CN114401077B - 一种信号同步方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种信号同步方法、装置、电子设备及存储介质，涉及信号通信技术领域。其中，该方法包括：获取待同步信号，并通过状态机根据待同步信号的前导信号的长度开启多个检测单元中的至少一个检测单元；通过至少一个检测单元确定待同步信号的时偏估计值和频偏估计值，并根据时偏估计值和频偏估计值对待同步信号进行同步。本申请实施例提供的技术方案，可以实现低复杂度和低功耗的效果。

Description

一种信号同步方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本申请实施例涉及信号通信技术领域，尤其涉及一种信号同步方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

连续相位调制(Continuous Phase Modulation，CPM)信号具有恒包络、功率谱旁瓣衰减快、调制格式灵活多样等特点，它广泛应用在低功耗无线传输网络上，如蓝牙、低功耗广域网等。

接收机的同步模块的主要功能是搜寻有效的接收信号并完成时间和频率信息的估计和校正，以保证有效信号的正确解调。对于同步而言，低功耗CPM信号接收机面临两个难题，一是用来做同步的前导信号可能会非常短，比如WMBus N Mode只有16比特的前导信号，这要求同步方法能够利用小于等于16比特的CPM信号快速完成同步过程；二是为了支持介质访问控制(Media Access Control，MAC)层信道空闲检测或者发射前的监听等功能，同步功能会频繁地开启，因此同步方法的复杂度必须足够低以保证接收机的低功率消耗水平。

发明内容

本申请实施例提供了一种信号同步方法、装置、电子设备及存储介质，以实现低复杂度和低功耗的效果。

第一方面，本申请实施例提供了一种信号同步方法，该方法包括：

获取待同步信号，并通过所述状态机根据所述待同步信号的前导信号的长度开启所述多个检测单元中的至少一个检测单元；

通过所述至少一个检测单元确定所述待同步信号的时偏估计值和频偏估计值，并根据所述时偏估计值和所述频偏估计值对所述待同步信号进行同步。

第二方面，本申请实施例提供了一种信号同步装置，该装置包括：

单元确定模块，用于获取待同步信号，并通过所述状态机根据所述待同步信号的前导信号的长度开启所述多个检测单元中的至少一个检测单元；

信号同步模块，用于通过所述至少一个检测单元确定所述待同步信号的时偏估计值和频偏估计值，并根据所述时偏估计值和所述频偏估计值对所述待同步信号进行同步。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本申请任意实施例所述的信号同步方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本申请任意实施例所述的信号同步方法。

本申请实施例提供了一种信号同步方法、装置、电子设备及存储介质，该方法包括：获取待同步信号，并通过状态机根据待同步信号的前导信号的长度开启多个检测单元中的至少一个检测单元；通过至少一个检测单元确定待同步信号的时偏估计值和频偏估计值，并根据时偏估计值和频偏估计值对待同步信号进行同步。本申请通过前导信号的长度确定开启多个检测单元中哪个或哪些检测单元，通过相应的检测单元时偏和频偏等偏移量的估计，从而完成对待同步信号的同步。本申请的信号同步方法在满足信号同步的基础上可以避免开启太多检测单元所造成的功率消耗，该信号同步方法的复杂度可以达到足够低，可以实现低复杂度和低功耗的效果。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本申请的范围。本申请的其他特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图用于更好地理解本方案，不构成对本申请的限定。其中：

图1为本申请实施例提供的一种信号同步方法的第一流程示意图；

图2为本申请实施例提供的信号同步的流程框图；

图3为本申请实施例提供的状态机运行状态和状态间转移的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种信号同步装置的结构示意图；

图5是用来实现本申请实施例的一种信号同步方法的电子设备的框图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在介绍本申请实施例之前，需要说明的是：本申请的信号同步方法是对CPM信号的时间和频率进行同步，也就是，接收机接收CPM信号并完成时间和频率的估计和校正，以保证CPM信号的正确解调。可选的，只需将本申请的信号同步方法中的CPM信号改为其他信号，便可以使用本申请的信号同步方法对其他信号的时间和频率进行同步，也就是，本申请中的待同步信号可以是CPM信号还可以是其他信号。

实施例一

图1为本申请实施例提供的一种信号同步方法的第一流程示意图，图2为本申请实施例提供的信号同步的流程框图，图3为本申请实施例提供的状态机运行状态和状态间转移的示意图。本实施例可适用于接收机对待同步信号进行时间同步和频率同步的情况。本实施例提供的一种信号同步方法可以由本申请实施例提供的信号同步装置来执行，该装置可以通过软件和/或硬件的方式实现，并集成在执行本方法的电子设备中。优选的，本申请实施例中的电子设备可以是接收机，该接收机包括状态机和多个检测单元。

参见图1，本实施例的方法包括但不限于如下步骤：

S110、获取待同步信号，并通过状态机根据待同步信号的前导信号的长度开启多个检测单元中的至少一个检测单元。

在本申请实施例中，图2为本申请实施例提供的信号同步的流程框图，如图所示，接收机包括信号接收组件和同步组件，同步组件包括状态机和多个检测单元。信号接收组件用于接收待同步信号。状态机用于当接收机处于物理帧接收功能时，根据前导信号的长度确定开启多个检测单元中哪个或哪些检测单元，同时记录同步过程中的运行状态。

其中，多个检测单元包括信号到达检测单元、前导信号检测单元和同步字信号检测单元。运行状态包括初始状态S0、信号到达检测成功S1、前导信号检测成功S2、同步字信号检测成功S3。

具体的，通过状态机根据待同步信号的前导信号的长度开启多个检测单元中的至少一个检测单元，包括：当前导信号的长度超过第一长度标准，则控制状态机开启前导信号检测单元和同步字信号检测单元；当前导信号的长度不超过第一长度标准但超过第二长度标准，则控制状态机开启信号到达检测单元、前导信号检测单元和同步字信号检测单元；当前导信号的长度不超过第二长度标准，则控制状态机开启同步字信号检测单元，第一长度标准大于第二长度标准。

如图3为本申请实施例中状态机运行状态和状态间转移的示意图。在本申请实施例中，参加图3，当前导信号足够长(即超过第一长度标准)时，例如：对于2阶调制CPM信号的前导信号有40比特长，可以开启前导信号检测单元和同步字信号检测单元。状态机在“初始状态S0”状态下开始做前导信号检测，当前导信号检测单元检测到前导信号后，状态机切换到“前导信号检测成功S2”状态，开始做同步字信号检测，当同步字信号检测单元检测到同步字后，状态机切换到“同步字信号检测成功S3”状态。

参加图3，当前导信号较短(即不超过第一长度标准但超过第二长度标准)时，比如对于2阶调制CPM信号的前导信号只有16比特长，可以开启信号到达检测单元、前导信号检测单元和同步字信号检测单元。状态机在“初始状态S0”状态下开始做信号到达检测以完成前导信号的快速检测，当信号到达检测单元检测到信号到达时，状态机切换到“信号到达检测成功S1”状态，开始做前导信号检测；当前导信号检测单元检测到前导信号后，状态机切换到“前导信号检测成功S2”状态，开始做同步字信号检测；当同步字信号检测单元检测到同步字后，状态机切换到“同步字信号检测成功S3”状态。

参加图3，当前导信号特别短或者没有前导信号(即不超过第二长度标准)时，可以只开启同步字信号检测单元。状态机在“初始状态S0”状态下开始做同步字信号检测，当同步字信号检测单元检测到同步字后，状态机切换到“同步字信号检测成功S3”状态。

可选的，状态机还可以根据物理帧结构和使用场景确定开启多个检测单元中哪个或哪些检测单元。示例性的：当接收机处于信道空闲检测或者发射前监听等功能时，接收机只需要检测前导信号是否存在，所以同步组件可以只开启信号到达检测单元完成前导信号的检测。同时状态机在“初始状态S0”下开始做信号到达检测，当信号到达检测单元检测到信号到达时，状态机切换到“信号到达检测成功S1”状态。此外，当接收机处于物理帧接收功能时，可以根据前导信号的长度确定开启多个检测单元中哪个或哪些检测单元。

S120、通过至少一个检测单元确定待同步信号的时偏估计值和频偏估计值，并根据时偏估计值和频偏估计值对待同步信号进行同步。

在本申请实施例中，参加图2，接收机中还包括本地序列生成组件和度量计算组件。本地序列生成组件用于生成本地序列(即CPM信号的时延差分相位)给度量计算组件，前导信号检测单元和/或同步字信号检测单元利用度量计算组件完成相应的时偏、频偏等偏移量的估计，得到时偏估计值和频偏估计值，再根据时偏估计值和频偏估计值对待同步信号的时偏和频偏进行校正，从而完成对待同步信号的同步。

较佳的，参加图2，接收机中还包括延时计算组件和相位差计算组件。其中，延时计算组件用于根据CPM调制格式中频率脉冲函数g(n)、调制阶数M、调制指数h计算延时因子Δn。Δn的取值应大于0且小于频率脉冲函数g(n)的持续时间。示例性地，当CPM信号为连续相位频移键控(Continuous Phase Frequency Shift Keying，CPFSK)信号时，延时因子等于CPM信号的采样点数，即Δn＝S；当CPM信号是带宽时间乘积为0.25，2阶调制的高斯频率脉冲函数时，延时因子等于2倍的CPM信号的采样点数，即Δn＝2S，其中，S为信号的采样点数。其中，相位差计算组件包括用于先计算待同步信号的相位Θ(n)和幅度值|y(n)|，再计算延时Δn之后时延差分相位ΔΘ_Δn(n)＝Θ(n)-Θ(n-Δn)，其中，n为时间，最后对时延差分相位ΔΘ_Δn(n)进行修正，具体包括：若第一时延差分相位大于π，即ΔΘ_Δn(n)>π，则将第一时延差分相位减去2π，即ΔΘ_Δn(n)＝ΔΘ_Δn(n)-2π，若第一时延差分相位小于负π，即ΔΘ_Δn(n)<-π，则将第一时延差分相位加上2π，即ΔΘ_Δn(n)＝ΔΘ_Δn(n)+2π，从而得到修正之后的第一时延差分相位。

本实施例提供的技术方案，获取待同步信号，并通过状态机根据待同步信号的前导信号的长度开启多个检测单元中的至少一个检测单元；通过至少一个检测单元确定待同步信号的时偏估计值和频偏估计值，并根据时偏估计值和频偏估计值对待同步信号进行同步。本申请通过前导信号的长度确定开启多个检测单元中哪个或哪些检测单元，通过相应的检测单元时偏和频偏等偏移量的估计，从而完成对待同步信号的同步。本申请的信号同步方法在满足信号同步的基础上可以避免开启太多检测单元所造成的功率消耗，该信号同步方法的复杂度可以达到足够低，可以实现低复杂度和低功耗的效果。

实施例二

本申请实施例是在上述实施例的基础上进行优化，具体优化为：本实施例对时偏估计值和频偏估计值的计算过程进行详细的解释说明。

具体的，通过至少一个检测单元确定待同步信号的时偏估计值和频偏估计值的具体过程可以通过以下两种方式实现：

方式一：当至少一个检测单元为前导信号检测单元时，时偏估计值和频偏估计值的确定过程为：确定CPM信号的第一时延差分相位和前导信号在当前取数窗内的第二时延差分相位；根据第二时延差分相位的最值确定前导信号的粗频偏，并根据粗频偏对第二时延差分相位进行频偏纠正，得到纠正之后的第二时延差分相位；确定第一时延差分相位和纠正之后的第二时延差分相位之间的度量值，并根据度量值判断是否检测到前导信号；若检测到前导信号，则根据第一时延差分相位和纠正之后的第二时延差分相位计算前导信号的精频偏，从而得到频偏估计值，并将当前取数窗对应的时间作为时偏估计值。

在本申请实施例中，第一时延差分相位的确定过程为：将前导信号的调制值输入至本地序列生成组件得到CPM信号的第一时延差分相位Δφ_Δn(n；α)，其中，α为调制值，n为时间。第二时延差分相位的确定过程为：通过接收机接收前导信号，再通过接收机中的延时计算组件和相位差计算组件计算前导信号在当前取数窗内L*S样本个数的第二时延差分相位ΔΘ_Δn(n)，也就是，第二时延差分相位是一个集合，包含L*S个时延差分相位，其中，当前取数窗的符号长度为L，信号的采样点数为S。

在本申请实施例中，粗频偏的纠正过程为：首先，确定第二时延差分相位的最值，即max(ΔΘ_Δn(n))和min(ΔΘ_Δn(n))。然后，根据粗频偏CFO的计算公式CFO＝0.5*(max(ΔΘ_Δn(n))-min(ΔΘ_Δn(n)))计算出粗频偏CFO。最后，纠正第二时延差分相位的频偏，即ΔΘ_Δn(n)＝ΔΘ_Δn(n)-CFO，得到纠正之后的第二时延差分相位。可选的，当前取数窗的符号长度可配置。

具体的，确定第一时延差分相位和纠正之后的第二时延差分相位之间的度量值，并根据度量值判断是否检测到前导信号，包括：根据公制标志位MetricFlag确定对应的度量值计算公式和对应的预设度量阈值PThr；根据度量值计算公式确定第一时延差分相位和纠正之后的第二时延差分相位之间的度量值；确定预设度量阈值和度量值之间的大小关系，并根据大小关系确定是否检测到前导信号。

在本申请实施例中，第一时延差分相位和纠正之后的第二时延差分相位之间的度量值的确定过程为：将第一时延差分相位Δφ_Δn(n；α)和纠正之后的第二时延差分相位ΔΘ_Δn(n)输入至度量计算组件，度量计算组件根据配置的MetricFlag计算度量值Metric。计算过程为：当公制标志位MetricFlag＝1时，度量值Metric的计算公式为Metric＝∑_iΔφ_Δn(n；α)_i*ΔΘ_Δn(n)_i，此时，度量是相关值，描述两个向量的相似性。当公制标志位MetricFlag＝2时，度量值Metric的计算公式为Metric＝∑_i|Δφ_Δn(n；α)_i-ΔΘ_Δn(n)_i|，此时，度量是距离值，描述两个向量的距离。其中，i表示第一时延差分相位中第i个第一时延差分相位或第二时延差分相位中第i个第二时延差分相位，MetricFlag＝2的度量值的计算复杂度比MetricFlag＝1要低，更适合低功耗场景。

在本申请实施例中，当公制标志位MetricFlag＝1时，若度量值Metric大于预设度量阈值PThr₁时，则检测到前导信号；当公制标志位MetricFlag＝2时，若度量值Metric小于预设度量阈值PThr₂时，则检测到前导信号。当检测到前导信号时，计算精频偏FFO。方法是：将第一时延差分相位Δφ_Δn(n；α)和纠正之后的第二时延差分相位ΔΘ_Δn(n)输入至度量计算组件，设置公制标志位MetricFlag＝3，根据公式Metric＝∑_iΔφ_Δn(n；α)_i-ΔΘ_Δn(n)_i得到度量值Metric，其中，i表示第一时延差分相位中第i个第一时延差分相位或第二时延差分相位中第i个第二时延差分相位，最后根据精频偏FFO的计算公式FFO＝Metric/(L*S)得到前导信号的精频偏，从而得到频偏估计值，并将当前取数窗对应的时间作为时偏估计值。当未检测到前导信号时，长为L*S的取数窗后移一个样本点，重复上述步骤的操作。

方式二：当至少一个检测单元为同步字信号检测单元时，时偏估计值和频偏估计值的确定过程为：确定同步字信号在当前取数窗内的第三时延差分相位，并确定前导信号检测单元是否检测到前导信号；若检测到前导信号，则根据前导信号的精频偏对第三时延差分相位进行频偏纠正，得到纠正之后的第三时延差分相位；若未检测到前导信号，则根据第三时延差分相位的最值确定同步字信号的粗频偏，并根据粗频偏对第三时延差分相位进行频偏纠正，得到纠正之后的第三时延差分相位；确定第一时延差分相位和纠正之后的第三时延差分相位之间的度量值，并根据度量值判断是否检测到同步字信号；若检测到同步字信号，则根据第一时延差分相位和纠正之后的第三时延差分相位计算同步字信号的精频偏；确定是否为首次检测到同步字信号；若是首次，则对度量值进行存储得到第一存储值，对同步字信号的精频偏进行存储得到第二存储值；若不是首次，则根据公制标志位和度量值与第一存储值之间的大小关系确定是否用度量值对第一存储值进行替换，以及用同步字信号的精频偏对第二存储值进行替换，从而得到新的第一存储值和新的第二存储值；将当前取数窗的下一个取数窗作为新的当前取数窗，并重复执行确定同步字信号在当前取数窗内的第三时延差分相位，并确定前导信号检测单元是否检测到前导信号的操作，从而得到连续多个取数窗对应的最终的第一存储值和最终的第二存储值，当前取数窗为连续多个取数窗的第一个取数窗；将最终的第二存储值作为频偏估计值，并将最终的第一存储值对应取数窗的时间作为时偏估计值。

在本申请实施例中，第三时延差分相位的确定过程为：通过接收机接收前导信号，再通过接收机中的延时计算组件和相位差计算组件计算前导信号在当前取数窗内K*S样本个数的第二时延差分相位ΔΘ_Δn(n)，也就是，第二时延差分相位是一个集合，包含K*S个时延差分相位，其中，当前取数窗的符号长度为K，信号的采样点数为S。需要说明的是，检测单元为同步字信号检测单元时的取数窗的符号长度K大于检测单元为前导信号检测单元时的取数窗的符号长度L。

在本申请实施例中，通过确定状态机的运行状态是否为S2来确定前导信号检测单元是否检测到前导信号，若前导信号检测单元未检测到前导信号，纠正之后第三时延差分相位的确定过程与方式一中的纠正之后第二时延差分相位的确定过程相同，也就是，方式二中的粗频偏纠正过程为与方式一中的粗频偏纠正过程相同，在次不做赘述。若前导信号检测单元检测到前导信号，则根据前导信号的精频偏对第三时延差分相位进行频偏纠正，得到纠正之后的第三时延差分相位。这样设置的原因是：前导信号的精频偏比同步字信号的粗频偏更准确。

在本申请实施例中，第一时延差分相位和纠正之后的第三时延差分相位之间的度量值与方式一中的第一时延差分相位和纠正之后的第二时延差分相位之间的度量值过程相同，在次不做赘述。其中，同步字信号检测单元和前导信号检测单元中公制标志位MetricFlag可以统一配置也可以分别配置。

在本申请实施例中，当公制标志位MetricFlag＝1时，若度量值Metric大于预设度量阈值SThr₁时，则检测到同步字信号；当公制标志位MetricFlag＝2时，若度量值Metric小于预设度量阈值SThr₂时，则检测到同步字信号。当检测到同步字信号时，计算精频偏FFO。方法是：将第一时延差分相位Δφ_Δn(n；α)和纠正之后的第三时延差分相位ΔΘ_Δn(n)输入至度量计算组件，设置公制标志位MetricFlag＝3，根据公式Metric＝∑_iΔφ_Δn(n；α)_i-ΔΘ_Δn(n)_i得到度量值Metric，其中，i表示第一时延差分相位中第i个第一时延差分相位或第三时延差分相位中第i个第三时延差分相位，最后根据精频偏FFO的计算公式FFO＝Metric/(K*S)得到同步字信号的精频偏，从而得到频偏估计值，并将当前取数窗对应的时间作为时偏估计值。当未检测到前导信号时，长为K*S的取数窗后移一个样本点，重复上述步骤的操作。

具体的，根据公制标志位和度量值与第一存储值之间的大小关系确定是否用度量值对第一存储值进行替换，以及用同步字信号的精频偏对第二存储值进行替换，从而得到新的第一存储值和新的第二存储值，包括：若公制标志位的数值等于1且度量值大于第一存储值，则用度量值对第一存储值进行替换，用同步字信号的精频偏对第二存储值进行替换，从而得到新的第一存储值和新的第二存储值；或者，若公制标志位的数值等于2且度量值小于第一存储值，则用度量值对第一存储值进行替换，用同步字信号的精频偏对第二存储值进行替换，从而得到新的第一存储值和新的第二存储值。

在本申请实施例中，如果是第一次检测到同步字信号，度量值Metric存储到缓存区MetricBuffer，精频偏FFO存储到缓存区FFOBuffer。如果不是第一次检测到同步字信号，当公制标志位MetricFlag＝1，若度量值Metric大于MetricBuffer时，则用度量值Metric覆盖MetricBuffer，用FFO覆盖缓存区FFOBuffer；当公制标志位MetricFlag＝2，若度量值Metric小于MetricBuffer时，则用度量值Metric覆盖MetricBuffer，用FFO覆盖缓存区FFOBuffer。长为K*S的取数窗后移一个样本点，重复执行上述步骤Q次，得到连续Q个取数窗对应的最终的第一存储值MetricBuffer和最终的第二存储值FFOBuffer，最终将MetricBuffer中数值对应的取数窗位置即为定时位置，将FFOBuffer的数值即为精频偏估计值。到此，完成全部同步过程。

本实施例提供的技术方案，通过前导信号的长度确定开启多个检测单元中哪个或哪些检测单元，通过相应的检测单元时偏和频偏等偏移量的估计，从而完成对待同步信号的同步。本申请的信号同步方法在满足信号同步的基础上可以避免开启太多检测单元所造成的功率消耗，该信号同步方法的复杂度可以达到足够低，可以实现低复杂度和低功耗的效果。

实施例三

图4为本申请实施例提供的一种信号同步装置的结构示意图，所述装置集成于接收机，所述接收机包括状态机和多个检测单元。如图4所示，该装置400可以包括：

单元确定模块410，用于获取待同步信号，并通过所述状态机根据所述待同步信号的前导信号的长度开启所述多个检测单元中的至少一个检测单元。

信号同步模块420，用于通过所述至少一个检测单元确定所述待同步信号的时偏估计值和频偏估计值，并根据所述时偏估计值和所述频偏估计值对所述待同步信号进行同步。

可选的，所述多个检测单元包括信号到达检测单元、前导信号检测单元和同步字信号检测单元。

进一步的，上述单元确定模块410，可以具体用于：当所述前导信号的长度超过第一长度标准，则控制所述状态机开启所述前导信号检测单元和所述同步字信号检测单元；当所述前导信号的长度不超过所述第一长度标准但超过第二长度标准，则控制所述状态机开启所述信号到达检测单元、所述前导信号检测单元和所述同步字信号检测单元；当所述前导信号的长度不超过所述第二长度标准，则控制所述状态机开启所述同步字信号检测单元，所述第一长度标准大于所述第二长度标准。

可选的，上述信号同步模块420包括第一同步单元和第二同步单元；

进一步的，当所述至少一个检测单元为所述前导信号检测单元时，所述第一同步单元用于：确定连续相位调制CPM信号的第一时延差分相位和所述前导信号在当前取数窗内的第二时延差分相位；根据所述第二时延差分相位的最值确定所述前导信号的粗频偏，并根据所述粗频偏对所述第二时延差分相位进行频偏纠正，得到纠正之后的第二时延差分相位；确定所述第一时延差分相位和所述纠正之后的第二时延差分相位之间的度量值，并根据所述度量值判断是否检测到所述前导信号；若检测到所述前导信号，则根据所述第一时延差分相位和所述纠正之后的第二时延差分相位计算所述前导信号的精频偏，从而得到所述频偏估计值，并将所述当前取数窗对应的时间作为所述时偏估计值。

进一步的，当所述至少一个检测单元为所述同步字信号检测单元时，所述第二同步单元用于：确定同步字信号在当前取数窗内的第三时延差分相位，并确定所述前导信号检测单元是否检测到所述前导信号；若检测到所述前导信号，则根据所述前导信号的精频偏对所述第三时延差分相位进行频偏纠正，得到纠正之后的第三时延差分相位；若未检测到所述前导信号，则根据所述第三时延差分相位的最值确定所述同步字信号的粗频偏，并根据所述粗频偏对所述第三时延差分相位进行频偏纠正，得到纠正之后的第三时延差分相位；确定所述第一时延差分相位和所述纠正之后的第三时延差分相位之间的度量值，并根据所述度量值判断是否检测到同步字信号；若检测到所述同步字信号，则根据所述第一时延差分相位和所述纠正之后的第三时延差分相位计算所述同步字信号的精频偏。

进一步的，上述第二同步单元，还可以用于：确定是否为首次检测到所述同步字信号；若是首次，则对所述度量值进行存储得到第一存储值，对所述同步字信号的精频偏进行存储得到第二存储值；若不是首次，则根据公制标志位和所述度量值与所述第一存储值之间的大小关系确定是否用所述度量值对所述第一存储值进行替换，以及用所述同步字信号的精频偏对所述第二存储值进行替换，从而得到新的第一存储值和新的第二存储值；将当前取数窗的下一个取数窗作为新的当前取数窗，并重复执行确定同步字信号在当前取数窗内的第三时延差分相位，并确定所述前导信号检测单元是否检测到所述前导信号的操作，从而得到连续多个取数窗对应的最终的第一存储值和最终的第二存储值，所述当前取数窗为所述连续多个取数窗的第一个取数窗；将所述最终的第二存储值作为所述频偏估计值，并将所述最终的第一存储值对应取数窗的时间作为时偏估计值。

进一步的，上述第二同步单元，具体用于：若所述公制标志位的数值等于1且所述度量值大于所述第一存储值，则用所述度量值对所述第一存储值进行替换，用所述同步字信号的精频偏对所述第二存储值进行替换，从而得到新的第一存储值和新的第二存储值；或者，若所述公制标志位的数值等于2且所述度量值小于所述第一存储值，则用所述度量值对所述第一存储值进行替换，用所述同步字信号的精频偏对所述第二存储值进行替换，从而得到新的第一存储值和新的第二存储值。

进一步的，上述第一同步单元，具体用于：根据公制标志位确定对应的度量值计算公式和对应的预设度量阈值；根据所述度量值计算公式确定所述第一时延差分相位和所述纠正之后的第二时延差分相位之间的度量值；确定所述预设度量阈值和所述度量值之间的大小关系，并根据所述大小关系确定是否检测到所述前导信号。

本实施例提供的信号同步装置可适用于上述任意实施例提供的信号同步方法，具备相应的功能和有益效果。

实施例四

图5是用来实现本申请实施例的一种信号同步方法的电子设备的框图，图5示出了适于用来实现本申请实施例实施方式的示例性电子设备的框图。图5显示的电子设备仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和适用范围带来任何限制。该电子设备典型可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、车载终端以及可穿戴设备等。优选的，本申请实施例中的电子设备可以是接收机。

如图5所示，电子设备500以通用计算设备的形式表现。电子设备500的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元516，存储器528，连接不同系统组件(包括存储器528和处理单元516)的总线518。

总线518表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。

电子设备500典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被电子设备500访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

存储器528可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)530和/或高速缓存存储器532。电子设备500可以进一步包括其他可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统534可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图5未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图5中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其他光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线518相连。存储器528可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本申请各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块542的程序/实用工具540，可以存储在例如存储器528中，这样的程序模块542包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其他程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块542通常执行本申请实施例所描述的功能和/或方法。

电子设备500也可以与一个或多个外部设备514(例如键盘、指向设备、显示器524等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备500交互的设备通信，和/或与使得该电子设备500能与一个或多个其他计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口522进行。并且，电子设备500还可以通过网络适配器520与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图5所示，网络适配器520通过总线518与电子设备500的其他模块通信。应当明白，尽管图5中未示出，可以结合电子设备500使用其他硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理单元516通过运行存储在存储器528中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本申请任一实施例所提供的信号同步方法。

实施例五

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序(或称为计算机可执行指令)，该程序被处理器执行时可以用于执行本申请上述任一实施例所提供的信号同步方法。

本申请实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦拭可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本申请实施例操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

Claims (7)

1.一种信号同步方法，其特征在于，所述方法应用于接收机，所述接收机包括状态机和多个检测单元，所述多个检测单元包括信号到达检测单元、前导信号检测单元和同步字信号检测单元；所述方法包括：

获取待同步信号，并通过所述状态机根据所述待同步信号的前导信号的长度开启所述多个检测单元中的至少一个检测单元，包括：当所述前导信号的长度超过第一长度标准，则控制所述状态机开启所述前导信号检测单元和所述同步字信号检测单元；当所述前导信号的长度不超过所述第一长度标准但超过第二长度标准，则控制所述状态机开启所述信号到达检测单元、所述前导信号检测单元和所述同步字信号检测单元；当所述前导信号的长度不超过所述第二长度标准，则控制所述状态机开启所述同步字信号检测单元，所述第一长度标准大于所述第二长度标准；

通过所述至少一个检测单元确定所述待同步信号的时偏估计值和频偏估计值，并根据所述时偏估计值和所述频偏估计值对所述待同步信号进行同步；

其中，当所述至少一个检测单元为所述前导信号检测单元时，所述通过所述至少一个检测单元确定所述待同步信号的时偏估计值和频偏估计值，包括：确定连续相位调制CPM信号的第一时延差分相位和所述前导信号在当前取数窗内的第二时延差分相位；根据所述第二时延差分相位的最值确定所述前导信号的粗频偏，并根据所述粗频偏对所述第二时延差分相位进行频偏纠正，得到纠正之后的第二时延差分相位；确定所述第一时延差分相位和所述纠正之后的第二时延差分相位之间的度量值，并根据所述度量值判断是否检测到所述前导信号；若检测到所述前导信号，则根据所述第一时延差分相位和所述纠正之后的第二时延差分相位计算所述前导信号的精频偏，从而得到所述频偏估计值，并将所述当前取数窗对应的时间作为所述时偏估计值；

当所述至少一个检测单元为所述同步字信号检测单元时，所述通过所述至少一个检测单元确定所述待同步信号的时偏估计值和频偏估计值，包括：确定同步字信号在当前取数窗内的第三时延差分相位，并确定所述前导信号检测单元是否检测到所述前导信号；若检测到所述前导信号，则根据所述前导信号的精频偏对所述第三时延差分相位进行频偏纠正，得到纠正之后的第三时延差分相位；若未检测到所述前导信号，则根据所述第三时延差分相位的最值确定所述同步字信号的粗频偏，并根据所述粗频偏对所述第三时延差分相位进行频偏纠正，得到纠正之后的第三时延差分相位；确定所述第一时延差分相位和所述纠正之后的第三时延差分相位之间的度量值，并根据所述度量值判断是否检测到同步字信号；若检测到所述同步字信号，则根据所述第一时延差分相位和所述纠正之后的第三时延差分相位计算所述同步字信号的精频偏。

2.根据权利要求1所述的信号同步方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定是否为首次检测到所述同步字信号；

若是首次，则对所述度量值进行存储得到第一存储值，对所述同步字信号的精频偏进行存储得到第二存储值；

若不是首次，则根据公制标志位和所述度量值与所述第一存储值之间的大小关系确定是否用所述度量值对所述第一存储值进行替换，以及用所述同步字信号的精频偏对所述第二存储值进行替换，从而得到新的第一存储值和新的第二存储值；

将当前取数窗的下一个取数窗作为新的当前取数窗，并重复执行确定同步字信号在当前取数窗内的第三时延差分相位，并确定所述前导信号检测单元是否检测到所述前导信号的操作，从而得到连续多个取数窗对应的最终的第一存储值和最终的第二存储值，所述当前取数窗为所述连续多个取数窗的第一个取数窗；

将所述最终的第二存储值作为所述频偏估计值，并将所述最终的第一存储值对应取数窗的时间作为时偏估计值。

3.根据权利要求2所述的信号同步方法，其特征在于，所述根据公制标志位和所述度量值与所述第一存储值之间的大小关系确定是否用所述度量值对所述第一存储值进行替换，以及用所述同步字信号的精频偏对所述第二存储值进行替换，从而得到新的第一存储值和新的第二存储值，包括：

若所述公制标志位的数值等于1且所述度量值大于所述第一存储值，则用所述度量值对所述第一存储值进行替换，用所述同步字信号的精频偏对所述第二存储值进行替换，从而得到新的第一存储值和新的第二存储值；

或者，若所述公制标志位的数值等于2且所述度量值小于所述第一存储值，则用所述度量值对所述第一存储值进行替换，用所述同步字信号的精频偏对所述第二存储值进行替换，从而得到新的第一存储值和新的第二存储值。

4.根据权利要求1所述的信号同步方法，其特征在于，所述确定所述第一时延差分相位和所述纠正之后的第二时延差分相位之间的度量值，并根据所述度量值判断是否检测到所述前导信号，包括：

根据公制标志位确定对应的度量值计算公式和对应的预设度量阈值；

根据所述度量值计算公式确定所述第一时延差分相位和所述纠正之后的第二时延差分相位之间的度量值；

确定所述预设度量阈值和所述度量值之间的大小关系，并根据所述大小关系确定是否检测到所述前导信号。

5.一种信号同步装置，其特征在于，所述装置集成于接收机，所述接收机包括状态机和多个检测单元，所述多个检测单元包括信号到达检测单元、前导信号检测单元和同步字信号检测单元；所述装置用于实现如权利要求1至4中任一所述的信号同步方法。

6.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至4中任一所述的信号同步方法。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一所述的信号同步方法。

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