CN106559209B - 一种帧同步的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种帧同步的方法及装置，其中，该方法包括：将所有发端可能发送的帧结构中的最短帧长作为初始的搜峰周期；在第一个搜峰周期内确定第一最大相关值位置，根据预设保护间隔和第一最大相关值位置确定第二个搜峰周期的开始位置，并确定第二个搜峰周期内的第二最大相关值位置；根据第二最大相关值位置、最短帧长以及预设保护间隔确定接收到帧的帧长度；根据帧长度确定下一个帧的帧头位置，并进入到帧同步的同步锁定状态。通过运用本发明，解决了现有了技术中的帧同步锁定之前的建链过程的局限性都较强，无法很好的实现帧同步锁定，系统性能较低的问题。

Description

一种帧同步的方法及装置

技术领域

本发明涉及通讯领域，特别是涉及一种帧同步的方法及装置。

背景技术

当今社会，无线数据传输的需求增长迅猛，无线通信技术也随之迅速发展。为了提高无线通信系统的传输容量和传输速率，当前常用的几种方式为频率分集，空间分集以及使用极化天线。为了说明本发明的技术背景，这里以微波LoS(视距传输，Light of Sight)MIMO(多天线技术，也称为多输入多输出技术，Multiple Input Multiple Output)系统作为实例，对现有技术存在的问题进行说明。

微波传输具有高速率，高稳定性以及土地资源占用少等优点，微波传输通常采用为LoS。当前微波传输系统提升吞吐量的手段主要是：1:提高信号带宽。这是最直接提升吞吐量的方式，但是带宽资源有限，所以当可用带宽达到最大时，就无法继续提升。2：采用极化天线传输的方式。这种方式是将天线分为垂直极化和水平极化，两个极化方向可以同时传输数据，理论上吞吐量是单极化传输系统的2倍。但是目前微波系统最多只可以做到2个极化方向，使得吞吐量提升也是有上限的。3:通过空间复用的方式提高微波传输系统的吞吐量。空间复用的方法不需要增加带宽资源，所以现在微波空间复用技术越来越受到广泛的关注，市场应用场景非常广阔。

然而，微波空间复用主要采用MIMO技术，区别于一般的MIMO，微波系统的多天线技术称为LoS MIMO。LoS MIMO技术在现有带宽下极大地提升了系统的吞吐量。目前厂商最多做到了2x2LoS MIMO。随着技术的加强，以后肯定会出现3x3、4x4乃至NxN LoS MIMO。

区别于一般的MIMO系统，LoS MIMO会明显地增加接收机帧同步的难度，由于收端任一天线接收到发端各天线的功率是基本相等的，随着发端天线数的增加，接收机收到信号中的主路信号功率占比随之降低，并且由于系统频偏的影响，接收机同步系统无法利用信道的正交性对干扰信号进行抑制。

另外，微波通信系统基本都要支持ACM(自适应编码调制，Adaptive Coding Modulation)功能，为了达到最大的吞吐量，通常不使用padding(填充)，这就意味着帧长在通信过程中是实时可变的。

上述种种条件都提高接收机帧同步的难度，帧同步在需要极低信噪比，帧长可变的情况下完成帧同步功能。目前常见的处理方法有：

(1)通过优化同步序列获得更好的互相关性，对帧头捕获的判定是通过将相关值与一个特定门限进行对比，大于门限的相关值会被用来作为帧头位置判定的依据。但是此方法在干扰信号功率很大时，帧头位置对应的真正相关值与数据段的相关值差别很小，而且每一帧的真正相关值波动较大，这就很难找到一个合适门限来区分相关值。

(2)目前对于可变帧长的处理通常都是收发事先约定好同步时建链所使用的帧长，在该帧长上完成同步锁定后再反馈发端帧长可变，收端通过译码得到下一帧的帧长信息后，同步随之切换帧长继而进行捕获判定。该方案在同步锁定之前，需要收发建链，且收端只能使用事先约定的帧长，局限性较强。

因此，现有技术中的帧同步锁定之前的建链过程的局限性都较强，无法很好的实现帧同步锁定，系统性能较低。

发明内容

本发明提供了一种帧同步的方法及装置，解决现有技术中的帧同步锁定之前的建链过程的局限性都较强，无法很好的实现帧同步锁定，系统性能较低的问题。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种帧同步的方法，包括：将所有发端可能发送的帧结构中的最短帧长作为初始的搜峰周期；在第一个搜峰周期内确定第一最大相关值位置P1，根据保护间隔A和所述第一最大相关值位置P1确定第二个搜峰周期的开始位置，并确定所述第二个搜峰周期内的第二最大相关值位置P2；根据所述第二最大相关值位置P2、所述最短帧长以及所述保护间隔A确定接收到帧的帧长度；根据所述帧长度确定下一个帧的帧头位置，并进入到帧同步的同步锁定状态。

进一步，在第一个搜峰周期内确定第一最大相关值位置P1，包括：每获取到一个相关值就将搜峰周期计数器加1；比较获取到的当前相关值与所述第一个搜峰周期内的最大相关值；在所述当前相关值大于所述最大相关值的情况下，则将所述最大相关值替换为所述当前相关值，并记录当前搜峰周期计数器的数值，以作为当前最大相关值位置；在当前搜峰周期内重复获取当前相关值及比较相关值的过程，直到搜峰周期计数器等于第一个搜峰周期时停止；获取所述第一个搜峰周期内的第一最大相关值位置P1。

进一步，根据预设保护间隔A和所述第一最大相关值位置P1确定第二个搜峰周期的开始位置，包括：比较所述第一最大相关值位置P1和所述预设保护间隔A的大小；在P1>A的情况下，将下一个搜峰周期的起始位置后移P1-A；在P1<A的情况下，将下一个搜峰周期的起始位置前移A-P1。

进一步，根据所述第二最大相关值位置P2、所述最短帧长以及所述预设保护间隔A确定接收到帧的帧长度，包括：所述接收到帧的帧长度Y通过如下公式确定：Y＝最短帧长+P2-A；判断所述接收到帧的帧长度是否符合预设条件，其中，所述预设条件包括：所述接收到帧的帧长度满足预定的帧长范围，或者，所述接收到帧的帧长度与所有发端可能发送的帧结构中的一个帧长相等；在所述接收到帧的帧长度符合所述预设条件的情况下，确定所述接收到帧的帧长度正确。

进一步，确定所述接收到帧的帧长度正确之后，还包括：将所述接收到帧的帧长度设置为下一个搜峰周期的长度，以根据所述接收到帧的帧长度进行搜索。

进一步，根据所述帧长度确定下一个帧的帧头位置，包括：所述下一个帧的帧头位置Z通过如下公式确定：Z＝2*P2-A。

进一步，进入到同步锁定状态之后，还包括：获取下一帧的帧长度，并根据所述帧长度调整搜峰周期的开始位置，以使搜峰周期的开始位置处于下一帧帧头的前预设个符号处，其中，所述预设个符号的长度大于接收到帧的前导序列长度、且小于接收到帧的帧长度。

进一步，根据所述帧长度调整搜峰周期的开始位置之后，还包括：判断所述下一帧帧头位置是否确定正确；其中，在最大相关值对应的位置等于所述预设个符号的长度加上所述前导序列长度的情况下，确定所述下一帧帧头位置正确；在最大相关值对应的位置不等于所述预设个符号的长度加上所述前导序列长度的情况下，确定所述下一帧帧头位置错误，并在搜峰周期到来时重新捕获帧头位置。

另一方面，本发明还提供一种帧同步的装置，包括：设置模块，用于将所有发端可能发送的帧结构中的最短帧长作为初始的搜峰周期；确定模块，用于在第一个搜峰周期内确定第一最大相关值位置P1，根据预设保护间隔A和所述第一最大相关值位置P1确定第二个搜峰周期的开始位置，并确定所述第二个搜峰周期内的第二最大相关值位置P2；根据所述第二最大相关值位置P2、所述最短帧长以及所述预设保护间隔A确定接收到帧的帧长度；根据所述帧长度确定下一个帧的帧头位置；同步模块，在根据所述帧长度确定下一个帧的帧头位置的情况下，并进入到帧同步的同步锁定状态。

进一步，所述确定模块包括：计数单元，用于每获取到一个相关值就将搜峰周期计数器加1；第一比较单元，用于比较获取到的当前相关值与所述第一个搜峰周期内的最大相关值；在所述当前相关值大于所述最大相关值的情况下，则将所述最大相关值替换为所述当前相关值，并记录当前搜峰周期计数器的数值，以作为当前最大相关值位置；在当前搜峰周期内重复获取当前相关值及比较相关值的过程，直到搜峰周期计数器等于第一个搜峰周期时停止；第一确定单元，用于获取所述第一个搜峰周期内的第一最大相关值位置P1。

进一步，所述确定模块包括：第二比较单元，用于比较所述第一最大相关值位置P1和所述预设保护间隔A的大小；第二确定单元，用于在P1>A的情况下，将下一个搜峰周期的起始位置后移P1-A；在P1<A的情况下，将下一个搜峰周期的起始位置前移A-P1。

进一步，所述确定模块包括：第三确定单元，用于通过如下公式确定所述接收到帧的帧长度Y：Y＝最短帧长+P2-A；判断单元，用于判断所述接收到帧的帧长度是否符合预设条件，其中，所述预设条件包括：所述接收到帧的帧长度满足预定的帧长范围，或者，所述接收到帧的帧长度与所有发端可能发送的帧结构中的一个帧长相等；第四确定单元，用于在所述接收到帧的帧长度符合所述预设条件的情况下，确定所述接收到帧的帧长度正确。

进一步，所述第四确定单元，还用于将所述接收到帧的帧长度设置为下一个搜峰周期的长度，以根据所述接收到帧的帧长度进行搜索。

进一步，所述确定模块，还用于通过如下公式确定所述下一个帧的帧头位置Z：Z＝2*P2-A。

进一步，所述装置还包括：调整模块，用于获取下一帧的帧长度，并根据所述帧长度调整搜峰周期的开始位置，以使搜峰周期的开始位置处于下一帧帧头的前预设个符号处，其中，所述预设个符号的长度大于接收到帧的前导序列长度、且小于接收到帧的帧长度。

进一步，所述装置还包括：判断模块，用于判断所述下一帧帧头位置是否确定正确；其中，在最大相关值对应的位置等于所述预设个符号的长度加上前导序列长度的情况下，确定所述下一帧帧头位置正确；在最大相关值对应的位置不等于所述预设个符号的长度加上前导序列长度的情况下，确定所述下一帧帧头位置错误，并在搜峰周期到来时重新捕获帧头位置。

本发明使用所有ACM列表中的最短帧长作为初始的搜峰周期，通过调节搜峰周期开始的位置保证两个最短搜峰周期内可以捕获到两个和帧头位置对应的最大相关值，以确定帧长度和下一个帧的帧头位置，对所有的强干扰及帧长实时可变系统的帧同步都存在较强的适用性，解决了现有了技术中的帧同步锁定之前的建链过程的局限性都较强，无法很好的实现帧同步锁定，系统性能较低的问题。

附图说明

图1是本发明实施例中帧同步的方法的流程图；

图2是本发明实施例中帧同步的装置的结构示意图；

图3是本发明实施例中帧同步的装置确定模块的第一优选结构示意图；

图4是本发明实施例中帧同步的装置确定模块的第二优选结构示意图；

图5是本发明实施例中帧同步的装置确定模块的第三优选结构示意图；

图6是本发明实施例中帧同步的装置的优选结构示意图；

图7是本发明优选实施例中第二个搜峰周期后移示意图；

图8是本发明优选实施例中第二个搜峰周期前移示意图；

图9是本发明优选实施例中帧同步在收端系统中所处的位置示意图；

图10是本发明优选实施例中帧同步内部处理流程图；

图11是本发明优选实施例中同步锁定前的处理流程图；

图12是本发明优选实施例中帧长度不满足预设条件时的位移处理图；

图13是本发明优选实施例中进入帧同步锁定后的处理流程图。

具体实施方式

为了解决现有技术中的帧同步锁定之前的建链过程的局限性都较强，无法很好的实现帧同步锁定，系统性能较低的问题，本发明提供了一种帧同步的方法及装置，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。

本发明实施例提供了一种帧同步的方法，该方法的流程如图1所示，包括步骤S102至108：

S102，将所有发端可能发送的帧结构中的最短帧长作为初始的搜峰周期；具体实现时，如果发端为ACM系统，则可以根据ACM列表作为帧长短的参考，选择ACM列表内最短帧长作为初始的搜峰周期。

S104，在第一个搜峰周期内确定第一最大相关值位置(P1)，根据预设保护间隔(A)和P1确定第二个搜峰周期的开始位置，并确定第二个搜峰周期内的第二最大相关值位置(P2)；

S106，根据P2、最短帧长以及A确定接收到帧的帧长度；

S108，根据帧长度确定下一个帧的帧头位置，并进入到帧同步的同步锁定状态。

本发明实施例使用所有发端可能发送的帧结构中的最短帧长作为初始的搜峰周期，通过调节搜峰周期开始的位置保证两个最短搜峰周期内可以捕获到两个和帧头位置对应的最大相关值，以确定帧长度和下一个帧的帧头位置，对所有的强干扰及帧长实时可变系统的帧同步都存在较强的适用性，解决了现有了技术中的帧同步锁定之前的建链过程的局限性都较强，无法很好的实现帧同步锁定，系统性能较低的问题。

在第一个搜峰周期内和第二个搜峰周期内都需要确定本周期内的最大相关值位置，确定的方法是一样的，本实施例以在第一个搜峰周期内确定P1为例进行说明。实现时，在第一个搜峰周期开始的情况下，每获取到一个相关值就将搜峰周期计数器加1；比较获取到的当前相关值与第一个搜峰周期内的最大相关值；在当前相关值大于最大相关值的情况下，则将最大相关值替换为当前相关值，并记录当前搜峰周期计数器的数值，以作为当前最大相关值位置；在当前搜峰周期内重复获取当前相关值及比较相关值的过程，直到搜峰周期计数器等于第一个搜峰周期时停止；获取第一个搜峰周期内的P1，以确定P1就是本搜峰周期内的最大相关值位置。在搜峰周期内寻找最大相关值位置时，并不是采用现有技术与固定门限进行比较的方法，而是采用冒泡法来确定最大相关值位置，能够最大化的实现判定概率。

根据A和P1确定第二个搜峰周期的开始位置可以包括如下过程：比较P1和A的大小；在P1>A的情况下，将下一个搜峰周期的起始位置后移P1-A；在P1<A的情况下，将下一个搜峰周期的起始位置前移A-P1。其中，A通常为硬件耗时所带来的时间延时。

根据P2、最短帧长以及A确定接收到帧的帧长度可以包括如下过程：接收到帧的帧长度Y通过如下公式确定：Y＝最短帧长+P2-A；判断接收到帧的帧长度是否符合预设条件，其中，预设条件包括：接收到帧的帧长度满足预定的帧长范围，或者，接收到帧的帧长度与所有发端可能发送的帧结构中的一个帧长相等；在接收到帧的帧长度符合预设条件的情况下，确定接收到帧的帧长度正确，并将接收到帧的帧长度设置为下一个搜峰周期的长度，以根据接收到帧的帧长度进行搜索。随后，通过如下公式确定下一个帧的帧头位置Z：Z＝2*P2-A。

在进入到同步锁定状态之后，获取下一帧的帧长度，并根据帧长度调整搜峰周期的开始位置，以使搜峰周期的开始位置处于下一帧帧头的前预设个符号处，其中，预设个符号的长度大于接收到帧的前导序列长度、且小于接收到帧的帧长度。随后，判断下一帧帧头位置是否确定正确；实现时，在最大相关值对应的位置等于预设个符号的长度加上前导序列长度的情况下，确定下一帧帧头位置正确；在最大相关值对应的位置不等于预设个符号的长度加上前导序列长度的情况下，确定下一帧帧头位置错误，并在搜峰周期到来时重新捕获帧头位置。本发明实施例在检测帧头位置的过程中，采用了将最大相关值对应的位置与预设个符号的长度加上前导序列长度进行比较的方式，此种方式能够更加精确的判定下一帧帧头位置是否确定正确。

本发明实施例还提供了一种帧同步的装置，该装置的结构示意如图2所示，包括：设置模块10，用于将所有发端可能发送的帧结构中的最短帧长作为初始的搜峰周期；确定模块20，与设置模块10耦合，用于在第一个搜峰周期内确定P1，根据A和P1确定第二个搜峰周期的开始位置，并确定第二个搜峰周期内的P2；根据P2、最短帧长以及A确定接收到帧的帧长度；根据帧长度确定下一个帧的帧头位置；同步模块30，与确定模块20耦合，在根据帧长度确定下一个帧的帧头位置的情况下，并进入到帧同步的同步锁定状态。

图3示出了上述确定模块20的第一优选结构示意图，其可以包括：计数单元201，用于每获取到一个相关值就将搜峰周期计数器加1；第一比较单元202，与计数单元201耦合，用于比较获取到的当前相关值与第一个搜峰周期内的最大相关值；在当前相关值大于最大相关值的情况下，则将最大相关值替换为当前相关值，并记录当前搜峰周期计数器的数值，以作为当前最大相关值位置；在当前搜峰周期内重复获取当前相关值及比较相关值的过程，直到搜峰周期计数器等于第一个搜峰周期时停止；第一确定单元203，与第一比较单元202耦合，用于获取第一个搜峰周期内的P1。

图4示出了上述确定模块20的第二优选结构示意图，在图3的基础上，其还可以包括：第二比较单元204，与第一确定单元203耦合，用于比较P1和A的大小；第二确定单元205，与第二比较单元204耦合，用于在P1>A的情况下，将下一个搜峰周期的起始位置后移P1-A；在P1<A的情况下，将下一个搜峰周期的起始位置前移A-P1。

图5示出了上述确定模块20的第三优选结构示意图，在图4的基础上，其还可以包括：第三确定单元206，与第二确定单元205耦合，用于通过如下公式确定接收到帧的帧长度Y：Y＝最短帧长+P2-A；判断单元207，与第三确定单元206耦合，用于判断接收到帧的帧长度是否符合预设条件，其中，预设条件包括：接收到帧的帧长度满足预定的帧长范围，或者，接收到帧的帧长度与所有发端可能发送的帧结构中的一个帧长相等；第四确定单元208，与判断单元207耦合，用于在接收到帧的帧长度符合预设条件的情况下，确定接收到帧的帧长度正确。其中，第四确定单元，还用于将接收到帧的帧长度设置为下一个搜峰周期的长度，以根据接收到帧的帧长度进行搜索。

进一步，上述的确定模块20还可以用于通过如下公式确定下一个帧的帧头位置Z：Z＝2*P2-A。

图6示出了上述帧同步的装置的优选结构示意图，在图2的基础上，其还可以包括：调整模块40，与同步模块30耦合，用于获取下一帧的帧长度，并根据帧长度调整搜峰周期的开始位置，以使搜峰周期的开始位置处于下一帧帧头的前预订个符号处；判断模块50，与调整模块40耦合，用于判断下一帧帧头位置是否确定正确；其中，在最大相关值对应的位置等于预设个符号的长度加上前导序列长度的情况下，确定下一帧帧头位置正确；在最大相关值对应的位置不等于预设个符号的长度加上前导序列长度的情况下，确定下一帧帧头位置错误，并在搜峰周期到来时重新捕获帧头位置。

但是需要表明的是，该技术方案不仅仅限于应用在微波传输系统中，只要是存在强干扰信号的接收机，都可以使用该方案提升帧同步的性能

优选实施例

本发明提出了一种“盲同步”方式的帧同步的方法，建链过程中无需知道此时发端发送帧的帧长，适用于各种相关序列以及相关方式产生的相关值序列，并且无需事先知道建链时发端所使用的帧长。本方法先使用所有ACM列表中的最短帧长作为初始的搜峰周期，通过调节搜峰周期开始的位置保证两个最短搜峰周期内可以捕获到一个和帧头位置对应的最大相关值。在单个搜峰周期内判定最大相关值时采用冒泡排序方式最大化判定的概率。并且对相关值距离采用二次判定，最大概率保证相关值位置判定的正确性。需要再次强调的是，此方法不仅适用于微波LoS MIMO系统，对所有的强干扰及帧长实时可变系统的帧同步都是可用的。

本发明实施例提供的帧同步的方法包括以下过程S1至S8：

S1：首先获取收端同步相关器输出的相关值。本实施例对参与相关的前导序列形式和长度不做要求，对相关方式的处理也不做要求。例如，前导序列可以选用QPSK(正交相移键控，Quadrature Phase Shift Keyin)符号，ZC序列等，相关方式包含但不限于直接相关，差分相关，分段相关等。由于接收到的数据帧包括帧头和数据，当将该帧数据通过相关器时，会得到多个相关值，相关值最大处对应的位置就是帧头位置，因此，在下面的过程中，会搜索最大相关值位置。

S2：获取所有可能帧长中最小帧长，获取方式可以采用查表，公式计算等，令最小的帧长作为初始的搜峰周期，初始化搜峰周期计数器、最大相关值和最大相关值位置为0。

搜峰周期开始后，每经过一个相关值，搜峰周期计数器加1，并且比较当前的相关值与最大相关值，如果当前相关值大于最大的相关值，则将最大相关值替换为当前相关值，并且记录下当前搜峰周期计数器的数值作为当前最大相关值位置。重复此过程直到搜峰周期计数器等于搜峰周期，获取最大相关值位置，记为P1。

S3：当S2中初始的搜峰周期完成后，如果最大相关值的位置P1不等于设定值A(通常情况下表示硬件耗时，其中A为非负数，A可以根据实现需要灵活选取)，并且帧长关系需要满足2*最小帧长>最大帧长+A。此时，如果P1>A，则需要将下一个搜峰周期的位置后移P1-A，如图7所示；如果P1<A,则需要将下一个搜峰周期的位置前移A-P1，如图8所示。

S4：第二个搜峰周期长度仍然设置等于最短帧长，重复S2中的步骤，找到本周期的最大相关值位置P2。令帧长Y＝最小帧长+P2-A，并判定Y是否满足特定的帧长范围或者是否与所有可能帧长中的一个相等，判定的方法可以采用但不限于查表，公式计算等。如果Y满足特定帧长范围或者与其中的一个可能帧长相等，则进入S5，否则进入S6。

S5：搜峰周期计数器清零，搜峰周期变为计算得到的Y，下一帧的帧头位置为2*P2-A，进入同步锁定状态。

S6：搜峰周期计数器清零，P2，P1清零。令搜峰周期为最短帧长，令下一个搜峰周期为新的初始搜峰周期，重新进入S2。

S7：若经过设定的时间T后，仍未到达同步锁定状态，则上报同步超时指示，并在接收到超时指示后进行相应的处理，处理的方法包含但不限于扫频，增大前导功率等。

S8：在进入到同步锁定状态下，需要获取下一帧的帧长信息，获取方式包含但不限于从译码模块获取，利用时间信息查表等。帧同步根据帧长信息实时调整搜峰周期开始的位置，令搜峰周期总是在下一帧的帧头前B个符号处开启(B是一个非负数，一般认为前导序列长<B<帧长)。如果最大相关值位置等于B+前导序列长，则认为该相关值位置正确；否则认为该相关值位置错误。如果出现了一个或者若干个或者连续若干个搜峰周期(比如6个搜峰周期)相关值位置错误的，则进入S2，重新开始同步捕获帧头位置的过程。

下面结合附图对上述过程进行详细说明。

本发明应用于微波通信系统接收机帧同步模块，帧同步在系统中所处的处理位置如图9所示。中频信号首先下采样经过基带定时模块，这里应用的是无需已知符号的盲定时。定时收敛后将输出的基带符号送入至帧同步模块。帧同步模块同步锁定后，向均衡模块及频偏估计模块送出帧头打标，后者根据帧头位置锁定已知符号信息，进行信道估计和载波恢复。其中，帧同步内部处理流程如图10所示。

如图11所示，为帧同步的方法中同步锁定前的处理流程，其包括S1101至S1112。

S1101，获得所有可能出现的帧长中的最小帧长，将搜峰周期初始化为最小帧长。获得最小帧长的方式可以通过查表，公式计算等，这里假设所有的帧长信息都存储在MCS帧长表格中，通过查表获得了MCS帧长中的最小值。获取最小值后将搜峰周期初始化为最小帧长。

S1102，初始化搜峰周期计数器为0，最大峰值和最大峰值位置均清零。搜峰周期计数器可以计数的最大值不能小于最大帧长。搜峰周期计数器的工作原理是每输入一个新的相关值，计数器加1。直到计数到搜峰周期为止。这里还需初始化一个最大相关值和最大相关值位置为0。

S1103，判断搜峰周期计数器是否小于搜峰周期。如果是，则执行S1104，否则执行S1107。

S1104，当搜峰周期计数器小于搜峰周期时，需要将当前相关值与最大相关值做对比，以判断当前相关值是否大于最大相关值。如果是，则执行S1105，否则执行S1106。

S1105，将最大相关值替换为当前相关值，即将当前相关值作为最大相关值，写入到最大相关值内，并且记录此时搜峰周期计数器的数值作为当前最大相关值的位置。

S1106，搜峰计数器加1，输入下一个相关值，返回至S1103执行。执行过程直到搜峰计数器记到搜峰周期时，即搜峰周期计数器等于搜峰周期时，也就是S1103的否定状态，执行S1107。

S1107，判断是否为第一个搜峰周期。如果是，则执行S1108，否则执行S1110。

S1108，获取第一个搜峰周期的最大位置，并记为P1。

S1109，向前或者向后移动第二个搜峰周期的起始位置，执行S1102。

实现时，将P1与A比较，A是一个人为设定的值，A非负并且A的取值一般取决于实际环境中的硬件(软件)时延，这里要求最大和最小帧长需要满足：2*最小帧长>最大帧长+A。当P1>A时，需要将第二个搜峰周期的起始位置后移P1-A；当P1<A时，需要将第二个搜峰周期的起始位置前移A-P1。这样做的目的是保证第二个搜峰周期内可以覆盖到一个帧头信号对应的最大相关值。

S1110，获取第二个搜峰周期的最大位置，并记为P2。

S1111，计算帧长度U，并判断帧长度是否符合预设条件。如果是，则执行S1112，否则执行S1101。此过程中，设U＝最小帧长+P2-A。

如果U不在特定的帧长范围内或者U并不是MCS帧长中的一个，则返回S1101，即需要将搜峰周期调整为最短帧长，并且重置最大相关值、最大相关值位置，并且将下一个搜峰周期视为新的第一个搜峰周期，其位移处理如图12所示。

S1112，如果U与所有可能的MCS帧长中的一个相等，或者U在一个特定的指定范围内，则认为符合预设条件，即捕获成功，进入帧同步锁定状态。这里比较的方法可以采用查表，公式计算等。此时需要将搜峰周期调整为U，并且重置最大相关值、最大相关值位置为0。

上述过程实现时，可以采用连续若干帧捕获成功后认定同步锁定，比如连续5帧捕获成功认为同步锁定，这里需要说明的是，即使只有一次同步捕获成功也可以认定同步锁定。

如果长时间(比如35ms)仍未捕获成功，则需要上报同步超时指示，需要在帧同步前端进行预处理，以提升帧同步的相关性能，例如扫频操作、提高前导序列功率等。

如图13所示，为帧同步的方法中进入帧同步锁定后的处理流程，其包括S1301至S1316。

S1301，启动帧头打标计数器，判断帧长计数器是否为0。如果是，则执行S1302，否则执行S1303。

S1302，获取下一帧的帧长信息。下一帧的帧长信息可以通过译码反馈，按时间查表等，本实施例中采用了译码反馈的方式。

S1303，每经过一个相关值，帧头打标计数器减1。

S1304，判断帧长计数器是否等于B，其中B是非负数，前导序列长<B<帧长，需要说明，B的取值取决于实际应用环境，并不需要固定取值。B越小发生同步失锁的概率越小，B越大能够更快的捕获到信道的恶化程度。

如果帧长计数器等于B，则执行S1305，否则执行S1310。

S1305，初始化搜峰周期为C，且C>B+前导长。

S1306，判断搜峰周期计数器是否小于搜峰周期。如果是，则执行S1307，否则执行S1311。

S1307，判断当前相关值是否大于最大相关值。上述过程中，初始化搜峰周期计数器、最大相关值和最大相关值位置为0。每经过一个相关值，将此相关值与当前最大相关值对比。

S1308，将此相关值替换为当前最大相关值，并记录搜峰周期计数器的数值为当前最大相关值位置。

S1309，搜峰周期计数器加1，进行下一个相关值的比较。直到搜峰周期计数器等于搜峰周期C。

S1310，搜峰周期是否开始。如果是，则执行S1306，否则执行S1301。

S1311，搜峰周期计数器置零，搜峰周期关闭。

S1312，获取次搜峰周期的最大相关值位置，并判断最大峰值位置是否等于B+前导序列长度。如果是，则执行S1313，否则执行S1314。

S1313，如果该位置等于B+前导长度，则认为此搜峰周期的最大相关值位置正确，帧头失锁计数器重置为0，并返回S1301。

S1314，如果该位置不等于B+前导长度，则判定此最大相关值位置错误，并且帧头失锁计数器加1。重置搜峰周期计数器、最大相关值以及最大相关值位置为0。

S1315，判断帧头失锁计数器是否大于预设错误次数N。如果是，则执行S1316，否则执行S1301。

S1316，判定同步失锁。

上述过程实现时，当错误的最大相关值位置个数计数器小于设定值(比如6)时，如果发生了一次最大相关值位置正确，则将错误相关值个数计数器置0。如果错误相关值计数器到达了设定值，则判定同步失锁，失锁后进入同步锁定前的同步捕获流程。

本发明实施例的有益效果如下：

(1)在同步建链状态下，无需知道发端组帧模块正在使用的帧长。这样可以让增加发端编码组帧模块的灵活性，无需为了帧长固定而使用pading，非常有利于提高系统的有效吞吐量。

(2)在保护模式下以及类似的场景下，如果主板(备板)如果有一个发生了意外断链，再建链过程中无需从备板(主板)获取当前的ACM信息中的帧长数值，任意一块板子都可以自己进行重建链动作。这样减少了板件的交互信息，减少板间接口。

(3)在强干扰下，前导序列对应的相关值不明显并且有较大波动时可以极大的提高同步捕获概率。

(4)在帧长判定时引入了与所有可能帧长的比较判定，增加了帧同步的准确性。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (14)

1.一种帧同步的方法，其特征在于，包括：

将所有发端可能发送的帧结构中的最短帧长作为初始的搜峰周期；

在第一个搜峰周期内确定第一最大相关值位置P1，根据预设保护间隔A和所述第一最大相关值位置P1确定第二个搜峰周期的开始位置，并确定所述第二个搜峰周期内的第二最大相关值位置P2；

根据所述第二最大相关值位置P2、所述最短帧长以及所述预设保护间隔A确定接收到帧的帧长度；其中，所述接收到帧的帧长度Y通过如下公式确定：Y＝最短帧长+P2-A；

根据所述帧长度确定下一个帧的帧头位置，并进入到帧同步的同步锁定状态；其中，所述下一个帧的帧头位置Z通过如下公式确定：Z＝2*P2-A。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一个搜峰周期内确定第一最大相关值位置P1，包括：

每获取到一个相关值就将搜峰周期计数器加1；

比较获取到的当前相关值与所述第一个搜峰周期内的最大相关值；

在所述当前相关值大于所述最大相关值的情况下，则将所述最大相关值替换为所述当前相关值，并记录当前搜峰周期计数器的数值，以作为当前最大相关值位置；

在当前搜峰周期内重复获取当前相关值及比较相关值的过程，直到搜峰周期计数器等于第一个搜峰周期时停止；

获取所述第一个搜峰周期内的第一最大相关值位置P1。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据预设保护间隔A和所述第一最大相关值位置P1确定第二个搜峰周期的开始位置，包括：

比较所述第一最大相关值位置P1和所述预设保护间隔A的大小；

在P1>A的情况下，将下一个搜峰周期的起始位置后移P1-A；在P1<A的情况下，将下一个搜峰周期的起始位置前移A-P1。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第二最大相关值位置P2、所述最短帧长以及所述预设保护间隔A确定接收到帧的帧长度，包括：

判断所述接收到帧的帧长度是否符合预设条件，其中，所述预设条件包括：所述接收到帧的帧长度满足预定的帧长范围，或者，所述接收到帧的帧长度与所有发端可能发送的帧结构中的一个帧长相等；

在所述接收到帧的帧长度符合所述预设条件的情况下，确定所述接收到帧的帧长度正确。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，确定所述接收到帧的帧长度正确之后，还包括：

将所述接收到帧的帧长度设置为下一个搜峰周期的长度，以根据所述接收到帧的帧长度进行搜索。

6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，进入到同步锁定状态之后，还包括：

获取下一帧的帧长度，并根据所述帧长度调整搜峰周期的开始位置，以使搜峰周期的开始位置处于下一帧帧头的前预设个符号处，其中，所述预设个符号的长度大于接收到帧的前导序列长度、且小于接收到帧的帧长度。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述帧长度调整搜峰周期的开始位置之后，还包括：

判断所述下一帧帧头位置是否确定正确；其中，在最大相关值对应的位置等于所述预设个符号的长度加上所述前导序列长度的情况下，确定所述下一帧帧头位置正确；在最大相关值对应的位置不等于所述预设个符号的长度加上所述前导序列长度的情况下，确定所述下一帧帧头位置错误，并在搜峰周期到来时重新捕获帧头位置。

8.一种帧同步的装置，其特征在于，包括：

设置模块，用于将所有发端可能发送的帧结构中的最短帧长作为初始的搜峰周期；

确定模块，用于在第一个搜峰周期内确定第一最大相关值位置P1，根据预设保护间隔A和所述第一最大相关值位置P1确定第二个搜峰周期的开始位置，并确定所述第二个搜峰周期内的第二最大相关值位置P2；根据所述第二最大相关值位置P2、所述最短帧长以及所述预设保护间隔A确定接收到帧的帧长度；根据所述帧长度确定下一个帧的帧头位置；其中，所述确定模块包括：第三确定单元，用于通过如下公式确定所述接收到帧的帧长度Y：Y＝最短帧长+P2-A；所述确定模块，还用于通过如下公式确定所述下一个帧的帧头位置Z：Z＝2*P2-A；

同步模块，在根据所述帧长度确定下一个帧的帧头位置的情况下，并进入到帧同步的同步锁定状态。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述确定模块包括：

计数单元，用于每获取到一个相关值就将搜峰周期计数器加1；

第一比较单元，用于比较获取到的当前相关值与所述第一个搜峰周期内的最大相关值；在所述当前相关值大于所述最大相关值的情况下，则将所述最大相关值替换为所述当前相关值，并记录当前搜峰周期计数器的数值，以作为当前最大相关值位置；在当前搜峰周期内重复获取当前相关值及比较相关值的过程，直到搜峰周期计数器等于第一个搜峰周期时停止；

第一确定单元，用于获取所述第一个搜峰周期内的第一最大相关值位置P1。

10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述确定模块包括：

第二比较单元，用于比较所述第一最大相关值位置P1和所述预设保护间隔A的大小；

第二确定单元，用于在P1>A的情况下，将下一个搜峰周期的起始位置后移P1-A；在P1<A的情况下，将下一个搜峰周期的起始位置前移A-P1。

11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述确定模块包括：

判断单元，用于判断所述接收到帧的帧长度是否符合预设条件，其中，所述预设条件包括：所述接收到帧的帧长度满足预定的帧长范围，或者，所述接收到帧的帧长度与所有发端可能发送的帧结构中的一个帧长相等；

第四确定单元，用于在所述接收到帧的帧长度符合所述预设条件的情况下，确定所述接收到帧的帧长度正确。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，

所述第四确定单元，还用于将所述接收到帧的帧长度设置为下一个搜峰周期的长度，以根据所述接收到帧的帧长度进行搜索。

13.如权利要求8至12中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

调整模块，用于获取下一帧的帧长度，并根据所述帧长度调整搜峰周期的开始位置，以使搜峰周期的开始位置处于下一帧帧头的前预设个符号处，其中，所述预设个符号的长度大于接收到帧的前导序列长度、且小于接收到帧的帧长度。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

判断模块，用于判断所述下一帧帧头位置是否确定正确；其中，在最大相关值对应的位置等于所述预设个符号的长度加上所述前导序列长度的情况下，确定所述下一帧帧头位置正确；在最大相关值对应的位置不等于所述预设个符号的长度加上所述前导序列长度的情况下，确定所述下一帧帧头位置错误，并在搜峰周期到来时重新捕获帧头位置。

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