[发明专利]一种用于短突发通信高速跳频的帧设计及定时同步方法

说明书

本发明公开了一种用于短突发通信高速跳频的帧设计及定时同步方法，包括以下步骤：S1.给定基础的频域帧结构：S2.产生传输数据：S3.插入频域导频：S4.插入频域0点；S5.对步骤S4得到的频域帧结构进行快速傅里叶逆变换，得到时域OFDM符号，长度为N；然后在得到的时域OFDM符号前加入长度为C的循环前缀，得到最终的时域帧结构；S6.在短突发通信之前，信号的接收端预先确定本地同步序列y_local(n)，并进行保存；S7.在短突发通信过程中，信号的发送端产生发送帧y(n)，进行跳频调制后传输给信号的接收端；S8.在接收端进行跳频接收后，利用y_local(n)对接收数据做复数滑动相关，找到相关峰，进行符号的定时同步。本发明仅使用一个OFDM符号，就可以完成帧的定时同步。

技术领域

本发明涉及帧的设计，特别是涉及一种用于短突发通信高速跳频的帧设计及定时同步方法。

背景技术

跳频扩频技术(Frequency-Hopping Spread Spectrum,FHSS)，简称跳频技术(FH)，是指用伪随机码序列进行频移键控，使载波频率不断跳变而扩展频谱的一种方法。短突发通信(Short Burst Communication)采用异步传输模式，具有通信持续时间短，通信网络响应迅速的特点。将高速跳频技术运用于短突发通信，一跳作为一个短突发信号，可以得到图1所示的跳频图案。

由图1可知，每一跳的信号的频点不同，并且信号的时间间隔未知。频点不同导致每一帧传输的信道不同，每一跳需要导频进行信道估计；而时间间隔未知，则每一跳均需要做时间同步。这在一跳驻留时间非常短的高速跳频系统下，对帧结构的设计提出了很高的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于短突发通信高速跳频的帧设计及定时同步方法，仅使用一个OFDM符号，就可以完成时间同步。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于短突发通信高速跳频的帧设计及定时同步方法，包括以下步骤：

S1.给定基础的频域帧结构：

设频域帧结构包括频域导频、传输数据和频域0点，将频域帧结构进行快速傅里叶逆变换后得到时域的OFDM符号，时域的OFDM符号加上循环前缀，形成时域发送帧；

定义频域0点总长为K，频域导频总长度为U，进行快速傅里叶逆变换后，得到的OFDM符号长度为N，循环前缀长度为C；定义L＝(N-K)/U，其中L为正整数；

S2.产生传输数据：

传输数据的总长D＝N-K-U，所述传输数据包括1个头部传输数据T、U-1个中部传输数据Z以及1个尾部传输数据W，头部传输数据T的块长为p，p∈[0,L-1]，中部传输数据Z的块长为L-1，尾部传输数据W块长为L-p-1；

S3.插入频域导频：

产生长度为U个长度为1的频域导频，插入步骤S2产生的传输数据中：

第一个频域导频插入在头部传输数据T后，任意两个相邻的中部传输数据Z之间均插入有一个频域导频；最后一个频域导频插入在尾部传输数据W前；

S4.插入频域0点：

在产生的传输数据两端，即正负高频处插入频域0点，两端频域0点长度均为K/2，得到完整的频域帧结构；

S5.对步骤S4得到的频域帧结构进行快速傅里叶逆变换，得到时域OFDM符号，长度为N；然后在得到的时域OFDM符号前加入长度为C的循环前缀，得到最终的时域帧结构；

S6.在短突发通信之前，信号的接收端预先确定本地同步序列y_local(n)，并进行保存；