CN114257485A - 一种帧头捕获方法、装置、存储介质及电子设备 - Google Patents

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CN114257485A CN202111544945.6A CN202111544945A CN114257485A CN 114257485 A CN114257485 A CN 114257485A CN 202111544945 A CN202111544945 A CN 202111544945A CN 114257485 A CN114257485 A CN 114257485A
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Abstract

本申请提出一种帧头捕获方法、装置、存储介质及电子设备，在当前滑动窗包含第一疑似帧头的情况下，依据当前滑动窗的窗头位置和第一峰值位置获取第一确认窗的窗头位置；其中，第一峰值位置为第一疑似帧头在当前滑动窗中的位置；在第一窗头功率值大于第一确认窗对应的功率门限阈值，且第一窗头功率值为第一确认窗的最大功率值的情况下，将第一疑似帧头确定为真实帧头；其中，第一窗头功率值为第一确认窗的窗头位置对应的功率值。通过准确捕获真实帧头保障后续数据解调的正确性，更准确地实现时间同步。

Description

一种帧头捕获方法、装置、存储介质及电子设备
技术领域
本申请涉及时钟同步领域，具体而言，涉及一种帧头捕获方法、装置、存储介质及电子设备。
背景技术
Orthogonal Frequency Division Multiplexing系统(简称，OFDM系统)的定时同步算法主要Van de Beek提出的利用循环前缀的时间同步方法-ML算法；T.Schmidl&Cox(简称S&C)提出的利用OFDM符号前一半和后一半相同进行时间同步的方法；H.Minn和Kai Shi等人提出了对S&C方法的改进，该改进是通过对训练序列重新设计而获得的，改进后的算法Minn的定时估计避免了S&C算法中出现的平台问题，在正确同步位置可以获得定时测度的尖峰，但定时测度在其他时刻仍存在多个副峰；对此Park提出了改进的算法，利用具有对称结构的训练符号完成定时估计，消除了Minn算法中出现的多峰值现象，但在离主峰一定距离的地方也有一较大旁瓣，对系统定时同步性能也产生了一定的影响。
对OFDM系统而言，需要快速准确的定位报文的帧头，后续的数据才可以正确的解调。如何快速准确的定位报文的帧头，成为了困扰本领域技术人员的难题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种帧头捕获方法、装置、存储介质及电子设备，以部分改善上述问题。
为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供一种帧头捕获方法，待捕获的帧头包括两个相同且连续的前导符号，所述前导符号的长度大于或等于512，所述方法包括：
在当前滑动窗包含第一疑似帧头的情况下，依据当前滑动窗的窗头位置和第一峰值位置获取第一确认窗的窗头位置；
其中，所述第一峰值位置为所述第一疑似帧头在所述当前滑动窗中的位置，所述当前滑动窗的长度为所述前导符号长度的一半；
在第一窗头功率值大于所述第一确认窗对应的功率门限阈值，且所述第一窗头功率值为所述第一确认窗的最大功率值的情况下，将所述第一疑似帧头确定为真实帧头；
其中，所述第一窗头功率值为所述第一确认窗的窗头位置对应的功率值。
第二方面，本申请实施例提供一种帧头捕获装置，待捕获的帧头包括两个相同且连续的前导符号，所述前导符号的长度大于或等于512，所述装置包括：
处理单元，用于在当前滑动窗包含第一疑似帧头的情况下，依据当前滑动窗的窗头位置和第一峰值位置获取第一确认窗的窗头位置；
其中，所述第一峰值位置为所述第一疑似帧头在所述当前滑动窗中的位置，所述当前滑动窗的长度为所述前导符号长度的一半；
确认单元，用于在第一窗头功率值大于所述第一确认窗对应的功率门限阈值，且所述第一窗头功率值为所述第一确认窗的最大功率值的情况下，将所述第一疑似帧头确定为真实帧头；
其中，所述第一窗头功率值为所述第一确认窗的窗头位置对应的功率值。
第三方面，本申请实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。
第四方面，本申请实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现上述的方法。
相对于现有技术，本申请实施例所提供的一种帧头捕获方法、装置、存储介质及电子设备，待捕获的帧头包括两个相同且连续的前导符号，前导符号的长度大于或等于512，在当前滑动窗包含第一疑似帧头的情况下，依据当前滑动窗的窗头位置和第一峰值位置获取第一确认窗的窗头位置；其中，第一峰值位置为第一疑似帧头在当前滑动窗中的位置，当前滑动窗的长度为前导符号长度的一半；在第一窗头功率值大于第一确认窗对应的功率门限阈值，且第一窗头功率值为第一确认窗的最大功率值的情况下，将第一疑似帧头确定为真实帧头；其中，第一窗头功率值为第一确认窗的窗头位置对应的功率值。通过准确捕获真实帧头保障后续数据解调的正确性，更准确地实现时间同步。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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它相关的附图。
图1为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的帧头捕获方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的帧的头部示意图；
图4为本申请实施例提供的帧头捕获方法的流程示意图之一；
图5为本申请实施例提供的S101的子步骤示意图；
图6为本申请实施例提供的帧头捕获方法的流程示意图之一；
图7a为本申请实施例提供的捕获滑动窗口的过程示意图；
图7b为本申请实施例提供的捕获滑动窗口的过程示意图之一；
图8为本申请实施例提供的帧头捕获装置的单元示意图。
图中：10-处理器；11-存储器；12-总线；13-通信接口；201-处理单元；202-确认单元。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
类似S&C算法中具有重复结构的训练序列，在多径信道传输时，由于循环前缀(CP)的存在，重复序列间的差异会减小，进而定时同步性能避免了多径信道带来的影响，通过以上算法所得到的定时测度函数都受到循环前缀的影响，S&C算法中出现的测度平台，Minn和Park算法测度曲线出现多个尖峰。由于CP是OFDM符号尾部数据的拷贝，因此训练符号的CP部分与训练序列本身有很强的相关性。所以本申请实施例提供的捕获算法或定时同步算法，通过使用帧头的OFDM前导符号的前一半数据，避免了CP部分的影响，并采用频域相关和时域非相干累加技术捕获真实帧头，使得定时估计曲线会出现唯一尖峰，提高定时估计精度。本申请实施例提供的定时算法中使用了具有重复结构的训练序列。对OFDM系统而言，需要快速准确的定位报文的帧头，后续的数据才可以正确的解调。由于循环前缀的存在，对时间同步的要求不是很高，只要时间同步点落在循环前缀内，时间同步即可判为正确。
本申请实施例提供了一种电子设备，可以是计算机设备、便携式智能设备或其他电子类设备。请参照图1，电子设备的结构示意图。电子设备包括处理器10、存储器11、总线12。处理器10、存储器11通过总线12连接，处理器10用于执行存储器11中存储的可执行模块，例如计算机程序。
处理器10可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，帧头捕获方法的各步骤可以通过处理器10中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器10可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
存储器11可能包含高速随机存取存储器(RAM：Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
总线12可以是ISA(Industry Standard Architecture)总线、PCI(PeripheralComponent Interconnect)总线或EISA(Extended Industry Standard Architecture)总线等。图1中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线12或一种类型的总线12。
存储器11用于存储程序，例如帧头捕获装置对应的程序。帧头捕获装置包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于存储器11中或固化在电子设备的操作系统(operating system，OS)中的软件功能模块。处理器10在接收到执行指令后，执行所述程序以实现帧头捕获方法。
可能地，本申请实施例提供的电子设备还包括通信接口13。通信接口13通过总线与处理器10连接。
应当理解的是，图1所示的结构仅为电子设备的部分的结构示意图，电子设备还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
本申请实施例提供的一种帧头捕获方法，可以但不限于应用于图1所示的电子设备，具体的流程，请参考图2，帧头捕获方法包括：S102和S104。
S102，在当前滑动窗包含第一疑似帧头的情况下，依据当前滑动窗的窗头位置和第一峰值位置获取第一确认窗的窗头位置。
其中，第一峰值位置为第一疑似帧头在当前滑动窗中的位置。待捕获的帧头包括两个相同且连续的前导符号，前导符号的长度大于或等于512，当前滑动窗的长度为前导符号长度的一半。
可选地，请参考图3，帧的头部由两个相同的OFDM前导符号组成。在一种可能的实现方式中，可以在第一个OFDM前导符号前添加由长为T/4(T为一个OFDM前导符号的长度)的循环前缀C。第一疑似帧头疑似为第一个OFDM前导符号的第一位。
在当前滑动窗包含第一疑似帧头的情况下，需要验证第一疑似帧头是否为真实帧头。所以需要依据当前滑动窗的窗头位置和第一峰值位置获取第一确认窗的窗头位置。可以理解地，第一确认窗的窗头位置与第一疑似帧头之间的间隔的长度等于一个OFDM前导符号的长度。
S104，在第一窗头功率值大于第一确认窗对应的功率门限阈值，且第一窗头功率值为第一确认窗的最大功率值的情况下，将第一疑似帧头确定为真实帧头。
其中，第一窗头功率值为第一确认窗的窗头位置对应的功率值。
可以理解地，第一窗头功率值大于第一确认窗对应的功率门限阈值，且第一窗头功率值为第一确认窗的最大功率值，表示第一确认窗的窗头为第二OFDM前导符号的第一位，从而可以确定第一疑似帧头确定为真实帧头。
综上所述，本申请实施例提供了一种帧头捕获方法，待捕获的帧头包括两个相同且连续的前导符号，前导符号的长度大于或等于512，在当前滑动窗包含第一疑似帧头的情况下，依据当前滑动窗的窗头位置和第一峰值位置获取第一确认窗的窗头位置；其中，第一峰值位置为第一疑似帧头在当前滑动窗中的位置，当前滑动窗的长度为前导符号长度的一半；在第一窗头功率值大于第一确认窗对应的功率门限阈值，且第一窗头功率值为第一确认窗的最大功率值的情况下，将第一疑似帧头确定为真实帧头；其中，第一窗头功率值为第一确认窗的窗头位置对应的功率值。通过准确捕获真实帧头保障后续数据解调的正确性，更准确地实现时间同步。
在一种可能的实现方式，可以采用周期为511的m序列，取其中一个周期的数据，从该周期第10个数据开始连续取384个数据作为前导符号的原始数据。将原始数据进行星座映射。在星座映射后进行子载波映射，映射到中间384个子载波上，最后采用512点的IFFT运算生成基带发送信号，作为前导符号。
在图2的基础上，关于如何发现包含第一疑似帧头的滑动窗，本申请实施例还提供了一种可能的实现方式，请参考图4，帧头捕获方法还包括：S101和S109。
S101，判断当前滑动窗是否包含第一疑似帧头。若是，则执行S102；若否，则执行S109。
可选地，从当前滑动窗的窗头位置开始，在接收到的数据流中截取256个采样点，作为当前滑动窗。在接收到数据流后，可以将数据流的第一位作为第一次滑动窗的窗头，从第一次滑动窗的窗头起，截取256个采样点，作为第一次滑动窗。然后，判断第一次滑动窗时候包含第一疑似帧头。
正如前文所述，在当前滑动窗包含第一疑似帧头的情况下，需要验证第一疑似帧头的准确性，此时执行S102；在当前滑动窗未包含第一疑似帧头时，则需要获取下一个滑动窗，作为新的当前滑动窗，则执行S109。
S109，将当前滑动窗的窗头位置向后移动第一预设长度，作为新的当前滑动窗的窗头位置。
其中，第一预设长度为前导符号的长度的四分之一。
可以理解地，在确定新的当前滑动窗的窗头位置后，可以从该位置开始，在接收到的数据流中截取256个采样点，作为新的当前滑动窗。然后，重复判断新的当前滑动窗是否包含第一疑似帧头，即重复执行S101。
在图4的基础上，对于S101中的内容，本申请实施例还提供了一种可能的实现方式，请参考图5，S101包括：S101-1至S101-9。
S101-1，将当前滑动窗切分为等长度的第一子段和第二子段。
可选地，将当前滑动窗切分为等长度的第一子段和第二子段，分别记为y1和y2。
S101-2，通过傅里叶变换将第一子段和第二子段转换为第一子频域信号和第二子频域信号。
可选地，y1和y2为时域信号，对时域信号进行傅里叶(简称，FFT)运算，将时域信号转换到频域上。
Y1＝DFT(y1)；
Y2＝DFT(y2)；
其中，Y1表征第一子频域信号，Y2表征第二子频域信号，DFT表征傅里叶变换。
S101-3，将第一子频域信号与第一本地频域信号进行共轭相乘，以得到第一相关信号，将第二子频域信号与第二本地频域信号进行共轭相乘，以得到第二相关信号。
其中，第一本地频域信号和第二本地频域信号的长度为当前滑动窗的长度的一半，第一本地频域信号为前导符号的第一个四分之一段，第二本地频域信号为前导符号的第二个四分之一段。
例如前导符号为OFDM前导符号，长度为512，当前滑动窗的长度为256，第一本地频域信号为前导符号的前128位对应的频域信号，第二本地频域信号为前导符号的129位至256位对应的频域信号。
R1＝Y1·X1*；
R2＝Y2·X2*；
其中，X1表征第一本地频域信号，X2表征第二本地频域信号，R1表征第一相关信号，R2表征第二相关信号。
S101-4，对第一相关信号和第二相关信号进行反傅里叶变换，以得到第一子时域信号和第二子时域信号。
r1＝IDFT(R1)；
r2＝IDFT(R2)；
其中，r1表征第一子时域信号，r2表征第二子时域信号，IDFT表征反傅里叶变换。
S101-5，将第一子时域信号中的采样点功率值与第二子时域信号中对应的采样点的功率值进行叠加，从而获得功率值序列。
可以理解地，第一子时域信号和第二子时域信号的长度均为L，可选地，L＝128。将第一子时域信号中的第i位采样点功率值与第二子时域信号中对应的第i位采样点的功率值进行叠加，将获得的功率值和作为功率值序列第i位。
Pi＝|r1i|2+|r2i|2；
其中，Pi表征功率值序列中的第i位的值，1≤i≤L，r1i表征第一子时域信号中的第i位采样点，r2i表征第二子时域信号中的第i位采样点。
S101-6，依据功率值序列的功率平均值获取当前滑动窗对应的功率门限阈值。
可选地，可以依据一下算式获取当前滑动窗的功率门限值。
Figure BDA0003415573500000121
其中，TH表征当前滑动窗的功率门限值，α为预设的系数，L为功率值序列的长度，Pi表征功率值序列中的第i位的值。
S101-7，判断功率值序列中的最大功率值是否大于当前滑动窗对应的功率门限阈值。若是，则执行S101-8；若否，则执行S101-9。
可选地，功率值序列中的最大功率值的表达式为Pmax；
Figure BDA0003415573500000122
功率值序列中的最大功率值大于当前滑动窗对应的功率门限阈值，表示当期滑动窗包括第一疑似帧头，此时执行S101-8；反之，则执行S101-9。
S101-8，将当前滑动窗中最大功率值对应的位置确定为第一峰值位置，认定当前滑动窗包含第一疑似帧头。
可选地，第一峰值位置的表达式为idmax；
Figure BDA0003415573500000131
在一种可能的实现方式中，可以将idmax记为id1。第一疑似帧头的在数据流中的位置可以记为idx1+id1-1，其中，idx1表征当前滑动窗的窗头位置。
可选地，在S101-8之后，可以执行S102。
S101-9，认定当前滑动窗未包含第一疑似帧头。
可选地，在S101-9之后，可以执行S109。
请继续参考图4，关于如何确定帧头，本申请实施例还提供了一种可能的实现方式，如图4所示，帧头捕获方法还包括S103、S105-S108。
S103，判断第一窗头功率值是否大于第一确认窗对应的功率门限阈值，且第一窗头功率值是否为第一确认窗的最大功率值。若是，则执行S104；若否，则执行S105。
在S102之后，执行S103。可以理解地，第一窗头功率值大于第一确认窗对应的功率门限阈值，且第一窗头功率值为第一确认窗的最大功率值，表示第一确认窗的窗头为第二OFDM前导符号的第一位，从而可以确定第一疑似帧头确定为真实帧头，执行S104。若第一窗头功率值小于或等于第一确认窗对应的功率门限阈值，或者第一窗头功率值不是第一确认窗的最大功率值，则表明需要重新确定帧头的位置，此时执行S105。
具体地，关于如何获取第一窗头功率值和第一确认窗对应的功率门限阈值，请参考图5中S101-1至S101-9，具体地与获取当前滑动窗的功率值队列类同，在此不做赘述。
S105，将第一疑似帧头在报文中的位置向前移动第一预设长度，以获得第二疑似帧头在报文中的位置。
可选地，Idx1+id1-1即当前活动窗的窗头位置+第一峰值位置，表示第一疑似帧头在报文(接收到的数据流)中的位置，第一预设长度为128，第二疑似帧头的位置即为Idx1+id1-128-1。
S106，依据第二疑似帧头在报文中的位置获取第二确认窗的窗头位置。
其中，第二确认窗的窗头位置位于第一确认窗的窗头位置之前，二者的间隔为第一预设长度。
可选地，在确定第二疑似帧头在报文中的位置之后，从第二疑似帧头在报文中的位置开始向后移动第二预设长度(512位，OFDM前导符号的长度)作为第二确认窗的窗头位。可选地，第二确认窗的窗头位置的表达式为Idx1+id1-128+512-1，即第二疑似帧头的位置+N(OFDM长度)。
可选地，从第二确认窗的窗头位置开始，在报文(接收到的数据流)中截取256位，作为第二确认窗。
S107，判断第二窗头功率值是否大于第二确认窗对应的功率门限阈值，且第二窗头功率值是否为第二确认窗的最大功率值。若是，则执行S108；若否，则执行S109。
其中，第二窗头功率值为第二确认窗的窗头位置对应的功率值。
可以理解地，第二窗头功率值大于第二确认窗对应的功率门限阈值，且第二窗头功率值为第二确认窗的最大功率值，表示第二确认窗的窗头为第二OFDM前导符号的第一位，从而可以确定第二疑似帧头确定为真实帧头，执行S108。若第二窗头功率值小于或等于第二确认窗对应的功率门限阈值，或者第二窗头功率值不是第二确认窗的最大功率值，则表明需要重新确定帧头的位置，此时执行S109。
具体地，关于如何获取第二窗头功率值和第二确认窗对应的功率门限阈值，请参考图5中S101-1至S101-9，具体地与获取当前滑动窗的功率值队列类同，在此不做赘述。
S108，将第二疑似帧头确定为真实帧头。
可以理解地，将第二疑似帧头确定为真实帧头，完成帧头捕获。
在图2的基础上，对于S102中的内容，本申请实施例还提供了一种可能的实现方式，请参考图6，S102包括：S102-1和S102-2。
S102-1，依据当前滑动窗的窗头位置和第一峰值位置确定第一疑似帧头在报文中的位置。
可选地，Idx1+id1-1即当前活动窗的窗头位置+第一峰值位置，表示第一疑似帧头在报文(接收到的数据流)中的位置。
S102-2，将第一疑似帧头在报文中的位置向后移动第二预设长度，以获得第一确认窗的窗头位置。
其中，第二预设长度为前导符号长度。
可选地，Idx1+id1+512-1(OFDM前导符号长度)为第一确认窗的窗头位置。
关于捕获滑动窗口的过程，可以参考图7a和图7b。如图7a所示，为当前滑动窗为W1，W1包含第一疑似帧头，第一确认窗为确认窗1。如图7b所示，为当前滑动窗为W2，W2包含第一疑似帧头，W1为W2之前的上一滑动窗，W1包含第二疑似帧头，第一确认窗为确认窗1，第二确认窗为确认窗2。
本申请实施例提供的帧头捕获方法，可以作为一种OFDM系统的时间同步算法中的一部分。本申请实施例提供的帧头捕获方法，滑动窗步进不再是单个采样点，而是FFT点数的四分之一，大大加快了同步时间；变换到频域进行相关处理，再在时域进行相加，加大的时间同步的精度；将窗均分为两段分别进行处理，加大了该算法能适应的频偏范围。克服了现有技术中峰值不突出，有多径时受副峰影响较大、同步精度不高、具有特定的帧结构、时域处理，计算量大等问题。
请参阅图8，图8为本申请实施例提供的一种帧头捕获装置，可选的，该帧头捕获装置被应用于上文所述的电子设备。
帧头捕获装置包括处理单元201和确认单元202。
处理单元201，用于在当前滑动窗包含第一疑似帧头的情况下，依据当前滑动窗的窗头位置和第一峰值位置获取第一确认窗的窗头位置；
其中，第一峰值位置为第一疑似帧头在当前滑动窗中的位置；待捕获的帧头包括两个相同且连续的前导符号，前导符号的长度大于或等于512，当前滑动窗的长度为前导符号长度的一半。
确认单元202，用于在第一窗头功率值大于第一确认窗对应的功率门限阈值，且第一窗头功率值为第一确认窗的最大功率值的情况下，将第一疑似帧头确定为真实帧头；
其中，第一窗头功率值为第一确认窗的窗头位置对应的功率值。
可选地，处理单元201可以执行上述的S102，确认单元202可以执行上述的S104。
在一种可能的实现方式中，处理单元201还用于判断当前滑动窗是否包含第一疑似帧头；若否，则将当前滑动窗的窗头位置向后移动第一预设长度，作为新的当前滑动窗的窗头位置，重复判断当前滑动窗是否包含第一疑似帧头，其中，第一预设长度为前导符号的长度的四分之一。
可选地，处理单元201还可以执行上述的S101、S103、S104、S106、S108以及S109，确认单元还可以执行上述的S105和S108。
需要说明的是，本实施例所提供的帧头捕获装置，其可以执行上述方法流程实施例所示的方法流程，以实现对应的技术效果。为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。
本申请实施例还提供了一种存储介质，该存储介质存储有计算机指令、程序，该计算机指令、程序在被读取并运行时执行上述实施例的帧头捕获方法。该存储介质可以包括内存、闪存、寄存器或者其结合等。
下面提供一种电子设备，可以是计算机设备和便携式移动设备，该电子设备如图1所示的电子设备，可以实现上述的帧头捕获方法；具体的，该电子设备包括：处理器10，存储器11、总线12。处理器10可以是CPU。存储器11用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被处理器10执行时，执行上述实施例的帧头捕获方法。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种帧头捕获方法，其特征在于，待捕获的帧头包括两个相同且连续的前导符号，所述前导符号的长度大于或等于512，所述方法包括：
在当前滑动窗包含第一疑似帧头的情况下，依据当前滑动窗的窗头位置和第一峰值位置获取第一确认窗的窗头位置；
其中，所述第一峰值位置为所述第一疑似帧头在所述当前滑动窗中的位置，所述当前滑动窗的长度为所述前导符号长度的一半；
在第一窗头功率值大于所述第一确认窗对应的功率门限阈值，且所述第一窗头功率值为所述第一确认窗的最大功率值的情况下，将所述第一疑似帧头确定为真实帧头；
其中，所述第一窗头功率值为所述第一确认窗的窗头位置对应的功率值。
2.如权利要求1所述的帧头捕获方法，其特征在于，所述方法还包括：
判断当前滑动窗是否包含第一疑似帧头；
若否，则将所述当前滑动窗的窗头位置向后移动第一预设长度，作为新的当前滑动窗的窗头位置，重复判断当前滑动窗是否包含第一疑似帧头；
其中，所述第一预设长度为所述前导符号的长度的四分之一。
3.如权利要求2所述的帧头捕获方法，其特征在于，所述判断当前滑动窗是否包含第一疑似帧头的步骤，包括：
将所述当前滑动窗切分为等长度的第一子段和第二子段；
通过傅里叶变换将所述第一子段和所述第二子段转换为第一子频域信号和第二子频域信号；
将所述第一子频域信号与第一本地频域信号进行共轭相乘，以得到第一相关信号，将所述第二子频域信号与第二本地频域信号进行共轭相乘，以得到第二相关信号；
其中，所述第一本地频域信号和所述第二本地频域信号的长度为所述当前滑动窗的长度的一半，所述第一本地频域信号为所述前导符号的第一个四分之一段，所述第二本地频域信号为所述前导符号的第二个四分之一段；
对所述第一相关信号和所述第二相关信号进行反傅里叶变换，以得到第一子时域信号和第二子时域信号；
将第一子时域信号中的采样点功率值与第二子时域信号中对应的采样点的功率值进行叠加，从而获得功率值序列；
依据所述功率值序列的功率平均值获取所述当前滑动窗对应的功率门限阈值；
判断所述功率值序列中的最大功率值是否大于所述当前滑动窗对应的功率门限阈值；
若是，则将所述当前滑动窗中最大功率值对应的位置确定为所述第一峰值位置，认定所述当前滑动窗包含所述第一疑似帧头。
4.如权利要求2所述的帧头捕获方法，其特征在于，在依据当前滑动窗的窗头位置和第一峰值位置获取第一确认窗的窗头位置之后，所述方法还包括：
在所述第一窗头功率值小于或等于所述第一确认窗对应的功率门限阈值，或者所述第一窗头功率值不是所述第一确认窗的最大功率值的情况下，将所述第一疑似帧头在报文中的位置向前移动第一预设长度，以获得第二疑似帧头在报文中的位置；
依据所述第二疑似帧头在报文中的位置获取第二确认窗的窗头位置；
其中，所述第二确认窗的窗头位置位于所述第一确认窗的窗头位置之前，二者的间隔为所述第一预设长度；
在第二窗头功率值大于所述第二确认窗对应的功率门限阈值，且所述第二窗头功率值为所述第二确认窗的最大功率值的情况下，将所述第二疑似帧头确定为所述真实帧头；
其中，所述第二窗头功率值为所述第二确认窗的窗头位置对应的功率值。
5.如权利要求4所述的帧头捕获方法，其特征在于，所述方法还包括：
在第二窗头功率值小于或等于所述第二确认窗对应的功率门限阈值，或者所述第二窗头功率值不是所述第二确认窗的最大功率值的情况下，将所述当前滑动窗的窗头位置向后移动第一预设长度，作为新的当前滑动窗的窗头位置，重复判断当前滑动窗是否包含第一疑似帧头。
6.如权利要求1所述的帧头捕获方法，其特征在于，所述依据当前滑动窗的窗头位置和第一峰值位置获取第一确认窗的窗头位置的步骤，包括：
依据当前滑动窗的窗头位置和第一峰值位置确定所述第一疑似帧头在报文中的位置；
将所述第一疑似帧头在报文中的位置向后移动第二预设长度，以获得第一确认窗的窗头位置；
其中，所述第二预设长度为前导符号长度。
7.一种帧头捕获装置，其特征在于，待捕获的帧头包括两个相同且连续的前导符号，所述前导符号的长度大于或等于512，所述装置包括：
处理单元，用于在当前滑动窗包含第一疑似帧头的情况下，依据当前滑动窗的窗头位置和第一峰值位置获取第一确认窗的窗头位置；
其中，所述第一峰值位置为所述第一疑似帧头在所述当前滑动窗中的位置，所述当前滑动窗的长度为所述前导符号长度的一半；
确认单元，用于在第一窗头功率值大于所述第一确认窗对应的功率门限阈值，且所述第一窗头功率值为所述第一确认窗的最大功率值的情况下，将所述第一疑似帧头确定为真实帧头；
其中，所述第一窗头功率值为所述第一确认窗的窗头位置对应的功率值。
8.如权利要求7所述的帧头捕获装置，其特征在于，所述处理单元还用于判断当前滑动窗是否包含第一疑似帧头；若否，则将所述当前滑动窗的窗头位置向后移动第一预设长度，作为新的当前滑动窗的窗头位置，重复判断当前滑动窗是否包含第一疑似帧头，其中，所述第一预设长度为所述前导符号的长度的四分之一。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115118334A (zh) * 2022-08-29 2022-09-27 成都星联芯通科技有限公司 卫星通信帧头捕获方法、装置、通信设备和存储介质
CN117411757A (zh) * 2023-12-13 2024-01-16 成都国恒空间技术工程股份有限公司 一种ofdm系统帧头捕获方法
CN117579709A (zh) * 2024-01-16 2024-02-20 成都数维通信技术有限公司 一种工控网络通信协议体系构建方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1937435A (zh) * 2006-09-30 2007-03-28 东南大学 电力线通信系统的数字信号处理方法
CN102143117A (zh) * 2011-03-31 2011-08-03 福州大学 基于dtmb系统多载波接收机的时频同步联合估计方法
CN103944850A (zh) * 2014-03-27 2014-07-23 西安星河亮点信息技术有限公司 一种基于ofdm技术的wlan系统帧同步方法
CN108923877A (zh) * 2018-07-02 2018-11-30 成都国恒空间技术工程有限公司 一种pcma定时捕获和跟踪方法
US20190104009A1 (en) * 2017-10-02 2019-04-04 Hughes Network Systems, Llc System and method for robust ofdm synchronization
CN110224968A (zh) * 2019-07-16 2019-09-10 深圳智微电子科技有限公司 一种ofdm通信系统中的帧定时同步方法和装置
CN111181687A (zh) * 2019-12-17 2020-05-19 南京中科晶上通信技术有限公司 基于dvb-s2系统的帧头检测方法、装置、终端及存储介质
CN113114605A (zh) * 2021-03-11 2021-07-13 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种信号处理方法、装置及系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1937435A (zh) * 2006-09-30 2007-03-28 东南大学 电力线通信系统的数字信号处理方法
CN102143117A (zh) * 2011-03-31 2011-08-03 福州大学 基于dtmb系统多载波接收机的时频同步联合估计方法
CN103944850A (zh) * 2014-03-27 2014-07-23 西安星河亮点信息技术有限公司 一种基于ofdm技术的wlan系统帧同步方法
US20190104009A1 (en) * 2017-10-02 2019-04-04 Hughes Network Systems, Llc System and method for robust ofdm synchronization
CN108923877A (zh) * 2018-07-02 2018-11-30 成都国恒空间技术工程有限公司 一种pcma定时捕获和跟踪方法
CN110224968A (zh) * 2019-07-16 2019-09-10 深圳智微电子科技有限公司 一种ofdm通信系统中的帧定时同步方法和装置
CN111181687A (zh) * 2019-12-17 2020-05-19 南京中科晶上通信技术有限公司 基于dvb-s2系统的帧头检测方法、装置、终端及存储介质
CN113114605A (zh) * 2021-03-11 2021-07-13 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种信号处理方法、装置及系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
梁中英;张少侃;廖世文;: "TDMA突发信号自适应门限检测方法", 现代计算机(专业版), no. 23 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115118334A (zh) * 2022-08-29 2022-09-27 成都星联芯通科技有限公司 卫星通信帧头捕获方法、装置、通信设备和存储介质
CN115118334B (zh) * 2022-08-29 2022-11-08 成都星联芯通科技有限公司 卫星通信帧头捕获方法、装置、通信设备和存储介质
CN117411757A (zh) * 2023-12-13 2024-01-16 成都国恒空间技术工程股份有限公司 一种ofdm系统帧头捕获方法
CN117411757B (zh) * 2023-12-13 2024-02-23 成都国恒空间技术工程股份有限公司 一种ofdm系统帧头捕获方法
CN117579709A (zh) * 2024-01-16 2024-02-20 成都数维通信技术有限公司 一种工控网络通信协议体系构建方法
CN117579709B (zh) * 2024-01-16 2024-03-29 成都数维通信技术有限公司 一种工控网络通信协议体系构建方法

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