[发明专利]一种高容错性的帧同步信息提取方法

权利要求书

1.一种高容错性的帧同步信息提取方法，其特征在于，包括：

根据帧同步码在数据帧中位置固定以及内容未知但固定的特点，按照预设的帧长范围将接收序列分别构造出不同列数的矩阵，矩阵的列数对应一个预设的帧长；

统计矩阵的行累加结果获得每个矩阵的帧长存在概率，对存在概率结果进行分析获得帧长的估计值；

将接收序列构造出以帧长估计值为列数的矩阵，对矩阵的行累加结果进行搜索，根据搜索结果获得帧起始点的估计值和帧同步码的粗略估计值；

将上述获得的帧同步码的粗略估计值转换为“±1”序列；

从起始点开始提取不同长度的序列d，所述序列d的长度为h，其中5≤h≤l，l为帧同步码粗略估计值的长度；

根据序列的自相关特性，对不同序列d的自相关函数R进行分析，所述自相关函数R的计算公式如下：

计算上述自相关函数值R相对于全0序列的离散度，参考均方误差的计算公式，将0作为均值代入公式进行计算，所述计算公式MSE如下：

将不同长度序列的MSE进行对比，获得所述MSE的最小值，所述MSE的最小值对应的长度h即为所述帧同步码的码长，根据所述帧同步码的码长从帧同步码粗估计值中截取相应长度获得所述帧同步码的精确估计值；

上述对存在概率结果进行分析获得帧长的估计值的步骤包括：

根据上述行向量s_i之中帧同步码对应位置和信息位对应位置的特点，考虑到误码的影响，按照阈值t₁统计行向量s_i之中大于等于k-t₁或者小于等于t₁的元素数量q_i，所述元素数量q_i为帧同步码的长度；

获得矩阵M的帧长存在概率p_i，计算公式如下：

p_i＝q_i/n_i (1)

对所有矩阵的帧长存在概率p_i进行归一化处理，计算公式如下：

pm_i＝p_i/max(p_i) (2)

考虑到误码的影响，根据阈值t₂将归一化的帧长存在概率pm_i之中小于阈值t₂的值设置为0，大于阈值t₂的值保持不变，获得新的向量pp_i；

将所述向量pp_i最后两个峰值的间隔作为帧长的估计值n；

上述根据搜索结果获得帧起始点的估计值和帧同步码的粗略估计值的步骤包括：

根据上述帧长的估计值n，构造k₁行n列的矩阵M，对矩阵M进行行累加获得向量s；

考虑到误码的影响，根据阈值t₃确认向量s之中大于等于k₁-t₃或者小于等于t₃的位置为帧同步码，设置为0，确认其余的位置为信息位，设置为1，向量s经过重新设置后，标记为帧结构向量r；

根据阈值t₃纠正误码，将向量s之中大于等于k₁-t₃的位置设置为1，将向量s之中小于等于t₃的位置设置为0，其余保持不变，标记为数据帧向量t；

从起始点开始搜索所述帧结构向量r之中“100”序列，将第一次出现的所述“100”序列作为帧同步码起始标志，从该点开始继续搜索所述帧结构向量r之中“001”序列，将第一次出现的所述“001”序列作为帧同步码结束标志；

根据所述帧同步码起始标志在序列中的位置获得帧起始点的估计值，根据所述帧同步码起始标志和结束标志在序列中的位置获得数据帧向量t之中对应的序列，所述对应的序列即为帧同步码的粗略估计值。

2.根据权利要求1所述的高容错性的帧同步信息提取方法，其特征在于，所述根据帧同步码在数据帧中位置固定以及内容未知但固定的特点，按照预设的帧长范围将接收序列分别构造出不同列数的矩阵的步骤包括：

将接收的“01”序列分别构造出k行n_i列的矩阵M，其中a≤n_i≤b，[a，b]是帧长范围；

当n_i等于实际帧长L或帧长的整数倍时，所述帧同步码分布在矩阵M每一行的相同位置，矩阵M的k行的累加结果是一个行向量s_i，所述行向量s_i中帧同步码对应的位置是0或者k，信息位对应的位置是介于0和k之间的整数。