本發(fā)明實(shí)施例涉及通信，特別是涉及一種信號幀同步頭位置確定方法、裝置及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、在無線通信中，接收端接收的接收信號相較于發(fā)射端發(fā)送的發(fā)送信號的多普勒頻移為：fd＝v·f0/c，其中，fd為多普勒頻移，v為接收端與發(fā)射端間的相對運(yùn)動(dòng)速度，f0為信號載波標(biāo)稱頻率，c為電磁波傳播速度，f＝f0+fd為接收端實(shí)際接收到的信號載波頻率；另外，接收信號還可能存在多普勒頻移變化率，可表示為:其中，為多普勒頻移變化率，a為接收端與發(fā)射端間的相對運(yùn)動(dòng)加速度。在上述相對運(yùn)動(dòng)速度不變的情況下，信號載波標(biāo)稱頻率的增加會(huì)增大接收信號的多普勒頻移；在上述相對運(yùn)動(dòng)加速度不變的情況下，信號載波標(biāo)稱頻率的增加會(huì)增大接收信號的多普勒頻移變化率，進(jìn)而增大多普勒頻移。以上均可能會(huì)導(dǎo)致接收端無法有效確定接收信號的信號幀同步頭的位置，進(jìn)而導(dǎo)致接收信號捕獲跟蹤失敗。

2、在非地面網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，非地面網(wǎng)絡(luò)通信的常用頻段資源日益緊張，不少非地面網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)需選擇更高的通信頻段，也就是非地面網(wǎng)絡(luò)通信中的信號載波標(biāo)稱頻率可能會(huì)較大；另外，非地面網(wǎng)絡(luò)通信屬于高速、高加速(即高動(dòng)態(tài))場景下的無線通信，這使得非地面網(wǎng)絡(luò)通信中會(huì)出現(xiàn)較大的多普勒頻移及頻移變化率，導(dǎo)致接收端難以準(zhǔn)確、高效地確定信號幀同步頭的位置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種信號幀同步頭位置確定方法、裝置及電子設(shè)備，以使得接收端能夠準(zhǔn)確、高效地確定信號幀同步頭位置。具體技術(shù)方案如下：

2、第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種信號幀同步頭位置確定方法，應(yīng)用于接收端，上述方法包括：

3、采用第一滑動(dòng)時(shí)間窗口與第二滑動(dòng)時(shí)間窗口，從接收信號中同步滑動(dòng)提取第一樣本序列與第二樣本序列，上述第一滑動(dòng)時(shí)間窗口與上述第二滑動(dòng)時(shí)間窗口相鄰且等長，上述接收信號的信號幀同步頭包含：至少兩個(gè)相鄰且等長的信號序列，相鄰信號序列之間不同且可相互轉(zhuǎn)換，上述信號序列具有自相關(guān)性和互相關(guān)性，上述第一滑動(dòng)時(shí)間窗口和上述第二滑動(dòng)時(shí)間窗口與上述信號序列等長；

4、基于上述第一樣本序列與上述第二樣本序列進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算；

5、基于上述互相關(guān)運(yùn)算的運(yùn)算結(jié)果，確定上述信號幀同步頭的位置。

6、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，上述基于上述第一樣本序列與上述第二樣本序列進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算，包括：

7、基于上述第一樣本序列與上述第二樣本序列，進(jìn)行同相、正交兩路互相關(guān)運(yùn)算，分別得到同相互相關(guān)值與正交互相關(guān)值；

8、計(jì)算上述同相互相關(guān)值與上述正交互相關(guān)值的平方和，作為互相關(guān)運(yùn)算的運(yùn)算結(jié)果。

9、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，在上述信號幀同步頭中的相鄰信號序列互為共軛倒序的情況下，上述基于上述第一樣本序列與上述第二樣本序列進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算，包括：

10、基于第一樣本序列，生成第一樣本復(fù)序列，并基于第二樣本序列，生成第二樣本復(fù)序列，其中，上述第一樣本復(fù)序列中每一復(fù)數(shù)的實(shí)部與虛部分別為上述第一樣本序列中通過同相、正交通道提取的樣本點(diǎn)，上述第二樣本復(fù)序列中每一復(fù)數(shù)的實(shí)部與虛部分別為上述第二樣本序列中通過同相、正交通道提取的樣本點(diǎn)；

11、對目標(biāo)樣本復(fù)序列進(jìn)行倒序計(jì)算，生成上述目標(biāo)樣本復(fù)序列的倒序結(jié)果，其中，上述目標(biāo)樣本復(fù)序列為上述第一樣本復(fù)序列或上述第二樣本復(fù)序列；

12、對上述倒序結(jié)果與上述目標(biāo)樣本復(fù)序列外的另一樣本復(fù)序列進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算。

13、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，在上述信號幀同步頭中的相鄰信號序列互為倒序的情況下，上述基于上述第一樣本序列與上述第二樣本序列進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算，包括：

14、基于第一樣本序列，生成第一樣本復(fù)序列，并基于第二樣本序列，生成第二樣本復(fù)序列，其中，上述第一樣本復(fù)序列中每一復(fù)數(shù)的實(shí)部與虛部分別為上述第一樣本序列中通過同相、正交通道提取的樣本點(diǎn)，上述第二樣本復(fù)序列中每一復(fù)數(shù)的實(shí)部與虛部分別為上述第二樣本序列中通過同相、正交通道提取的樣本點(diǎn)；

15、對目標(biāo)樣本復(fù)序列進(jìn)行共軛倒序計(jì)算，生成上述目標(biāo)樣本復(fù)序列的共軛倒序結(jié)果，其中，上述目標(biāo)樣本復(fù)序列為上述第一樣本復(fù)序列或上述第二樣本復(fù)序列；

16、對上述共軛倒序結(jié)果與上述目標(biāo)樣本復(fù)序列外的另一樣本復(fù)序列進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算。

17、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，上述信號幀同步頭調(diào)制在單個(gè)載波上或同時(shí)調(diào)制在同相通道和正交通道載波上。

18、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，在相鄰信號序列間存在固定間隔的情況下，上述第一滑動(dòng)時(shí)間窗口與上述第二滑動(dòng)時(shí)間窗口間存在上述固定間隔；在相鄰信號序列間無間隔的情況下，上述第一滑動(dòng)時(shí)間窗口與上述第二滑動(dòng)時(shí)間窗口間無間隔。

19、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，上述第一滑動(dòng)時(shí)間窗口與上述第二滑動(dòng)時(shí)間窗口組成目標(biāo)滑動(dòng)窗口，上述采用第一滑動(dòng)時(shí)間窗口與第二滑動(dòng)時(shí)間窗口，從接收信號中同步滑動(dòng)提取第一樣本序列與第二樣本序列，包括：

20、采用上述目標(biāo)滑動(dòng)窗口，從接收信號中同步滑動(dòng)提取第一樣本序列與第二樣本序列。

21、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，上述基于上述互相關(guān)運(yùn)算的運(yùn)算結(jié)果，確定上述信號幀同步頭的位置，包括：

22、獲得運(yùn)算得到的各互相關(guān)運(yùn)算結(jié)果的平均值；

23、確定與上述平均值的比值達(dá)到預(yù)設(shè)比值的互相關(guān)運(yùn)算結(jié)果為高于預(yù)設(shè)門限的峰值；

24、基于所確定的峰值位置確定信號幀同步頭的位置。

25、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，上述信號序列為偽隨機(jī)序列或chirp序列。

26、第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種信號幀同步頭位置確定方法，應(yīng)用于發(fā)射端，上述方法包括：

27、向接收端發(fā)送信號，上述信號的信號幀同步頭包含至少兩個(gè)相鄰且等長的信號序列、相鄰信號序列之間不同且可相互轉(zhuǎn)換，以使得接收端在接收到上述發(fā)射端發(fā)送的信號后，采用第一滑動(dòng)時(shí)間窗口與第二滑動(dòng)時(shí)間窗口，從接收信號中同步滑動(dòng)提取第一樣本序列與第二樣本序列；基于上述第一樣本序列與上述第二樣本序列進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算；基于上述互相關(guān)運(yùn)算的運(yùn)算結(jié)果，確定上述信號幀同步頭的位置，其中，上述信號序列具有自相關(guān)性和互相關(guān)性，上述第一滑動(dòng)時(shí)間窗口與上述第二滑動(dòng)時(shí)間窗口相鄰且等長，上述第一滑動(dòng)時(shí)間窗口和上述第二滑動(dòng)時(shí)間窗口與上述信號序列等長。

28、第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種信號幀同步頭調(diào)制方法，上述方法包括：

29、生成并調(diào)制包含至少兩個(gè)相鄰且等長的信號序列的信號幀同步頭，其中，相鄰信號序列之間不同且可相互轉(zhuǎn)換，上述信號序列具有自相關(guān)性和互相關(guān)性。

30、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，上述相鄰信號序列間為倒序或共軛倒序。

31、第四方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種信號幀同步頭位置確定裝置，應(yīng)用于接收端，上述裝置包括：

32、提取模塊，用于采用第一滑動(dòng)時(shí)間窗口與第二滑動(dòng)時(shí)間窗口，從接收信號中同步滑動(dòng)提取第一樣本序列與第二樣本序列，上述第一滑動(dòng)時(shí)間窗口與上述第二滑動(dòng)時(shí)間窗口相鄰且等長，上述接收信號的信號幀同步頭包含：至少兩個(gè)相鄰且等長的信號序列，相鄰信號序列之間不同且可相互轉(zhuǎn)換，上述信號序列具有自相關(guān)性和互相關(guān)性，上述第一滑動(dòng)時(shí)間窗口和上述第二滑動(dòng)時(shí)間窗口與上述信號序列等長；

33、運(yùn)算模塊，用于基于上述第一樣本序列與上述第二樣本序列進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算；

34、確定模塊，用于基于上述互相關(guān)運(yùn)算的運(yùn)算結(jié)果，確定上述信號幀同步頭的位置。

35、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，上述運(yùn)算模塊，具體用于：

36、基于上述第一樣本序列與上述第二樣本序列，進(jìn)行同相、正交兩路互相關(guān)運(yùn)算，分別得到同相互相關(guān)值與正交互相關(guān)值；

37、計(jì)算上述同相互相關(guān)值與上述正交互相關(guān)值的平方和，作為互相關(guān)運(yùn)算的運(yùn)算結(jié)果。

38、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，在信號幀同步頭中的相鄰信號序列互為共軛倒序的情況下，上述運(yùn)算模塊，具體用于：

39、基于第一樣本序列，生成第一樣本復(fù)序列，并基于第二樣本序列，生成第二樣本復(fù)序列，其中，上述第一樣本復(fù)序列中每一復(fù)數(shù)的實(shí)部與虛部分別為上述第一樣本序列中通過同相、正交通道提取的樣本點(diǎn)，上述第二樣本復(fù)序列中每一復(fù)數(shù)的實(shí)部與虛部分別為上述第二樣本序列中通過同相、正交通道提取的樣本點(diǎn)；

40、對目標(biāo)樣本復(fù)序列進(jìn)行倒序計(jì)算，生成上述目標(biāo)樣本復(fù)序列的倒序結(jié)果，其中，上述目標(biāo)樣本復(fù)序列為上述第一樣本復(fù)序列或上述第二樣本復(fù)序列；

41、對上述倒序結(jié)果與上述目標(biāo)樣本復(fù)序列外的另一樣本復(fù)序列進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算。

42、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，在信號幀同步頭中的相鄰信號序列互為倒序的情況下，上述運(yùn)算模塊，具體用于：

43、基于第一樣本序列，生成第一樣本復(fù)序列，并基于第二樣本序列，生成第二樣本復(fù)序列，其中，上述第一樣本復(fù)序列中每一復(fù)數(shù)的實(shí)部與虛部分別為上述第一樣本序列中通過同相、正交通道提取的樣本點(diǎn)，上述第二樣本復(fù)序列中每一復(fù)數(shù)的實(shí)部與虛部分別為上述第二樣本序列中通過同相、正交通道提取的樣本點(diǎn)；

44、對目標(biāo)樣本復(fù)序列進(jìn)行共軛倒序計(jì)算，生成上述目標(biāo)樣本復(fù)序列的共軛倒序結(jié)果，其中，上述目標(biāo)樣本復(fù)序列為上述第一樣本復(fù)序列或上述第二樣本復(fù)序列；

45、對上述共軛倒序結(jié)果與上述目標(biāo)樣本復(fù)序列外的另一樣本復(fù)序列進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算。

46、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，上述信號幀同步頭調(diào)制在單個(gè)載波上或同時(shí)調(diào)制在同相通道和正交通道載波上。

47、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，在相鄰信號序列間存在固定間隔的情況下，上述第一滑動(dòng)時(shí)間窗口與上述第二滑動(dòng)時(shí)間窗口間存在上述固定間隔；在相鄰信號序列間無間隔的情況下，上述第一滑動(dòng)時(shí)間窗口與上述第二滑動(dòng)時(shí)間窗口間無間隔。

48、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，上述第一滑動(dòng)時(shí)間窗口與上述第二滑動(dòng)時(shí)間窗口組成目標(biāo)滑動(dòng)窗口，上述提取模塊，具體用于：采用上述目標(biāo)滑動(dòng)窗口，從接收信號中同步滑動(dòng)提取第一樣本序列與第二樣本序列。

49、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，上述確定模塊，具體用于：

50、獲得運(yùn)算得到的各互相關(guān)運(yùn)算結(jié)果的平均值；

51、確定與上述平均值的比值達(dá)到預(yù)設(shè)比值的互相關(guān)運(yùn)算結(jié)果為高于預(yù)設(shè)門限的峰值；

52、基于所確定的峰值位置確定信號幀同步頭的位置。

53、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，上述信號序列為偽隨機(jī)序列或chirp序列。

54、第五方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種信號幀同步頭位置確定裝置，應(yīng)用于發(fā)射端，上述裝置包括：

55、發(fā)射模塊，用于向接收端發(fā)送信號，上述信號的信號幀同步頭包含至少兩個(gè)相鄰且等長的信號序列、相鄰信號序列之間不同且可相互轉(zhuǎn)換，以使得接收端在接收到上述發(fā)射端發(fā)送的信號后，采用第一滑動(dòng)時(shí)間窗口與第二滑動(dòng)時(shí)間窗口，從接收信號中同步滑動(dòng)提取第一樣本序列與第二樣本序列；基于上述第一樣本序列與上述第二樣本序列進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算；基于上述互相關(guān)運(yùn)算的運(yùn)算結(jié)果，確定上述信號幀同步頭的位置，其中，上述信號序列具有自相關(guān)性和互相關(guān)性，上述第一滑動(dòng)時(shí)間窗口與上述第二滑動(dòng)時(shí)間窗口相鄰且等長，上述第一滑動(dòng)時(shí)間窗口和上述第二滑動(dòng)時(shí)間窗口與上述信號序列等長。

56、第六方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種信號幀同步頭調(diào)制裝置，上述裝置包括：

57、生成調(diào)制模塊，用于生成并調(diào)制包含至少兩個(gè)相鄰且等長的信號序列的信號幀同步頭，其中，相鄰信號序列之間不同且可相互轉(zhuǎn)換，上述信號序列具有自相關(guān)性和互相關(guān)性。

58、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，上述相鄰信號序列間為倒序或共軛倒序。

59、第七方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電子設(shè)備，包括處理器、通信接口、存儲(chǔ)器和通信總線，其中，上述處理器，通信接口，存儲(chǔ)器通過通信總線完成相互間的通信；

60、存儲(chǔ)器，用于存放計(jì)算機(jī)程序；

61、處理器，用于執(zhí)行存儲(chǔ)器上所存放的程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)第一方面或第二方面或第三方面任一方法步驟。

62、第八方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，上述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)內(nèi)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，上述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)第一方面或第二方面或第三方面任一方法步驟。

63、本發(fā)明實(shí)施例有益效果：

64、本發(fā)明實(shí)施例提供一種信號幀同步頭位置確定方法，上述方法包括：采用第一滑動(dòng)時(shí)間窗口與第二滑動(dòng)時(shí)間窗口，從接收信號中同步滑動(dòng)提取第一樣本序列與第二樣本序列，上述第一滑動(dòng)時(shí)間窗口與上述第二滑動(dòng)時(shí)間窗口相鄰且等長，上述接收信號的信號幀同步頭包含：至少兩個(gè)相鄰且等長的信號序列，相鄰信號序列之間不同且可相互轉(zhuǎn)換，上述信號序列具有自相關(guān)性和互相關(guān)性，上述第一滑動(dòng)時(shí)間窗口和上述第二滑動(dòng)時(shí)間窗口與上述信號序列等長；基于上述第一樣本序列與上述第二樣本序列進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算；基于上述互相關(guān)運(yùn)算的運(yùn)算結(jié)果，確定上述信號幀同步頭的位置。

65、由以上可見，在本發(fā)明實(shí)施例提供的方案中，信號幀同步頭包含：至少兩個(gè)相鄰且等長的信號序列，相鄰信號序列之間不同且可相互轉(zhuǎn)換，第一滑動(dòng)時(shí)間窗口與第二滑動(dòng)時(shí)間窗口相鄰且等長，且與信號序列等長。對提取的第一樣本序列與第二樣本序列進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算，只有在滑動(dòng)時(shí)間窗口的起止點(diǎn)與信號序列的起止點(diǎn)重合的情況下，互相關(guān)運(yùn)算的運(yùn)算結(jié)果才會(huì)出現(xiàn)極大值，其余情況下的運(yùn)算結(jié)果均與噪聲趨近。因此，可根據(jù)互相關(guān)運(yùn)算的運(yùn)算結(jié)果中出現(xiàn)的極大值的位置，確定信號幀同步頭的位置。本發(fā)明實(shí)施例提供的方案直接用滑動(dòng)時(shí)間窗口提取的樣本序列經(jīng)簡捷運(yùn)算，即可一步找到信號幀同步頭的位置，不需要矩陣運(yùn)算、特征值分解、自適應(yīng)濾波、插值處理等復(fù)雜運(yùn)算過程，在有效實(shí)現(xiàn)信號處理目標(biāo)的情況下，其算法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度很低，易于硬件邏輯編程實(shí)現(xiàn)，使得接收端能夠在高動(dòng)態(tài)通信中準(zhǔn)確、高效地確定信號幀同步頭位置。