CN104125053B - 同步帧的捕获方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及同步帧的捕获方法及装置。该方法包括：从首个码字开始，将预定数量的码字以预定的单帧码字长度划分为多个假定单帧；依次从多个假定单帧中提取第i位的码字，0≤i≤单帧码字长度减一；将提取得到的码字按照提取先后顺序排序，得到假定同步帧；将假定同步帧按照逐步移位的方式与目标序列比较；如果假定同步帧中有一段连续码字段与目标序列一致，则当前第i位为单帧中的同步位，确定连续码字段为同步帧的同步序列码字，以及根据连续码字段的首位确定单帧的首位及复帧的起始帧。本发明提供的该同步帧捕获方法及装置，一步完成复帧的同步，简化了复帧同步的过程，缩短了复帧同步的时间。

Description

同步帧的捕获方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及同步帧的捕获方法及装置。

背景技术

复帧是由多个单帧组成的一种数据结构。在数字通信过程中，发送端动态发送数据帧，其中在数据帧中包含同步信息。接收端通过捕获接收的数据帧中的同步信息实现复帧同步。

具体地，现有复帧的构成，多数是在单帧结构的基础上复合而成，复帧结构里包含明显的集中同步型单帧结构，同步信息占用系统带宽较多，传输效率不够高。由于现有的复帧所包含的单帧采用了集中同步方式，所以单帧首先能被捕获，实现单帧同步，在单帧同步的基础上再实现复帧同步。

现有的复帧同步方法多应用于低速通讯系统，而在高速宽带系统中，现有的复帧同步方法需要单帧同步—复帧同步两个步骤完成，实现过程复杂，同步时间较长，不适应高速数字通信的实际需求。

发明内容

本发明的目的在于提供同步帧的捕获方法及装置，以解决上述问题。

在本发明的实施例中提供了同步帧的捕获方法，包括：从首个码字开始，按照码字接收的先后顺序将预定数量的码字以预定的单帧码字长度划分为多个假定单帧，其中划分得到的多个所述假定单帧的数量大于构成复帧的单帧帧数，所述单帧的一个指定位为同步位，其余位为业务位；依次从多个所述假定单帧中提取第i位的码字，0≤i≤单帧码字长度减一；将提取得到的所述码字按照提取先后顺序排序，得到假定同步帧；将所述假定同步帧按照逐步移位的方式与目标序列比较；如果所述假定同步帧中有一段连续码字段与所述目标序列一致，则当前第i位为单帧中的同步位，确定所述连续码字段为同步帧的同步序列码字，以及根据所述连续码字段的首位确定所述单帧的首位及所述复帧的起始帧；如果所述假定同步帧中没有与所述目标序列一致的连续码字段，设置i＝i+1，重复上述过程，再次进行同步帧的捕获，直至找到与所述目标序列一致的连续码字段或者i等于单帧码字长度减一。

优选地，划分得到的多个所述假定单帧的数量为M，所述同步序列码字包括的比特数为N，所述复帧包括的单帧的帧数为m，则M＝m+N-1+a，其中a为设定的搜索余量。

优选地，所述根据所述连续码字段的首位确定接收的单帧的首位及所述复帧的起始帧，包括：根据当前检测到的同步位及所述同步位在所述单帧中的设定位置，确定单帧首位；利用确定出的所述单帧首位对接收到的预定数量的码字重新划分为多个单帧，其中所述连续码字段的首位所位于的单帧确定为所述复帧的起始帧。

优选地，该方法还包括：基于确定的所述复帧的起始帧，对接收到的数据码流进行同步，包括：以所述起始帧的首位为起始位，延时一个复帧周期；延时所述复帧周期后，每接收一个单帧均提取其同步位上的同步码字，并且将依次提取到的数量与组成所述复帧的单帧帧数相等的多个同步码字组成为提取同步帧；将所述提取同步帧的前N位与所述目标序列进行比较；当所述提取同步帧的前N位与所述目标序列比较一致时，确定为一个复帧的同步，否则确定为一个复帧的失步，其中所述N的值与所述目标序列的长度值相等。

优选地，当根据当前的所述提取同步帧确定出当前复帧为同步或失步后，丢弃当前的所述提取同步帧并获取新的提取同步帧。

优选地，该方法还包括对所述复帧同步的次数进行计数；若当前复帧为同步状态且所述复帧连续同步的次数小于设定的同步阈值，则保持接收系统当前的同步/失步状态不变，并对复帧连续同步次数的抖动进行滤波；若当前复帧为同步状态且所述复帧连续同步次数大于或等于设定的同步阈值，则确定所述接收系统的当前状态为稳定同步。

优选地，该方法还包括对所述复帧失步的次数进行计数；若当前复帧为失步状态且所述复帧连续失步的次数小于设定的失步阈值，则保持接收系统当前的同步/失步状态不变，并对复帧连续失步次数的抖动进行滤波；若当前复帧为失步状态且所述复帧连续失步的次数大于所述失步阈值，则确定所述接收系统的当前状态为彻底失步状态。

本发明实施例还提供了一种同步帧的捕获装置，包括：同步搜索器及同步比较器；所述同步搜索器，用于从首个码字开始，按照码字接收的先后顺序将预定数量的码字以预定的单帧码字长度划分为多个假定单帧，其中划分得到的多个所述假定单帧的数量大于构成复帧的单帧帧数，所述单帧的一个指定位为同步位，其余位为业务位；还用于依次从多个所述假定单帧中提取第i位的码字，0≤i≤单帧码字长度减一；还用于将提取得到的所述码字按照提取先后顺序排序，得到假定同步帧；所述同步比较器，用于将所述假定同步帧按照逐步移位的方式与目标序列比较；所述同步搜索器及所述同步比较器，还用于当所述假定同步帧中有一段连续码字段与所述目标序列一致时，确定当前位为单帧中的同步位，且确定所述连续码字段为同步帧的同步序列码字，以及根据所述连续码字段的首位确定所述单帧的首位及所述复帧的起始帧；如果所述假定同步帧中没有与所述目标序列一致的连续码字段，设置i＝i+1，重复上述过程，再次进行同步帧的捕获，直至找到与所述目标序列一致的连续码字段或者i等于单帧码字长度减一。

优选地，该装置还包括：延时装置，用于以所述起始帧的首位为起始位，延时一个复帧周期；同步序列检测寄存器，用于延时所述复帧周期后，每接收一个单帧均提取其同步位上的同步码字，并且将依次提取到的数量与组成所述复帧的单帧数量相等的多个同步码字组成为提取同步帧；比较器，用于将所述提取同步帧的前N位与所述目标序列进行比较；当所述提取同步帧的前N位与所述目标序列比较一致时，确定为一个复帧的同步，否则确定为一个复帧的失步，其中所述N的值与所述目标序列的长度值相等。

优选地，该装置还包括：复帧计数器，用于对所述复帧同步的次数进行计数；还用于对所述复帧失步的次数进行计数；

同步抖动滤除器，用于在当前复帧为同步状态且所述复帧连续同步的次数小于设定的同步阈值时，保持接收系统当前的同步/失步状态不变，并对复帧连续同步次数的抖动进行滤波；还用于在当前复帧为同步状态且所述复帧连续同步次数大于或等于设定的同步阈值时，确定所述接收系统的当前状态为稳定同步；

失步抖动滤除器，用于在当前复帧为失步状态且所述复帧连续失步的次数小于设定的失步阈值时，保持接收系统当前的同步/失步状态不变，并对复帧连续失步次数的抖动进行滤波；还用于在当前复帧为失步状态且所述复帧连续失步的次数大于所述失步阈值时，确定所述接收系统的当前状态为彻底失步状态。

本发明实施例提供的同步帧的捕获方法及装置，首先提供了一种复帧结构，该复帧由多个单帧构成，每个单帧的一个指定位(通常为首bit位)为同步位，其余位为业务位，复帧的所有同步位上的码字组成同步帧。

基于上述的复帧结构，在数据通信的过程中为实现复帧同步，接收端只需确定复帧的同步位及起始帧，即可根据复帧的结构特点一步确定出单帧边界及复帧边界，从而一步完成复帧的同步，由此看出一步完成复帧同步，关键是确定复帧的同步位及起始帧。

为确定复帧的同步位及起始帧，本方法将连续接收到的预定数量的码字按照单帧码字长度划分为多个假定单帧，并利用假定单帧的第i位上的码字组成假定同步帧；将得到的假定同步帧与目标序列进行比较；如果假定同步帧中有一段连续码字与目标序列一致，则当前的第i位为同步位；根据同步位在单帧中的位置，能够对接收到的数据码流重新进行单帧划分，从而确定出单帧边界；根据连续码字段首位所位于的单帧在复帧中的位置，能够对划分出的单帧重新进行复帧划分，从而确定出复帧边界，由此复帧的同步一步完成。

由此可看出本发明实施例的同步帧捕获方法及装置，一步完成复帧的同步，简化了复帧同步的过程，缩短了复帧同步的时间，克服了相关技术中复帧同步实现过程复杂、同步时间较长的技术问题，使其更能满足高速数字通信的实际需求。

附图说明

图1示出了本发明实施例中同步帧的捕获方法的一种流程图；

图2示出了本发明实施例中复帧的结构示意图；

图3示出了本发明实施例中同步帧捕获装置的结构示意图；

图4示出了本发明实施例中同步帧捕获方法的另一种流程图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

本发明实施例提供了一种同步帧捕获方法，如图1所示，主要处理流程包括：

步骤S11：从首个码字开始，按照码字接收的先后顺序将预定数量的码字以预定的单帧码字长度划分为多个假定单帧，其中划分得到的多个假定单帧的数量大于构成复帧的单帧帧数，其中在上述的单帧中一个指定位为同步位，其余位为业务位；

步骤S12：依次从多个假定单帧中提取第i位的码字，0≤i≤单帧码字长度减一；

步骤S13：将提取得到的码字按照提取先后顺序排序，得到假定同步帧；

步骤S14：将假定同步帧按照逐步移位的方式与目标序列比较；

步骤S15：如果假定同步帧中有一段连续码字段与目标序列一致，则当前第i位为单帧中的同步位，确定连续码字段为同步帧的同步序列码字，以及根据连续码字段的首位确定单帧的首位及复帧的起始帧；

步骤S16：如果假定同步帧中没有与目标序列一致的连续码字段，设置i＝i+1，重复步骤S12至步骤S14的过程，再次进行同步帧的捕获，直至找到与目标序列一致的连续码字段或者i等于单帧码字长度减一。

本发明实施例的同步帧捕获方法，一步完成复帧的同步，简化了复帧同步的过程，缩短了复帧同步的时间，克服了相关技术中复帧同步实现过程复杂、同步时间较长的技术问题，使其更能满足高速数字通信的实际需求。

数字通信过程中，首先将数据按照既定的通信协议组织成帧的结构，然后以帧的形式发送和接收。对于接收到的数据码流，首先需确定数据的单帧边界及复帧边界，实现复帧同步，之后即可利用既定的通信协议对数据进行解析、解码等处理。

本发明中为确定接收的数据码流的单帧边界及复帧边界，在确定出接收的数据码流中的同步位后，根据当前检测到的同步位及同步位在单帧中的设定位置，对接收到的预定数量码字重新划分多个单帧，从而确定出单帧的首位即是单帧的边界；再根据单帧和复帧的组成关系，确定出复帧的起始帧和边界，其中连续码字段的首位所位于的单帧即为复帧的起始帧，起始帧的首位即是复帧的边界。

本发明实施例的帧同步捕获方法基于一种特定的复帧结构，具体地，该复帧包括多个单帧，每个单帧上的一个指定位为同步位，其余位为业务位；每个复帧所包括的所有同步位上的码字组成同步帧，该同步帧中包括同步序列码字。

本发明实施例的同步帧捕获方法即是利用上述的同步帧结构实现单帧及复帧的一步同步。

图2示出了符合上述编码规则的一种复帧结构，从图中可看出该复帧包括多个单帧，每个单帧中包括同步位S_i及数据位D₁～D_n，且同步位为单帧的首位。

上述的一个复帧中，所有同步位上的同步码字按照单帧的组合顺序组成同步帧，即同步帧为：S₀S₁S₂S₃S₄S₅…S_n。

上述的同步帧的前N位可以设定为同步序列码字，其余位为与同步无关的信息比特位，例如同步帧的前六位为同步序列码字，其余位分别为业务比特、公务比特及纠错比特等。

由此可看出，本发明实施例中的复帧并非采用集中同步码字，而是在每个单帧中设置一个比特位作为同步位，由此使得同步信息在整个复帧中所占的带宽压缩到最小。另外，对于同步帧的结构也进行了改进：组成复帧的单帧中，并非每个单帧的同步位上都包含同步序列的一个比特，而是在某些单帧的同步位上包含同步序列的一个比特，其它单帧的同步位上仍然是信息比特，这样更进一步提高了同步效率，减少了开销。

正是由于复帧结构的上述特点，使得本发明实施的帧同步捕获方法及装置更加优于其它同步捕获算法。

以下将结合图2中所示的复帧结构，进一步对本发明实施例的同步帧捕获方法进行说明。

在利用图2所示的复帧结构进行数字通讯过程中，单帧的边界和复帧的边界同时被搜索和确定(即：一步同步法)。

因为同步位上的码字组成的同步帧由每个单帧的首比特构成，因此对于接收到的数据码流首先需要确定单帧的首比特。为此，本方法中利用了一个称为搜索指针的计数器。该计数器利用接收比特时钟作为计数时钟，每接收一个数据比特，计数器的值增加一。所以，计数器的值对应接收到的比特的先后顺序，即接收比特的编号(或地址)。

在搜索过程中，假定搜索指针当前指向同步帧中的S_i，延后一个单帧长后，搜索指针指向S_i+1bit，将多个同步位上的比特提取出来按接收顺序排列形成提取同步帧。当提取同步帧的帧长大于设定的同步帧帧长时，提取同步帧中必然包含同步序列码字，该过程称为同步帧提取。

而在实际的同步帧捕获过程中，由于首次提取可能发生在同步序列码字的非首比特上，由此可能导致同步序列码字被撕裂为两部分，使得同步序列码字的首部分位于提取同步帧的尾部，而同步序列的尾部分位于提取同步帧的首部，造成提取同步帧中不存在连续、完整的同步序列码字。为了避免该情况的发生，本方法增加了同步比特提取的数量，使得提取的同步比特构成的序列S_i中包含完整的同步序列码字，方便同步序列码字的比较和识别。

上述提取过程是在假定搜索指针指向同步帧比特(即单帧首比特)的前提下，而在实际过程中搜索针可能指向非同步位，当搜索指针指向非比特位时，提取出来的比特所组成的序列一般不包含同步序列码字，此时可以假定下一个相邻比特位为同步比特位，重复上述提取步骤，直至提取得到的假定同步帧中含有一段连续码字与目标序列一致，该过程称为搜索。由于每个单帧的首比特被定义为同步帧的一个比特，所以，该搜索过程重复的次数最多等于单帧的长度。

在提取同步帧的过程中，为避免同步码字序列被撕裂的现象发生，需增加同步比特提取的数量，因为一个单帧中包括一个同步位，所以确定同步比特数量也即确定假定单帧的数量，具体方法为：划分得到的多个假定单帧的数量设为M，同步序列码字包括的比特数为N，复帧包括的单帧的帧数为m，则M＝m+N-1+a，其中a为设定的搜索余量。

假设同步序列码字为6bit的“001011”，一个复帧由64个单帧组成，则同步搜索的单帧数目为：64+6-1＝69帧，若在上述设定中再增加3帧的搜索余量，最大搜索帧数M定为72帧，此时指针计数器的最大搜索帧计数为M-1＝71。如果搜索指针计数器的的计数值大于或等于M-1，说明指针指向的当前位置上不存在同步位S_i，须在接下来的相邻比特位置上搜索S_i。

在同步搜索指针的指引下，同步搜索器每延后一个单帧周期，将假定为同步位的S_i比特提取出来，并送入同步序列检测寄存器中，与设定的目标序列进行逐位比较。

若假定同步帧中有一段连续码字与目标序列比较一致时，说明首次捕捉到了同步序列，根据连续码字段的首位可以确定单帧的边界及复帧的起始帧。

例如，复帧结构如图2所示，当获取到与目标序列比对一致的连续字段时，说明捕获到了同步帧，该同步帧的各比特为各单帧的首位，由此确定出单帧边界；该同步帧的首比特所位于的单帧即为复帧的起始帧，由此确定出复帧边界。

确定出复帧边界后，基于确定的复帧的起始帧，对接收到的数据码流进行同步，具体方法为：以起始帧的首位为起始位，延时一个复帧周期；延时复帧周期后，每接收一个单帧均提取其同步位上的同步码字，并且将依次提取到的数量与组成复帧的单帧的帧数相等的多个同步码字组成为提取同步帧；将提取同步帧的前N位与目标序列进行比较；当提取同步帧的前N位与目标序列比较一致时，确定为一个复帧的同步，否则确定为一个复帧的失步，其中N的值与目标序列的长度值相等。

在接收系统中，当捕获到复帧中的同步序列，确定出复帧边界时，称为复帧同步；当复帧连续同步次数超过设定的同步阈值时，称为系统同步；当复帧连续失步次数超过设定的失步阈值时，称为系统失步。

利用本发明实施例的同步帧捕获方法，在确定出复帧边界后，还需对系统同步状态进行捕获。

在复帧同步的实际情况中，有时会出现假同步现象，即复帧连续同步的次数在很小的范围内徘徊，例如，复帧连续同步2帧、失步、再次同步3帧、又失步、再同步，……。对于接收系统这种连续同步次数未超过同步阈值N的同步，因其同步状态不稳定，存在虚假和抖动，不能算作系统同步，在实际数据通信过程中对这种抖动需要滤除掉，目的是将真正连续、稳定的帧同步状态作为系统同步状态输出。

为排除系统同步过程中的假同步现象，本方法中还包括对复帧同步的次数进行计数；若当前复帧为同步状态且复帧连续同步的次数小于设定的同步阈值，则保持接收系统当前的同步/失步状态不变，并对复帧连续同步次数的抖动进行滤波；若当前复帧为同步状态且所述复帧连续同步次数大于或等于设定的同步阈值，则确定所述接收系统的当前状态为稳定同步。

另外，数字通信系统在达到同步状态并正常工作的过程中，常会遇到外界复杂因素的影响和干扰，使系统瞬时偏离同步状态，造成失步。对于外界的瞬间小干扰，系统应具有忍受和容错的能力，防止干扰扩大，因此，本发明设定了失步阈值M，当复帧连续失步的次数超过失步阈值M时，才认为系统为彻底失步状态，并给出失步告警。

为消除微小干扰对系统同步状态的影响，本发明实施例的同步帧捕获方法还包括对复帧失步的次数进行计数；若当前复帧为失步状态且所述复帧连续失步的次数小于设定的失步阈值，则保持接收系统当前的同步/失步状态不变，并对复帧连续失步次数的抖动进行滤波；若当前复帧为失步状态且所述复帧连续失步的次数大于所述失步阈值，则确定所述接收系统的当前状态为彻底失步状态。

本发明实施例中当根据当前的提取同步帧确定出当前复帧为同步或失步后，丢弃当前的提取同步帧并获取新的提取同步帧。

本发明实施例还提供了一种同步帧的捕获装置，如图3主要包括：同步搜索器21及同步比较器22；

同步搜索器21，用于从首个码字开始，按照码字接收的先后顺序将预定数量的码字以预定的单帧码字长度划分为多个假定单帧，其中划分得到的多个所述假定单帧的数量大于构成复帧的单帧帧数，所述单帧的一个指定位为同步位，其余位为业务位；还用于依次从多个所述假定单帧中提取第i位的码字，0≤i≤单帧码字长度减一；还用于将提取得到的所述码字按照提取先后顺序排序，得到假定同步帧；

同步比较器22，用于将所述假定同步帧按照逐步移位的方式与目标序列比较；

同步搜索器21和同步比较器22，还用于当所述假定同步帧中有一段连续码字段与所述目标序列一致时，确定当前第i位为单帧中的同步位，且确定所述连续码字段为同步帧的同步序列码字，以及根据所述连续码字段及其首位确定所述单帧的首位及所述复帧的起始帧；如果所述假定同步帧中没有与所述目标序列一致的连续码字段，设置i＝i+1，重复上述过程，再次进行同步帧的搜索，直至找到与所述目标序列一致的连续码字段或者i等于单帧码字长度减一。

本发明实施例的同步帧捕获装置还包括：延时装置，用于以所述起始帧的首位为起始位，延时一个复帧周期；

同步序列检测寄存器，用于延时所述复帧周期后，每接收一个单帧均提取其同步位上的同步码字，并且将依次提取到的数量与组成所述复帧的单帧数量相等的多个同步码字组成为提取同步帧；

比较器，用于将所述提取同步帧的前N位与所述目标序列进行比较；当所述提取同步帧的前N位与所述目标序列比较一致时，确定为一个复帧的同步，否则确定为一个复帧的失步，其中所述N的值与所述目标序列的长度值相等。

该装置还包括：复帧计数器，用于对所述复帧同步的次数进行计数；还用于对所述复帧失步的次数进行计数；

同步抖动滤除器，用于在当前复帧为同步状态且所述复帧连续同步的次数小于设定的同步阈值时，保持接收系统当前的同步/失步状态不变，并对复帧连续同步次数的抖动进行滤波；还用于在当前复帧为同步状态且所述复帧连续同步次数大于或等于设定的同步阈值时，确定所述接收系统的当前状态为稳定同步；

失步抖动滤除器，用于在当前复帧为失步状态且所述复帧连续失步的次数小于设定的失步阈值时，保持接收系统当前的同步/失步状态不变，并对复帧连续失步次数的抖动进行滤波；还用于在当前复帧为失步状态且所述复帧连续失步的次数大于所述失步阈值时，确定所述接收系统的当前状态为彻底失步状态。

本发明实施例的同步帧捕获装置还包括：同步序列跟踪器，用于当根据当前的提取同步帧确定出当前复帧为同步或失步后，丢弃当前的提取同步帧并获取新的提取同步帧。

如图4示出了本发明实施例同步帧捕获的一种具体流程图。

对于接收到的数据码流，同步位指针指向码流的当前位，假设当前位为接收到的第一个码字，拾取当前位码字并保存在移位寄存器最低位中；移位寄存器左移；将移位寄存器中的码字与目标序列进行比较。因为移位寄存器当前只存储了一个比特，所以比较的结果不相等，因此同步捕获的结果为“否”，此时对捕获标志进行清零；因为当前为接收码字的开始，则当前状态并非为同步状态，并且连续搜索帧数小于复帧中包括的单帧帧数，则延时等待一个单帧周期后，重复上述过程。

(1)当连续搜索的帧数小于复帧包括的单帧数目，且移位寄存器中的一段连续码字与目标序列比较一致时，则表示当前已捕获到同步序列，置位捕获标志，此时检测抖动滤波计数器是否启动；因为当前为首次捕获到帧同步序列，所以抖动滤波计数器并未开启，此时启动抖动滤波计数器。以当前捕获的同步序列码字的首比特为起始位，延时等待一个复帧周期后，径直捕获下一个复帧中的同步序列码字，并将捕获的同步序列码字与目标序列进行比较，若比较的结果为相同表示同步捕获；此时抖动滤波计数器已为开启状态，若连续同步次数n小于同步阈值N，则n的值增加一后，继续延期一个复帧周期，捕获同步序列；当连续同步捕获的次数大于同步阈值N时，置位系统为同步，并输出同步状态。

如果在同步捕获后，再次捕获的同步序列与目标序列不一致且当前为同步状态，则开启抖动滤波计数器，对连续失步次数进行统计：如果连续失步的次数小于失步阈值M，则对失步次数计数器加1后，延时等待一个复帧周期，对新的复帧周期中的同步序列进行比较，以滤除同步中的干扰；若连续失步次数大于等于失步阈值M则清零系统同步标志。

(2)当连续搜索的帧数大于复帧中包括的单帧帧数但仍未搜索到同步序列，则说明指针指向的当前位置上不存在同步序列，此时将数据指针少加1，使同步指针向后延时一个比特时间，指向下一个相邻比特。

从上述过程可以看出，在接收数据码流过程中，还需对复帧帧数进行计数。

其中，复帧计数器也称为连续同步/失步次数抖动滤波计数器(一下简称抖动滤波计数器)，是对连续同步或连续失步的复帧帧数进行统计计数的。每当复帧由同步转为失步或由失步转为同步状态时，触发复帧计数器清零并启动计数，在复帧连续同步或失步过程中，复帧计数器只计数，不初始化。这样，结合复帧当前所处的同步/失步状态和复帧计数器的当前值，便可以确定复帧连续同步/失步的次数。

在实现过程中还包括同步比较捕获器设计：同步比较捕获器是由一个比较器电路和一个边沿检测电路组成。比较器将当前一个复帧周期中的同步序列与目标序列逐位地进行比较，并输出比较结果。若比较结果相等，输出逻辑“1”；否则，输出逻辑“0”。同时，在比较结果发生改变时，对抖动滤波计数器清零，开始复帧计数。

本实现示例中的抖动滤波器设计：抖动滤波器设计的主要目的是排除干扰和假同步现象，保证同步状态稳定可靠。抖动滤波器主要由状态计数器和一些控制逻辑电路组成。在同步比较器首次捕获同步后就对抖动滤波计数器清零，并输出比较结果“1”，这个比较结果会保持到下次比较结果输出时。在前一个比较结果为“1”，且本次又捕获同步序列的情况下，抖动滤波计数器进行加“1”计数；重复同样的操作，直到连续捕获到的同步序列的次数与同步阈值相等时，计数器保持其连续同步次数最大值不变，并置位系统同步状态标志，即达到系统同步状态，随后一直保持此跟踪状态。如果在已经同步的状态下，捕获不到同步序列一次，则由上述同步比较捕获器的比较结果不相等引发抖动滤波计数器清零，此时的系统同步状态依然保持不变(但同步比较捕获器的比较结果为“0”)。同样地，在连续捕获不到同步序列达到抖动滤波计数器的失步阈值时，系统的同步状态位将被清零(表示系统处于失步状态)，此后，同步比较捕获器又开始逐位搜索同步序列，寻求达到同步状态。

在本实现方法中还包括同步序列跟踪器设计：当首次捕获一个完整的同步序列后，捕获比较器需要对每一个复帧，在存在同步位的时刻定时提取同步位，同步序列检测寄存器也逐位移入提取的新同步序列位，而移出(弃掉)早先捕获到的同步序列位。移位寄存器可以采用6位左移的方式实现。与此同时，目标同步序列寄存器也要做相应的循环左移，以期与提取的同步序列保持同步锁定状态，保证比较器的输出正确而平稳。

进一步地，本实现方法中还包括系统同步状态的输出：如果系统同步状态保持为“1”，说明同步比较捕获器已经连续捕获了至少与同步阈值相等次数的同步序列，并继续保持捕获状态，即说明系统已达到同步锁定状态，故将设置的同步状态标识信号进行输出。当系统同步状态为“0”时，说明同步比较捕获器已经没有连续捕获到同步序列的次数等于或超过失步阈值，并继续保持搜索捕获状态，即说明系统已经处于彻底失步状态，故将设置的失步状态(0)标识信号进行输出。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的思路和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.同步帧的捕获方法，其特征在于，包括：

从首个码字开始，按照码字接收的先后顺序将预定数量的码字以预定的单帧码字长度划分为多个假定单帧，其中划分得到的多个所述假定单帧的数量大于构成复帧的单帧帧数，所述单帧的一个指定位为同步位，其余位为业务位；

依次从多个所述假定单帧中提取第i位的码字，0≤i≤单帧码字长度减一；

将提取得到的所述码字按照提取先后顺序排序，得到假定同步帧；

将所述假定同步帧按照逐步移位的方式与目标序列比较；

如果所述假定同步帧中有一段连续码字段与所述目标序列一致，则当前第i位为单帧中的同步位，确定所述连续码字段为同步帧的同步序列码字，以及根据所述连续码字段的首位确定所述单帧的首位及所述复帧的起始帧；

如果所述假定同步帧中没有与所述目标序列一致的连续码字段，设置i＝i+1，重复上述过程，再次进行同步帧的捕获，直至找到与所述目标序列一致的连续码字段或者i等于单帧码字长度减一。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，划分得到的多个所述假定单帧的数量为M，所述同步序列码字包括的比特数为N，所述复帧包括的单帧的帧数为m，则M＝m+N-1+a，其中a为设定的搜索余量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述连续码字段的首位确定接收的单帧的首位及所述复帧的起始帧，包括：

根据当前检测到的同步位及所述同步位在所述单帧中的设定位置，确定单帧首位；

利用确定出的所述单帧首位对接收到的预定数量的码字重新划分为多个单帧，其中所述连续码字段的首位所位于的单帧确定为所述复帧的起始帧。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：基于确定的所述复帧的起始帧，对接收到的数据码流进行同步，包括：

以所述起始帧的首位为起始位，延时一个复帧周期；

延时所述复帧周期后，每接收一个单帧均提取其同步位上的同步码字，并且将依次提取到的数量与组成所述复帧的单帧帧数相等的多个同步码字组成为提取同步帧；

将所述提取同步帧的前N位与所述目标序列进行比较；

当所述提取同步帧的前N位与所述目标序列比较一致时，确定为一个复帧的同步，否则确定为一个复帧的失步，其中所述N的值与所述目标序列的长度值相等。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当根据当前的所述提取同步帧确定出当前复帧为同步或失步后，丢弃当前的所述提取同步帧并获取新的提取同步帧。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法还包括对所述复帧同步的次数进行计数；

若当前复帧为同步状态且所述复帧连续同步的次数小于设定的同步阈值，则保持接收系统当前的同步/失步状态不变，并对复帧连续同步次数的抖动进行滤波；

若当前复帧为同步状态且所述复帧连续同步次数大于或等于设定的同步阈值，则确定所述接收系统的当前状态为稳定同步。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法还包括对所述复帧失步的次数进行计数；

若当前复帧为失步状态且所述复帧连续失步的次数小于设定的失步阈值，则保持接收系统当前的同步/失步状态不变，并对复帧连续失步次数的抖动进行滤波；

若当前复帧为失步状态且所述复帧连续失步的次数大于所述失步阈值，则确定所述接收系统的当前状态为彻底失步状态。

8.同步帧的捕获装置，其特征在于，包括：同步搜索器及同步比较器；

所述同步搜索器，用于从首个码字开始，按照码字接收的先后顺序将预定数量的码字以预定的单帧码字长度划分为多个假定单帧，其中划分得到的多个所述假定单帧的数量大于构成复帧的单帧帧数，所述单帧的一个指定位为同步位，其余位为业务位；还用于依次从多个所述假定单帧中提取第i位的码字，0≤i≤单帧码字长度减一；还用于将提取得到的所述码字按照提取先后顺序排序，得到假定同步帧；

所述同步比较器，用于将所述假定同步帧按照逐步移位的方式与目标序列比较；

所述同步搜索器及所述同步比较器，还用于当所述假定同步帧中有一段连续码字段与所述目标序列一致时，确定当前第i位为单帧中的同步位，且确定所述连续码字段为同步帧的同步序列码字，以及根据所述连续码字段的首位确定所述单帧的首位及所述复帧的起始帧；如果所述假定同步帧中没有与所述目标序列一致的连续码字段，设置i＝i+1，重复上述过程，再次进行同步帧的捕获，直至找到与所述目标序列一致的连续码字段或者i等于单帧码字长度减一。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，该装置还包括：

延时装置，用于以所述起始帧的首位为起始位，延时一个复帧周期；

同步序列检测寄存器，用于延时所述复帧周期后，每接收一个单帧均提取其同步位上的同步码字，并且将依次提取到的数量与组成所述复帧的单帧数量相等的多个同步码字组成为提取同步帧；

比较器，用于将所述提取同步帧的前N位与所述目标序列进行比较；当所述提取同步帧的前N位与所述目标序列比较一致时，确定为一个复帧的同步，否则确定为一个复帧的失步，其中所述N的值与所述目标序列的长度值相等。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

复帧计数器，用于对所述复帧同步的次数进行计数；还用于对所述复帧失步的次数进行计数；

同步抖动滤除器，用于在当前复帧为同步状态且所述复帧连续同步的次数小于设定的同步阈值时，保持接收系统当前的同步/失步状态不变，并对复帧连续同步次数的抖动进行滤波；还用于在当前复帧为同步状态且所述复帧连续同步次数大于或等于设定的同步阈值时，确定所述接收系统的当前状态为稳定同步；

失步抖动滤除器，用于在当前复帧为失步状态且所述复帧连续失步的次数小于设定的失步阈值时，保持接收系统当前的同步/失步状态不变，并对复帧连续失步次数的抖动进行滤波；还用于在当前复帧为失步状态且所述复帧连续失步的次数大于所述失步阈值时，确定所述接收系统的当前状态为彻底失步状态。