[发明专利]一种无线猝发通信系统的快速捕获与同步方法

说明书

本发明公开了一种无线猝发通信系统的快速捕获与同步方法，其包括以下步骤：步骤一：信息发送端发送数据，信息接收端进行AD带通采样和数字下变频处理，将接收信号变频至零中频信号；步骤二：信道估计，消除导致信号畸形的影响因素；步骤三：频偏估计，设计两组PN并且间隔固定时间，利用这两组PN产生的自相关值作为两个矢量角度，通过计算角度差和时间差得到频偏；步骤四：信号捕获和帧同步，采用两级匹配滤波器完成信号捕获与帧同步；步骤五：GMSK解调和LDPC解码，获得信息。本发明采用GMSK调制解调技术，利用两个独立的PN短码和LDPC编码替代了导频+帧头+校验码，确保接收机在极短的时间下能够完整、可靠的接收到数据。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种无线猝发通信系统的快速捕获与同步方法，特别适合用于在低占空比、高动态环境下的快速捕获与同步。

背景技术

随着网络化数据链以及物联网潮流的兴起，在实际中一个通信系统希望能够容纳尽可能多的通信单元，而且需要保证单元之间能够迅速组网，实时通信。那这种通信系统就希望其链路层能够尽可能的简单、可靠而且高效的进行通信，而且希望占空比越小越好。但是占空比越小，意味接收机漏警概率越大，即通信的可靠性越差。尤其在实际应用中大部分信道属于高动态环境，如何解决这两者之间的矛盾成为无线猝发通信的难点。目前大部分猝发通信体制中，为了保证通信可靠，都需要发送导频+帧头+校验码，这些都占用了宝贵的时间开销，增大了通信占空比，不利于多节点使用。因此，在不影响通信可靠性的前提下，应采取新的方法来尽可能的提高通信效率，降低发送占空比，提高系统容量。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是：提供一种无线猝发通信系统的快速捕获与同步方法，解决猝发通信中在低占空比下接收机如何可靠通信的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种无线猝发通信系统的快速捕获与同步方法，其包括以下步骤：

步骤一：信息发送端发送数据，信息接收端进行AD带通采样和数字下变频处理，将接收信号变频至零中频信号；

步骤二：信道估计

将导致信号畸形的影响因素叠加形成一个整体的信道响应C₀(t)，在本地估计出一个信道冲激响应然后用的共轭乘以接收信号，以消除C₀(t)的影响；

步骤三：频偏估计

设计两组PN并且间隔固定时间，利用这两组PN产生的自相关值作为两个矢量角度，通过计算角度差和时间差得到频偏；

步骤四：信号捕获和帧同步

采用两级匹配滤波器完成信号捕获与帧同步；

步骤五：GMSK解调和LDPC解码，获得信息。

其中，所述步骤一中，信息发送端发送的数据中，将128bit的信息划分为一个基础数据帧，进行(128，256)LDPC编码，编码完成后为256bit；然后对256bit进行分块划分，拆成三份，相邻块之间插入相同长度的PN；最后在首尾分别加入前缀和后缀。

其中，所述步骤一中，拆成三份，分别是64bit、128bit、64bit。

其中，所述步骤一中，256bit拆成的三份中，将两个长度40bit的PN插入其中。

其中，所述步骤一中，在首尾分别加入3bit0作为前缀和后缀。

其中，所述步骤二中，设接收信号为r(t)＝I_n*C₀(t)，则与本地作相关，即