CN101170400A - 同步帧的编解码方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同步帧的编码方法，包括：A.生成同步帧的同步序列和索引号；B.根据所生成的同步序列和索引号构造出校验位；C.根据所述同步序列、所述索引号和所述校验位，组装成含有校验位的同步帧并发送所述同步帧。本发明还公开了一种同步帧的解码方法，以及同步帧编码器和同步帧解码器。本发明方案可以使同步帧的同步序列和索引号具有一定的纠错能力，从而有效地抵消无线通信信道中的各种干扰；并且可以使接收方对同步帧进行检错，从而大大提高了通信的可靠度和有效性。

Description

同步帧的编解码方法及其装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及同步帧的编解码方法及其装置。

背景技术

如何实现数据帧的精确同步一直是通信中的一个难题，因此也是通信系统中的一项关键技术。同步技术主要包括时间同步和频率同步两个方面。没有精确的时间同步，我们就无法知道信号的准确起始位置，从而会使接收方对信号的解释完全错误。

例如图1所示，坐标轴的横坐标表示按照时间顺序排列的符号，A和B表示符号序列。正确的数据帧信号是A序列，即符号1-100；但是因为同步错误，把第10个符号错认为是数据帧的起始位置，从而把第10-109个符号作为该数据帧的符号进行解调和解码，导致该帧的解码错误。

如何保证用较低的复杂度代价实现快速、准确同步是同步方案设计的关键所在。

现有的时间同步方案如图2所示，数据发送顺序为从左到右依次发送，最左边的数据最先发送，发送方在发送携带有效载荷的数据帧之前发送若干个同步帧。每个同步帧信号包含两部分，第一部分为一个固定的同步(Sync)序列，长度为a比特；第二部分为一个递减的索引号，比如上一个同步帧的索引号为x，则下一个同步帧的索引号为x-1，该部分长度为b比特；当同步帧的索引号递减到0时，后面紧跟的是携带有效载荷的数据帧。其中a和b的具体数值根据实际需要确定。

而接收方按照图3所示流程实现接收数据帧时的时间同步：

步骤301：根据a比特的同步序列找到同步帧的帧头；

步骤302：判断当前同步帧的索引号是否为0，如果不为0，则执行步骤303，如果为0则执行步骤304；

步骤303：等待接收下一个同步帧，并转至步骤301；

步骤304：把当前同步帧后面的数据帧作为携带有效载荷的数据帧进行处理。

该现有技术的缺点主要在于对同步帧的信号保护不够，容易出现时间同步错误。在通信中，尤其是无线通信中，由于信道的快速多变，误码是很普遍的现象。该方案中，任意一个同步帧的索引号中任一比特发生错误，都可能会导致接收方的同步错误，从而导致对信令数据的接收错误。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于，提出一种同步帧的编码方法，能够对同步帧的信号进行保护，提高通信的可靠度和有效性。该编码方法包括如下步骤：

A、生成同步帧的同步序列和索引号；

B、根据所生成的同步序列和索引号构造出校验位；

C、根据所述同步序列、所述索引号和所述校验位，组装成含有校验位的同步帧，并发送所述同步帧。

步骤B具体包括：

B1、根据所述同步序列和所述索引号构造多项式：

u(x)＝u₀x^a+b-1+u₁x^a+b-2+u₂x^a+b-3+…u_a+b-2x+u_a+b-1，其中a是同步帧的同步序列的比特数，b是同步帧的索引号的比特数；u₀对应同步序列最左边的比特，u₁对应同步序列从左数第二个比特，并依此类推，u_a-1对应同步序列最右边的比特；u_a对应索引号最左边的比特，u_a+1对应索引号从左数第二个比特，并依此类推，u_a+b-1对应索引号最右边的比特；

B2、根据所构造的u(x)以及预先存储的生成多项式

g(x)＝g₀x^p+g₁x^p-1+g₂x^p-2+…g_p-1x+g_p

构造校验位p(x)＝[u(x)x^p]％g(x)，其中p为校验位的比特数，％表示取模运算。

所述生成多项式g(x)为系统码形式循环码的生成多项式。

所述循环码为欧几里得有限域上构造的循环码。

本发明的另一目的在于，提出一种同步帧的解码方法，能够对同步帧的信号进行保护，提高通信的可靠度和有效性。该解码方法包括如下步骤：

a、接收含有校验位的同步帧，根据所述同步帧中的同步序列找到该同步帧的帧头，然后根据所述同步帧帧头得到所述同步帧的包括同步序列、索引号和校检位在内的接收数据；

b、根据所述同步帧的接收数据对该同步帧进行解码；

c、解码成功后，根据索引号判断所述同步帧是否为最后的同步帧；若是，则把该同步帧后面的数据帧作为携带有效载荷的数据帧进行处理。

步骤b所述根据校验位对当前接收的同步帧进行解码具体包括：

b11、对接收序列r(x)＝r₀+r₁x+r₂x²+…+r_a+b+p-1x^a+b+p-1右循环移位，求得对应的伴随多项式：s_i(x)＝((xⁱr(x))％(xⁿ-1))％g(x)，由此得到s₀(x)，s₁(x)，s₂(x)…，s_n-2(x)；其中r_i对应同步帧左起第i+1比特的值；

b12、当s_i(x)的汉明重量w(s_i(x))≤t(t为该码字的纠错能力)时，捕错成功，把s_i(x)+(xⁱr(x))左循环移位i位即得到纠错后的输出序列，并报告解码成功。

步骤b所述根据校验位对当前接收的同步帧进行解码具体包括：

b21、构造N×N的校验矩阵H，校验矩阵的任意一个元素取值为0或1；

N为大于等于同步帧比特数的整数；

b22、接收一个同步帧，该同步帧的接收序列表示为 ${\stackrel{\→}{r}}^{\′}=(r_0^{\′},r_1^{\′}\·\·\·r_{a+b+p-1}^{\′}),$ 其中r′_i(i＝0，1，...，a+b+p-1)表示所述同步帧第i+1个比特的值，将的前N-(a+b+p)个比特填0，得到N维序列 $\stackrel{\→}{r}=(r_0,r_1\·\·\·r_{N-1})=(\mathrm{0,0}\·\·\·0,r_0^{\′},r_1^{\′}\·\·\·r_{a+b+p-1}^{\′});$

b23、根据校验矩阵H和序列

利用如下公式得到伴随序列

$\stackrel{\→}{s}=(s_0,s_1\·\·\·s_{N-1})=\stackrel{\→}{r}{H}^T=(r_0,r_1\·\·\·r_{N-1}){\left[\begin{array}{c}\begin{array}{cccc}{h}_{\mathrm{0,0}}& h_{\mathrm{0,1}}& \·\·\·& h_{0,N-1}\end{array}\\ \begin{array}{cccc}{h}_{1,0}& h_{\mathrm{1,1}}& \·\·\·& h_{1,N-1}\end{array}\\ \·\\ \·\\ \·\\ \begin{array}{cccc}{h}_{N-\mathrm{1,0}}& h_{N-\mathrm{1,1}}& \·\·\·& h_{N-1,N-1}\end{array}\end{array}\right]}^T;$

b24、对于0≤i≤N-1的任意整数i，将校验矩阵H中所有第i个元素值为1的行的行号j_x组合起来构成索引集合A(i)＝{j₁，j₂，…j_x…}，然后判断索引集合A(i)中所列出的行号对应的伴随序列中的元素s_j1，s_j2…，s_j3…中，是否有一半以上的取值为1，若是则设定e_i＝1，否则设定e_i＝0；遍历i得到错误样式 $\stackrel{\→}{e}=(e_0,e_1\·\·\·e_{N-1});$

b25、把接收序列和错误样式进行模2加，得到解码输出序列 $\stackrel{\→}{z}=(\stackrel{\→}{r}+\stackrel{\→}{e})\%2;$

b26、计算解码输出序列与校验矩阵的乘积

当计算结果为一个全零序列时，解码成功。

其中，b21所述构造校验矩阵H为：

预先存储校验矩阵H的一行，记作 ${\stackrel{\→}{h}}_0=\{h_{\mathrm{0,0}},h_{\mathrm{0,1}}\·\·\·h_{0,N-1}\},$ 其中任意一个元素h_0，i(i＝0，1，...，N-1)的取值为0或1；将

作为校验矩阵H的第一行，校验矩阵H的第i行由该矩阵第i-1行循环右移1比特得到，遍历1≤i＜N-1得到校验矩阵H的所有行，将校验矩阵所有行组合起来得到校验矩阵H。

步骤b所述对该同步帧进行解码，若解码失败则进一步包括：

丢弃所述同步帧，等待接收下一个同步帧并转至步骤a。

本发明的目的还在于，提出一种同步帧编码器以及一种同步帧解码器，能够对同步帧的信号进行保护，提高通信的可靠度和有效性。

所述同步帧编码器包括：

用于生成同步序列的同步序列生成模块和用于生成索引号的索引号生成模块；

校验位生成模块，用于根据来自所述同步序列生成模块的同步序列和来自所述索引号生成模块的索引号得到校验位，并将所得校验位发送至输出模块；

输出模块，用于将所述同步序列生成模块所生成的同步序列、所述索引号生成模块所生成的索引号以及所述校验位生成模块所生成的校验位组装成含有校验位的同步帧，并输出所组装的同步帧。

所述校验位生成模块具体包括：

存储单元，用于存储预先设置的生成多项式；

构造单元，用于根据所述生成多项式、所述同步序列和所述索引号，构造出所述校验位。

所述同步帧解码器位于信号接收设备中，包括：

同步帧接收模块，用于接收含有校验位的同步帧，得到所述同步帧的包括同步序列、索引号和校验位在内的接收数据，并将所述同步帧的接收数据发送至解码模块和索引号判断模块；

解码模块，用于根据同步帧的接收数据对当前同步帧进行解码，并将解码结果通知索引号判断模块；

索引号判断模块，用于根据解码结果中的索引号判断当前同步帧是否为最后的同步帧，并根据判断结果通知信号接收设备的其他模块下一个数据帧为携带有效载荷的数据帧。

较佳地，所述解码模块具体包括：

校验矩阵单元，用于生成N×N的校验矩阵H，并将所生成的校验矩阵H分别发送至伴随序列单元、错误样式单元和解码输出序列与判断单元；

伴随序列单元，用于接收来自同步帧接收模块的同步帧接收数据，将所述同步帧接收数据扩充为N维序列并根据N维序列

和校验矩阵H生成伴随序列

将所生成的伴随序列

发送至错误样式单元；

错误样式单元，用于根据校验矩阵H和伴随序列

生成错误样式并将所得错误样式

发送至解码输出序列与判断单元；

解码输出序列与判断单元，用于将来自同步帧接收模块的所述同步帧接收数据与所述错误样式

模2相加，得到解码输出序列，然后计算解码输出序列与校验矩阵H的乘积，并根据该计算结果判断解码是否成功。

从以上技术方案可以看出，由于在对同步帧编码过程中加入校验码，可以使同步帧的同步序列和索引号具有一定的纠错能力，从而有效地抵消无线通信信道中的各种干扰；所提出的同步帧解码方法则使接收方可以对同步帧进行检错，从而解决了现有技术中接收方无检错能力带来的误判问题，从而大大提高了通信的可靠度和有效性。

另外，本发明所采用的纠错码可以为一种系统码，保证了开始的前a个比特的同步序列编码后仍为固定已知的同步序列，有利于简单快速地找到同步帧的帧头；为了适应不同的同步序列和索引号长度，本发明采用的纠错码可以为缩短形式的循环码；本发明方案有非常简单、快速的解码方法，且需要的存储量很小，有利于降低实现的复杂度。

附图说明

图1为数据帧时间同步错误导致解码错误的原理示意图；

图2为现有的同步帧格式及其发送方式的示意图；

图3为现有的数据帧时间同步方案的流程图；

图4为本发明的同步帧格式及其发送方式示意图；

图5为本发明实施例的同步帧编码流程图；

图6为本发明实施例的同步帧解码流程图。

图7为本发明实施例的同步帧编码器框图；

图8为本发明实施例的同步帧解码器框图。

具体实施方式

本发明的核心思想是在同步帧中增加校验位来保证同步帧的索引号的正确性，从而能够实现正确的数据帧时间同步。本发明的基本内容包括同步帧的编码方法和解码方法：

同步帧的编码方法：发送方在生成同步帧时，除了构造同步序列和索引号之外，还根据同步序列和索引号构造出校验位，然后将同步序列、索引号和校验位组合生成同步帧，再将所述同步帧以及有效数据帧依次发送；

同步帧的解码方法：接收方根据同步序列找到同步帧的帧头，根据帧头得到所述同步帧的接收数据，然后对同步帧接收数据进行解码，如果解码成功则进一步判断索引号是否为0，根据判断结果进行数据帧的时间同步；如果解码失败则跳过该同步帧，继续对下一个同步帧进行解码。

本发明方案的同步帧格式及其发送方式如图4所示，数据发送顺序为从左到右依次发送，最左边的数据最先发送，发送方在发送携带有效载荷的数据帧之前发送若干个同步帧。每个同步帧除了图2示出的a比特的同步序列和b比特的索引号之外，还包含一个校验位(Parity bit)，长度为p比特。图4所示的校验位添加在索引号之后，实际上本发明方案中校验位可以添加在同步帧的任何位置。

发送方构造校验比特的计算过程为：

设生成多项式为：

g(x)＝g₀x^p+g₁x^p-1+g₂x^p-2+…g_p-1x+g_p，(1)

其中p为校验位的长度。本发明中，g(x)可以为任何系统码形式循环码的生成多项式，为了适应不同的同步序列和索引号的长度，也可以是任何循环码的缩短码生成的多项式。

把同步序列和索引号作为消息序列构造成公式(2)所示多项式：

u(x)＝u₀x^a+b-1+u₁x^a+b-2+u₂x^a+b-3+…u_a+b-2x+u_a+b-1，(2)

其中a是同步帧的同步序列的比特数，b是同步帧的索引号的比特数。u₀对应同步序列最左边的比特，u₁对应同步序列从左数第二个比特，并依此类推，u_a-1对应同步序列最右边的比特；同样，u_a对应索引号最左边的比特，u_a+1对应索引号从左数第二个比特，并依此类推，u_a+b-1对应索引号最右边的比特。

则可根据公式(1)和公式(2)构造出校验比特：

p(x)＝[u(x)x^p]％g(x)               (3)

其中％表示取模运算。

接收方要根据发送方具体的编码方案来选择相应的的解码方法。对于循环码，可采用通用的循环码捕错解码方法来解码，其解码过程为：

步骤1：对接收序列r(x)＝r₀+r₁x+r₂x²+…+r_a+b+p-1x^a+b+p-1右循环移位，求得对应的伴随多项式：

s_i(x)＝((xⁱr(x))％(xⁿ-1))％g(x)，

由此得到s₀(x)，s₁(x)，s₂(x)…，s_n-2(x)，其中r_i对应同步帧右起第i+1比特的值。

步骤2：判断是否满足s_i(x)的汉明重量w(s_i(x))≤t(t为该码字的纠错能力)，若是则捕错成功，转步骤3；否则报告本次解码失败并结束本次解码；其中汉明重量指序列s_i(x)中元素1的个数，纠错能力反映了码字本身的性质，不同的码字具有其对应的纠错能力。

步骤3：把s_i(x)+(xⁱr(x))左循环移位i位即得到纠错后的输出序列，同时报告解码成功并结束本次解码。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细阐述。为使本发明方案的编解码实现简单，本实施例采用欧几里得有限域(Euclidean Geometry，EG)EG(m，2^s)＝EG(2，2³)上构造的循环码，该码字具有非常简单的编解码算法，且需要很小的存储空间。

设同步帧的同步序列比特数a＝15，索引号b＝9，校验位p＝16；

多项式g(x)＝x²⁶+x²⁴+x¹⁶+x¹⁵+x¹⁴+x¹³+x¹²+x¹⁰+x⁶+x²+1；

对应有限域循环码(N＝63，K＝37)的缩短码形式(N-13＝50，K-13＝24)，N表示编码后的比特数，K表示编码前的比特数。

发送方的处理过程如图5所示，包括如下步骤：

步骤501：将同步帧的同步序列和索引号作为消息序列表示为：

u(x)＝u₀x²³+u₁x²²+u₂x²¹+…u₂₂x+u₂₃；

步骤502：根据u(x)构造出校验位：

p(x)＝[u(x)x²⁶]％g(x)＝p₀x²⁵+p₁x²⁴+…p₂₄x+p₂₅；

步骤503：按照u₀，u₁…u₂₃，p₀，p₁…p₂₅的顺序依次发送各个比特，从而实现发送一个同步帧。

接收方的处理过程如下：

接收方在接收到的码流中，检查是否出现与预先设定的同步序列相同的序列，若是则认为找到同步序列；再根据同步序列找到同步帧的帧头，然后依据同步帧帧头得到所述同步帧的包括同步序列、索引号和校检位在内的接收数据，然后对接收到的同步帧数据进行解码，如果解码成功则进一步判断该同步帧的索引号是否为0，根据判断结果进行数据帧的时间同步；如果解码失败则跳过该同步帧，继续对下一个同步帧进行解码。

其中对接收到的同步帧数据进行解码的详细流程如图6所示，包括如下步骤：

步骤601：构造N×N的校验矩阵H。校验矩阵H的构造过程如下：接收方预先存储校验矩阵H的一行，记作 ${\stackrel{\→}{h}}_0=\{h_{\mathrm{0,0}},h_{\mathrm{0,1}}\·\·\·h_{0,N-1}\},$ 其中任意一个元素h_0，i(i＝0，1，...，N-1)的取值为0或1；N≥a+b+p，且N为整数。本实施例中，可以取为：

${\stackrel{\→}{h}}_0=\{100000100000000000000000000000100000000$

$011001000000000001000010\}$

将

作为校验矩阵H的第一行，校验矩阵H的第二行由H的第一行循环右移1比特得到。所谓循环右移1比特就是将所有比特位向右移动一位，而最左1比特填原来的最右比特的值。校验矩阵H的第i行由该矩阵第i-1行循环右移1比特得到，遍历1≤i＜N-1就可以得到校验矩阵H的所有行，将校验矩阵所有行组合起来就得到了校验矩阵H。

步骤602：接收到一个同步帧，该同步帧的接收序列表示为 ${\stackrel{\→}{r}}^{\′}=(r_0^{\′},r_1^{\′}\·\·\·r_{a+b+p-1}^{\′}),$ 其中r′_i(i＝0，1，...，a+b+p-1)表示所述同步帧第i个比特的值，将

扩展为N维序列，即将其前N-(a+b+p)个比特填0，得到N维序列 $\stackrel{\→}{r}=(r_0,r_1\·\·\·r_{N-1})=(\mathrm{0,0}\·\·\·0,r_0^{\′},r_1^{\′}\·\·\·r_{a+b+p-1}^{\′}).$

步骤603：根据校验矩阵H和序列

利用公式(4)计算伴随序列：

$\stackrel{\→}{s}=(s_0,s_1\·\·\·s_{N-1})=\stackrel{\→}{r}{H}^T=(r_0,r_1\·\·\·r_{N-1}){\left[\begin{array}{c}\begin{array}{cccc}{h}_{\mathrm{0,0}}& h_{\mathrm{0,1}}& \·\·\·& h_{0,N-1}\end{array}\\ \begin{array}{cccc}{h}_{1,0}& h_{\mathrm{1,1}}& \·\·\·& h_{1,N-1}\end{array}\\ \·\\ \·\\ \·\\ \begin{array}{cccc}{h}_{N-\mathrm{1,0}}& h_{N-\mathrm{1,1}}& \·\·\·& h_{N-1,N-1}\end{array}\end{array}\right]}^T---\left(4\right)$

步骤604：根据伴随序列

计算错误样式 $\stackrel{\→}{e}=(e_0,e_1\·\·\·e_{N-1}).$ 具体过程如下：

对于错误样式中的任意一位e_i(i＝0，1，...，N-1)，首先确定一个索引集合A(i)＝{j₁，j₂，…j₂ ^s}，根据前面的描述，本例所取EG的s＝3，因此索引集合A(i)是一个8维的数组。索引集合的确定规则如下：索引集合中的元素j_x为校验矩阵H中特定行的行号，所述特定行满足如下条件：该行的第i个元素为1。

然后判断索引集合A(i)中所列出的行号对应的伴随序列中的元素s_j1，s_j2…，s_j2 ^s中，是否有一半以上的取值为1，若是则e_i＝1，否则e_i＝0。

步骤605：把接收序列和错误样式进行模2加，即相加后再对2取模，得到解码输出序列 $\stackrel{\→}{z}=(\stackrel{\→}{r}+\stackrel{\→}{e})\%2.$

步骤606：计算解码输出序列与校验矩阵的乘积，判断计算结果

是否为一个全零序列，若是则解码成功，否则解码失败。

图7所示为本发明实施例的同步帧编码器，位于信号发送设备中，包括如下部分：

同步序列生成模块710，用于生成同步帧的同步序列，并将所生成的同步序列分别发送至校验位生成模块730和输出模块740；

索引号生成模块720，用于生成同步帧的索引号，并将所生成的索引号分别发送至校验位生成模块730和输出模块740；

校验位生成模块730，该模块中还包括一个生成多项式存储单元731，用于保存预先设置的生成多项式；校验位生成模块730根据来自同步序列生成模块的同步序列和来自索引号生成模块的索引号，以及生成多项式存储单元731所保存的多项式计算得到校验位，并将所得校验位发送至输出模块740；

输出模块740，用于将来自同步序列生成模块710的同步序列、来自索引号生成模块720的索引号以及来自校验位生成模块730的校验位组装成同步帧并输出所述同步帧。

图8所示为本发明实施例的同步帧解码器，位于信号接收设备中，包括如下部分：

同步帧接收模块810，用于接收码流，在所接收的码流中根据同步序列找到当前所接收的同步帧的帧头，然后依据同步帧帧头得到所述同步帧的包括同步序列、索引号和校验位在内的接收数据，并将所述接收数据发送至解码模块820和索引号判断模块830；

解码模块820，用于根据同步帧的接收数据对当前同步帧进行解码，并将解码结果通知索引号判断模块830；

索引号判断模块830，用于根据来自解码模块的解码结果，来判断来自同步帧获取模块810的同步帧接收数据中的索引号是否为0，具体地说，就是若解码结果为解码成功，则进行所述判断，否则等待接收下一个同步帧的接收数据；所述判断结果为是，则通知接收方的其他模块下一个数据帧为携带有效载荷的数据帧，否则等待接收下一个同步帧的接收数据。

其中，解码模块820包括：

校验矩阵单元821，用于生成N×N的校验矩阵H，并将所生成的校验矩阵H分别发送至伴随序列单元822、错误样式单元823和解码输出序列与判断单元824；

伴随序列单元822，用于接收来自同步帧接收模块810的同步帧接收数据，并将所述接收数据扩充为N维序列并根据N维序列和来自校验矩阵单元的校验矩阵H生成伴随序列

将所生成的伴随序列

发送至错误样式单元823；

错误样式单元823，用于根据校验矩阵H和伴随序列

生成错误样式

并将所得错误样式

发送至解码输出序列与判断单元824；

解码输出序列与判断单元824，用于将来自同步帧接收模块810的同步帧接收数据与来自错误样式单元823的错误样式模2相加，得到解码输出序列，然后计算解码输出序列与校验矩阵的乘积，并判断计算结果是否为全零序列，若是则向索引号判断模块830输出解码成功，否则向索引号判断模块830输出解码失败。

本发明所提出的同步帧编码方案可以使同步帧的同步序列和索引号具有一定的纠错能力，从而有效地抵消无线通信信道中的各种干扰；所提出的同步帧解码方案则使接收方可以对同步帧进行检错，从而解决了现有技术中接收方无检错能力带来的误判问题，从而大大提高了通信的可靠度和有效性。

另外，本发明实施例所采用的纠错码为一种系统码，保证了开始的前a个比特的同步序列编码后仍为固定已知的同步序列，有利于简单快速地找到同步帧的帧头；为了适应不同的同步序列和索引号长度，本发明采用的纠错码可以为缩短形式的循环码；本发明方案有非常简单、快速的解码方法，且需要的存储量很小，有利于降低实现的复杂度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种同步帧的编码方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

A、生成同步帧的同步序列和索引号；

B、根据所生成的同步序列和索引号构造出校验位；

C、根据所述同步序列、所述索引号和所述校验位，组装成含有校验位的同步帧，并发送所述同步帧。

2.根据权利要求1所述的编码方法，其特征在于，步骤B具体包括：

B1、根据所述同步序列和所述索引号构造多项式：

u(x)＝u₀x^a+b-1+u₁x^a+b-2+u₂x^a+b-3+…u_a+b-2x+u_a+b-1，其中a是同步帧的同步序列的比特数，b是同步帧的索引号的比特数；u₀对应同步序列最左边的比特，u₁对应同步序列从左数第二个比特，并依此类推，u_a-1对应同步序列最右边的比特；u_a对应索引号最左边的比特，u_a+1对应索引号从左数第二个比特，并依此类推，u_a+b-1对应索引号最右边的比特；

B2、根据所构造的u(x)以及预先存储的生成多项式

g(x)＝g₀x^p+g₁x^p-1+g₂x^p-2+…g_p-1x+g_p

构造校验位p(x)＝[u(x)x^p]％g(x)，其中p为校验位的比特数，％表示取模运算。

3.根据权利要求2所述的编码方法，其特征在于，所述生成多项式g(x)为系统码形式循环码的生成多项式。

4.根据权利要求3所述的编码方法，其特征在于，所述循环码为欧几里得有限域上构造的循环码。

5.一种同步帧的解码方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

a、接收含有校验位的同步帧，根据所述同步帧中的同步序列找到该同步帧的帧头，然后根据所述同步帧帧头得到所述同步帧的包括同步序列、索引号和校检位在内的接收数据；

b、根据所述同步帧的接收数据对该同步帧进行解码；

c、解码成功后，根据索引号判断所述同步帧是否为最后的同步帧；若是，则把该同步帧后面的数据帧作为携带有效载荷的数据帧进行处理。

6.根据权利要求5所述的解码方法，其特征在于，步骤b所述根据校验位对当前接收的同步帧进行解码具体包括：

b11、对接收序列r(x)＝r₀+r₁x+r₂x²+…+r_a+b+p-1x^a+b+p-1右循环移位，求得对应的伴随多项式：s_i(x)＝((xⁱr(x))％(xⁿ-1))％g(x)，由此得到s₀(x)，s₁(x)，s₂(x)…，s_n-2(x)；其中r_i对应同步帧左起第i+1比特的值；

b12、当s_i(x)的汉明重量w(s_i(x))≤t(t为该码字的纠错能力)时，捕错成功，把s_i(x)+(xⁱr(x))左循环移位i位即得到纠错后的输出序列，并报告解码成功。

7.根据权利要求5所述的解码方法，其特征在于，步骤b所述根据校验位对当前接收的同步帧进行解码具体包括：

b21、构造N×N的校验矩阵H，校验矩阵的任意一个元素取值为0或1；N为大于等于同步帧比特数的整数；

b22、接收一个同步帧，该同步帧的接收序列表示为 ${\stackrel{\→}{r}}^{\′}=(r_0^{\′},r_1^{\′}\·\·\·r_{a+b+p-1}^{\′}),$ 其中r_i′(i＝0，1，...，a+b+p-1)表示所述同步帧第i+1个比特的值，将

的前N-(a+b+p)个比特填0，得到N维序列 $\stackrel{\→}{r}=(r_0,r_1\·\·\·r_{N-1})=(\mathrm{0,0}\·\·\·0,r_0^{\′},r_1^{\′}\·\·\·r_{a+b+p-1}^{\′});$

b23、根据校验矩阵H和序列

，利用如下公式得到伴随序列

$\stackrel{\→}{s}=(s_0,s_1\·\·\·s_{N-1})=\stackrel{\→}{r}{H}^T=(r_0,r_1\·\·\·r_{N-1}){\left[\begin{array}{cccc}{h}_{\mathrm{0,0}}& h_{\mathrm{0,1}}& \·\·\·& h_{0,N-1}\\ h_{\mathrm{1,0}}& h_{\mathrm{1,1}}& \·\·\·& h_{1,N-1}\\ & \·& & \\ & \·& & \\ & \·& & \\ h_{N-\mathrm{1,0}}& h_{N-\mathrm{1,1}}& \·\·\·& h_{N-1,N-1}\end{array}\right]}^T;$

b24、对于0≤i≤N-1的任意整数i，将校验矩阵H中所有第i个元素值为1的行的行号j_x组合起来构成索引集合A(i)＝{j₁，j₂，…j_x…}，然后判断索引集合A(i)中所列出的行号对应的伴随序列中的元素s_j1，s_j2…，j_x…中，是否有一半以上的取值为1，若是则设定e_i＝1，否则设定e_i＝0；遍历i得到错误样式 $\stackrel{\→}{e}=(e_0,e_1\·\·\·e_{N-1});$

b25、把接收序列和错误样式进行模2加，得到解码输出序列 $\stackrel{\→}{z}=(\stackrel{\→}{r}+\stackrel{\→}{e})\%2;$

b26、计算解码输出序列与校验矩阵的乘积

，当计算结果为一个全零序列时，解码成功。

8.根据权利要求7所述的解码方法，其特征在于，b21所述构造校验矩阵H为：

预先存储校验矩阵H的一行，记作 ${\stackrel{\→}{h}}_0=\{h_{\mathrm{0,0}},h_{\mathrm{0,1}}\·\·\·h_{0,N-1}\},$ 其中任意一个元素h_0，i(i＝0，1，...，N-1)的取值为0或1；将作为校验矩阵H的第一行，校验矩阵H的第i行由该矩阵第i-1行循环右移1比特得到，遍历1≤i＜N-1得到校验矩阵H的所有行，将校验矩阵所有行组合起来得到校验矩阵H。

9.根据权利要求5至8任一项所述的解码方法，其特征在于，步骤b所述对该同步帧进行解码，若解码失败则进一步包括：

丢弃所述同步帧，等待接收下一个同步帧并转至步骤a。

10.一种同步帧编码器，包括用于生成同步序列的同步序列生成模块和用于生成索引号的索引号生成模块，其特征在于，所述同步帧编码器还包括：

校验位生成模块，用于根据来自所述同步序列生成模块的同步序列和来自所述索引号生成模块的索引号得到校验位，并将所得校验位发送至输出模块；

输出模块，用于将所述同步序列生成模块所生成的同步序列、所述索引号生成模块所生成的索引号以及所述校验位生成模块所生成的校验位组装成含有校验位的同步帧，并输出所组装的同步帧。

11.根据权利要求10所述的同步帧编码器，其特征在于，所述校验位生成模块具体包括：

存储单元，用于存储预先设置的生成多项式；

构造单元，用于根据所述生成多项式、所述同步序列和所述索引号，构造出所述校验位。

12.一种同步帧解码器，位于信号接收设备中，其特征在于，包括：

同步帧接收模块，用于接收含有校验位的同步帧，得到所述同步帧的包括同步序列、索引号和校验位在内的接收数据，并将所述同步帧的接收数据发送至解码模块和索引号判断模块；

解码模块，用于根据同步帧的接收数据对当前同步帧进行解码，并将解码结果通知索引号判断模块；

索引号判断模块，用于根据解码结果中的索引号判断当前同步帧是否为最后的同步帧，并根据判断结果通知信号接收设备的其他模块下一个数据帧为携带有效载荷的数据帧。

13.根据权利要求12所述的同步帧解码器，其特征在于，所述解码模块具体包括：

校验矩阵单元，用于生成N×N的校验矩阵H，并将所生成的校验矩阵H分别发送至伴随序列单元、错误样式单元和解码输出序列与判断单元；

伴随序列单元，用于接收来自同步帧接收模块的同步帧接收数据，将所述同步帧接收数据扩充为N维序列并根据N维序列

和校验矩阵H生成伴随序列

将所生成的伴随序列

发送至错误样式单元；

错误样式单元，用于根据校验矩阵H和伴随序列

生成错误样式

，并将所得错误样式

发送至解码输出序列与判断单元；

解码输出序列与判断单元，用于将来自同步帧接收模块的所述同步帧接收数据与所述错误样式

模2相加，得到解码输出序列，然后计算解码输出序列与校验矩阵H的乘积，并根据该计算结果判断解码是否成功。

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