[发明专利]一种高容错性的帧同步信息提取方法

说明书

本发明公开了一种高容错性的帧同步信息提取方法，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，统计矩阵的行累加结果获得每个矩阵的帧长存在概率，根据存在概率结果获得帧长的估计值；根据帧长的估计值构造矩阵，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；根据帧同步码的相关特性得到帧同步码的精确估计值。本发明将误码对识别的干扰考虑在内，通过多阈值确定误码容限、保留高峰值和纠正误码等方法降低误码带来的影响，提高了帧同步盲识别对误码的容错性。

技术领域

本发明涉及非协作通信技术领域，尤其涉及一种高容错性的帧同步信息提取方法。

背景技术

在电子对抗、军事通信、无线电资源管理等非协作通信领域中，非协作方需要在帧同步码和帧结构都未知的情况下，从接收序列中提取帧同步信息。

帧同步一般通过在数据信息码流中插入特殊码组，接收端根据特殊码组的位置就能获取帧长、帧起始点、帧同步码等信息。特殊码组的插入方法一般有两种，一种是集中式插入法，该方法把帧同步码集中插入在每帧的开头，即帧头；一种是分散插入法，该方法将帧同步码分散插入到每帧信息码流中。目前应用较为广泛的方法是集中式插入法。然而，现有的帧同步技术始终存在同步时间较长、容错性能较低等问题，在误码率较大时可能造成识别精度降低或功能失效。

发明内容

为解决现有技术存在的局限和缺陷，本发明提供一种高容错性的帧同步信息提取方法，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，可以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。

可选的，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。

可选的，所述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的步骤包括：