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CN106027449B - 对讲机通信的帧同步的方法及其装置 - Google Patents

对讲机通信的帧同步的方法及其装置 Download PDF

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CN106027449B CN201610492711.4A CN201610492711A CN106027449B CN 106027449 B CN106027449 B CN 106027449B CN 201610492711 A CN201610492711 A CN 201610492711A CN 106027449 B CN106027449 B CN 106027449B
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Abstract

本发明公开一种对讲机通信的帧同步的方法及其装置，将从接收信号中提取的待测序列与预置的归一同步序列进行相关运算，获得一相关值；利用所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素计算归一化因子；所述设定范围包括大于2；利用所述归一化因子对所述相关值进行归一化处理，获得归一化值；如果所述归一化值大于设定门限值，则确定所述待测序列为同步序列。本发明还公开一种采用上述方法的对讲机通信的帧同步的装置。采用本发明可以避免对讲机通信过程中帧同步时因噪声造成的虚检，有效降低了虚检的概率，提高了帧同步的可靠性，进而提高对讲机的通信质量。

Description

对讲机通信的帧同步的方法及其装置
技术领域
本发明是申请号为201110418742.2，申请日为2011年12月14日，名称为“一种调频通信系统中帧同步的方法及装置”的发明专利申请的分案申请，涉及无线通信领域，特别是一种调频通信系统中帧同步的方法及装置。
背景技术
数字私人移动无线电(Digital&nbsp；Private&nbsp；Mobile&nbsp；Radio，DPMR)和数字移动无线电(Digital&nbsp；Mobile&nbsp；Radio，DMR)是欧洲电信标准化协会制定的专用无线通信技术规范，是应用比较广泛的数字对讲机标准，采用四进制移频键控调制技术。
两个对讲机进行通信时，交替地进行接收信号和发送信号，只用确定正确的同步位置，双方才能进行正常的通信，因此，帧同步技术至关重要，如果漏检则会造成通信中断，如果虚检则会引入噪声，严重影响通信质量。目前，通过搜索同步序列来确定帧同步。
图1为现有技术中帧同步方法的流程示意图，参见图1所示，现有技术中帧同步方法包括以下几个步骤：
步骤101：从接收信号中提取与预置的同步序列长度相同的待测序列。
步骤102：将所述待测序列与所述预置的同步序列进行相关运算，获得一相关值。
步骤103：对所述相关值进行归一化处理，获得归一化值。
这里，计算归一化值的数学公式如下：
其中，Corr为归一化值，L为预置的同步序列的长度，xi为预置的同步序列中第i个元素的值，ri为所述待测序列中第i个元素的值。
步骤104：判断获得的归一化值是否大于设定门限值，如果是，则执行步骤105，否则，执行步骤101。
步骤105：确定所述待测序列为同步序列。
在调频通信系统中，信号经过鉴频后，噪声的幅度会比正常信号的幅度大很多，而且变化比较剧烈，由于同步序列的长度较短，以及噪声的伪随机性，很可能会出现与同步序列相似的噪声序列，将该噪声序列与预置的同步序列进行相关运算会获得较大的相关值，同时，噪声的幅度变化剧烈，在进行归一化处理时的归一化因子可能会较小，最终使得归一化值较大，超过设定门限值，从而造成虚检。
发明内容
本发明实施例提供一种对讲机通信的帧同步的方法及装置，用以降低虚检的概率，提高帧同步的可靠性。
本发明实施例提供的一种对讲机通信的帧同步的方法包括：
一种对讲机通信的帧同步的方法，该方法包括：
将从接收信号中提取的待测序列与预置的归一同步序列进行相关运算，获得一相关值；所述相关值根据如下公式进行计算：
其中，M1为相关值，L为所述预置的归一同步序列的长度，X(i)为所述预置的归一同步序列中第i个元素的值，R(i)为所述待测序列中第i个元素的值；
利用所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素计算归一化因子；所述设定范围包括大于2；所述归一化因子根据如下公式进行计算：
其中，MR为归一化因子，Ω为所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素的位置集合，N为所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素的个数，R(i)为所述待测序列中第i个元素的值；
利用所述归一化因子对所述相关值进行归一化处理，获得归一化值；
如果所述归一化值大于设定门限值，则确定所述待测序列为同步序列。
所述预置的归一同步序列中元素的绝对值为1。
一种对讲机通信的帧同步的方法，该方法包括：
从接收信号中提取与预置的同步序列长度相同的待测序列；
将所述待测序列与预置的归一同步序列进行相关运算，获得一相关值；
利用所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素计算归一化因子；所述归一化因子根据如下公式进行计算：
其中，MR为归一化因子，Ω为所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素的位置集合，N为所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素的个数，R(i)为所述待测序列中第i个元素的值；
利用所述归一化因子对所述相关值进行归一化处理，获得归一化值；
如果所述归一化值大于设定门限值，则确定所述待测序列为同步序列。
所述相关值根据如下公式进行计算：
其中，M1为相关值，L为所述预置的归一同步序列的长度，X(i)为所述预置的归一同步序列中第i个元素的值，R(i)为所述待测序列中第i个元素的值。
所述设定范围包括大于2。
一种对讲机通信的帧同步的装置，该装置包括：
相关运算模块，用于将从接收信号中提取的待测序列与预置的归一同步序列进行相关运算，获得一相关值；根据如下公式进行相关运算：
其中，M1为相关值，L为所述预置的归一同步序列的长度，X(i)为所述预置的归一同步序列中第i个元素的值，R(i)为所述待测序列中第i个元素的值；
计算模块，用于利用所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素计算归一化因子；所述设定范围包括大于2；根据如下公式计算归一化因子：
其中，MR为归一化因子，Ω为所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素的位置集合，N为所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素的个数，R(i)为所述待测序列中第i个元素的值；
归一化模块，用于利用所述归一化因子对所述相关值进行归一化处理，获得归一化值；
确定模块，用于在所述归一化值大于设定门限值时，确定所述待测序列为同步序列。
所述预置的归一同步序列中元素的绝对值为1。
一种对讲机通信的帧同步的装置，该装置包括：
相关运算模块，用于从接收信号中提取与预置的同步序列长度相同的待测序列；将所述待测序列与预置的归一同步序列进行相关运算，获得一相关值；
计算模块，用于利用所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素计算归一化因子；根据如下公式计算归一化因子：
其中，MR为归一化因子，Ω为所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素的位置集合，N为所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素的个数，R(i)为所述待测序列中第i个元素的值；
归一化模块，用于利用所述归一化因子对所述相关值进行归一化处理，获得归一化值；
确定模块，用于在所述归一化值大于设定门限值时，确定所述待测序列为同步序列。
所述相关运算模块用于根据如下公式进行相关运算：
其中，M1为相关值，L为所述预置的归一同步序列的长度，X(i)为所述预置的归一同步序列中第i个元素的值，R(i)为所述待测序列中第i个元素的值。
通过以上技术方案可知，本发明实施例在进行帧同步时，将从接收信号中提取的待测序列与预置的归一同步序列进行相关运算，获得一相关值；利用所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素计算归一化因子；利用所述归一化因子对所述相关值进行归一化处理，获得归一化值；如果所述归一化值大于设定门限值，则确定所述待测序列为同步序列。如果所述待测序列是噪声序列，由于噪声序列的幅度变化剧烈，即有些噪声的幅度会很小，而有些噪声的幅度会明显大于正常信号的幅度，此时待测序列中会有部分元素的绝对值不满足设定范围，则利用绝对值满足设定范围的元素计算出的归一化因子将很大，最终使得归一化值小于设定门限值。因此，本发明实施例避免了帧同步时因噪声造成的虚检，有效降低了虚检的概率，提高了帧同步的可靠性。
附图说明
图1为现有技术中帧同步方法的流程示意图；
图2为本发明方法的一具体实施例的流程示意图；
图3为本发明方法的另一具体实施例的流程示意图；
图4为本发明装置实施例的结构示意图。
具体实施方式
DMR/DPMR系统采用四进制移频键控调制方式，其中同步序列的元素值为+3或-3。在本发明实施例中，根据同步序列中元素的值为+3或-3的特性，且噪声序列幅度变化剧烈的特性，确定一设定范围，例如大于2，在计算归一化因子时，只选取待测序列中绝对值满足设定范围的元素进行计算，有效避免了帧同步时因噪声造成的虚检，提高了帧同步的可靠性。
下面结合附图对本发明方法实施例进行详细阐述。
图2为本发明方法的一具体实施例的流程示意图。
参见图2所示，本发明实施例提供的一种调频通信系统中帧同步的方法包括以下几个步骤：
步骤201：将从接收信号中提取的待测序列与预置的归一同步序列进行相关运算，获得一相关值。
这里，根据如下公式进行相关运算：
其中，M1为相关值，L为所述预置的归一同步序列的长度，X(i)为所述预置的归一同步序列中第i个元素的值，R(i)为所述待测序列中第i个元素的值。所述预置的归一同步序列中元素的绝对值为1，则X(i)的值为+1或-1。
步骤202：利用所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素计算归一化因子。
这里，根据如下公式计算归一化因子：
其中，MR为归一化因子，Ω为所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素的位置集合，N为所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素的个数，R(i)为所述待测序列中第i个元素的值。
如果所述待测序列为同步序列，则所述待测序列中元素的值为+3或者-3，所有元素的绝对值都满足设定范围；如果所述待测序列为噪声序列，由于噪声序列的幅度变化剧烈，则所述待测序列中元素的值变化剧烈，部分元素的绝对值将不满足设定范围，此时利用所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素计算出的归一化因子将很大，最终使得归一化值小于设定门限值。优选地，所述设定范围包括大于2。
步骤203：利用所述归一化因子对所述相关值进行归一化处理，获得归一化值。
这里，根据如下公式进行归一化处理：
其中，Corr为归一化值，M1为相关值，MR为归一化因子。
步骤204：如果所述归一化值大于设定门限值，则确定所述待测序列为同步序列。
图3为本发明方法的另一具体实施例的流程示意图。
参见图3所示，本发明实施例提供的一种调频通信系统中帧同步的方法包括以下几个步骤：
步骤301：从接收信号中提取与预置的同步序列长度相同的待测序列。
步骤302：将所述待测序列与预置的归一同步序列进行相关运算，获得一相关值。
这里，所述预置的归一同步序列中元素的绝对值为1。
步骤303：利用所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素计算归一化因子。
这里，优选地，所述设定范围包括大于2。
步骤304：利用所述归一化因子对所述相关值进行归一化处理，获得归一化值。
步骤305：判断获得的归一化值是否大于设定门限值，如果是，则执行步骤306，否则，执行步骤301。
步骤306：确定所述待测序列为同步序列。
图4为本发明装置实施例的结构示意图。
参见图4所示，本发明实施例提供的一种调频通信系统中帧同步的装置包括：
相关运算模块41，用于将从接收信号中提取的待测序列与预置的归一同步序列进行相关运算，获得一相关值；
计算模块42，用于利用所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素计算归一化因子；
归一化模块43，用于利用所述归一化因子对所述相关值进行归一化处理，获得归一化值；
确定模块44，用于在所述归一化值大于设定门限值时，确定所述待测序列为同步序列。
这里，所述相关运算模块41用于根据如下公式进行相关运算：
其中，M1相关值，L为所述预置的归一同步序列的长度，X(i)为所述预置的归一同步序列中第i个元素的值，R(i)为所述待测序列中第i个元素的值。所述预置的归一同步序列中元素的绝对值为1，则X(i)的值为+1或-1。
所述计算模块42用于根据如下公式计算归一化因子：
其中，MR为归一化因子，Ω为所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素的位置集合，N为所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素的个数，R(i)为所述待测序列中第i个元素的值。优选地，所述设定范围包括大于2。
通过以上技术方案可知，本发明实施例在进行帧同步时，将从接收信号中提取的待测序列与预置的归一同步序列进行相关运算，获得一相关值；利用所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素计算归一化因子；利用所述归一化因子对所述相关值进行归一化处理，获得归一化值；如果所述归一化值大于设定门限值，则确定所述待测序列为同步序列。如果所述待测序列是噪声序列，由于噪声序列的幅度变化剧烈，即有些噪声的幅度会很小，而有些噪声的幅度会明显大于正常信号的幅度，此时待测序列中会有部分元素的绝对值不满足设定范围，则利用绝对值满足设定范围的元素计算出的归一化因子将很大，最终使得归一化值小于设定门限值。因此，本发明实施例避免了帧同步时因噪声造成的虚检，有效降低了虚检的概率，提高了帧同步的可靠性。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种对讲机通信的帧同步的方法，其特征在于，该方法包括：
将从接收信号中提取的待测序列与预置的归一同步序列进行相关运算，获得一相关值；所述相关值根据如下公式进行计算：
其中，M1为相关值，L为所述预置的归一同步序列的长度，X(i)为所述预置的归一同步序列中第i个元素的值，R(i)为所述待测序列中第i个元素的值；
利用所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素计算归一化因子；所述设定范围包括大于2；所述归一化因子根据如下公式进行计算：
其中，MR为归一化因子，Ω为所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素的位置集合，N为所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素的个数，R(i)为所述待测序列中第i个元素的值；
利用所述归一化因子对所述相关值进行归一化处理，获得归一化值；
如果所述归一化值大于设定门限值，则确定所述待测序列为同步序列。
2.如权利要求1所述的对讲机通信的帧同步的方法，其特征在于，所述预置的归一同步序列中元素的绝对值为1。
3.一种对讲机通信的帧同步的方法，其特征在于，该方法包括：
从接收信号中提取与预置的同步序列长度相同的待测序列；
将所述待测序列与预置的归一同步序列进行相关运算，获得一相关值；
利用所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素计算归一化因子；所述归一化因子根据如下公式进行计算：
其中，MR为归一化因子，Ω为所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素的位置集合，N为所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素的个数，R(i)为所述待测序列中第i个元素的值；
利用所述归一化因子对所述相关值进行归一化处理，获得归一化值；
如果所述归一化值大于设定门限值，则确定所述待测序列为同步序列。
4.如权利要求3所述的对讲机通信的帧同步的方法，其特征在于，所述相关值根据如下公式进行计算：
其中，M1为相关值，L为所述预置的归一同步序列的长度，X(i)为所述预置的归一同步序列中第i个元素的值，R(i)为所述待测序列中第i个元素的值。
5.如权利要求3所述的对讲机通信的帧同步的方法，其特征在于，所述设定范围包括大于2。
6.一种对讲机通信的帧同步的装置，其特征在于，该装置包括：
相关运算模块，用于将从接收信号中提取的待测序列与预置的归一同步序列进行相关运算，获得一相关值；根据如下公式进行相关运算：
其中，M1为相关值，L为所述预置的归一同步序列的长度，X(i)为所述预置的归一同步序列中第i个元素的值，R(i)为所述待测序列中第i个元素的值；
计算模块，用于利用所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素计算归一化因子；所述设定范围包括大于2；根据如下公式计算归一化因子：
其中，MR为归一化因子，Ω为所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素的位置集合，N为所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素的个数，R(i)为所述待测序列中第i个元素的值；
归一化模块，用于利用所述归一化因子对所述相关值进行归一化处理，获得归一化值；
确定模块，用于在所述归一化值大于设定门限值时，确定所述待测序列为同步序列。
7.如权利要求6所述的对讲机通信的帧同步的装置，其特征在于，所述预置的归一同步序列中元素的绝对值为1。
8.一种对讲机通信的帧同步的装置，其特征在于，该装置包括：
相关运算模块，用于从接收信号中提取与预置的同步序列长度相同的待测序列；将所述待测序列与预置的归一同步序列进行相关运算，获得一相关值；
计算模块，用于利用所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素计算归一化因子；根据如下公式计算归一化因子：
其中，MR为归一化因子，Ω为所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素的位置集合，N为所述待测序列中绝对值满足设定范围的元素的个数，R(i)为所述待测序列中第i个元素的值；
归一化模块，用于利用所述归一化因子对所述相关值进行归一化处理，获得归一化值；
确定模块，用于在所述归一化值大于设定门限值时，确定所述待测序列为同步序列。
9.如权利要求8所述的对讲机通信的帧同步的装置，其特征在于，所述相关运算模块用于根据如下公式进行相关运算：
其中，M1为相关值，L为所述预置的归一同步序列的长度，X(i)为所述预置的归一同步序列中第i个元素的值，R(i)为所述待测序列中第i个元素的值。
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