【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线通信，涉及信号检测与参数估计，尤其涉及一种含前导连续信号的捕获方法。
技术介绍
1、数字通信接收机的主要任务是从带噪信号中完整地恢复出信源发送的信息。为了实现这个目标，接收机首先要捕获到期望信号，然后进行解调和译码，最后从中提取出无差错的信息。因此，捕获期望信号是数字通信接收机的首要任务。信号捕获任务包含两个部分：信号存在性检测和物理帧头位置估计。
2、在连续通信中，发射机通常会在每个物理帧的帧头中添加一段已知符号序列。这段已知符号序列被称为前导，它的作用是辅助接收机快速检测到期望信号并估计出物理帧头的位置。图1(a)和图1(b)展示了两种连续通信中常用的物理帧格式，其中，图1(a)是有导频模式的物理帧格式，图1(b)是无导频模式的物理帧格式。
3、本申请讨论的对象是接收机初始同步阶段的期望信号捕获方法。在初始同步阶段，传输的物理帧具有相同的帧格式，因此具有相同的长度。对于信号存在性检测问题，通常采用差分相关-寻峰类方法来解决，其中的差分运算用于消除信号的频偏。图2展示了一种典型的差分相关-寻峰检测器。上述方法的不足之处是检测性能受噪声影响明显。当信噪比较低时，或者可靠检测的时延大；或者快速检测的可靠性低。
4、为了解决检测速度与检测可靠性之间的矛盾，本申请人曾经提出了一种含前导连续信号的均峰值检测法，申请号为202311556760.6。如图3所示，该方法首先将从多个检测窗口中得到的差分相关函数单次观测值进行集平均，然后利用上述集平均观测值的模值进行峰值检测。该方法具有以下
5、为了在保留集平均检测法优势的前提下降低检测器的存储复杂度，本申请人之后又提出过一种含前导连续信号的分段叠加均峰值检测法，申请号为：202311738183.2。如图4所示，该方法首先将每个检测窗口中的差分相关函数单次观测值进行分段叠加，然后将从多个检测窗口中得到的分段叠加观测值进行集平均，最后利用上述分段叠加集平均观测值的模值进行峰值检测。在该方法中，差分相关函数分段叠加集平均观测值的存储空间与最长分段等长，因此可以通过合理设计分段方式达到节省存储资源的目的。
6、在上述方法中，分段叠加处理对峰值存在性检测没有实质性的负面影响。但是带来了另外一个问题：从差分相关函数分段叠加集平均观测值中估计的峰值位置仅包含了物理帧头位置的部分信息，基于这些信息无法准确估计出物理帧头的位置，所以，上述方法不能完成信号捕获的全部任务。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术的不足，本申请提供一种含前导连续信号的捕获方法，能够实现既快速又可靠的期望信号存在性检测，并在此基础上准确估计出物理帧头的位置，且存储复杂度低。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术：
3、一种含前导连续信号的捕获方法，包括：
4、s100、计算差分相关函数的单次观测值：将经过定时同步的接收符号依次输入信号捕获器，逐符号计算差分相关函数的单次观测值，并依次输出，形成差分相关函数单次观测值序列；
5、s200、计算检测统计量1的值：根据统一生成的检测窗口序列和子检测窗口序列，从步骤s100输出的差分相关函数单次观测值序列中连续接收q1个完整检测窗口的观测数据，其中，每个检测窗口的观测数据作为一个单次观测值分组，每个子检测窗口的观测数据作为一个单次观测值分段；计算上述q1个差分相关函数单次观测值分组的分段叠加集平均值；计算上述分段叠加集平均值中各分量的模值，并将其保序排列组成一个实向量，得到检测统计量1；
6、然后搜索检测统计量1的最大分量值upeak及其位置mpeak；
7、s300、计算检测统计量2的值：根据统一生成的检测窗口序列和子检测窗口序列，从步骤s100输出的差分相关函数单次观测值序列中连续接收q2个完整检测窗口的观测数据，其中，每个检测窗口的观测数据作为一个单次观测值分组，每个子检测窗口的观测数据作为一个单次观测值分段；针对每个单次观测值分组，抽取出全部n个分段中位置mpeak处的差分相关函数单次观测值，若不存在则以0代替；计算上述q2组抽取数据的集平均值；计算上述抽取数据集平均值中各分量的模值，并将其保序排列组成一个实向量，得到检测统计量2；
8、然后搜索检测统计量2的最大分量值vpeak及其位置npeak；
9、s400、判定期望信号是否存在：以η表示预先设计的检测阈值，如果vpeak＜η，则判定期望信号不存在，返回步骤s200继续执行；如果vpeak≥η，则判定期望信号存在，继续执行步骤s500；
10、s500、估计物理帧头的位置：根据npeak和mpeak计算出前导相关峰值在检测窗口中的位置kpeak，即kpeak＝npeaklsec+mpeak，其中，lsec表示子检测窗口的长度；根据kpeak和捕获过程的处理时延估计出物理帧头符号的位置，并结束信号捕获。
11、进一步，以rs,s＝0,1,2,…表示信号捕获器启动后依次输入的接收符号，其中，s是离散时间计数器，r[s]表示s时刻求得的差分相关函数单次观测值，步骤s100的计算过程如下：
12、s101、初始化：设置s＝0，rs＝0(s＜0)；
13、s102、输入符号rs；
14、s103、计算rs对应的差分符号其中，(·)*表示复数的共轭；
15、s104、计算差分相关函数的单次观测值r[s]：
16、
17、其中，pl表示第l个前导符号，l是顺序索引参数，l表示前导符号的数量；
18、s105、输出r[s]；
19、s106、判断信号捕获过程是否结束，若结束，则停止步骤s100的计算；若未结束，则更新参数：s＝s+1，并返回步骤s102继续执行。
20、进一步，以k表示物理帧的长度，并将检测窗口的长度ldw设置为物理帧的长度，即ldw＝k，以lsec表示子检测窗口的长度，则每个检测窗口中包含的子检测窗口数量为其中，表示上取整运算；如果lsec整除ldw，那么每个子检测窗口的长度都是lsec；如果lsec不能整除ldw，那么最后一个子检测窗口的长度是ldw％lsec，其中，％表示求余运算；以cq表示检测窗口数量计数器，用于统计接收的单次观测值分组的数量，在用于步骤s200的计算时，其计数范围是cq＝0,1,…,q1，在用于步骤s300的计算时，其计数范围是cq＝0,1,…,q2；以cn表示子检测窗口数量计数器，其计数范围是cn＝0,1,…,n-1，用于统计每个单次观测值分组中分段的数量；以ck表示检测窗口中的位置计数器，其计数范围是ck＝0,1,…,ldw；以cm表示子检测窗口中的位置计数器，其计数范本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含前导连续信号的捕获方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的含前导连续信号的捕获方法，其特征在于，以rs,s＝0,1,2,…表示信号捕获器启动后依次输入的接收符号，其中，s是离散时间计数器，R[s]表示s时刻求得的差分相关函数单次观测值，步骤S100的计算过程如下：
3.根据权利要求1所述的含前导连续信号的捕获方法，其特征在于，以K表示物理帧的长度，并将检测窗口的长度Ldw设置为物理帧的长度，即Ldw＝K，以Lsec表示子检测窗口的长度，则每个检测窗口中包含的子检测窗口数量为其中，表示上取整运算；如果Lsec整除Ldw，那么每个子检测窗口的长度都是Lsec；如果Lsec不能整除Ldw，那么最后一个子检测窗口的长度是Ldw％Lsec，其中，％表示求余运算；
4.根据权利要求3所述的含前导连续信号的捕获方法，其特征在于，步骤S206中的搜索方法如下：
5.根据权利要求1所述的含前导连续信号的捕获方法，其特征在于，以K表示物理帧的长度，并将检测窗口的长度Ldw设置为物理帧的长度，即Ldw＝K，以Lsec表示子检测窗口的长
6.根据权利要求5所述的含前导连续信号的捕获方法，其特征在于，步骤S306中的搜索方法如下：
7.根据权利要求1所述的含前导连续信号的捕获方法，其特征在于，以K表示物理帧的长度，并将检测窗口的长度Ldw设置为物理帧的长度，即Ldw＝K，以Lsec表示子检测窗口的长度，则每个检测窗口中包含的子检测窗口数量为其中，表示上取整运算；如果Lsec整除Ldw，那么每个子检测窗口的长度都是Lsec；如果Lsec不能整除Ldw，那么最后一个子检测窗口的长度是Ldw％Lsec，其中，％表示求余运算；
8.根据权利要求1所述的含前导连续信号的捕获方法，其特征在于，以K表示物理帧的长度，并将检测窗口的长度Ldw设置为物理帧的长度，即Ldw＝K，以Lsec表示子检测窗口的长度，则每个检测窗口中包含的子检测窗口数量为其中，表示上取整运算；如果Lsec整除Ldw，那么每个子检测窗口的长度都是Lsec；如果Lsec不能整除Ldw，那么最后一个子检测窗口的长度是Ldw％Lsec，其中，％表示求余运算；
...【技术特征摘要】
1.一种含前导连续信号的捕获方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的含前导连续信号的捕获方法，其特征在于，以rs,s＝0,1,2,…表示信号捕获器启动后依次输入的接收符号，其中，s是离散时间计数器，r[s]表示s时刻求得的差分相关函数单次观测值，步骤s100的计算过程如下：
3.根据权利要求1所述的含前导连续信号的捕获方法，其特征在于，以k表示物理帧的长度，并将检测窗口的长度ldw设置为物理帧的长度，即ldw＝k，以lsec表示子检测窗口的长度，则每个检测窗口中包含的子检测窗口数量为其中，表示上取整运算；如果lsec整除ldw，那么每个子检测窗口的长度都是lsec；如果lsec不能整除ldw，那么最后一个子检测窗口的长度是ldw％lsec，其中，％表示求余运算；
4.根据权利要求3所述的含前导连续信号的捕获方法，其特征在于，步骤s206中的搜索方法如下：
5.根据权利要求1所述的含前导连续信号的捕获方法，其特征在于，以k表示物理帧的长度，并将检测窗口的长度ldw设置为物理帧的长度，即ldw＝k，以lsec表示子检测窗口的长度，则每个检测窗口中包含的子检测窗口数量为其中，表示上取整运算；如果lsec...
【专利技术属性】
技术研发人员：贺俊文，
申请(专利权)人：四川安迪科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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