一种帧同步器中的最优帧头锁定方法与流程

1.本发明涉及无线通信领域，具体地，涉及一种帧同步器中的最优帧头锁定方法。


背景技术：

2.无线通信系统在接收端一般包括数字下变频、数字滤波、载波捕获与跟踪、解调译码等模块，其中解调译码模块通常包含码同步器、帧同步器、译码器。
3.帧同步器的主要功能是接收来自码同步器的pcm串行信号和同步时钟，按照即定的帧格式和锁定策略对输入信号进行帧提取，产生帧同步脉冲以及帧锁定状态指示。帧提取过程中的重要环节是找到pcm串行信号的真实帧头，然而在实际通信中，信道噪声和疑似帧头的出现都会使帧同步器错锁的概率变大，进而影响无线通信接收端的性能。
4.本发明主要针对帧同步器错锁的问题提出一种帧同步中的最优帧头锁定机制。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的缺陷，本技术实施例提供了一种帧同步器中的最优帧头锁定方法。所述技术方案如下：
6.本技术公开了一种帧同步器中的最优帧头锁定方法，所示方法包括搜索态、校核态与锁定态；
7.s1.搜索态，接收输入信号，对所述输入信号进行逐位搜索，确定初始帧头，标记其位置为初始位置，计算其与标准帧头不一致的bit数记为初始误差；
8.s2.搜索态，继续接收输入信号，确定校核帧头，标记其位置为校核位置，计算其与标准帧头不一致的bit数记为校核误差；
9.s3.校核态，计算校核位置与初始位置的差值，如果位置差等于标准帧头的内容m和长度n，帧同步器即从校核态转入锁定态；
10.s4.校核态，距离校核帧头每隔(m n)bit的位置均提取m bit的码元，将每个验证帧头与标准帧头进行比较，若验证帧头是疑似帧头，锁定验证成功；若验证帧头不是疑似帧头，锁定验证失败，重新回到搜索态；
11.s5.锁定态，通过计算位置差和比较误差大小来循环校验疑似帧头的真实性，直至找到真实的帧头，随后帧同步器便转入锁定态，同时给出帧锁定状态指示。
12.在一个可能的实现方式中，如果位置差大于m n，帧同步器放弃初始帧头，以校核帧头为初始位置，重新回到搜索态继续寻找第二个疑似帧头；
13.如果位置差小于m n，则帧同步器比较初始误差与校核误差的大小，若初始误差大于校核误差，帧同步器放弃初始帧头，以校核帧头为初始位置，重新回到搜索态继续寻找第二个疑似帧头；
14.若初始误差小于等于校核误差，帧同步器放弃校核帧头，仍以初始帧头为初始位置，重新回到搜索态继续寻找第二个疑似帧头。
15.在一个可能的实现方式中，所述的帧同步器按照即定的帧格式和锁定策略，对输
入码元信号进行帧提取，产生帧同步脉冲以及帧锁定状态指示。
16.在一个可能的实现方式中，在搜索态时，帧同步器逐位搜索，当找到两个疑似帧头后，标记各自的位置和误差。
17.在一个可能的实现方式中，在校核态时，帧同步器通过计算位置差和比较误差大小来校验疑似帧头的真实性。
18.在一个可能的实现方式中，在锁定态时，帧同步器根据锁定策略在帧头位置进行锁定验证。
19.在一个可能的实现方式中，所述帧格式定义了帧同步器输入码元信号的组帧方式，包括：任一帧信号均由标准帧头 数据区组成，标准帧头的内容和长度固定，数据区的长度固定，若干连续帧组成输入信号。
20.在一个可能的实现方式中，所述锁定策略包括：只在帧头位置与标准帧头相比，如果连续3帧帧头的误码个数均大于4，则判断失锁。
21.在一个可能的实现方式中，所述疑似帧头为：与标准帧头相比，长度相同、误码个数小于等于3的码元序列。
22.本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
23.本技术提供的方法包括搜索态、校核态与锁定态，分别对接收到的信号进行逐位筛选校验，可以降低无线通信系统中接收端帧头错锁的概率，提高无线通信接收端的性能。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1是本技术一个示例性实施例提供的帧同步器结构示意图；
26.图2是本技术一个示例性实施例提供的帧格式示意图；
27.图3是本技术一个示例性实施例提供的最优帧头锁定方法流程图。
具体实施方式
28.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
29.帧同步器工作于三种状态，如图1所示，三种状态分别为搜索态、校核态、锁定态。
30.帧格式由标准帧头后接数据区构成，标准帧头的内容和长度固定，为m bit，数据区的长度固定，为n bit，帧格式结构如图2所示。
31.疑似帧头是指与标准帧头相比，长度相同、误码个数小于等于s的码元序列，其中，误码个数可根据实际情况自由设定，示例性的，本实施例中误码个数s为3。
32.参阅图3，图3是本发明一个示例性实施例提供的最优帧头锁定方法流程图。该策略依托帧同步器的三态转换来进行最优帧头的识别。下面结合图三进行具体说明：
33.输入信号进入帧同步器后，首先处于搜索态。在搜索态时，帧同步器按照帧格式对输入码元信号逐位地进行搜索，直至找到两个疑似帧头。定义先找到的第一个疑似帧头为初始帧头，标记其位置为初始位置，计算其与标准帧头不一致的bit数记为初始误差；定义后找到的第二个疑似帧头为校核帧头，标记其位置为校核位置，计算其与标准帧头不一致的bit数记为校核误差。帧同步器即从搜索态转入校核态。
34.在校核态下，帧同步器计算校核位置与初始位置的差值，如果位置差等于m n，帧同步器即从校核态转入锁定态。
35.进入锁定态后，帧同步器不再对输入的码元信号进行逐位比较，只在距离校核帧头每隔(m n)bit的位置均提取m bit的码元，分别定义为验证帧头1、验证帧头2
……
验证帧头n，将每个验证帧头与标准帧头进行比较。若验证帧头是疑似帧头，锁定验证成功；若验证帧头不是疑似帧头，锁定验证失败。当验证失败或者载波失锁后，帧同步器重新回到搜索态。
36.如果位置差大于m n，帧同步器放弃初始帧头，以校核帧头为初始位置，重新回到搜索态继续寻找第二个疑似帧头。如果位置差小于m n，则帧同步器比较初始误差与校核误差的大小，若初始误差大于校核误差，帧同步器放弃初始帧头，以校核帧头为初始位置，重新回到搜索态继续寻找第二个疑似帧头；若初始误差小于等于校核误差，帧同步器放弃校核帧头，仍以初始帧头为初始位置，重新回到搜索态继续寻找第二个疑似帧头。
37.通过计算位置差和比较误差大小来循环校验疑似帧头的真实性，直至找到真实的帧头。随后帧同步器便转入锁定态，同时给出帧锁定状态指示。
38.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性地，本技术的真正范围和精神由上述的权利要求指出。
39.应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。
40.应当理解的是，在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
41.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
42.以上所述仅为本技术的较佳实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。