域信号；否则，丢弃所述当前段的频域信号，选择下一个段作为当前段并重新进行计算其频域信号的能量值。
[0026]可选择地，所述步骤S23包括：
[0027]分别对每个所述可用的频域信号进行中心频率迁移操作，得到多个迁移后可用的频域信号；
[0028]对每个迁移后可用的频域信号进行快速傅里叶逆变换操作，得到多个逆变换后的时域信号；
[0029]对每个所述逆变换后的时域信号进行下变频操作，得到新的时域信号。
[0030]可选择地，所述步骤S3包括：
[0031]利用延迟相关算法加保持长度算法，获取所述新的时域信号中帧的起始位置的粗定位；
[0032]根据所述粗定位，利用符号同步算法，获取当前帧起始位置的精确定位。
[0033]可选择地，利用延迟相关算法加保持长度算法，获取所述新的时域信号中帧的起始位置的粗定位包括：
[0034]接收所述新的时域信号；
[0035]对所述新的时域信号进行延迟操作，并根据当前时域信号和延迟后的时域信号得到互相关系数，对所述互相关系数进行累加求和操作，得到第一累加求和结果；
[0036]根据所述第一累加求和结果，得到延迟相关值；
[0037]根据所述新的时域信号，计算延迟后时域信号的自相关系数；
[0038]对所有所述自相关系数进行累加求和操作，得到接收信号能量值；
[0039]根据所述延迟相关值和所述接收信号能量值，得到判决变量；
[0040]如果若干个连续的所述判决变量大于预设阈值，则将所述判决变量大于所述预设阈值的开始时刻作为所述新的时域信号中帧的起始位置的粗定位。
[0041]可选择地，所述判决变量m
n
为：
[0042][0043]其中，C
n
表示当前接收到的L个数据和前D个时刻接收到的L个数据的互相关值且L表示数据个数，D为第D个时刻，k表示当前窗口中信号的下标，n表示窗口的大小，r
n
‑
k
表示当前窗口中第n
‑
k个信号,表示表示第D个时刻中第n
‑
k个信号对应的共轭信号，p
n
表示接收信号能量且
[0044]可选择地，所述根据所述粗定位，利用符号同步算法，获取当前帧起始位置的精确定位包括：
[0045]确定本地短训练序列的长度；
[0046]根据所述粗定位和所述本地短训练序列的共轭复数，得到两者的互相关系数；
[0047]获取所述互相关系数的绝对值；
[0048]获取所述新的时域信号短训练序列周期内所有所述绝对值的峰值；
[0049]将所有所述绝对值的峰值中的最后一个峰值作为所述新的时域信号的短训练序列的结束位置；
[0050]根据所述新的时域信号数据帧中短训练序列的长度以及所述结束位置，得到所述新的时域信号数据帧的短训练序列的开始位置；
[0051]将所述开始位置作为所述当前帧的起始位置；
[0052]所述互相关系数C
k
为：
[0053][0054]其中，m当前窗口中信号的下标，k为表示窗口的大小，r
k
‑
m
表示当前窗口中第k
‑
m个信号,S为本地短训练序列，表示所述新的时域信号的短训练序列中第个m信号的共轭复数。
[0055]本专利技术具有以下有益效果：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种帧检测方法，其特征在于，所述帧检测方法包括：S1：接收原始时域信号；S2：对所述原始时域信号进行去噪操作，得到新的时域信号；S3：获取所述新的时域信号中帧的起始位置的定位；S4：将所述帧的起始位置的定位作为检测结果输出。2.根据权利要求1所述的帧检测方法，其特征在于，所述步骤S2包括：S21：对所述原始时域信号进行短时傅里叶变换操作，得到多段频域信号；S22：对多段所述频域信号进行初步去噪，得到多个可用的频域信号；S23：对多个可用的频域信号进行时域信号恢复操作，得到新的时域信号。3.根据权利要求2所述的帧检测方法，其特征在于，所述步骤S21包括：对所述原始时域信号进行模数转换，得到时域数字信号；对所述时域数字信号进行加窗操作，得到多段频域信号。4.根据权利要求3所述的帧检测方法，其特征在于，利用Hanning窗函数对所述时域信号进行加窗操作。5.根据权利要求2所述的帧检测方法，其特征在于，所述步骤S22包括：计算当前段的频域信号的能量值；判断所述能量值是否大于预设阈值，若是，将所述当前段的频域信号作为可用的频域信号；否则，丢弃所述当前段的频域信号，选择下一个段作为当前段并重新进行计算其频域信号的能量值。6.根据权利要求2所述的帧检测方法，其特征在于，所述步骤S23包括：分别对每个所述可用的频域信号进行中心频率迁移操作，得到多个迁移后可用的频域信号；对每个迁移后可用的频域信号进行快速傅里叶逆变换操作，得到多个逆变换后的时域信号；对每个所述逆变换后的时域信号进行下变频操作，得到新的时域信号。7.根据权利要求1
‑
6中任意一项所述的帧检测方法，其特征在于，所述步骤S3包括：利用延迟相关算法加保持长度算法，获取所述新的时域信号中帧的起始位置的粗定位；根据所述粗定位，利用符号同步算法，获取当前帧起始位置的精确定位。8.根据权利要求7所述的帧检测方法，其特征在于，利用延迟相关算法加保持长度算法，获取所述新的时域信号中帧的起始位置的粗定位包括：接收所述新的时域信号；对所述新的时域信号进行延迟操作，并根据当前时域信号和延迟后的时域信号得到互...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋志平，吕东涛，李瑞，徐悦甡，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：