CN110247721B - 一种数据传输方法、发送装置、接收装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数据传输方法、发送装置、接收装置及系统，用以解决现有技术中数据同步效率低的技术问题。方法包括：发送装置将原始数据帧中数据部分的多个预设字段调整到帧头，获得调整后的数据帧；其中，所述多个预设字段在所述帧头中按照预设的排序方式排序，形成预设字段组；所述发送装置采用本地预先存储的伪随机同步序列替换所述帧头中的预设字段组，获得替换后的数据帧；所述发送装置对所述替换后的数据帧进行数字调制和射频调制，获得射频信号；所述发送装置将所述射频信号发送至接收装置，以使所述接收装置在接收到所述射频信号后，基于所述伪随机同步序列进行时间同步和频率同步。

Description

一种数据传输方法、发送装置、接收装置及系统

技术领域

本发明涉及信号处理领域，特别涉及一种数据传输方法、发送装置、接收装置及系统。

背景技术

数字视频广播(Digital Video Broadcast，DVB)是由欧洲电信标准化组织、欧洲电子标准化组织和欧洲广播联盟联合组成的专家组发起的全球性数字视频广播标准。

在基于DVB-S、DVB-C等标准的有线传输中，为了提升传输有效载荷的效率，数据帧的帧格式中只有少量或者单一的同步(Sync)字段，该Sync字段仅用于标识一个数据帧的有效数据部分中的数据包的起始位置，同时该字段也是数据帧的有效载荷的一部分，无法在接收装置中起到辅助时钟边界同步的作用，因此这类数据传输方式中的接收装置接收到的正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying，QPSK)或正交振幅调制(QuadratureAmplitude Modulation，QAM)调制信号都没有任何辅助信息，接收装置必须从QPSK或者QAM调制信号本身的特征出发，进行时钟盲同步和修复后，才能启动解调过程，但是，这样使得接收装置对调制信号进行时间同步和频率同步的耗时较长，进而导致数据同步效率低。

发明内容

本发明实施例提供一种数据传输方法、发送装置、接收装置及系统，用以解决现有技术中时间同步和频率同步的耗时较长，进而导致数据同步效率低的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种数据传输方法，包括：

发送装置将原始数据帧中数据部分的多个预设字段调整到帧头，获得调整后的数据帧；其中，所述多个预设字段在所述帧头中按照预设的排序方式排序，形成预设字段组；

所述发送装置采用本地预先存储的伪随机同步序列替换所述帧头中的预设字段组，获得替换后的数据帧；

所述发送装置对所述替换后的数据帧进行数字调制和射频调制，获得射频信号；

所述发送装置将所述射频信号发送至接收装置，以使所述接收装置在接收到所述射频信号后，基于所述伪随机同步序列进行时间同步和频率同步。

在本实施方式中，发送装置提取原始数据帧中多个预设字段，以预设的排序方式对提取出的预设字段进行排序形成预设字段并放置到帧头，然后采用本地预先存储的伪随机同步序列对帧头中的预设字段组进行替换，获得替换后的数据帧，然后再对替换后的数据帧进行数字调制和射频调制并将调制后的信号发送到接收装置，使得接收装置在收到信号后可基于信号中的伪随机同步序列进行时间同步和频率同步，有效缩短时间同步和频率同步的时长，提高数据传输的效率。

可选的，所述预设字段包括Sync字段。

可选的，所述发送装置在采用本地预先存储的伪随机同步序列替换所述帧头中的预设字段组之前，还包括：

所述发送装置确定数字调制方式；

所述发送装置采用本地预先存储的伪随机同步序列替换所述帧头中的预设字段组，具体包括：

所述发送装置采用所述数字调制方式对应的伪随机同步序列替换所述帧头中的预设字段组。

在本实施方式中，不同的数字调制方式对应不同的伪随机同步序列，发送装置采用数字调制方式对应的伪随机同步序列替换所述帧头中的预设字段组，这样接收装置在接收信号后可根据信号中的伪随机同步序列确定对应的数字解调方式，并根据确定出的数字解调方式对接收到的信号进行数字解调。相较于现有技术中发送装置和接收装置只能预先约定一种数字调制解调方式进行数据传输而言，本实施方式中的发送装置和接收装置可以不用预先约定数字调制解调方式，可灵活选择数字调制解调方式进行数据传输，提高了接收装置自适应调整解码的能力。

可选的，所述伪随机同步序列的长度与所述预设字段组的长度相同。

在本实施方式中，伪随机同步序列与预设字段组等长，实现了在不增加数据帧载荷开销的情况下在数据帧中生成伪随机同步序列，进而帮助接收装置快速完成时间同步、频率同步以及解调方式的识别。

第二方面，本发明实施例提供一种数据传输方法，包括：

接收装置接收发送装置发送的射频信号后，对所述射频信号进行射频解调，获得基带信号；其中，所述基带信号中的数据帧的帧头为伪随机同步序列；

所述接收装置使用本地预先存储的伪随机同步序列对所述基带信号进行相关检测，确定出所述数据帧的边界位置；

所述接收装置基于所述数据帧的边界位置进行时间同步和频率同步；

所述接收装置对所述数据帧进行数字解调，获得数字解调后的数据帧；

所述接收装置将所述数字解调后的数据帧的帧头中的伪随机同步序列替换为预设字段组，获得替换后的数据帧；

所述接收装置将所述预设字段组包含的多个预设字段调整到数据帧的数据部分，获得原始数据帧。

在本实施方式中，接收装置从发送装置接收到信号后采用本地预先存储的伪随机同步序列进行相关检测，然后基于相关检测的结果快速确定出数据帧的边界位置，进而根据确定出数据帧的边界位置进行时间同步和频率同步，并在射频解调之前，将数据帧中的伪随机同步序列替换回到原有同步字段。相较于现有技术从调制信号本身的特征进行时钟盲同步和修复的方案，本发明实施例技术方案中的接收装置基于数据帧的帧头中的伪随机同步序列进行时间同步和频率同步，可以有效缩短时间同步和频率同步的时长，提高数据同步的效率。

可选的，所述预设字段包括Sync字段。

可选的，所述接收装置使用本地预先存储的伪随机同步序列对所述基带信号进行相关检测，具体包括：

所述接收装置使用本地预先存储的多个伪随机同步序列对所述基带信号进行相关检测，确定出产生最高相关峰值的数据帧位置、产生最高相关峰值的伪随机同步序列；

所述接收装置确定出所述数据帧的边界位置，具体包括：

所述接收装置确定所述产生最高相关峰值的数据帧位置为所述数据帧的边界位置；

所述接收装置对所述数据帧进行数字解调，具体包括：

所述接收装置使用所述产生最高相关峰值的伪随机同步序列对应的数字解调方式对所述数据帧进行数字解调。

在本实施方式中，不同的伪随机同步序列对应不同数字解调方式，接收装置在收到信号后采用本地预先存储的伪随机同步序列进行相关检测，基于检测结果确定数据帧的边界位置，即产生最高相关峰值的数据帧位置，进而实现快速的数字同步和频率同步，提高了数据同步的效率；同时，基于检测结果识别数据帧的帧头中的伪随机同步序列，即产生最高相关峰值的伪随机同步序列，并采用帧头中的伪随机同步序列对应的数字解调方式对接收到的信号进行数字解调，相较于技术而言，发送装置和接收装置可以不用预先约定数字调制解调方式，提高了接收装置自适应调整解码的能力。

可选的，所述伪随机同步序列的长度与所述预设字段组的长度相同。

在本实施方式中，伪随机同步序列与预设字段组等长，实现了在不增加数据帧载荷开销的情况下在数据帧中生成伪随机同步序列，进而帮助接收装置快速完成时间同步、频率同步以及解调方式的识别。

第三方面，本发明实施例提供一种发送装置，包括：

处理模块，用于将原始数据帧中数据部分的多个预设字段调整到帧头，获得调整后的数据帧；其中，所述多个预设字段在所述帧头中按照预设的排序方式排序，形成预设字段组；采用本地预先存储的伪随机同步序列替换所述帧头中的预设字段组，获得替换后的数据帧；

调制模块，用于对所述替换后的数据帧进行数字调制和射频调制，获得射频信号；

发送模块，用于将所述射频信号发送至接收装置，以使所述接收装置在接收到所述射频信号后，基于所述伪随机同步序列进行时间同步和频率同步。

可选的，所述预设字段包括Sync字段。

可选的，所述处理模块还用于：

在采用本地预先存储的伪随机同步序列替换所述帧头中的预设字段组之前，确定数字调制方式；采用所述数字调制方式对应的伪随机同步序列替换所述帧头中的预设字段组。

可选的，所述伪随机同步序列的长度与所述预设字段组的长度相同。

第四方面，本发明实施例提供一种接收装置，包括：

接收模块，用于接收发送装置发送的射频信号；

解调模块，用于对所述射频信号进行射频解调，获得基带信号；其中，所述基带信号中的数据帧的帧头为伪随机同步序列；

检测模块，用于使用本地预先存储的伪随机同步序列对所述基带信号进行相关检测，确定出所述数据帧的边界位置；

同步模块，用于基于所述数据帧的边界位置进行时间同步和频率同步；

所述解调模块，还用于对所述数据帧进行数字解调，获得数字解调后的数据帧；

处理模块，用于将所述数字解调后的数据帧的帧头中的伪随机同步序列替换为预设字段组，获得替换后的数据帧；将所述预设字段组包含的多个预设字段调整到数据帧的数据部分，获得原始数据帧。

可选的，所述预设字段包括Sync字段。

可选的，所述检测模块具体用于：

使用本地预先存储的多个伪随机同步序列对所述基带信号进行相关检测，确定出产生最高相关峰值的数据帧位置、产生最高相关峰值的伪随机同步序列；确定所述产生最高相关峰值的数据帧位置为所述数据帧的边界位置；

所述解调模块具体用于：使用所述产生最高相关峰值的伪随机同步序列对应的数字解调方式对所述数据帧进行数字解调。

可选的，所述伪随机同步序列的长度与所述预设字段组的长度相同。

第五方面，本发明实施例提供一种数据传输系统，包括：

本发明实施例第三方面或第三方面的任一种可选的实施方式所述的发送装置；以及

本发明实施例第三方面或第三方面的任一种可选的实施方式所述的接收装置。

第六方面，本发明实施例提供一种数据传输设备，包括：

至少一个处理器，以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器、通信接口；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器用于执行所述存储器中的指令，以在执行所述指令时执行本发明实施例第一方面或第二方面所述的方法。

第七方面，本发明实施例提供计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行本发明实施例第一方面或第二方面所述的方法。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

发送装置提取原始数据帧中多个预设字段，以预设的排序方式对提取出的预设字段进行排序形成预设字段并放置到帧头，然后采用本地预先存储的伪随机同步序列对帧头中的预设字段组进行替换，获得替换后的数据帧，然后再对替换后的数据帧进行数字调制和射频调制并将调制后的信号发送到接收装置；接收装置在收到信号后采用本地预先存储的伪随机同步序列进行相关检测，然后基于相关检测的结果快速确定出数据帧的边界位置，进而根据确定出数据帧的边界位置进行时间同步和频率同步，并在射频解调之前，将数据帧中的伪随机同步序列替换回到原有同步字段。相较于现有技术从调制信号本身的特征进行时钟盲同步和修复的方案，本发明实施例技术方案中的接收装置基于数据帧的帧头中的伪随机同步序列进行时间同步和频率同步，可以有效缩短时间同步和频率同步的时长，提高数据传输的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中的数据传输方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中原始数据帧的帧结构示意图；

图3为本发明实施例中对原始数据帧的进行行列变换的示意图；

图4为本发明实施例中调整后的数据帧的帧结构示意图；

图5为本发明实施例中伪随机同步序列的示意图；

图6为本发明实施例中发送装置添加伪随机同步序列的流程示意图；

图7为本发明实施例中接收装置去除伪随机同步序列的流程示意图；

图8为本发明实施例中发送装置的结构示意图；

图9为本发明实施例中接收装置的结构示意图；

图10为本发明实施例中数据传输系统的结构示意图；

图11为本发明实施例中数据传输设备的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

需要理解的是，在本发明实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。在本发明实施例的描述中“多个”，是指两个或两个以上。

本发明实施例中的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本发明实施例提供一种数据传输方法，用以解决现有技术中数据同步效率低的技术问题。参照图1，该方法包括：

S101：发送装置将原始数据帧中数据部分的多个预设字段调整到帧头，获得调整后的数据帧；其中，所述多个预设字段在所述帧头中按照预设的排序方式排序，形成预设字段组；

其中，所述预设字段具体可以为原始数据帧中的同步(Sync)字段，或者其他字段，或者Sync字段与其它字段的组合，本发明实施例不做具体限制。

以Sync字段为例，参照图2所示，原始数据帧的数据部分由多个数据包的有效载荷(payload)组成，每个包payload前面有一个Sync字段用于标识包的起始位置，每个包的Sync字段长度一般为一个字节，当然在具体实施过程中也可以根据需要自行定义Sync字段的具体位置。

在本发明实施例中，将多个Sync字段在所述帧头中按照预设的排序方式排序的具体实现过程包括：将一帧数据以包为一行长度进行对齐排列，n包数据则排列成n行，本发明实施例以1帧4行为例，如图3所示；然后将排列完成的一帧数据按照列方式一次排列形成新的帧结构，如图4所示，其中包1的Sync字段的最左边比特S1，n-1为新帧结构的从左边到右开始第一比特，包2的Sync字段的最左边比特S2，n-1为新帧结构的第二比特，包n的Sync字段的最左边比特Sn，n-1为新帧结构的第N比特，而包1的Sync字段的左边第二比特S1，n-2则为新帧结构的N+1比特，而包2的Sync字段的左边第二比特S1，n-2则为新帧结构的N+2比特……，以此类推，矩阵变换完成后的帧头部分为n包数据的所有Sync字段，即预设字段组(在本文中，当预设字段具体为Sync字段时，对应的预设字段组又可称为Sync字段组)。当然，以上只是排序方式的一种举例，在具体实施过程中，还可以有其它排序方式，本发明实施例不做具体限制。

S102：所述发送装置采用本地预先存储的伪随机同步序列替换所述帧头中的预设字段组，获得替换后的数据帧；

在具体实施过程中，如果发送装置只支持一种数字解调方式，那么发送装置本地只需预先存储一组伪随机同步序列即可；如果发送装置支持多种不同的数字解调方式，那么发送装置本地可以存储多组不同的伪随机同步序列，根据不同的数字调制方式选择不同的伪随机同步序列对步骤S101中生成的预设字段组进行替换，在这种情况下，发送装置数字调制方式与本地伪随机同步序列为固定的一一对应关系，同时预设字段组与本地伪随机同步序列也为固定的一一对应关系，即根据一种具体的伪随机同步序列可以毫无歧义的对应到一种具体的预设字段组和一种具体的数字调制方式。

例如，继续以图4中的Sync字段组为例，如果发送装置的数字调制方式为QSPK，则使用本地固定的伪随机同步序列Sync Pattern for QPSK替换新生成的SYNC字段组。其中，Sync Pattern for QPSK定义可以如图5所示，当然此处仅为一种举例，所有具有伪随机属性的同步序列均可以作为本发明实施例中的Sync Pattern for QPSK。新生成的SYNC字段组与本地固定的Sync Pattern for QPSK也是固定的对应关系，即根据新生成的SYNC字段可以毫无歧义的对应到原有的Sync Pattern for QPSK序列上来。又如，如果发送装置的数字调制方式为QAM16，则使用本地固定的伪随机同步序列Sync Pattern for QAM16替换新生成的SYNC字段组。其中，Sync Pattern for QAM16可以如图5所示，当然此处仅为一种举例，所有具有伪随机属性的同步序列均可以作为本发明实施例中的Sync Pattern forQAM16。新生成的SYNC字段组与本地固定的Sync Pattern for QAM16也是固定的对应关系，即根据新生成的SYNC字段可以毫无歧义的对应到原有的Sync Pattern for QAM16序列上来。如果发送装置的数字调制为其他调制方式，也可以使用类似的方式进行替换，本发明实施例不一一列举。

进一步的，在本发明实施例中，为了不增加数据帧的载荷开销，作为一种可选的方式，可以使所述伪随机同步序列的长度与所述预设字段组的长度相同。

S103：所述发送装置对所述替换后的数据帧进行数字调制和射频调制，获得射频信号；

按照步骤102完成伪随机同步序列替换之后，进行与之对应的数字调制，如果发送装置只支持一种数字调制方式，则采用该种数字调制方式进行数字调制，如果发送装置支持多种数字调制方式，则使用根据帧头中的伪随机同步序列对应的数字调制方式进行数字调制。例如，继续以图5中的Sync Pattern for QPSK序列和Sync Pattern for QAM16为例，对替换成Sync Pattern for QPSK序列的数据帧进行QPSK调制，对替换成Sync Patternfor QAM16序列的数据帧进行QAM16调制等，然后再将数字调制生成的基带信号进行射频调制，生成射频信号。

S104：所述发送装置将所述射频信号发送至接收装置；

S105：接收装置接收发送装置发送的射频信号后，对所述射频信号进行射频解调，获得基带信号；

相应的，此处获得的基带信号中的数据帧的帧头为替换后的伪随机同步序列。

S106：所述接收装置使用本地预先存储的伪随机同步序列对所述基带信号进行相关检测，确定出所述数据帧的边界位置；基于所述数据帧的边界位置进行时间同步和频率同步；

具体的，接收装置使用本地预先存储的伪随机同步序列对所述基带信号进行相关检测，在获得最高相关峰值后，确定所述产生最高相关峰值的数据帧位置为所述数据帧的边界位置，并基于所述数据帧的边界位置进行时间同步和频率同步，帮助时钟恢复环路和载波环路快速获取初始相位偏差，加速环路收敛和稳定，同时由于伪随机同步序列均具有最高的相位容错符号点，因而还具有辅助环路检测和加速信道均衡训练的效果。

在具体实施过程中，接收装置本地可以只存储一组伪随机同步序列，也可多组伪随机同步序列，本发明实施例不做具体限制。

例如，如果发送装置和接收装置预先约定使用唯一的数字调制和解调方式，则接收装置本地可以只预先存储与发送装置同样的伪随机同步序列，并使用该组伪随机同步序列进行相关检查。

例如，如果发送装置和接收装置没有预先约定使用唯一的数字调制和解调方式，则接收装置本地需要存储多组不同的伪随机同步序列，并使用多组伪随机同步序列进行并行相关检查。例如，继续以图5中的Sync Pattern for QPSK序列和Sync Pattern forQAM16为例，如果接收装置同时支持QPSK和QAM16解调，则本地需要同时存放Sync Patternfor QPSK序列和Sync Pattern for QAM16序列。同时，通过相关检测的峰值判定，根据产生高相关峰值的伪随机同步序列还可以判定数据帧对应解调方式，如果出现相关峰值最高的一组序列为Sync Pattern for QPSK，则表明该帧数据需要使用QPSK方式解调，如果出现相关峰值最大的一组序列为Sync Pattern for QAM16，则表明该帧数据需要使用QAM16方式解调。

S107：所述接收装置对所述数据帧进行数字解调，获得数字解调后的数据帧；

如果发送装置和接收装置预先约定使用唯一的数字调制和解调方式，则使用该约定的数字解调方式解调数据，如果发送装置和接收装置没有约定使用唯一的数字调制和解调方式，则根据步骤S106确定出的产生最高相关峰值的伪随机同步序列对应的数字解调方式对所述数据帧进行数字解调。继续以图5中的Sync Pattern for QPSK序列和SyncPattern for QAM16为例，如果出现相关峰值最高的一组序列为Sync Pattern for QPSK，则使用QPSK方式解调，如果出现相关峰值最大的一组序列为Sync Pattern for QAM16，则使用QAM16方式解调。

S108：所述接收装置将所述数字解调后的数据帧的帧头中的伪随机同步序列替换为预设字段组，获得替换后的数据帧；将所述预设字段组包含的多个预设字段调整到数据帧的数据部分，获得所述原始数据帧。

继续以图5中的Sync Pattern for QPSK序列和Sync Pattern for QAM16为例，在完成数字解调后，将帧结构中的伪随机同步序列按照Sync字段和伪随机同步序列固定对应关系替换回步骤S102中原来的Sync字段组。然后按照与发送装置行列变化相反的逆变换，将Sync字段组包含的多个Sync字段调整到数据帧的数据部分，还原所述原始数据帧，帧结构如图2所示，最后以数据帧的Sync字段为起始点，提取Payload数据，完成数据恢复。

需要说明的是，为了方便了解本发明实施例所提供的数据传输方法，上述方法的说明是基于双侧交互描述的，在具体应用中，应用在单侧端如发送装置或接收装置的方法的具体实现方式和上述发送装置或接收装置所执行的方法的具体现实方式一致，本发明实施例不在赘述。

在上述方案中，发送装置提取原始数据帧中多个预设字段，以预设的排序方式对提取出的预设字段进行排序形成预设字段并放置到帧头，然后采用本地预先存储的伪随机同步序列对帧头中的预设字段组进行替换，获得替换后的数据帧，然后再对替换后的数据帧进行数字调制和射频调制并将调制后的信号发送到接收装置，接收装置在收到信号后采用本地预先存储的伪随机同步序列进行相关检测，然后基于相关检测的结果快速确定出数据帧的边界位置，进而根据确定出数据帧的边界位置进行时间同步和频率同步，并在射频解调之前，将数据帧中的伪随机同步序列替换回到原有同步字段，相较于现有技术从调制信号本身的特征进行时钟盲同步和修复的方案，本发明实施例技术方案中的接收装置基于数据帧的帧头中的伪随机同步序列进行时间同步和频率同步，可以有效缩短时间同步和频率同步的时长，提高数据传输的效率；

其次，不同的数字调制方式可对应不同的伪随机同步序列，发送装置可采用数字调制方式对应的伪随机同步序列替换所述帧头中的预设字段组，这样接收装置在接收信号后可根据信号中的伪随机同步序列确定对应的数字解调方式，并根据确定出的数字解调方式对接收到的信号进行数字解调，相较于现有技术中发送装置和接收装置只能预先约定一种数字调制解调方式进行数据传输而言，在上述方案中的发送装置和接收装置可以不用预先约定数字调制解调方式，并可灵活选择数字调制解调方式进行数据传输，提高了接收装置自适应调整解码的能力；

不仅如此，上述方案中的伪随机同步序列可与预设字段组等长，实现了在不增加数据帧载荷开销的情况下在数据帧中生成伪随机同步序列，进而帮助接收装置快速完成时间同步、频率同步以及解调方式的识别。

需要说明的是，本发明实施例侧重描述数据传输过程中的发送装置进行伪随机同步序列的添加、接收装置进行伪随机同步序列检测和去除等过程，对发送装置和接收装置的其他数据处理流程进行了简化，所有能够利用本发明实施例所述的伪随机同步序列添加、检测和去除等过程完成的数据传输的方案，均在本发明保护范围内。

为了更加清楚地理解本发明技术方案，接下来以预设字段具体为Sync为例，例举一个完整的实施流程，对发送装置进行伪随机同步序列的添加和接收装置进行伪随机同步序列的去除的过程进行详细说明。

参照图6，发送装置进行伪随机同步序列的添加过程包括：

步骤1：发送装置首先完成数据组帧，数据的帧结构如图2所示；

步骤2：如图3所示，将一帧数据以包为一行长度进行对齐排列，n包数据则排列成n行；

步骤3：将行列排列完成的一帧数据按照列方式一次排列形成新的帧结构，如图4所示；

步骤4：根据发送装置确定的不同调制方式，选择不同的伪随机同步序列对步骤3中新生成的Sync字段组进行等长替换。

如果发送调制发送为QSPK，则替换本地固定的Sync Pattern for QPSK序列替换新生成的SYNC字段组；

如果发送调制发送为QAM16，则替换本地固定的Sync Pattern for QAM16序列替换新生成的SYNC字段组；

如果发送调制为其他调制方式，也可以使用相同的方式进行替换，本实施例不一一列举。

步骤5：按照步骤4完成伪随机同步序列替换之后，进行与之对应的模式调制。即对替换成Sync Pattern for QPSK序列的数据帧进行QPSK调制，对替换成Sync Pattern forQAM16序列的数据帧进行QAM16调制；

步骤6：将经过QPSK调制或QAM16调制后的基带数据进行射频调制后通过传输介质进行传输。

参照图7，接收装置进行伪随机同步序列的去除过程包括：

步骤1：接收装置首先通过射频解调手段还原基带信号；

步骤2：接收装置基于本地存放的多组伪随机同步序列进行并行相关检测；

如同时指出QPSK，QAM16解调，则接收装置本地需要同时存放Sync Pattern forQPSK的本地训练序列和Sync Pattern forQAM16本地训练序列；

步骤3：通过相关检测的峰值判定，产生相关峰值最大的一组本地训练序列则可以判定该帧数据对应那种解调模式；

即如果出现相关峰值最大的一组序列为Sync Pattern for QPSK，则表明该帧数据需要使用QPSK方式解调，否则应该使用QAM16方式解调；

步骤4：通过相关检测的方法获取最高相关峰值后，还可以根据峰值指示的位置辅助确认一帧的边界位置，从而进一步帮助时钟恢复环路和载波环路快速获取初始相位偏差，加速环路收敛和稳定，同时由于训练相关序列均为具有最高的相位容错符号点，具有辅助环路检测和加速信道均衡训练的效果；

步骤5：完成接收装置解调稳定训练和解调模式判断后，对接收信号进行判决，并执行对应的模式解调。如果在步骤3判断为QPSK解调方式，则对应进行QPSK解调；否则对应进行QAM16解调；

步骤6：完成数据解调后，将帧结构中的伪随机同步序列按照发送过程与原有固定同步字段组固定的对应关系替换回原有帧的同步字段；

步骤7：按照与发送装置行列变化相反的逆变换，将帧结构还原成最终的数据帧结构，帧结构如图2所示；

步骤8：以帧结构的同步字段为起始点，提取Payload数据，完成数据恢复。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种发送装置200，参照图8，包括：

处理模块201，用于将原始数据帧中数据部分的多个预设字段调整到帧头，获得调整后的数据帧；其中，所述多个预设字段在所述帧头中按照预设的排序方式排序，形成预设字段组；采用本地预先存储的伪随机同步序列替换所述帧头中的预设字段组，获得替换后的数据帧；

调制模块202，用于对所述替换后的数据帧进行数字调制和射频调制，获得射频信号；

发送模块203，用于将所述射频信号发送至接收装置，以使所述接收装置在接收到所述射频信号后，基于所述伪随机同步序列进行时间同步和频率同步。

可选的，所述预设字段包括Sync字段。

可选的，所述处理模块201还用于：

在采用本地预先存储的伪随机同步序列替换所述帧头中的预设字段组之前，确定数字调制方式；采用所述数字调制方式对应的伪随机同步序列替换所述帧头中的预设字段组。

可选的，所述伪随机同步序列的长度与所述预设字段组的长度相同。

以上各单元所执行操作的具体实现方式可以参照本发明实施例上述数据传输方法中由发送装置执行对应步骤时的具体实现方式，本发明实施例不再赘述。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种接收装置300，参照图9，包括：

接收模块301，用于接收发送装置发送的射频信号；

解调模块302，用于对所述射频信号进行射频解调，获得基带信号；其中，所述基带信号中的数据帧的帧头为伪随机同步序列；

检测模块303，用于使用本地预先存储的伪随机同步序列对所述基带信号进行相关检测，确定出所述数据帧的边界位置；

同步模块304，用于基于所述数据帧的边界位置进行时间同步和频率同步；

所述解调模块302，还用于对所述数据帧进行数字解调，获得数字解调后的数据帧；

处理模块305，用于将所述数字解调后的数据帧的帧头中的伪随机同步序列替换为预设字段组，获得替换后的数据帧；将所述预设字段组包含的多个预设字段调整到数据帧的数据部分，获得原始数据帧。

可选的，所述预设字段包括Sync字段。

可选的，所述检测模块303具体用于：

使用本地预先存储的多个伪随机同步序列对所述基带信号进行相关检测，确定出产生最高相关峰值的数据帧位置、产生最高相关峰值的伪随机同步序列；确定所述产生最高相关峰值的数据帧位置为所述数据帧的边界位置；

所述解调模块302具体用于：使用所述产生最高相关峰值的伪随机同步序列对应的数字解调方式对所述数据帧进行数字解调。

可选的，所述伪随机同步序列的长度与所述预设字段组的长度相同。

以上各单元所执行操作的具体实现方式可以参照本发明实施例上述数据传输方法中由接收装置执行对应步骤时的具体实现方式，本发明实施例不再赘述。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种数据传输系统，参照图10，包括：

本发明实施例上述的发送装置200；以及

本发明实施例上述的接收装置300。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种数据传输设备，参照图11，包括：

至少一个处理器401，以及

与所述至少一个处理器401通信连接的存储器402、通信接口403；

其中，所述存储器402存储有可被所述至少一个处理器401执行的指令，所述至少一个处理器401通过执行所述存储器402存储的指令，利用所述通信接口403执行本发明实施例上述数据传输方法。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行本发明实施例上述数据传输方法。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

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 (15)

1.一种数据传输方法，其特征在于，所述方法包括：

发送装置将原始数据帧中数据部分的多个预设字段调整到帧头，获得调整后的数据帧；其中，所述多个预设字段在所述帧头中按照预设的排序方式排序，形成预设字段组；

所述发送装置采用本地预先存储的伪随机同步序列替换所述帧头中的预设字段组，获得替换后的数据帧；

所述发送装置对所述替换后的数据帧进行数字调制和射频调制，获得射频信号；

所述发送装置将所述射频信号发送至接收装置，以使所述接收装置在接收到所述射频信号后，基于所述伪随机同步序列进行时间同步和频率同步。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设字段包括同步Sync字段。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述发送装置在采用本地预先存储的伪随机同步序列替换所述帧头中的预设字段组之前，还包括：

所述发送装置确定数字调制方式；

所述发送装置采用本地预先存储的伪随机同步序列替换所述帧头中的预设字段组，具体包括：

所述发送装置采用所述数字调制方式对应的伪随机同步序列替换所述帧头中的预设字段组。

4.一种数据传输方法，其特征在于，包括：

接收装置接收发送装置发送的射频信号后，对所述射频信号进行射频解调，获得基带信号；其中，所述基带信号中的数据帧的帧头为伪随机同步序列；

所述接收装置使用本地预先存储的伪随机同步序列对所述基带信号进行相关检测，确定出所述数据帧的边界位置；

所述接收装置基于所述数据帧的边界位置进行时间同步和频率同步；

所述接收装置对所述数据帧进行数字解调，获得数字解调后的数据帧；

所述接收装置将所述数字解调后的数据帧的帧头中的伪随机同步序列替换为预设字段组，获得替换后的数据帧；

所述接收装置将所述预设字段组包含的多个预设字段调整到数据帧的数据部分，获得原始数据帧。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设字段包括Sync字段。

6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述接收装置使用本地预先存储的伪随机同步序列对所述基带信号进行相关检测，具体包括：

所述接收装置使用本地预先存储的多个伪随机同步序列对所述基带信号进行相关检测，确定出产生最高相关峰值的数据帧位置、产生最高相关峰值的伪随机同步序列；

所述接收装置确定出所述数据帧的边界位置，具体包括：

所述接收装置确定所述产生最高相关峰值的数据帧位置为所述数据帧的边界位置；

所述接收装置对所述数据帧进行数字解调，具体包括：

所述接收装置使用所述产生最高相关峰值的伪随机同步序列对应的数字解调方式对所述数据帧进行数字解调。

7.一种发送装置，其特征在于，包括：

处理模块，用于将原始数据帧中数据部分的多个预设字段调整到帧头，获得调整后的数据帧；其中，所述多个预设字段在所述帧头中按照预设的排序方式排序，形成预设字段组；采用本地预先存储的伪随机同步序列替换所述帧头中的预设字段组，获得替换后的数据帧；

调制模块，用于对所述替换后的数据帧进行数字调制和射频调制，获得射频信号；

发送模块，用于将所述射频信号发送至接收装置，以使所述接收装置在接收到所述射频信号后，基于所述伪随机同步序列进行时间同步和频率同步。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述预设字段包括Sync字段。

9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述处理模块还用于：

在采用本地预先存储的伪随机同步序列替换所述帧头中的预设字段组之前，确定数字调制方式；采用所述数字调制方式对应的伪随机同步序列替换所述帧头中的预设字段组。

10.一种接收装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收发送装置发送的射频信号；

解调模块，用于对所述射频信号进行射频解调，获得基带信号；其中，所述基带信号中的数据帧的帧头为伪随机同步序列；

检测模块，用于使用本地预先存储的伪随机同步序列对所述基带信号进行相关检测，确定出所述数据帧的边界位置；

同步模块，用于基于所述数据帧的边界位置进行时间同步和频率同步；

所述解调模块，还用于对所述数据帧进行数字解调，获得数字解调后的数据帧；

处理模块，用于将所述数字解调后的数据帧的帧头中的伪随机同步序列替换为预设字段组，获得替换后的数据帧；将所述预设字段组包含的多个预设字段调整到数据帧的数据部分，获得原始数据帧。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述预设字段包括Sync字段。

12.如权利要求10或11所述的装置，其特征在于，所述检测模块具体用于：

使用本地预先存储的多个伪随机同步序列对所述基带信号进行相关检测，确定出产生最高相关峰值的数据帧位置、产生最高相关峰值的伪随机同步序列；确定所述产生最高相关峰值的数据帧位置为所述数据帧的边界位置；

所述解调模块具体用于：使用所述产生最高相关峰值的伪随机同步序列对应的数字解调方式对所述数据帧进行数字解调。

13.一种数据传输系统，其特征在于，包括：

如权利要求7-9任一项所述的发送装置；以及

如权利要求10-12任一项所述的接收装置。

14.一种数据传输设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器，以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器、通信接口；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器用于执行所述存储器中的指令，以在执行所述指令时执行如权利要求1至6任一项所述的方法。

15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1至6中任一项所述的方法。

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