CN111327556B - 一种同步方法和装置、同步系统、计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种同步方法，包括：第一装置依次在频点F1至频点FN上周期性发送第一PSS序列和第一PDSCH控制信息，第一PSS序列和第一PDSCH控制信息用于第二装置进行第一PSS检测和第一PDSCH控制信息检测；第一装置依次在频点f1至频点fM上接收信号并进行第二PSS序列检测；当检测出第二PSS序列时，第一装置获得第二半帧同步信息，根据第二半帧同步信息进行第二PDSCH控制信息检测；当检测出第二PDSCH控制信息时，第一装置获得第二帧同步信息，进入同步态。本申请还公开了一种同步装置、同步系统、计算机可读存储介质。本申请通过一装置周期性发送PSS序列和PDSCH控制信息，另一装置进行PSS检测和PDSCH控制信息检测，有效地实现了两个装置之间的抗干扰快速同步。

Description

一种同步方法和装置、同步系统、计算机可读存储介质
技术领域
本申请涉及但不限于通信技术领域，具体涉及一种同步方法和装置、同步系统、计算机可读存储介质。
背景技术
无人驾驶飞机简称无人机(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。它涉及传感器技术、通信技术、信息处理技术、智能控制技术以及动力推进技术等，是信息时代高技术含量的产物。
无人机同步过程是遥控器和飞行器实现时间同步和频率同步的过程，其中，时间同步是通过时刻比对将分布在不同地方的时钟时刻值调整到一定的准确度或一定的符合度；频率同步是通过频率比对将分布在不同地方的频率源的率值调整到一定的准确度或一定的符合度。前者称为绝对时间同步(也称对时)，后者称为相对时间同步。
相关技术中提供了一种高动态无人机数据链的同步方法，该方法首先对缓存数据部分进行相关，再对相关结果进行并行快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation，FFT)，输出频谱值进行门限判决，从而估计多普勒频率偏移量和信号尺度变化量。该方法存在的问题是数据处理相对比较复杂，对终端设备中央处理器(Central Processing Unit，CPU)运行频率和内存都比较高，不利于降低终端功耗，不适合工程应用，另外，该方法也不适用于强干扰和远距离场景。
相关技术中还提供了一种时分体制下无人机数据链点对点通信的自同步方法，该方法主要是利用MCS-51单片机(一种集成的电路芯片)自身中断延时的随机抖动的特点，来完成时分体制下无人机数据链点对点通信自同步过程。该方法虽然能够解决传统无人机频分复用体制收发双工器功耗高、不利于轻型化设计等问题，但是它所采用的MCS-51单片机不能适应强干扰场景，不适用远距离同步等。
发明内容
本发明实施例提供了一种同步方法和装置、同步系统、计算机可读存储介质，能够实现抗干扰快速同步。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种同步方法，包括：
第一装置依次在频点F1至频点FN上周期性发送第一主同步信号PSS序列和第一物理下行共享信道PDSCH控制信息，其中，所述第一PSS序列和第一PDSCH控制信息用于第二装置进行第一PSS检测和第一PDSCH控制信息检测，频点F1至频点FN为N个不同频点，N为大于或等于1的自然数；
第一装置依次在频点f1至频点fM上接收信号，并进行第二PSS序列检测，其中，频点f1至频点fM为M个不同频点，M为大于或等于1的自然数；
当检测出第二PSS序列时，第一装置获得第二半帧同步信息，根据获得的第二半帧同步信息进行第二PDSCH控制信息检测；
当检测出第二PDSCH控制信息时，第一装置获得第二帧同步信息，进入同步态。
在一实施例中，在进行所述第二PDSCH控制信息检测之前，所述方法还包括：
所述第一装置启动第一载波频率偏移CFO检测，得到第一载波频偏估计值；
所述第一装置根据所述获得的第二半帧同步信息及所述第一载波频偏估计值，进行所述第二PDSCH控制信息检测。
在一实施例中，所述第一装置为无人机，所述第二装置为遥控器；或者，所述第一装置为遥控器，所述第二装置为无人机。
在一实施例中，所述频点F1至频点FN中，相邻频点的间隔均匀；所述第一PDSCH控制信息中携带所述频点f1至频点fM信息。
在一实施例中，所述第二帧同步信息包括第二超帧号和第二子帧号，所述第二PDSCH控制信息中携带所述第二超帧号和第二子帧号。
在一实施例中，当进入所述同步态后，所述方法还包括：所述第一装置停止发送所述第一PSS序列。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如以上任一项所述的同步方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种第一装置，包括处理器及存储器，其中：所述处理器用于执行存储器中存储的程序，以实现如以上任一项所述的同步方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种同步方法，包括：
第二装置依次在频点F1至频点FN上接收信号，并进行第一PSS序列检测，其中，频点F1至频点FN为N个不同频点，N为大于或等于1的自然数；
当检测出第一PSS序列时，第二装置获得第一半帧同步信息，根据获得的第一半帧同步信息进行第一PDSCH控制信息检测；
当检测出第一PDSCH控制信息时，第二装置获得第一帧同步信息，进入预同步态；
第二装置依次在频点f1至频点fM上发送第二PSS序列和第二PDSCH控制信息，其中，所述第二PSS序列和第二PDSCH控制信息用于第一装置进行第二PSS检测和第二PDSCH控制信息检测，频点f1至频点fM为M个不同频点，M为大于或等于1的自然数；
当检测到第一装置进入同步态后，第二装置进入同步态。
在一实施例中，在进行所述第一PDSCH控制信息检测之前，所述方法还包括：
所述第二装置启动第二CFO检测，得到第二载波频偏估计值；
所述第二装置根据所述获得的第二半帧同步信息、所述第二载波频偏估计值，进行所述第一PDSCH控制信息检测。
在一实施例中，所述第二装置的频点F1至频点FN的频点变换周期为T1/(2N)毫秒，其中，T1为所述第一装置的频点F1至频点FN的频点变换周期。
在一实施例中，当进入所述同步态后，所述方法还包括：所述第二装置停止发送所述第二PSS序列。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如以上任一项所述的同步方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种第二装置，包括处理器及存储器，其中：所述处理器用于执行存储器中存储的程序，以实现如以上任一项所述的同步方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种同步系统，包括如以上任一项所述的第一装置，以及如以上任一项所述的第二装置。
本发明实施例还提供了一种同步方法，包括：
第一装置依次在频点F1至频点FN上周期性发送第一PSS序列和第一PDSCH控制信息，第一装置的频点F1至频点FN的频点变换周期为T1毫秒，其中，频点F1至频点FN为N个不同频点，N为大于或等于1的自然数；
第二装置依次在频点F1至频点FN上接收信号，并进行第一PSS序列检测，第二装置的频点F1至频点FN的频点变换周期为T1/(2N)毫秒；
当检测出第一PSS序列时，第二装置获得第一半帧同步信息，启动第二CFO检测，得到第二载波频偏估计值；根据获得的第一半帧同步信息及第二载波频偏估计值进行第一PDSCH控制信息检测；
当检测出第一PDSCH控制信息时，第二装置获得第一帧同步信息，进入预同步态；
第二装置依次在频点f1至频点fM上发送第二PSS序列和第二PDSCH控制信息，其中，频点f1至频点fM为M个不同频点，M为大于或等于1的自然数；
第一装置依次在频点f1至频点fM上接收信号，并进行第二PSS序列检测；
当检测出第二PSS序列时，第一装置获得第二半帧同步信息，根据获得的第二半帧同步信息进行第二PDSCH控制信息检测；
当检测出第二PDSCH控制信息时，第一装置获得第二帧同步信息，进入同步态；
当检测到第一装置进入同步态后，第二装置进入同步态。
本发明实施例还提供了一种同步方法，包括：
第一装置依次在频点F1至频点FN上周期性发送第一PSS序列和第一PDSCH控制信息，第一装置的频点F1至频点FN的频点变换周期为T1毫秒，其中，频点F1至频点FN为N个不同频点，N为大于或等于1的自然数；
第二装置依次在频点F1至频点FN上接收信号，并进行第一PSS序列检测，第二装置的频点F1至频点FN的频点变换周期为T1/(2N)毫秒；
当检测出第一PSS序列时，第二装置获得第一半帧同步信息，根据获得的第一半帧同步信息进行第一PDSCH控制信息检测；
当检测出第一PDSCH控制信息时，第二装置获得第一帧同步信息，进入预同步态；
第二装置依次在频点f1至频点fM上发送第二PSS序列和第二PDSCH控制信息，其中，频点f1至频点fM为M个不同频点，M为大于或等于1的自然数；
第一装置依次在频点f1至频点fM上接收信号，并进行第二PSS序列检测；
当检测出第二PSS序列时，第一装置获得第二半帧同步信息，启动第一CFO检测，得到第一载波频偏估计值，根据获得的第二半帧同步信息及所述第一载波频偏估计值，进行第二PDSCH控制信息检测；
当检测出第二PDSCH控制信息时，第一装置获得第二帧同步信息，进入同步态；
当检测到第一装置进入同步态后，第二装置进入同步态。
本发明实施例的技术方案，具有如下有益效果：
本发明实施例提供的同步方法和装置、同步系统、计算机可读存储介质，通过在一个装置上周期性地发送PSS序列和PDSCH控制信息，在另一装置上进行PSS检测和PDSCH控制信息检测，有效地实现了两个装置之间的抗干扰快速同步。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例的一种第一装置的同步方法的流程示意图；
图2为本发明实施例的第一装置和第二装置使用的一种帧结构示意图；
图3为本发明实施例的一种第二装置的同步方法的流程示意图；
图4为本发明实施例的一种同步系统的同步方法的流程示意图；
图5为本发明实施例的另一种同步系统的同步方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
为了解决无人机同步问题，现有公开技术方案采用飞行器和遥控器初始化成相同的数据链路通信功能参数，再按照固定的信号发射周期间隔互发同步头信号的方式来进行同步，待双方都收到同步头信号后进入同步锁定状态，建立数据链。现有的同步方法不支持强干扰场景和远距离同步。
如图1所示，根据本发明实施例的一种同步方法，包括如下步骤：
步骤101：第一装置依次在频点F1至频点FN上周期性发送第一主同步信号PSS序列和第一物理下行共享信道PDSCH控制信息，其中，所述第一PSS序列和第一PDSCH控制信息用于第二装置进行第一PSS检测和第一PDSCH控制信息检测，频点F1至频点FN为N个不同频点，N为大于或等于1的自然数；
在本发明的一实施例中，所述第一装置为无人机，所述第二装置为遥控器；或者，所述第一装置为遥控器，所述第二装置为无人机。
在本发明的一实施例中，所述频点F1至频点FN中，相邻频点的间隔均匀；
所述第一PDSCH控制信息中携带所述频点f1至频点fM信息。
在本发明的一实施例中，所述第一装置的频点F1至频点FN的频点变换周期为T1毫秒，所述第二装置的频点F1至频点FN的频点变换周期为T1/(2N)毫秒。
示例性地，T1可以为2560或5120毫秒，N可以为4个或8个。例如，当T1为5120毫秒、N为8时，第一装置的频点F1至频点FN的频点变换周期为5120毫秒；第二装置的频点F1至频点FN的频点变换周期为320毫秒。
在本发明的一实施例中，所述第一装置和所述第二装置根据无人飞行器唯一标识号(Unmanned Aerial Vehicle Identity，UAVID)，选择频点F1至频点FN及第一主同步信号PSS序列。
需要说明的是，在长期演进(Long Term Evolution，LTE)中，PSS序列只有3个，在检测时只需要进行3次相关运算就能确定是哪一个PSS序列。本申请可以设置3个，也可以设置多个PSS序列。无人机根据自身的UAVID，选择使用哪一个第一PSS序列和第二PSS序列。遥控器根据自身记录的配对过的无人机的UAVID，选择相应的第一PSS序列和第二PSS序列。选择的第一PSS序列和第二PSS序列一般不同，以避免相互之间的干扰。
第二装置依次在频点F1至频点FN上接收信号，并进行第一PSS序列检测(此处可以使用现有的滑动相关检测方法)；当检测出第一PSS序列时，第二装置获得第一半帧同步信息，根据获得的第一半帧同步信息进行第一PDSCH控制信息检测；当检测出第一PDSCH控制信息时，第二装置获得第一帧同步信息，进入预同步态；然后，第二装置依次在频点f1至频点fM上发送第二PSS序列和第二PDSCH控制信息，其中，频点f1至频点fM为M个不同频点，M为大于或等于1的自然数。
步骤102：第一装置依次在频点f1至频点fM上接收信号，并进行第二PSS序列检测，其中，频点f1至频点fM为M个不同频点，M为大于或等于1的自然数；
需要说明的是，由于此时第二装置已经进入预同步态，第一装置和第二装置的频点f1至频点fM的频点变换周期可以尽可能地取比较小的值，例如，可以为5毫秒，以缩短同步的时间。
此处的频点f1至频点fM可以和频点F1至频点FN相同，也可以和频点F1至频点FN不同。一般来说，无人机在空中受到的干扰可能较少，遥控器在地面上受到的干扰可能较多，通过使频点f1至频点fM和频点F1至频点FN选择不同的频点，可以更好地避开频率干扰。
步骤103：当检测出第二PSS序列时，第一装置获得第二半帧同步信息，根据获得的第二半帧同步信息进行第二PDSCH控制信息检测；
在本发明的一实施例中，在进行所述第二PDSCH控制信息检测之前，所述方法还包括：
所述第一装置启动第一载波频率偏移(Carrier Frequency Offset，CFO)检测，得到第一载波频偏估计值；
所述第一装置根据所述获得的第二半帧同步信息及所述第一载波频偏估计值，进行所述第二PDSCH控制信息检测。
本申请中第一装置和第二装置使用的帧结构如图2所示，一个10ms帧被分为两个5ms半帧，每个半帧由4个数据子帧(D子帧)和1个特殊子帧(S子帧)构成。每个子帧分为两个0.5ms时隙，每个时隙又可分为7个OFDM符号。特殊子帧则由总时长为1ms的三个特殊时隙组成：下行导频时隙(DwPTS)，保护间隔(GP)，上行导频时隙(UpPTS)。三个特殊时隙的长度支持9种配置选项。UpPTS的长度为1～2个符号；DwPTS的长度为3～12个符号；相应的GP长度为1～10个符号。第一装置发送的第一PSS序列在子帧1和子帧6(即DwPTS)的第三个符号中发送。
由于一个子帧的上下两个半帧的PSS信号是一样的，所以检测PSS只能实现5ms半帧同步功能。本申请中第一装置和第二装置检测PSS序列的方法可以是与本地序列做滑动相关，峰值的位置即是PSS的位置。
步骤104：当检测出第二PDSCH控制信息时，第一装置获得第二帧同步信息，进入同步态。
在本发明的一实施例中，所述第二帧同步信息包括第二超帧号和第二子帧号，所述第二PDSCH控制信息携带所述第二超帧号和第二子帧号。
在本发明的一实施例中，当进入所述同步态后，所述方法还包括：所述第一装置停止发送所述第一PSS序列。
此时，第二装置检测到第一装置进入同步态后，第二装置也进入同步态。具体地，第二装置可以通过检测第一装置周期性发送的第一PDSCH控制信息中的状态信息，确定第一装置是否已进入同步态。当第一装置和第二装置都进入同步态后，第一装置和第二装置仍然周期性发送S子帧，但是，此时其中的第一PSS序列和第二PSS序列设置为全0，以避免对其它系统的干扰；或者在所述第一PSS序列和第二PSS序列的发送位置(对应的帧结构的第三个符号)，分别发送所述第一PDSCH控制信息和所述第二PDSCH控制信息，不仅可以避免对其它系统的干扰，同时还可以增强PDSCH控制信息的传输能力。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如以上任一项所述的同步方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种第一装置，包括处理器及存储器，其中：所述处理器用于执行存储器中存储的程序，以实现如以上任一项所述的同步方法的步骤。
如图3所示，本发明实施例还提供了一种同步方法，包括如下步骤：
步骤301：第二装置依次在频点F1至频点FN上接收信号，并进行第一PSS序列检测，其中，频点F1至频点FN为N个不同频点，N为大于或等于1的自然数；
在步骤301之前，第一装置依次在频点F1至频点FN上周期性发送第一主同步信号PSS序列和第一物理下行共享信道PDSCH控制信息。
在本发明的一实施例中，所述第一装置为无人机，所述第二装置为遥控器；或者，所述第一装置为遥控器，所述第二装置为无人机。
在本发明的一实施例中，所述频点F1至频点FN中，相邻频点的间隔均匀；
所述第一PDSCH控制信息中携带所述频点f1至频点fM信息。
在本发明的一实施例中，所述第一装置的频点F1至频点FN的频点变换周期为T1毫秒，所述第二装置的频点F1至频点FN的频点变换周期为T1/(2N)毫秒。
例如，T1可以为2560或5120毫秒，N可以为4个或8个。
在本发明的一实施例中，所述第一装置和所述第二装置根据UAVID，选择频点F1至频点FN及第一主同步信号PSS序列。
步骤302：当检测出第一PSS序列时，第二装置获得第一半帧同步信息，根据获得的第一半帧同步信息进行第一PDSCH控制信息检测；
在本发明的一实施例中，在进行所述第一PDSCH控制信息检测之前，所述方法还包括：
所述第二装置启动第二CFO检测，得到第二载波频偏估计值；
所述第二装置根据所述获得的第二半帧同步信息、所述第二载波频偏估计值，进行所述第一PDSCH控制信息检测。
步骤303：当检测出第一PDSCH控制信息时，第二装置获得第一帧同步信息，进入预同步态；
在本发明的一实施例中，所述第一帧同步信息包括第一超帧号和第一子帧号，所述第一PDSCH控制信息中携带所述第一超帧号和第一子帧号。
步骤304：第二装置依次在频点f1至频点fM上发送第二PSS序列和第二PDSCH控制信息，其中，所述第二PSS序列和第二PDSCH控制信息用于第一装置进行第二PSS检测和第二PDSCH控制信息检测，频点f1至频点fM为M个不同频点，M为大于或等于1的自然数；
此时，第一装置依次在频点f1至频点fM上接收信号，并进行第二PSS序列检测；当检测出第二PSS序列时，第一装置获得第二半帧同步信息，根据获得的第二半帧同步信息进行第二PDSCH控制信息检测；
当检测出第二PDSCH控制信息时，第一装置获得第二帧同步信息，进入同步态。
步骤305：当检测到第一装置进入同步态后，第二装置进入同步态。
在本发明的一实施例中，当进入所述同步态后，所述方法还包括：所述第二装置停止发送所述第二PSS序列。
此时，第二装置可以通过检测第一装置周期性发送的第一PDSCH控制信息中的状态信息，确定第一装置是否已进入同步态。当第一装置和第二装置都进入同步态后，第一装置和第二装置仍然周期性发送S子帧，但是，此时其中的第一PSS序列和第二PSS序列设置为全0，以避免对其它系统的干扰；或者在所述第一PSS序列和第二PSS序列的发送位置(对应的帧结构的第三个符号)，分别发送所述第一PDSCH控制信息和所述第二PDSCH控制信息，不仅可以避免对其它系统的干扰，同时还可以增强PDSCH控制信息的传输能力。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如以上任一项所述的同步方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种第二装置，包括处理器及存储器，其中：所述处理器用于执行存储器中存储的程序，以实现如以上任一项所述的同步方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种同步系统，包括如以上任一项所述的第一装置，以及如以上任一项所述的第二装置。
如图4所示，本发明实施例还提供了一种同步方法，包括如下步骤：
步骤401：第一装置依次在频点F1至频点FN上周期性发送第一PSS序列和第一PDSCH控制信息，第一装置的频点F1至频点FN的频点变换周期为T1毫秒，其中，频点F1至频点FN为N个不同频点，N为大于或等于1的自然数；
在本发明的一实施例中，所述第一装置为无人机，所述第二装置为遥控器；或者，所述第一装置为遥控器，所述第二装置为无人机。
在本发明的一实施例中，所述频点F1至频点FN中，相邻频点的间隔均匀；
所述第一PDSCH控制信息中携带所述频点f1至频点fM信息。
此处的频点f1至频点fM可以和频点F1至频点FN相同，也可以和频点F1至频点FN不同。一般来说，无人机在空中受到的干扰可能较少，遥控器在地面上受到的干扰可能较多，通过使频点f1至频点fM和频点F1至频点FN选择不同的频点，可以更好地避开频率干扰。
在本发明的一实施例中，所述第一装置和所述第二装置根据UAVID，选择频点F1至频点FN及第一主同步信号PSS序列。
步骤402：第二装置依次在频点F1至频点FN上接收信号，并进行第一PSS序列检测，第二装置的频点F1至频点FN的频点变换周期为T1/(2N)毫秒；
步骤403：当检测出第一PSS序列时，第二装置获得第一半帧同步信息，启动第二CFO检测，得到第二载波频偏估计值；根据获得的第一半帧同步信息及第二载波频偏估计值进行第一PDSCH控制信息检测；
步骤404：当检测出第一PDSCH控制信息时，第二装置获得第一帧同步信息，进入预同步态；
在本发明的一实施例中，所述第一帧同步信息包括第一超帧号和第一子帧号，所述第一PDSCH控制信息中携带所述第一超帧号和第一子帧号。
步骤405：第二装置依次在频点f1至频点fM上发送第二PSS序列和第二PDSCH控制信息，其中，频点f1至频点fM为M个不同频点，M为大于或等于1的自然数；
步骤406：第一装置依次在频点f1至频点fM上接收信号，并进行第二PSS序列检测；
步骤407：当检测出第二PSS序列时，第一装置获得第二半帧同步信息，根据获得的第二半帧同步信息进行第二PDSCH控制信息检测；
步骤408：当检测出第二PDSCH控制信息时，第一装置获得第二帧同步信息，进入同步态；
在本发明的一实施例中，所述第二帧同步信息包括第二超帧号和第二子帧号，所述第二PDSCH控制信息携带所述第二超帧号和第二子帧号。
步骤409：当检测到第一装置进入同步态后，第二装置进入同步态。
在该实施例中，当第一装置和第二装置都进入同步态后，第一装置和第二装置仍然周期性发送S子帧，但是，此时其中的第一PSS序列和第二PSS序列设置为全0，以避免对其它系统的干扰；或者在所述第一PSS序列和第二PSS序列的发送位置(对应的帧结构的第三个符号)，分别发送所述第一PDSCH控制信息和所述第二PDSCH控制信息，不仅可以避免对其它系统的干扰，同时还可以增强PDSCH控制信息的传输能力。
如图5所示，本发明实施例还提供了一种同步方法，包括如下步骤：
步骤501：第一装置依次在频点F1至频点FN上周期性发送第一PSS序列和第一PDSCH控制信息，第一装置的频点F1至频点FN的频点变换周期为T1毫秒，其中，频点F1至频点FN为N个不同频点，N为大于或等于1的自然数；
在本发明的一实施例中，所述第一装置为无人机，所述第二装置为遥控器；或者，所述第一装置为遥控器，所述第二装置为无人机。
在本发明的一实施例中，所述频点F1至频点FN中，相邻频点的间隔均匀；
所述第一PDSCH控制信息中携带所述频点f1至频点fM信息。
此处的频点f1至频点fM可以和频点F1至频点FN相同，也可以和频点F1至频点FN不同。一般来说，无人机在空中受到的干扰可能较少，遥控器在地面上受到的干扰可能较多，通过使频点f1至频点fM和频点F1至频点FN选择不同的频点，可以更好地避开频率干扰。
在本发明的一实施例中，所述第一装置和所述第二装置根据UAVID，选择频点F1至频点FN及第一主同步信号PSS序列。
步骤502：第二装置依次在频点F1至频点FN上接收信号，并进行第一PSS序列检测，第二装置的频点F1至频点FN的频点变换周期为T1/(2N)毫秒；
步骤503：当检测出第一PSS序列时，第二装置获得第一半帧同步信息，根据获得的第一半帧同步信息进行第一PDSCH控制信息检测；
步骤504：当检测出第一PDSCH控制信息时，第二装置获得第一帧同步信息，进入预同步态；
在本发明的一实施例中，所述第一帧同步信息包括第一超帧号和第一子帧号，所述第一PDSCH控制信息中携带所述第一超帧号和第一子帧号。
步骤505：第二装置依次在频点f1至频点fM上发送第二PSS序列和第二PDSCH控制信息，其中，频点f1至频点fM为M个不同频点，M为大于或等于1的自然数；
步骤506：第一装置依次在频点f1至频点fM上接收信号，并进行第二PSS序列检测；
步骤507：当检测出第二PSS序列时，第一装置获得第二半帧同步信息，启动第一CFO检测，得到第一载波频偏估计值，根据获得的第二半帧同步信息及所述第一载波频偏估计值，进行第二PDSCH控制信息检测；
步骤508：当检测出第二PDSCH控制信息时，第一装置获得第二帧同步信息，进入同步态；
在本发明的一实施例中，所述第二帧同步信息包括第二超帧号和第二子帧号，所述第二PDSCH控制信息携带所述第二超帧号和第二子帧号。
步骤509：当检测到第一装置进入同步态后，第二装置进入同步态。
在该实施例中，当第一装置和第二装置都进入同步态后，第一装置和第二装置仍然周期性发送S子帧，但是，此时其中的第一PSS序列和第二PSS序列设置为全0，以避免对其它系统的干扰；或者在所述第一PSS序列和第二PSS序列的发送位置(对应的帧结构的第三个符号)，分别发送所述第一PDSCH控制信息和所述第二PDSCH控制信息，不仅可以避免对其它系统的干扰，同时还可以增强PDSCH控制信息的传输能力。
以第一装置为无人机、第二装置为遥控器为例，本发明实施例提供的同步方法，包括如下步骤：
步骤601：无人机依次在频点F1至频点FN(N一般取4或者8)上发送第一主同步信号PSS序列和第一物理下行共享信道PDSCH控制信息，频点变换周期为T1，T1一般取2560或者5120毫秒；频点F1至频点FN可以取公共的免费频段中的频点(例如2.4GHz WIFI频段)，频点间的间隔均匀，且频点的选取跟无人飞行器唯一标识号相关。
系统帧结构如图2所示，一个10ms帧被分为两个5ms半帧，每个半帧由4个数据子帧(D子帧)和1个特殊子帧(S子帧)构成。每个子帧分为两个0.5ms时隙，每个时隙又可分为7个OFDM符号。特殊子帧则由总时长为1ms的三个特殊时隙组成：下行导频时隙DwPTS，保护间隔GP，上行导频时隙UpPTS。三个特殊时隙的长度支持9种配置选项。UpPTS的长度为1～2个符号；DwPTS的长度为3～12个符号；相应的GP长度为1～10个符号。无人机发送的第一PSS序列在子帧1和子帧6(即DwPTS)的第三个符号中发送。
例如，在一实施例中，N为4，频点F1至频点F4分别为2.41GHz、2.43GHz、2.45GHz、2.47GHz，频点变换周期为2560毫秒。
步骤602：遥控器根据配对过的无人机的唯一识别号，依次在频点F1至频点FN上检测第一PSS序列，频点变换周期为T1/(2N)；
由于一个子帧的上下两个半帧的PSS信号是一样的，所以检测PSS只能实现5ms半帧同步功能。检测PSS的方法是与本地序列做滑动相关，峰值的位置即是PSS的位置。
步骤602具体包括如下步骤：
步骤6021：根据遥控器的本地时间，启动频点Fx上的PSS检测，X大于等于1且小于等于N，X的变化周期为T1/(2N)毫秒；(仍以N＝4，T1＝2560为例，此时，遥控器上的频点F1至频点F4的频点变换周期为320毫秒)；
步骤6022：遥控器如果检测到的PSS最大峰值不高于门限Th1(例如20)，则跳转到6021；
步骤6023：遥控器如果检测到的PSS最大峰值高于门限Th1，则跳转到603。
步骤603：当检测到的第一PSS序列的最大峰值高于预设的第一门限时，遥控器获得半帧同步，启动下行载波频率偏移CFO检测，得到载波频偏估计值；根据获得的半帧同步信息、载波频偏估计值，启动第一PDSCH控制信息检测，获得无线帧同步，进入预同步态；
步骤603具体包括如下步骤：
步骤6031：遥控器如果连续L时长内(L一般取90毫秒)，下行PDSCH控制信息解码都不正确，则跳转到步骤6021；
步骤6032：否则，在L时长内，遥控器只要解对一次PDSCH控制信息后，将遥控器的本地时间设置成跟无人机本地时间完全对齐，然后遥控器进入预同步态，并持续解码PDSCH控制信息以监控无人机状态。
载波频偏(Carrier Frequency Offset，CFO)的发生可能是由于发射机和接收机中振荡器的频率偏离，也可能是由于接收机、发射机或两者的运动而引起的多普勒频移，CF0会导致无线通信系统的性能降低，从而降低了提供给接收机的服务质量。载波频偏估计是OFDM系统的关键技术之一，本申请并不限制具体采用何种CFO估计方法进行检测。
本申请的无人机和遥控器使用超帧结构来限定设备对信道的访问时间。通过发送信标帧就能实现超帧限定,一个超帧包括1024个帧，每帧长10ms，因此，一个超帧的长度为10240ms。每个超帧都以信标帧(beacon)为始，在这个信标帧中包含了超帧将持续的时间以及对这段时间的分配等信息。网络中的普通设备接收到超帧开始时的信标帧后，就可以根据其中的内容安排自己的任务，例如进入休眠状态直到这个超帧结束。
步骤604：遥控器依次在频点f1至频点fM(M一般取4或者8)上发送第二PSS序列和第二PDSCH控制信息，频点变换周期为T2，例如，T2可以取5毫秒；
例如，在一实施例中，M为4，频点f1至频点f4分别为2.42GHz、2.44GHz、2.46GHz、2.48GHz，频点变换周期为5毫秒。
步骤605：无人机根据本地时间依次在频点f1至频点fM上接收信号，进行PSS检测，频点变换周期为T2(与步骤604中的频点变换周期相同)；
步骤605具体包括如下步骤：
步骤6051：无人机如果检测到的PSS最大峰值不高于门限Th2(例如20)，则跳转到605。
步骤6052：无人机如果检测到的PSS最大峰值高于门限Th2，则跳转到606。
步骤606：当检测到的第二PSS序列的最大峰值高于预设的第二门限时，无人机获得半帧同步，根据获得的半帧同步信息，启动第二PDSCH控制信息检测，获得无线帧同步，进入同步态；
步骤606具体包括如下步骤：
步骤6061：无人机如果连续L时长内(L一般取90毫秒)，下行PDSCH控制信息解码都不正确，则跳转到606。
步骤6062：否则，在L时长内，无人机只要解对一次PDSCH控制信息后，无人机进入同步锁定状态，并持续解码PDSCH控制信息以监控遥控器状态。
步骤607：遥控器检测到无人机进入同步态后，自身也进入同步态。
遥控器持续M时长(M一般取500毫秒)解码PDSCH控制信息过程中，一旦检测到无人机的状态处于同步锁定状态，则遥控器将自身状态也设置成同步锁定状态，至此无人机和遥控器实现了同步过程。
无人机和遥控器都进入同步态之后，无人机和遥控器都不再发送PSS序列，对应的帧结构第三个符号变成PDSCH控制信息，以增强PDSCH控制信息的传输能力。
本发明实施例提供的同步方法和装置、同步系统、计算机可读存储介质，，利用LTE主同步信号PSS和下行数据信道PDSCH进行快速同步的调度方法，能有效抵抗干扰的同时实现无人机和遥控器的快速同步。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上所述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。凡在本发明的精神和原则之内，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 (17)

1.一种同步方法，其特征在于，包括：
第一装置依次在频点F1至频点FN上周期性发送第一主同步信号PSS序列和第一物理下行共享信道PDSCH控制信息，其中，所述第一PSS序列和第一PDSCH控制信息用于第二装置进行第一PSS检测和第一PDSCH控制信息检测，频点F1至频点FN为N个不同频点，N为大于或等于1的自然数；
第一装置依次在频点f1至频点fM上接收信号，并进行第二PSS序列检测，其中，频点f1至频点fM为M个不同频点，M为大于或等于1的自然数；
当检测出第二PSS序列时，第一装置获得第二半帧同步信息，根据获得的第二半帧同步信息进行第二PDSCH控制信息检测；
当检测出第二PDSCH控制信息时，第一装置获得第二帧同步信息，进入同步态。
2.根据权利要求1所述的同步方法，其特征在于，在进行所述第二PDSCH控制信息检测之前，所述方法还包括：
所述第一装置启动第一载波频率偏移CFO检测，得到第一载波频偏估计值；
所述第一装置根据所述获得的第二半帧同步信息及所述第一载波频偏估计值，进行所述第二PDSCH控制信息检测。
3.根据权利要求1所述的同步方法，其特征在于，所述第一装置为无人机，所述第二装置为遥控器；或者，所述第一装置为遥控器，所述第二装置为无人机。
4.根据权利要求1所述的同步方法，其特征在于，所述频点F1至频点FN中，相邻频点的间隔均匀；所述第一PDSCH控制信息中携带所述频点f1至频点fM信息。
5.根据权利要求1所述的同步方法，其特征在于，所述第二帧同步信息包括第二超帧号和第二子帧号，所述第二PDSCH控制信息中携带所述第二超帧号和第二子帧号。
6.根据权利要求1所述的同步方法，其特征在于，当进入所述同步态后，所述方法还包括：所述第一装置停止发送所述第一PSS序列。
7.一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一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1至6中任一项所述的同步方法的步骤。
8.一种第一装置，其特征在于，包括处理器及存储器，其中：所述处理器用于执行存储器中存储的程序，以实现如权利要求1至6中任一项所述的同步方法的步骤。
9.一种同步方法，其特征在于，包括：
第二装置依次在频点F1至频点FN上接收信号，并进行第一PSS序列检测，其中，频点F1至频点FN为N个不同频点，N为大于或等于1的自然数；
当检测出第一PSS序列时，第二装置获得第一半帧同步信息，根据获得的第一半帧同步信息进行第一PDSCH控制信息检测；
当检测出第一PDSCH控制信息时，第二装置获得第一帧同步信息，进入预同步态；
第二装置依次在频点f1至频点fM上发送第二PSS序列和第二PDSCH控制信息，其中，所述第二PSS序列和第二PDSCH控制信息用于第一装置进行第二PSS检测和第二PDSCH控制信息检测，频点f1至频点fM为M个不同频点，M为大于或等于1的自然数；
当检测到第一装置进入同步态后，第二装置进入同步态。
10.根据权利要求9所述的同步方法，其特征在于，在进行所述第一PDSCH控制信息检测之前，所述方法还包括：
所述第二装置启动第二CFO检测，得到第二载波频偏估计值；
所述第二装置根据所述获得的第二半帧同步信息、所述第二载波频偏估计值，进行所述第一PDSCH控制信息检测。
11.根据权利要求9所述的同步方法，其特征在于，所述第二装置的频点F1至频点FN的频点变换周期为T1/(2N)毫秒，其中，T1为所述第一装置的频点F1至频点FN的频点变换周期。
12.根据权利要求9所述的同步方法，其特征在于，当进入所述同步态后，所述方法还包括：所述第二装置停止发送所述第二PSS序列。
13.一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一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求9至12中任一项所述的同步方法的步骤。
14.一种第二装置，其特征在于，包括处理器及存储器，其中：所述处理器用于执行存储器中存储的程序，以实现如权利要求9至12中任一项所述的同步方法的步骤。
15.一种同步系统，其特征在于，包括如权利要求8所述的第一装置，以及如权利要求14所述的第二装置。
16.一种同步方法，其特征在于，包括：
第一装置依次在频点F1至频点FN上周期性发送第一PSS序列和第一PDSCH控制信息，第一装置的频点F1至频点FN的频点变换周期为T1毫秒，其中，频点F1至频点FN为N个不同频点，N为大于或等于1的自然数；
第二装置依次在频点F1至频点FN上接收信号，并进行第一PSS序列检测，第二装置的频点F1至频点FN的频点变换周期为T1/(2N)毫秒；
当检测出第一PSS序列时，第二装置获得第一半帧同步信息，启动第二CFO检测，得到第二载波频偏估计值；根据获得的第一半帧同步信息及第二载波频偏估计值进行第一PDSCH控制信息检测；
当检测出第一PDSCH控制信息时，第二装置获得第一帧同步信息，进入预同步态；
第二装置依次在频点f1至频点fM上发送第二PSS序列和第二PDSCH控制信息，其中，频点f1至频点fM为M个不同频点，M为大于或等于1的自然数；
第一装置依次在频点f1至频点fM上接收信号，并进行第二PSS序列检测；
当检测出第二PSS序列时，第一装置获得第二半帧同步信息，根据获得的第二半帧同步信息进行第二PDSCH控制信息检测；
当检测出第二PDSCH控制信息时，第一装置获得第二帧同步信息，进入同步态；
当检测到第一装置进入同步态后，第二装置进入同步态。
17.一种同步方法，其特征在于，包括：
第一装置依次在频点F1至频点FN上周期性发送第一PSS序列和第一PDSCH控制信息，第一装置的频点F1至频点FN的频点变换周期为T1毫秒，其中，频点F1至频点FN为N个不同频点，N为大于或等于1的自然数；
第二装置依次在频点F1至频点FN上接收信号，并进行第一PSS序列检测，第二装置的频点F1至频点FN的频点变换周期为T1/(2N)毫秒；
当检测出第一PSS序列时，第二装置获得第一半帧同步信息，根据获得的第一半帧同步信息进行第一PDSCH控制信息检测；
当检测出第一PDSCH控制信息时，第二装置获得第一帧同步信息，进入预同步态；
第二装置依次在频点f1至频点fM上发送第二PSS序列和第二PDSCH控制信息，其中，频点f1至频点fM为M个不同频点，M为大于或等于1的自然数；
第一装置依次在频点f1至频点fM上接收信号，并进行第二PSS序列检测；
当检测出第二PSS序列时，第一装置获得第二半帧同步信息，启动第一CFO检测，得到第一载波频偏估计值，根据获得的第二半帧同步信息及所述第一载波频偏估计值，进行第二PDSCH控制信息检测；
当检测出第二PDSCH控制信息时，第一装置获得第二帧同步信息，进入同步态；
当检测到第一装置进入同步态后，第二装置进入同步态。
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