CN103107861A - 抗滑码的帧同步方法 - Google Patents

Abstract

一种抗滑码的帧同步方法，包括以下步骤：步骤一，帧同步状态被初始化为捕捉态，计算接收帧序列和本地帧同步序列的相关值，搜索帧同步序列的位置；直至连续α次在帧同一位置找到帧同步序列，则本地帧同步由捕捉态转入同步态；步骤二，进入同步态后，在每帧计数周期结束时，对本帧搜索到的同步位置进行判断；步骤三，当滑码在限定范围以内时，均判定为正确同步，则根据该同步序列的位置信息，在数据缓存对应滑码的位置、按照帧结构的定义输出数据；步骤四，当失步计数器计数至β，则由同步态转入捕捉态，返回至步骤一继续执行；且在运行其它步骤时，始终不停止步骤一中搜索帧同步序列位置的操作，以便能更快地从捕捉态转入同步态。

Description

抗滑码的帧同步方法

技术领域

本发明属于数字通信的同步技术，具体涉及连续流的数字通信系统中一种抗滑码的帧同步方法。

背景技术

因为时分复接和信道编码等原因，几乎所有数字通信系统都在发送端以特定的帧结构来发送数据，然后在接收端由帧同步来确定帧内数据的位置。实现帧同步的基本方法是在发送端预先规定的时隙，即帧同步码时隙，插入一组特殊码型的帧同步序列。然后在接收端计算接收序列和本地同步序列的相关值，并搜索相关峰值以获得可靠的帧同步。对于连续流的数字通信系统，发送端通常采用固定长度的帧结构，在每帧的固定位置插入同步序列，以便在接收端可以不断地进行帧同步来修正帧内数据的位置信息。

传统帧同步一般包括捕捉态和同步态两个过程，利用前方和后方保护时间的策略可以很好地减少假失步和假同步的情况发生。然而在某些可能存在滑码的场景中，一旦发生滑码，传统帧同步就会在经过前方保护时间后，从同步态返回捕捉态。产生滑码的直接原因是收发两端的时钟不匹配，比如接收端晶振时钟的稳定度不高，或者是因为短促的强干扰导致符号定时出现异常。尤其是在连续流的数字通信系统中，设置的帧长一般较大，更容易出现滑码的现象。

其实在大多数情况下，我们并不希望帧同步把滑码现象简单地等同为失步，采取和失步一样的处理措施，而更希望帧同步能不退出同步状态，直接重新锁定到滑码后的新的同步位置。这是因为当前帧中由滑码导致的接收序列出现的错误是极有可能被之后的纠错码单元全部纠正的，且后续帧在重新锁定到新的同步位置后，本次滑码的影响就已经全部消除，也就是说，这样的处理确实可以让整个系统不受滑码影响正常工作。

发明内容

本发明的目的是针对传统帧同步未能恰当对待滑码现象，对其采取和失步一样的处理措施，导致容易退出同步状态的问题，提出一种在出现滑码时继续保持同步状态，且整个系统不受影响正常工作的帧同步方法，即一种抗滑码的帧同步方法。

本发明的技术方案是：

一种抗滑码的帧同步方法，其特征是它包括以下步骤：

步骤一，帧同步状态被初始化为捕捉态，计算接收帧序列和本地帧同步序列的相关值，搜索帧同步序列的位置；直至连续α次在帧同一位置找到帧同步序列，则本地帧同步由捕捉态转入同步态，并根据该位置信息立刻修改位置计数器，使得后续帧同步序列出现在每帧计数周期的尾部某固定位置；

步骤二，进入同步态后，在每帧计数周期结束时，对本帧搜索到的同步位置进行判断：当滑码在限定范围以内时，均判定为正确同步，将失步计数器清零，随后修正位置计数器，使得后续帧同步序列重新出现在每帧计数周期的尾部某固定位置；若同步位置超出限定范围，则判定本次同步失败，将失步计数器加1；

帧搜索到的同步位置进行判断：当滑码在限定范围以内时，即后续帧同步序列与帧位置计数器指定的位置有偏差，此时滑码现象并非等同为失步；

步骤三，当滑码在限定范围以内时，均判定为正确同步，则根据该同步序列的位置信息，在数据缓存对应滑码的位置、按照帧结构的定义输出数据；否则，无滑码时，在数据缓存对应无滑码的位置输出数据；

步骤四，当失步计数器计数至β，则由同步态转入捕捉态，返回至步骤一继续执行；且在运行其它步骤时，始终不停止步骤一中搜索帧同步序列位置的操作，以便能更快地从捕捉态转入同步态。

其中，α和β均为大于或等于1的整数(2、3、4均可，一般10以内)，对应后方和前方保护时间。

本发明的有益效果是：本发明解决了滑码现象导致传统帧同步容易退出同步状态的问题，提高了数据传输的可靠性。

本发明提出的抗滑码的帧同步方法，不但实现简单，方便判断是否滑码，而且几乎消除了输出数据时缓存数据的需求。

附图说明

附图用于进一步解释本发明，不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明提出的帧同步方法的状态转移图；

图2是本发明提出的抗滑码的帧同步方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的修改位置计数器的示意图；

图4是根据本发明实施例的数据缓存输出的示意图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。

与传统帧同步一样，本发明也包括捕捉态和同步态两个过程，并采用了前方和后方保护时间的策略，以便减少假失步和假同步的情况发生，状态转移如图1所示。本发明与传统帧同步最大的不同，即本发明的创新点，体现在能有效检测滑码现象，并在滑码后不退出同步状态，直接重新锁定到新的同步位置。

该特点在如图2所示的工作流程中得以实现。

首先，帧同步状态被初始化为捕捉态，每输入1个样点，即计算接收序列和本地同步序列的相关值，并启动位置计数器以固定帧长为模进行循环计数。按照位置计数器的周期，搜索每个周期内接收序列和本地同步序列的相关峰值。当峰值大于预先设定的捕捉门限时，该峰值对应的位置计数器值作为有效的帧同步序列的位置；否则，舍弃不用。直至连续α次在同一位置找到帧同步序列，则由捕捉态转入同步态，并根据该位置信息立刻修改位置计数器，使得后续帧同步序列出现至每帧计数周期的尾部某固定位置，如图3中的k1所示。其中，至计数周期尾部的目的是消减输出数据时缓存数据的需求，至计数周期固定位置的目的是方便其它模块判断和处理滑码现象。

其次，进入同步态后，在每帧计数周期结束时，对本帧搜索到相关峰值进行判断。当峰值小于预先设定的同步门限（同步门限一般小于捕捉门限）时，判定本次同步失败，将失步计数器加1；否则，需继续对该峰值对应的位置计数器值进行判断。显然，无滑码时的位置计数器值等于预先设定的固定位置；否则，位置计数器值将偏离预先设定的固定位置。当滑码在限定范围以内（本实例为±2）时，均判定为正确同步，将失步计数器清零，随后修正位置计数器，使得后续帧同步序列重新出现在每帧计数周期的尾部某固定位置；若同步位置超出限定范围，则也判定本次同步失败，将失步计数器加1。需要注意的是，在检测到滑码后，可延迟几个样点（本实例为3个样点），再修正位置计数器，以免对输出数据等对计数周期起止时刻敏感的单元产生干扰，如图3中的k2所示。

第三，进入同步态后，在每帧计数周期结束时，若本帧搜索到的同步位置被判定为正确同步，则根据该同步位置信息，在数据缓存对应滑码的位置，按照帧结构的定义输出数据；否则，在数据缓存对应无滑码的位置输出数据。如图4所示，由于帧同步序列出现在每帧计数周期的尾部，输出数据时已不再需要缓存整帧数据，几乎消除了缓存输出的需求。

最后，当失步计数器计数至β，则由同步态返回捕捉态继续执行。且不管处于哪个状态，捕捉态中搜索帧同步序列位置并判断是否α次相同的操作可始终进行，以便能更快地从捕捉态转入同步态。

Claims (2)

1.一种抗滑码的帧同步方法，其特征是包括以下步骤：

步骤一，帧同步状态被初始化为捕捉态，计算接收帧序列和本地帧同步序列的相关值，搜索帧同步序列的位置；直至连续α次在帧同一位置找到帧同步序列，则本地帧同步由捕捉态转入同步态，并根据该位置信息立刻修改；

步骤二，进入同步态后，在每帧计数周期结束时，对本帧搜索到的同步位置进行判断：当滑码在限定范围以内时，均判定为正确同步，将失步计数器清零，随后修正位置计数器，使得后续帧同步序列重新出现在每帧计数周期的尾部某固定位置；若同步位置超出限定范围，则判定本次同步失败，将失步计数器加1；

帧搜索到的同步位置进行判断：当滑码在限定范围以内时，即后续帧同步序列与帧位置计数器指定的位置有偏差，此时滑码现象并非等同为失步；

步骤三，当滑码在限定范围以内时，均判定为正确同步，则根据该同步序列的位置信息，在数据缓存对应滑码的位置、按照帧结构的定义输出数据；否则，无滑码时，在数据缓存对应无滑码的位置输出数据；

步骤四，当失步计数器计数至β，则由同步态转入捕捉态，返回至步骤一继续执行；且在运行其它步骤时，始终不停止步骤一中搜索帧同步序列位置的操作，以便能更快地从捕捉态转入同步态；

α和β均为大于或等于1的整数。

2.根据权利要求1所述的抗滑码的帧同步方法，其特征是在检测到滑码后，延迟几个样点，再修正位置计数器。

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