一种适用于pdt/dmr的跳频同步方法

文档序号:687413 发布日期:2021-04-30 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 一种适用于pdt/dmr的跳频同步方法 (Frequency hopping synchronization method suitable for PDT/DMR ) 是由 康志杰 白清 张松轶 李鹏 张成斌 王嘉 伦立宝 张万鹏 许聪聪 路雪森 庞欢 于 2020-12-25 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种适用于PDT/DMR的跳频同步方法,属于无线通信技术领域。其中,发射方将跳频同步信息经过链路编码、同步字填充等过程组成跳频同步帧并通过同步频点发给送接收方;接收方在未同步之前处于慢扫描状态,当扫到与发送方频点一致时,能够接收到一个完整的跳频同步帧;接收方收到跳频同步帧后,首先搜索同步帧中嵌入的同步字,确定突发的起始位置,然后根据突发起始位置提取出有效载荷并解码还原出跳频同步信息;接收方根据跳频同步信息及判决门限转入同步跟跳状态实现同步接收。本发明根据PDT/DMR数据链路层帧结构设计了跳频同步帧结构,使跳频同步过程简洁、快速,提高了PDT/DMR设备的抗干扰能力。(The invention discloses a frequency hopping synchronization method suitable for PDT/DMR, and belongs to the technical field of wireless communication. The transmitting party forms a frequency hopping synchronous frame by the frequency hopping synchronous information through processes of link coding, synchronous word filling and the like and sends the frequency hopping synchronous frame to the receiving party through synchronous frequency points; the receiving party is in a slow scanning state before being unsynchronized, and can receive a complete frequency hopping synchronization frame when the frequency points of the receiving party are scanned to be consistent with the frequency points of the sending party; after receiving the frequency hopping synchronization frame, a receiver firstly searches the synchronization words embedded in the synchronization frame, determines the initial position of the burst, then extracts the effective load according to the initial position of the burst and decodes and restores the frequency hopping synchronization information; and the receiver switches to a synchronous following hop state according to the frequency hopping synchronous information and the judgment threshold to realize synchronous receiving. The invention designs the frequency hopping synchronization frame structure according to the PDT/DMR data link layer frame structure, so that the frequency hopping synchronization process is simple and quick, and the anti-interference capability of the PDT/DMR equipment is improved.)

一种适用于PDT/DMR的跳频同步方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域,具体涉及一种适用于PDT/DMR的跳频同步方法。

背景技术

随着通信技术的发展,无线通信设备极大地便利了人们的日常生活和工作,尤其是移动终端设备,不仅仅广泛应用于个人生活中,各行业对无线通信设备的需求也越来越广泛,例如轨道交通、安防、公安、应急等行业对专用无线通信设备有着更特殊的需求。

目前专网无线通信设备通常采用定频通信方式,该通信方式的缺点是抗干扰能力差,易受到接收机内部噪声、多用户干扰等自然干扰,以及部分频带干扰、多频连续波干扰等人为干扰。

为了提升无线终端设备的抗干扰能力,在PDT/DMR常规通信模式中引入跳频技术,发挥跳频技术在抗干扰能力上的优势。在一种相对完善的通信协议中引入跳频的技术难点主要在于要最大程度上遵循原有的通信制式,从而对跳频相关的同步、跳频速率等技术的实现与提升有较大限制。以PDT标准协议为例,采用时分多址帧结构,每帧包含两个时隙,每个时隙时长30ms,在这种空口波形下,既限制了跳频速率的灵活性,又影响了跳频同步实现方式设计的自由程度。

发明内容

有鉴于此,本发明提供一种适用于PDT/DMR的跳频同步方法,其能够在不改变PDT/DMR通信制式空口波形基础上,实现跳频同步。

为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:

一种适用于PDT/DMR的跳频同步方法,包括以下步骤:

步骤一:发射方将跳频同步信息经过链路编码、同步字填充的过程组成跳频同步帧,并通过同步频点发给送接收方;

步骤二:接收方在未同步之前处于慢扫描状态,当扫到与发送方频点一致时,接收到一个完整的跳频同步帧;

步骤三:接收方收到跳频同步帧后,首先搜索同步帧中嵌入的同步字,确定突发的起始位置,然后根据突发起始位置提取出有效载荷,并解码还原出跳频同步信息;

步骤四:接收方根据跳频同步信息及判决门限转入同步跟跳状态,实现同步接收。

进一步的,所述步骤一中的跳频同步信息包括:

用于生成跳频图案及同步频点序列的实时时间TOD;

用于指示接收方转换接收状态的跳频标志位;

用于组网的网号。

进一步的,所述步骤一中的跳频同步帧包括第一收发切换保护时间、第一跳频同步信息载荷、帧同步字、第二跳频同步信息载荷以及第二收发切换保护时间。

进一步的,所述步骤一中同步频点的个数为N,1≤N≤3,通过跳频同步信息中的实时时间TOD映射计算出同步频点集{Fi},i=1…N,发射方依次选取同步频点集中的同步频点发送跳频同步帧。

进一步的,所述步骤二中慢扫描状态的具体方式为:

接收方在同步频点集下循环扫描,为了使接收方频点与发送方频点某一时刻出现重合,每个同步频点驻留时间要长于发送方,即接收方扫描速度慢于发送方,接收方扫描速度为发送方的1/(N+1)。

进一步的,所述步骤三中,同步字位于时隙突发的中间位置,采用滑动相关算法检测同步字及位置,并根据同步字位置确定突发的起始位置,实现帧同步;然后,逐步提取出有效载荷中的跳频同步信息,进而通过链路解码还原出跳频同步信息。

进一步的,所述步骤四中,判决门限是接收方进入跳频同步跟跳状态的判断逻辑,当跳频标志位及接收到的跳频同步帧个数这两个判决条件都符合预设条件时,接收方由慢扫描状态转入同步跟跳状态;

同步跟跳状态下,接收方进入与发送方跳速相同、频点同步的状态,此时,接收方连续接收发送方发送的业务帧,实现对应的业务。

进一步的,所述实时时间TOD包括高位TODH和低位TODL两部分;其中,TODH的单位为分钟,用于生成同步频点序列;TODL的单位为跳,用于与跳频图案算法配合生成跳频图案。

本发明所取得的有益效果在于:

1、本发明解决了PDT/DMR设备靠干扰能力差的缺点,最大程度上遵循PDT/DMR标准空口波形基础上,利用数据链路帧结构设计适用于PDT/DMR制式的跳频同步帧结构,实现了跳频快速同步及同步准确性。

2、本发明能够在不改变PDT/DMR通信制式空口波形基础上,实现跳频同步。

附图说明

图1 是本发明实施例中跳频同步帧的结构示意图。

图2 是本发明实施例中发射方跳频同步的处理流程图。

图3是本发明实施例中接收方跳频同步的处理流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请,而非对本申请的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。

一种适用于PDT/DMR的跳频同步方法,其包括以下步骤:

步骤一:发射方将跳频同步信息经过链路编码、同步字填充的过程组成跳频同步帧,并通过同步频点发给送接收方;

步骤二:接收方在未同步之前处于慢扫描状态,当扫到与发送方频点一致时,接收到一个完整的跳频同步帧;

步骤三:接收方收到跳频同步帧后,首先搜索同步帧中嵌入的同步字,确定突发的起始位置,然后根据突发起始位置提取出有效载荷,并解码还原出跳频同步信息;

步骤四:接收方根据跳频同步信息及判决门限转入同步跟跳状态,实现同步接收。

其中,跳频同步信息包括:

用于生成跳频图案及同步频点序列的实时时间TOD;实时时间TOD包括高位TODH和低位TODL两部分;其中,TODH的单位为分钟,用于生成同步频点序列;TODL的单位为跳,用于与跳频图案算法配合生成跳频图案;

用于指示接收方转换接收状态的跳频标志位;

用于组网的网号。

本方法的跳频同步帧结构如图1所示,跳频同步帧是跳频系统用来建立初始跳频同步的帧类型,其帧结构沿用PDT/DMR数据链路层突发格式,承载用户数据和嵌入在协议数据单元(即PDU)内的信令。图1示出了跳频同步信息在时隙中的位置。PDT/DMR标准中,时隙长度为30ms,本方法中的跳频同步帧内容及所占时长依次为:1.25ms收发切换保护时间1、11.25ms跳频同步信息载荷1、5ms帧同步字、11.25ms跳频同步信息载荷2、1.25ms收发切换保护时间2。

图2为发射方的处理流程图,具体包括如下步骤:

步骤S101,根据TODH计算同步频点,生成同步频点集。

本实施例中,所述同步频点个数为N,1≤N≤3,通过所述跳频同步信息中TODH参数映射计算出同步频点集{Fi}(i=1…N),发射方依次选取同步频点集中的同步频点发送跳频同步帧。同步频点集应该是跳频使用所有频点集合的一个子集。

步骤S102,将跳频同步信息及时隙类型进行链路编码,并与同步字一起组帧。

本实施例中,跳频同步信息包括:用于生成跳频图案及同步频点序列的实时时间TOD;用于指示接收方转换接收状态的跳频标志位;用于组网的网号。时隙类型用于指示帧类型,接收方通过该参数判断接收到的数据是否是跳频同步帧。同步字位于同步帧中间位置,同步字左右两侧分别填充时隙类型及跳频同步信息。

步骤S103,通过同步频点将跳频同步帧发送出去。

本实施例中,跳频通信中,在开始业务之前需要通过发送跳频同步帧实现收发双方的跳频同步及帧同步。为了提高跳频同步的准确性,跳频同步帧可重复多次发送,每次通过一个同步频点发送,同步频点可循环使用,PDT/DMR采用时分多址帧格式,每帧包含2个30ms时长的时隙,其中一个时隙用于发射,另一个时隙接收,因此跳频同步帧在时分多址帧的发射时隙发送。

图3为接收方的处理流程图,具体包括如下步骤:

步骤S201,在同步频点集上慢扫描。

本实施例中,接收方在同步频点集下循环扫描,为了使接收方频点与发送方频点某一时刻出现重合,每个同步频点驻留时间要长于发送方,即接收方扫描速度慢于发送方,例如接收方扫描速度为发送方的1/(N+1)。这样,接收方在某一个同步频点驻留过程中,发送方可以将N同步帧分别用N个同步频点发送出去,理论上,接收方同步频点与发送方同步频点重合的时间最大为60*(N-1)ms。跳频同步时间与N选取有关,N越大,抗干扰性能越强,但是同步时间越长,因此实际使用需要结合抗干扰性及同步速度选取。

步骤S202,滑动搜索同步字,确定突发起始位置并判断帧类型是否为跳频同步帧。

本实施例中,接收方收到一个突发数据,通过滑动相关算法寻找帧同步字,若没有同步字,则认为不是有效帧,直接将数据丢弃,继续接收数据;若检测到同步字,通过同步字位置确定突发数据的起始位置,接着解析出时隙类型。

步骤S203,解析跳频同步帧中的跳频同步信息。

本实施例中,如果解析出的时隙类型指示为跳频同步帧,则进一步从载荷中解析跳频同步信息。

步骤S204,根据跳频同步信息及判决门限进入同步跟跳状态。

判决门限是接收方进入跳频同步跟跳状态的判断逻辑,当跳频标志位及接收到的跳频同步帧个数两个判决条件都符合预设的条件时,接收方由慢扫描状态转入同步跟跳状态。同步跟跳状态为接收方进入与发送方跳速相同,频点同步的状态,接收方完成了跳频同步,在该状态下,接收方能够连续接收发送方发送的业务帧,实现对应的业务。实际使用中,由于不同设备之间时钟漂移等差异,接收方跳频同步状态会随时间丢失,然后又回到接收慢扫描状态重新同步。

总之,本发明根据PDT/DMR数据链路层帧结构设计了跳频同步帧结构,使跳频同步过程简洁、快速,提高了PDT/DMR设备的抗干扰能力。

需要说明的是,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下,可以对上述实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同限定。

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