[發(fā)明專利]使用雙PN碼的幀同步裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711496828.0
• 申請日: 2017-12-31
• 公開（公告）號: CN107872286B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張毓
• 申請（專利權(quán)）人: 南京火零信息科技有限公司
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

使用雙PN碼的幀同步裝置，用于數(shù)字通信系統(tǒng)中用前導(dǎo)碼進(jìn)行幀的同步與定界。本裝置針對雜散噪聲和突發(fā)噪聲，提出將兩種PN碼PNx和PNc復(fù)合到一起，形成前導(dǎo)。由短時(shí)突發(fā)噪聲引起的局部錯(cuò)誤，反映在PNx相關(guān)運(yùn)算的某些結(jié)果上，被同步判決所屏蔽，而雜散噪聲引發(fā)的錯(cuò)誤則被“求和”及PNc相關(guān)運(yùn)算所屏蔽。從而，在很大程度上消除了這兩種噪聲的影響，大大提高了同步判決的成功率。

技術(shù)領(lǐng)域

本裝置涉及通信領(lǐng)域，尤其是利用前導(dǎo)碼進(jìn)行幀的同步與定界。

背景技術(shù)

在數(shù)字通信系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)或信令一般都是以幀為單位進(jìn)行傳輸。判定幀的起始，是對數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解析的前提。這也稱為幀的定界，或幀同步。一般幀同步是在比特同步（即位同步）基礎(chǔ)上進(jìn)行的。

在數(shù)據(jù)通信中最基本的同步方式就是比特同步。比特是數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖钚挝唬忍赝绞菫榱藢l(fā)送端發(fā)送的每一個(gè)比特都正確地接收下來。即判定每個(gè)位是比特1還是0。而因?yàn)閿?shù)據(jù)以幀為單位傳輸，所以接收端在收到比特流后，必須能夠正確地找出幀定界符，才能知道幀的起始（和結(jié)束），之后才能對幀進(jìn)行解析并取出其中的數(shù)據(jù)，此時(shí)通信才算完成。

通常在幀的前面加上前導(dǎo)用于定界。前導(dǎo)中經(jīng)常使用偽隨機(jī)序列（PN碼），因?yàn)槠渥韵嚓P(guān)接近沖擊響應(yīng)，而互相關(guān)接近零。這使得它們非常適合用于同步。但是在較低的信噪比情況下，比如SNR=0左右，常常不能獲得較好的同步效果。其原因在于，線路中噪聲的大量存在使得自相關(guān)運(yùn)算已經(jīng)無法獲得理想的尖峰脈沖。主要原因是，幀中數(shù)據(jù)載荷部分可以有線路編碼從而對抗噪聲，而前導(dǎo)碼中沒有這種機(jī)制，因而各種噪聲所引起的錯(cuò)誤比特在自相關(guān)運(yùn)算中會有積累效應(yīng)，導(dǎo)致相關(guān)峰不夠明顯。如果針對兩種主要噪聲——雜散噪聲和突發(fā)噪聲，降低其在自相關(guān)運(yùn)算中的影響，則會得到較好的同步效果。

發(fā)明內(nèi)容

本方案針對上述噪聲問題，區(qū)別對待雜散噪聲和突發(fā)噪聲，提出將兩種PN碼復(fù)合到一起，形成前導(dǎo)。主要思路及有益效果是：

（1）參照圖1，一種是占時(shí)間短的PNx，在前導(dǎo)中重復(fù)多次；另一種是占時(shí)間長的PNc，每個(gè)bit連續(xù)重復(fù)多次，所以整個(gè)PNc占時(shí)間長；將PNx和PNc對應(yīng)的bit位合并，則形成前導(dǎo)。

（2）參照圖2，在接收端，做相關(guān)運(yùn)算分為兩種，一種是對PNx做多次，一種是對PNc做一次；由這兩種相關(guān)的結(jié)果得到幀同步信號。

（3）圖2中，PNx相關(guān)運(yùn)算共有n個(gè)結(jié)果，其中受突發(fā)噪聲影響較大的那些結(jié)果，將低于閾值H1而不影響同步輸出；對雜散噪聲引起的錯(cuò)誤，通過PNc相關(guān)運(yùn)算來降低其影響——圖2中S207求和即“求1的個(gè)數(shù)”具有濾除雜散噪聲的效果。這樣，由短時(shí)突發(fā)噪聲引起的局部錯(cuò)誤，反映在PNx相關(guān)運(yùn)算的某些結(jié)果上，被同步判決所屏蔽，而雜散噪聲引發(fā)的錯(cuò)誤則被“求和”及PNc相關(guān)運(yùn)算所屏蔽。從而，在很大程度上消除了這兩種噪聲的影響，大大提高了同步判決的成功率。

本方案內(nèi)容如下：

使用雙PN碼的幀同步裝置，包括前導(dǎo)生成模塊，位于通信系統(tǒng)的發(fā)送部分，還包括幀同步模塊，位于通信系統(tǒng)的接收部分，在所述前導(dǎo)生成模塊中，有兩個(gè)PN碼PNx和PNc，該模塊包括3個(gè)部分，

（1）將PNx的n個(gè)比特位x1、x2、…、xn重復(fù)n次得到向量S101=x1、x2、…、xn、x1、x2、…、xn、……，

（2）將PNc的n個(gè)比特位分別連續(xù)重復(fù)n次得到向量S102=c1、c1、…c1、c2、c2、…、c2、……、cn、cn、…、cn，

（3）將S101和S102按位相加即按位異或，得到向量S103=x1+c1、x2+c1、…、xn+c1、x1+c2、x2+c2、…、xn+c2、……、x1+cn、x2+cn、…、xn+cn，所述向量S103的串行輸出作為發(fā)送部分的前導(dǎo)，

在所述幀同步模塊中，包括10個(gè)部分，