CN104734743B - 位同步方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种位同步方法及装置。该方法包括:通过获得原始数据,进行处理后获取符号数据流x(n),在两个预定序列时刻对符号数据流x(n)进行采样,获取两路数据流及对应的两路二进制符号;将两路二进制符号分别存在两个长度为D的A1和A2中,在预定序列时刻,在A1和A2中进行移位运算,并将新的一位数据压入相应的移位寄存器的最高位;将A1和A2中的数据与已知的PN序列进行相关运算,获取运算结果S1和S2,只要其中一路的运算结果大于预定阈值Y,则判定找到并锁定了接收数据的PN序列,并确定每个符号的opt,否则进行数据移位并采集新的一位数据;根据确定的每个符号的最佳采样时刻opt对随后的帧内容进行数据采集。
Description
技术领域
本发明涉及通讯领域,特别是涉及一种位同步方法及装置。
背景技术
位同步的目的是使每个码元得到最佳的解调和判决。位同步可以分为外同步法和自同步法两大类:外同步法需要另外专门传输位同步信息;自同步法则是从信号码元中提取其包含的位同步信息。一般而言,自同步法应用较多。
在现有技术中,自同步法又可以分为两种,即开环同步法和闭环同步法。开环法采用对输入码元做某种变换的方法提取位同步信息。闭环法则用比较本地时钟和输入信号的方法,将本地时钟锁定在输入信号上。闭环法更为准确,但是也更为复杂。位同步不准确将引起误码率增大。
位同步系统是近代电子信息通讯中的重要组成部分之一,同时也在其他许多领域中广泛应用。位同步确保系统中收发同步,而且在保证获取帧同步、群同步及对接收的数字码元进行各种处理的同步进行,也为系统提供了一个基准的同步时钟。并且,精确的位同步有助于提高接收系统的抗噪声能力。
发明内容
鉴于上述问题,提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的位同步方法及装置。
本发明提供一种位同步方法,包括:
步骤1,通过AD采样获得原始数据,对原始数据进行处理后获取符号数据流x(n),在两个预定序列时刻对符号数据流x(n)进行采样,获取两路数据流,并获取两路数据流的两路二进制符号;
步骤2,将两路二进制符号分别存在两个长度为D的移位寄存器A1和移位寄存器A2中,在预定序列时刻,在移位寄存器A1和移位寄存器A2中进行移位运算,并将新的一位数据压入相应的移位寄存器的最高位;
步骤3,将移位寄存器A1和移位寄存器A2中的数据与已知的PN序列进行相关运算,获取运算结果S1和S2,只要其中一路的运算结果大于预定阈值Y,则判定找到并锁定了接收数据的PN序列,并确定每个符号的最佳采样时刻opt,否则返回步骤2进行数据移位并采集新的一位数据;
步骤4,根据确定的每个符号的最佳采样时刻opt对随后的帧内容进行数据采集。
优选地,x(n)中每个符号的采样点数为M,M=Fs/Fb,其中,fs为数字系统采样率,fb为符号率。
优选地,步骤1具体包括:
在n*M和n*M+M/2两个预定序列时刻对x(n)进行采样,得到x(n*M)和x(n*M+M/2)两路数据流,将获得的x(n*M)和x(n*M+M/2)两路数据流按照判决准则J进行判决,获取两路二进制符号,其中,其中x(n)为实数,n标识序列号为自然数。
优选地,判决准则J为:当x(n*M)大于0时,A1(D)=1;当x(n*M)小于等于0时,A1(D)=0。
优选地,步骤2具体包括:
在每个n*M或n*M+M/2时刻,进行移位A1(k)=A1(k+1),A2(k)=A2(k+1)运算,然后将新的一位数据压入相应的移位寄存器的最高位:A1(D)为x(n*M)的判决符号值;A2(D)为x(n*M+M/2)的判决符号值,其中k=1,2,…,D-1。
优选地,相关运算为:将移位寄存器A1和移位寄存器A2中的数据分别与PN序列的补码按位异或求和。
优选地,D/2≤预定阈值Y≤D。
优选地,确定每个符号的最佳采样时刻opt具体包括:
如果S2>Y且S1<Y,确定传输符号的跳变时刻位于n*M和n*M+M/2之间,则从t=1到M/2-1开始,每次递增1,抽取数据x((n+m-D)*M+t),m=1,2,…,D,并按照判决准则J得到D个符号,与已知的PN序列进行相关运算,运算结果为St1,如果St1>Y,则停止t的递增,确定该时刻为传输符号跳变时刻的右沿,前一个采样时刻为传输符号的跳变左沿,此时每个符号的最佳采样时刻opt=M/2+t-1;如果每次的St1都小于Y,则确定最后一次的t时刻为传输符号跳变时刻的左沿,n*M+M/2为传输符号跳变时刻的右沿,opt=M/2+M/2-1=M-1;在S2>Y且S1<Y情况下,opt的取值范围为M/2到M-1;
在S1>Y且S2>Y,或者S1>Y且S2<Y的情况下,则从t=1到M/2-1,每次递增1,抽取数据x((n+m-D)*M-t),m=1,2,…,D,按照判决准则J得到D个符号,与已知的PN序列进行相关运算,运算结果为St2,如果St2<Y,则停止t的递增,确定此时刻为传输符号跳变时刻的左沿,前一个-t采样时刻为传输符号的跳变右沿,此时每个符号的最佳采样时刻opt=M/2-t;如果每次的St2都大于Y,则确定最后一次的-t时刻为传输符号跳变时刻的右沿,n*M-M/2为传输符号跳变时刻的左沿,此时每个符号的最佳采样时刻opt=M/2-M/2=0,在S1>Y且S2>Y,或者S1>Y且S2<Y的情况下,opt的取值范围为0到M/2-1。
优选地,步骤4具体包括:根据确定的每个符号的最佳采样时刻opt对随后的帧内容都以x(n*M+opt)来采集数据。
本发明还提供了一种位同步装置,包括:
第一采样模块,用于通过AD采样获得原始数据,对原始数据进行处理后获取符号数据流x(n),在两个预定序列时刻对符号数据流x(n)进行采样,获取两路数据流,并获取两路数据流的两路二进制符号;
移位模块,用于将两路二进制符号分别存在两个长度为D的移位寄存器A1和移位寄存器A2中,在预定序列时刻,在移位寄存器A1和移位寄存器A2中进行移位运算,并将新的一位数据压入相应的移位寄存器的最高位;
运算模块,用于将移位寄存器A1和移位寄存器A2中的数据与已知的PN序列进行相关运算,获取运算结果S1和S2,只要其中一路的运算结果大于预定阈值Y,则判定找到并锁定了接收数据的PN序列,并确定每个符号的最佳采样时刻opt,否则调用移位模块进行数据移位并采集新的一位数据;
第二采样模块,用于根据确定的每个符号的最佳采样时刻opt对随后的帧内容进行数据采集。
本发明有益效果如下:
借助于本发明实施例的技术方案,通过利用伪随机序列的自相关特性进行精细校正,具有较高的抗噪能力,是一种简单、实用的适合于数字信号处理的开环自同步方式。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1是本发明实施例的位同步方法的流程图;
图2是本发明实施例的位同步方法的详细处理的流程图;
图3是本发明实施例的位同步装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明提供了一种相对简单、实用,利用伪随机(Pseudo-noise,简称为PN)序列的自相关特性做精细校正、抗噪能力较强、适合于数字信号处理的开环自同步方法,以下结合附图以及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不限定本发明。
方法实施例
根据本发明的实施例,提供了一种位同步方法,图1是本发明实施例的位同步方法的流程图,如图1所示,根据本发明实施例的位同步方法包括如下处理:
步骤101,通过AD采样获得原始数据,对所述原始数据进行处理后获取符号数据流x(n),在两个预定序列时刻对所述符号数据流x(n)进行采样,获取两路数据流,并获取所述两路数据流的两路二进制符号;
其中,所述x(n)中每个符号的采样点数为M,M=Fs/Fb,其中,fs为数字系统采样率,fb为符号率。
所述步骤101具体包括如下处理:
在n*M和n*M+M/2两个预定序列时刻对x(n)进行采样,得到x(n*M)和x(n*M+M/2)两路数据流,将获得的x(n*M)和x(n*M+M/2)两路数据流按照判决准则J进行判决,获取两路二进制符号,其中x(n)为实数,n标识序列号为自然数。其中,所述判决准则J为:当x(n*M)大于0时,A1(D)=1;当x(n*M)小于等于0时,A1(D)=0。
步骤102,将所述两路二进制符号分别存在两个长度为D的移位寄存器A1和移位寄存器A2中,在所述预定序列时刻,在所述移位寄存器A1和移位寄存器A2中进行移位运算,并将新的一位数据压入相应的移位寄存器的最高位;
所述步骤102具体包括如下处理:
在每个n*M或n*M+M/2时刻,进行移位A1(k)=A1(k+1),A2(k)=A2(k+1)运算,然后将新的一位数据压入相应的移位寄存器的最高位:A1(D)为x(n*M)的判决符号值;A2(D)为x(n*M+M/2)的判决符号值,其中k=1,2,…,D-1。
步骤103,将移位寄存器A1和移位寄存器A2中的数据与已知的PN序列进行相关运算,获取运算结果S1和S2,只要其中一路的运算结果大于预定阈值Y,则判定找到并锁定了接收数据的PN序列,并确定每个符号的最佳采样时刻opt,否则返回步骤102进行数据移位并采集新的一位数据;其中,所述相关运算为:将移位寄存器A1和移位寄存器A2中的数据分别与PN序列的补码按位异或求和。D/2≤预定阈值Y≤D。
在步骤103中,确定每个符号的最佳采样时刻opt具体包括:
如果S2>Y且S1<Y,确定传输符号的跳变时刻位于n*M和n*M+M/2之间,则从t=1到M/2-1开始,每次递增1,抽取数据x((n+m-D)*M+t),m=1,2,…,D,并按照判决准则J得到D个符号,与已知的PN序列进行相关运算,运算结果为St1,如果St1>Y,则停止t的递增,确定该时刻为传输符号跳变时刻的右沿,前一个采样时刻为传输符号的跳变左沿,此时每个符号的最佳采样时刻opt=M/2+t-1;如果每次的St1都小于Y,则确定最后一次的t时刻为传输符号跳变时刻的左沿,n*M+M/2为传输符号跳变时刻的右沿,opt=M/2+M/2-1=M-1;在S2>Y且S1<Y情况下,opt的取值范围为M/2到M-1;
在S1>Y且S2>Y,或者S1>Y且S2<Y的情况下,则从t=1到M/2-1,每次递增1,抽取数据x((n+m-D)*M-t),m=1,2,…,D,按照判决准则J得到D个符号,与已知的PN序列进行相关运算,运算结果为St2,如果St2<Y,则停止t的递增,确定此时刻为传输符号跳变时刻的左沿,前一个-t采样时刻为传输符号的跳变右沿,此时每个符号的最佳采样时刻opt=M/2-t;如果每次的St2都大于Y,则确定最后一次的-t时刻为传输符号跳变时刻的右沿,n*M-M/2为传输符号跳变时刻的左沿,此时每个符号的最佳采样时刻opt=M/2-M/2=0,在S1>Y且S2>Y,或者S1>Y且S2<Y的情况下,opt的取值范围为0到M/2-1。
步骤104,根据确定的每个符号的最佳采样时刻opt对随后的帧内容进行数据采集。
所述步骤104具体包括:根据确定的每个符号的最佳采样时刻opt对随后的帧内容都以x(n*M+opt)来采集数据。
以下结合附图,对本发明实施例的上述技术方案进行详细说明。
图2是本发明实施例的位同步方法的详细处理的流程图,如图2所示,假设数字系统采样率为fs赫兹(Hz),符号率为fb比特/秒,fs至少大于10倍的fb,则一个符号周期Tb=1/fb,单位为秒。假设数据是按帧传输的(猝发方式或连续方式皆可)。每帧由帧头和帧内容组成,帧头为一已知的长度为D的二进制PN序列(D一般取32、40或64位长度)。
包括如下处理:
步骤1,AD采样获得的原始数据经过变频、滤波、解调等处理后,变成符号数据流x(n),其中x(n)为实数,每个符号包含的采样点数为M,M=Fs/Fb(一般的取M为偶数),在n*M和n*M+M/2两个序列时刻去再采样符号数据流x(n),得到x(n*M)和x(n*M+M/2),则一定存在至少一个序列采集的数据不在符号跳变的时刻(假如有一个序列正好采集在符号数据流的跳变时刻,则另一路采集序列会恰好采集到每个符号的中间时刻),故能可靠判决获得正确的符号。其中n为序列号1、2、3、4…。将获得的两路数据流按照某种准则J做判决,得到两路二进制符号。
步骤2,将获得的两路符号分别存在两个各自长度为D的移位寄存器A1和A2里,每个n*M或n*M+M/2时刻,先做移位A1(k)=A1(K+1);A2(k)=A2(K+1)运算,然后新的一位数据压入移位寄存器最高位:A1(D)=x(n*M)的判决符号值;A2(D)=x(n*M+M/2)的判决符号值,其中k=1,2,…,D-1。
判决准则J的一个实例如下:当x(n*M)大于0时,A1(D)=1;当x(n*M)小于等于0时,A1(D)=0。
步骤3,A1、A2与已知的PN序列做相关运算(将A1、A2分别与PN序列的补码按位异或求和),结果为S1和S2。只要其中一路的运算结果大于某个阈值Y,就判定为找到并锁定了接收数据的PN序列,否则回到第2)步执行数据移位和采集新的一位数据。PN序列相关的特点是当不相关时,其求和值一般在D/2左右,相关时,在无噪声情况下,其求和值为最大值D,考虑到实际信道的噪声干扰,求和值一般小于D,可以把判决阈值Y设定为D/2到D之间的某个数值。
步骤4,如果S2>Y且S1<Y,说明传输符号的跳变时刻位于n*M和n*M+M/2之间,则从t=1到M/2-1,每次递增1,抽取数据x((n+m-D)*M+t),m=1,2,…,D,按照判决准则J得到D个符号,与已知PN序列做相关运算,结果为St,如果St>Y,则停止t的递增,说明这个时刻为传输符号跳变时刻的右沿,前一个采样时刻为传输符号的跳变左沿,此时的t-1加上M/2则为每个符号的中间采样时刻(最佳采样时刻),opt=M/2+t-1。如果每次的St都小于Y,则说明最后一次的t时刻为传输符号跳变时刻的左沿,n*M+M/2为传输符号跳变时刻的右沿,加上M/2则为每个符号的最佳采样时刻,opt=M/2+M/2-1=M-1。综上所述,在S2>Y且S1<Y情况下,opt的可能取值范围为M/2到M-1。
步骤5,除去S2>Y且S1<Y的情况,其他的情形下(包含S1>Y且S2>Y和S1>Y且S2<Y两种情形),则从t=1到M/2-1,每次递增1,抽取数据x((n+m-D)*M-t),m=1,2,…,D,按照判决准则J得到D个符号,与已知PN序列做相关运算,结果为St,如果St<Y,则停止t的递增,说明这个时刻为传输符号跳变时刻的左沿,前一个-t采样时刻为传输符号的跳变右沿,此时的-t加上M/2则为每个符号的中间采样时刻(最佳采样时刻),opt=M/2-t。如果每次的St都大于Y,则说明最后一次的-t时刻为传输符号跳变时刻的右沿,n*M-M/2为传输符号跳变时刻的左沿,加上M/2则为每个符号的最佳采样时刻,opt=M/2-M/2=0。此段opt的可能取值范围为0到M/2-1。
将步骤4和步骤5合在一起,opt的取值范围为0到M-1,正好是一个符号周期的采样点数。
步骤6,获得opt之后,随后的帧内容都以x(n*M+opt)来采集数据。以这样方式获取的位同步,顶多偏离最佳采样时刻±1个采样点,采样率与符号率的比值M越大,误差越小。
经过模拟仿真和实际开路信道测试,利用PN序列相关时,其相关值接近最大值D,而不相关时迅速下降为D/2左右的性质来做位同步校正,效果很好。在噪声较大时也能可靠的检测出PN序列,从而做出位同步校正。
一般的,PN序列越长,抗噪声的能力越强,但是占用的位数和运算量也相应增加。所以要根据实际信道的信噪比,选择适当长度的PN序列,和适当的阈值Y,既能满足特定场合的需求,也不至于占用太多资源,才是最优选择。
装置实施例
根据本发明的实施例,提供了一种位同步装置,图3是本发明实施例的位同步装置的结构示意图,如图3所示,根据本发明实施例的位同步装置包括:第一采样模块30、移位模块32、运算模块34、第二采样模块36,以下对本发明实施例的各个模块进行详细的说明。
第一采样模块30,用于通过AD采样获得原始数据,对原始数据进行处理后获取符号数据流x(n),在两个预定序列时刻对符号数据流x(n)进行采样,获取两路数据流,并获取两路数据流的两路二进制符号;x(n)中每个符号的采样点数为M,M=Fs/Fb,其中,fs为数字系统采样率,fb为符号率。
具体地,在n*M和n*M+M/2两个预定序列时刻对x(n)进行采样,得到x(n*M)和x(n*M+M/2)两路数据流,将获得的x(n*M)和x(n*M+M/2)两路数据流按照判决准则J进行判决,获取两路二进制符号,其中,其中x(n)为实数,n标识序列号为自然数。判决准则J为:当x(n*M)大于0时,A1(D)=1;当x(n*M)小于等于0时,A1(D)=0。
移位模块32,用于将两路二进制符号分别存在两个长度为D的移位寄存器A1和移位寄存器A2中,在预定序列时刻,在移位寄存器A1和移位寄存器A2中进行移位运算,并将新的一位数据压入相应的移位寄存器的最高位;
具体地,在每个n*M或n*M+M/2时刻,进行移位A1(k)=A1(k+1),A2(k)=A2(k+1)运算,然后将新的一位数据压入相应的移位寄存器的最高位:A1(D)为x(n*M)的判决符号值;A2(D)为x(n*M+M/2)的判决符号值,其中k=1,2,…,D-1。
运算模块34,用于将移位寄存器A1和移位寄存器A2中的数据与已知的PN序列进行相关运算,获取运算结果S1和S2,只要其中一路的运算结果大于预定阈值Y,则判定找到并锁定了接收数据的PN序列,并确定每个符号的最佳采样时刻opt,否则调用移位模块32进行数据移位并采集新的一位数据;相关运算为:将移位寄存器A1和移位寄存器A2中的数据分别与PN序列的补码按位异或求和。D/2≤预定阈值Y≤D。
具体地,如果S2>Y且S1<Y,确定传输符号的跳变时刻位于n*M和n*M+M/2之间,则从t=1到M/2-1开始,每次递增1,抽取数据x((n+m-D)*M+t),m=1,2,…,D,并判决准则J得到D个符号,与已知的PN序列进行相关运算,运算结果为St1,如果St1>Y,则停止t的递增,确定该时刻为传输符号跳变时刻的右沿,前一个采样时刻为传输符号的跳变左沿,此时每个符号的最佳采样时刻opt=M/2+t-1;如果每次的St1都小于Y,则确定最后一次的t时刻为传输符号跳变时刻的左沿,n*M+M/2为传输符号跳变时刻的右沿,opt=M/2+M/2-1=M-1;在S2>Y且S1<Y情况下,opt的取值范围为M/2到M-1;
在S1>Y且S2>Y,或者S1>Y且S2<Y的情况下,则从t=1到M/2-1,每次递增1,抽取数据x((n+m-D)*M-t),m=1,2,…,D,按照判决准则J得到D个符号,与已知的PN序列进行相关运算,运算结果为St2,如果St2<Y,则停止t的递增,确定此时刻为传输符号跳变时刻的左沿,前一个-t采样时刻为传输符号的跳变右沿,此时每个符号的最佳采样时刻opt=M/2-t;如果每次的St2都大于Y,则确定最后一次的-t时刻为传输符号跳变时刻的右沿,n*M-M/2为传输符号跳变时刻的左沿,此时每个符号的最佳采样时刻opt=M/2-M/2=0,在S1>Y且S2>Y,或者S1>Y且S2<Y的情况下,opt的取值范围为0到M/2-1。
第二采样模块36,用于根据确定的每个符号的最佳采样时刻opt对随后的帧内容进行数据采集。具体地,根据确定的每个符号的最佳采样时刻opt对随后的帧内容都以x(n*M+opt)来采集数据。
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 (3)
1.一种位同步方法,其特征在于,包括:
步骤1,通过AD采样获得原始数据,对所述原始数据进行处理后获取符号数据流x(n),在两个预定序列时刻对所述符号数据流x(n)进行采样,获取两路数据流,并获取所述两路数据流的两路二进制符号;
步骤2,将所述两路二进制符号分别存在两个长度为D的移位寄存器A1和移位寄存器A2中,在所述预定序列时刻,先将所述移位寄存器A1和移位寄存器A2中的原有数据进行移位运算,然后将新的通过采样获取的一位数据压入相应的移位寄存器的最高位;
步骤3,将移位寄存器A1和移位寄存器A2中的数据与已知的伪随机PN序列进行相关运算,获取运算结果S1和S2,只要其中一路的运算结果大于预定阈值Y,则判定找到并锁定了接收数据的PN序列,并确定每个符号的最佳采样时刻opt,否则返回步骤2进行数据移位并采集新的一位数据;
步骤4,根据确定的每个符号的最佳采样时刻opt对随后的帧内容进行数据采集;
其中,所述x(n)中每个符号的采样点数为M,M=Fs/Fb,其中,Fs为数字系统采样率,Fb为符号率,M为自然数;
所述步骤1具体包括:
在n*M和n*M+M/2两个预定序列时刻对x(n)进行采样,得到x(n*M)和x(n*M+M/2)两路数据流,将获得的x(n*M)和x(n*M+M/2)两路数据流按照判决准则J进行判决,获取两路二进制符号,其中,其中x(n)为实数,n标识序列号为自然数,所述判决准则J为:当x(n*M)大于0时,A1(D)=1;当x(n*M)小于等于0时,A1(D)=0;
所述步骤2具体包括:
在每个n*M或n*M+M/2时刻,进行移位A1(k)=A1(k+1),A2(k)=A2(k+1)运算,然后将新的一位数据压入相应的移位寄存器的最高位:A1(D)为x(n*M)的判决符号值;A2(D)为x(n*M+M/2)的判决符号值,其中k=1,2,…,D-1;
其中,所述相关运算为:将移位寄存器A1和移位寄存器A2中的数据分别与PN序列的补码按位异或求和;D/2≤预定阈值Y≤D;
确定每个符号的最佳采样时刻opt具体包括:
如果S2>Y且S1<Y,确定传输符号的跳变时刻位于n*M和n*M+M/2之间,则从t=1到M/2-1开始,每次递增1,抽取数据x((n+m-D)*M+t),m=1,2,…,D,并判决准则J得到D个符号,与已知的PN序列进行相关运算,运算结果为St1,如果St1>Y,则停止t的递增,确定该时刻为传输符号跳变时刻的右沿,前一个采样时刻为传输符号的跳变左沿,此时每个符号的最佳采样时刻opt=M/2+t-1;如果每次的St1都小于Y,则确定最后一次的t时刻为传输符号跳变时刻的左沿,n*M+M/2为传输符号跳变时刻的右沿,opt=M/2+M/2-1=M-1;在S2>Y且S1<Y情况下,opt的取值范围为M/2到M-1;
在S1>Y且S2>Y,或者S1>Y且S2<Y的情况下,则从t=1到M/2-1,每次递增1,抽取数据x((n+m-D)*M-t),m=1,2,…,D,按照判决准则J得到D个符号,与已知的PN序列进行相关运算,运算结果为St2,如果St2<Y,则停止t的递增,确定此时刻为传输符号跳变时刻的左沿,前一个-t采样时刻为传输符号的跳变右沿,此时每个符号的最佳采样时刻opt=M/2-t;如果每次的St2都大于Y,则确定最后一次的-t时刻为传输符号跳变时刻的右沿,n*M-M/2为传输符号跳变时刻的左沿,此时每个符号的最佳采样时刻opt=M/2-M/2=0,在S1>Y且S2>Y,或者S1>Y且S2<Y的情况下,opt的取值范围为0到M/2-1。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤4具体包括:根据确定的每个符号的最佳采样时刻opt对随后的帧内容都以x(n*M+opt)来采集数据。
3.一种位同步装置,其特征在于,包括:
第一采样模块,用于通过AD采样获得原始数据,对所述原始数据进行处理后获取符号数据流x(n),在两个预定序列时刻对所述符号数据流x(n)进行采样,获取两路数据流,并获取所述两路数据流的两路二进制符号;x(n)中每个符号的采样点数为M,M=Fs/Fb,其中,Fs为数字系统采样率,Fb为符号率,M为自然数;
具体的,在n*M和n*M+M/2两个预定序列时刻对x(n)进行采样,得到x(n*M)和x(n*M+M/2)两路数据流,将获得的x(n*M)和x(n*M+M/2)两路数据流按照判决准则J进行判决,获取两路二进制符号,其中,其中x(n)为实数,n标识序列号为自然数,所述判决准则J为:当x(n*M)大于0时,A1(D)=1;当x(n*M)小于等于0时,A1(D)=0;
移位模块,用于将所述两路二进制符号分别存在两个长度为D的移位寄存器A1和移位寄存器A2中,在所述预定序列时刻,先将所述移位寄存器A1和移位寄存器A2中的原有数据进行移位运算,然后将新的通过采样获取的一位数据压入相应的移位寄存器的最高位;
具体的,在每个n*M或n*M+M/2时刻,进行移位A1(k)=A1(k+1),A2(k)=A2(k+1)运算,然后将新的一位数据压入相应的移位寄存器的最高位:A1(D)为x(n*M)的判决符号值;A2(D)为x(n*M+M/2)的判决符号值,其中k=1,2,…,D-1;
运算模块,用于将移位寄存器A1和移位寄存器A2中的数据与已知的PN序列进行相关运算,获取运算结果S1和S2,只要其中一路的运算结果大于预定阈值Y,则判定找到并锁定了接收数据的PN序列,并确定每个符号的最佳采样时刻opt,否则调用移位模块进行数据移位并采集新的一位数据;所述相关运算为:将移位寄存器A1和移位寄存器A2中的数据分别与PN序列的补码按位异或求和;D/2≤预定阈值Y≤D;
具体的,如果S2>Y且S1<Y,确定传输符号的跳变时刻位于n*M和n*M+M/2之间,则从t=1到M/2-1开始,每次递增1,抽取数据x((n+m-D)*M+t),m=1,2,…,D,并判决准则J得到D个符号,与已知的PN序列进行相关运算,运算结果为St1,如果St1>Y,则停止t的递增,确定该时刻为传输符号跳变时刻的右沿,前一个采样时刻为传输符号的跳变左沿,此时每个符号的最佳采样时刻opt=M/2+t-1;如果每次的St1都小于Y,则确定最后一次的t时刻为传输符号跳变时刻的左沿,n*M+M/2为传输符号跳变时刻的右沿,opt=M/2+M/2-1=M-1;在S2>Y且S1<Y情况下,opt的取值范围为M/2到M-1;
在S1>Y且S2>Y,或者S1>Y且S2<Y的情况下,则从t=1到M/2-1,每次递增1,抽取数据x((n+m-D)*M-t),m=1,2,…,D,按照判决准则J得到D个符号,与已知的PN序列进行相关运算,运算结果为St2,如果St2<Y,则停止t的递增,确定此时刻为传输符号跳变时刻的左沿,前一个-t采样时刻为传输符号的跳变右沿,此时每个符号的最佳采样时刻opt=M/2-t;如果每次的St2都大于Y,则确定最后一次的-t时刻为传输符号跳变时刻的右沿,n*M-M/2为传输符号跳变时刻的左沿,此时每个符号的最佳采样时刻opt=M/2-M/2=0,在S1>Y且S2>Y,或者S1>Y且S2<Y的情况下,opt的取值范围为0到M/2-1;
第二采样模块,用于根据确定的每个符号的最佳采样时刻opt对随后的帧内容进行数据采集。
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