CN114760319A - Hbc数据同步方法、计算机设备和存储介质 - Google Patents

Hbc数据同步方法、计算机设备和存储介质 Download PDF

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CN114760319A CN202011580809.8A CN202011580809A CN114760319A CN 114760319 A CN114760319 A CN 114760319A CN 202011580809 A CN202011580809 A CN 202011580809A CN 114760319 A CN114760319 A CN 114760319A
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Abstract

本申请涉及一种HBC数据同步方法、计算机设备和存储介质。所述方法通过获取待同步数据，并根据待同步数据确定目标峰值，再将接收目标峰值的位置确定为前导序列码的起始位置，并根据起始位置开始同步接收前导序列码，完成数据同步。上述方法通过搜索前导序列码实现HBC数据同步，且在搜索过程中仅需要确定待同步数据的目标峰值，即可在搜索到目标峰值的位置上完成HBC数据同步，占用的逻辑资源相对较少，可以达到减少功耗的目的，特别是在基于人体通信的机制同步数据，相比于传统的采用蓝牙或网络的机制同步数据的方法，本申请提出的HBC数据同步方法可以极大的减少相应数据传输系统中各信号接收器的功耗。

Description

HBC数据同步方法、计算机设备和存储介质
技术领域
本申请涉及人体通信技术领域，特别是涉及一种HBC数据同步方法、计算机设备和存储介质。
背景技术
随着各种医疗检测仪器在医疗行业的成熟应用，医生可以借助各种类型的医疗检测仪器辅助实现对患者的疾病诊断。比如，单导心电，血氧，脑电，糖尿病等监测仪的医疗级产品。
目前的医疗检测仪器通常为超窄带通信模式或有线通信模式，例如，单导心电，血氧，脑电，糖尿病等监测仪的医疗级产品使用蓝牙通信；医疗植入设备使用MICS(402–405MHz)频率通信；手表或手环采用运营商网络通信；动态心电图机等采用有线通信。
但是，上述通信模式存在功耗较大的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够有效降低功耗的HBC数据同步方法、计算机设备和存储介质。
第一方面，一种HBC数据同步方法，所述方法包括：
获取待同步数据；所述待同步数据的数据帧结构中包括前导序列码；
根据所述待同步数据，确定目标峰值；
将接收所述目标峰值的位置确定为所述前导序列码的起始位置，并根据所述起始位置开始同步接收所述前导序列码，完成数据同步。
在一个实施例中，所述根据所述待同步数据，确定目标峰值，包括：
确定所述待同步数据中每段数据的第一峰均比；
根据所述每段数据的第一峰均比确定所述目标峰值。
在一个实施例中，所述确定所述待同步数据中每段数据的峰均比，包括：
计算所述待同步数据中每段数据的最大相关值；
计算所述待同步数据中每段数据的相关值的平均值；
将所述最大相关值与所述相关值的平均值进行比值运算，得到所述待同步数据中每段数据的峰均比。
在一个实施例中，所述根据所述每段数据的峰均比确定所述目标峰值，包括：
将每段数据的峰均比与预设峰均比阈值进行比较；
将大于所述预设峰均比阈值的峰均比对应的峰值确定为所述目标峰值。
在一个实施例中，若存在多个大于所述预设峰均比阈值的峰均比对应的峰值，则所述将大于所述预设峰均比阈值的峰均比对应的峰值确定为所述目标峰值，包括：
将多个大于所述预设峰均比阈值的峰均比进行比较；
将所述多个大于所述预设峰均比阈值的峰均比中最大的峰均比对应的峰值确定为所述目标峰值。
在一个实施例中，若每段数据的峰均比均小于所述预设峰均比阈值，则所述方法还包括：
将所述每段数据的峰均比存储至寄存器中，并重新获取新的待同步数据；
根据所述新的待同步数据和所述寄存器中存储的峰均比，确定新的目标峰值；
所述将接收所述目标峰值的位置确定为所述前导序列码的起始位置，并根据所述起始位置开始同步接收所述前导序列码，完成数据同步，包括：
将接收所述新的目标峰值的位置确定为所述前导序列码的起始位置，并根据所述起始位置开始同步接收所述前导序列码，完成数据同步。
在一个实施例中，若所述数据帧结构中还包括起始界定符，则所述根据所述待同步数据，确定目标峰值之后，所述方法还包括：
根据接收所述目标峰值的位置和预设的搜索窗口确定搜索位置，在所述搜索位置上接收新的待同步数据，并根据所述新的待同步数据确定新的目标峰值；
所述将接收所述目标峰值的位置确定为所述起始界定符的起始位置，并根据所述起始界定符的起始位置开始同步接收所述起始界定符，完成数据同步。
在一个实施例中，所述根据所述新的待同步数据确定新的目标峰值，包括：
确定所述新的待同步数据的第二峰均比，并将所述第二峰均比与预设峰均比阈值进行比较；
若所述第二峰均比大于所述预设峰均比阈值，则将所述第二峰均比对应的峰值确定为所述新的目标峰值。
第二方面，一种HBC数据同步装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取待同步数据；所述待同步数据的数据帧结构中包括前导序列码；
确定模块，用于根据所述待同步数据，确定目标峰值；
同步接收模块，用于将接收所述目标峰值的位置确定为所述前导序列码的起始位置，并根据所述起始位置开始同步接收所述前导序列码，完成数据同步。
第三方面，一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面所述的方法。
第四方面，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面所述的方法。
上述HBC数据同步方法、装置、计算机设备和存储介质，通过获取待同步数据，并根据待同步数据确定目标峰值，再将接收目标峰值的位置确定为前导序列码的起始位置，并根据起始位置开始同步接收前导序列码，完成数据同步。上述方法通过搜索前导序列码实现HBC数据同步，且在搜索过程中仅需要确定待同步数据的目标峰值，即可在搜索到目标峰值的位置上完成HBC数据同步，占用的逻辑资源相对较少，可以达到减少功耗的目的，特别是在基于人体通信的机制同步数据，相比于传统的采用蓝牙或网络的机制同步数据的方法，本申请提出的HBC数据同步方法可以极大的减少相应数据传输系统中各信号接收器的功耗。
附图说明
图1为一个实施例中HBC数据同步方法的应用系统的结构示意图；
图2为一个实施例中HBC数据同步方法的流程示意图；
图2A为一个实施例中数据帧结构的示意图；
图3为图2实施例中S102的一种实现方式的流程示意图；
图3A为一个实施例中数据映射方式的示意图；
图4为图3实施例中S201的一种实现方式的流程示意图；
图5为图3实施例中S202的一种实现方式的流程示意图；
图6为图5实施例中S302的一种实现方式的流程示意图；
图7为一个实施例中HBC数据同步方法的流程示意图；
图8为一个实施例中HBC数据同步方法的示意图；
图9为一个实施例中数据帧结构的示意图；
图10为一个实施例中HBC数据同步方法的流程示意图；
图11为图10实施例中S601的一种实现方式的流程示意图；
图12为一个实施例中HBC数据同步方法的流程示意图；
图13为一个实施例中HBC数据同步方法的流程示意图；
图14为一个实施例中HBC数据同步系统的结构示意图；
图15为一个实施例中HBC数据同步装置的结构框图；
图16为一个实施例中HBC数据同步装置的结构框图；
图17为一个实施例中HBC数据同步装置的结构框图；
图18为一个实施例中HBC数据同步装置的结构框图；
图19为一个实施例中HBC数据同步装置的结构框图；
图20为一个实施例中HBC数据同步装置的结构框图；
图21为一个实施例中HBC数据同步装置的结构框图；
图22为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的HBC数据同步方法，可以应用于如图1所示的应用系统中。其中包括多个信号采集器Node，一个信号接收器Hub。Node主要的功能是采集数据，Hub的主要功能是接收数据，Hub和各Node之间通过人体传输数据。其中，Node可以但不限于是各种用于医疗领域的心电测试仪、血氧测试仪、血压测试仪、脑电检测仪等便携式可穿戴设备。Node也可以是其它应用领域的信号采集器件，例如，手机、手表、手环等便携式可穿戴设备。Hub可以是独立的信号接收设备，或是独立的服务器，或者是用多个服务器组成的服务器集群来实现。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的应用系统的限定，具体的应用系统可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种HBC数据同步方法，以该方法应用于图1中的信号接收器Hub为例进行说明，包括以下步骤：
S101，获取待同步数据；待同步数据的数据帧结构中包括前导序列码。
其中，待同步数据是信号接收器接收到的预设位数的数据，例如，其可以是接收到的2048位数据，也可以是接收到的512位数据。待同步数据可以通过预设的数据帧结构进行传输，如图2A所示的数据帧结构示意图，该数据帧结构中包括前导序列码PLCP，且该前导序列码为物理层的前导，由4个64Bit组成的伪随机序列Gold码，主要用于信号接收器的接收数据。
本实施例中，信号接收器与信号采集器之间通过人体通信的方式传输数据，即，信号接收器与信号采集器之间基于人体通信(Human Body Communications，HBC)的物理层的帧结构进行数据传输。基于上述应用环境，当信号采集器采集数据，并将采集到的数据通过人体传输的方式传输至信号接收器时，信号接收器可以获取到预设位数的待同步数据，也即HBC数据。可选的，信号接收器与信号采集器之间也可以通过其它传输方式传输数据(例如无线网络传输)，在此传输方式下，当信号采集器采集数据，并将采集到的数据传输至信号接收器时，信号接收器可以获取到当前时刻的待同步数据。
S102，根据待同步数据，确定目标峰值。
其中，目标峰值代表搜索到数据帧结构中前导序列码的位置。目标峰值为信号接收器接收到的预设位数的待同步数据对应的有效峰值。
本实施例中，当信号接收器获取到预设位数的待同步数据时，例如，接收到2048位的待同步数据时，可以进一步的采用相应的累加和与相关运算方法，计算得到预设位数的待同步数据的目标峰值。可选的，信号接收器也可以采用其它检测方式，检测预设位数的待同步数据中的峰值，以得到待同步数据中的目标峰值。具体的，上述根据累加和与相关运算计算目标峰值的过程可以包括：一种方法是，例如，以接收2048位待同步数据为例进行说明，直接对2048位的待同步数据进行累加和运算，再根据当前时刻的2048位待同步数据的累加和运算结果和上一时刻的2048位的待同步数据的累加和运算结果，确定当前时刻接收到的待同步数据的相关值，如此反复计算每个数据的相关值，直到计算得到2048个相关值，再进一步的根据2048个相关值计算得到2048位待同步数据的峰值，并在该峰值有效的情况下，将该峰值确定为待同步数据的目标峰值。可选的，也可以先将2048位待同步数据进行分段，并对每段数据进行累加和与相关运算，按照上述方法计算得到每段数据的相关值，再由每段数据的相关值计算得到每段数据的峰值，同时对每段数据的峰值进行有效性校验，从中选取出有效的峰值作为待同步数据的目标峰值。需要说明的是，上述根据数据的相关值计算得到数据的峰值的方法可以采用任一种确定峰值的方法，例如采用峰均比计算方法根据数据的相关值计算得到数据的峰值，且上述对峰值进行有效性校验的方法也可以采用任何一种检验峰值有效性的方式，此处不限定。
S103，将接收目标峰值的位置确定为前导序列码的起始位置，并根据起始位置开始同步接收前导序列码，完成数据同步。
当信号接收器基于前述步骤得到目标峰值后，即可将接收目标峰值的位置确定为前导序列码的起始位置，并在该起始位置上开始同步接收前导序列码，以便之后正常接收传输数据，完成数据同步。
上述实施例提供的HBC数据同步方法，通过获取待同步数据，并根据待同步数据确定目标峰值，再将接收目标峰值的位置确定为前导序列码的起始位置，并根据起始位置开始同步接收前导序列码，完成数据同步。上述方法通过搜索前导序列码实现HBC数据同步，且在搜索过程中仅需要确定待同步数据的目标峰值，即可在搜索到目标峰值的位置上完成HBC数据同步，占用的逻辑资源相对较少，可以达到减少功耗的目的，特别是在基于人体通信的机制同步数据，相比于传统的采用蓝牙或网络的机制同步数据的方法，本申请提出的HBC数据同步方法可以极大的减少相应数据传输系统中各信号接收器的功耗。
在一个实施例中，提供了上述S102的一种实现方式，如图3所示，上述S102“根据待同步数据，确定目标峰值”，具体包括：
S201，确定待同步数据中每段数据的第一峰均比。
本实施例中，信号接收器可以将待同步数据划分为多段数据进行处理，例如，将2048位待同步数据划分为4段数据，每段数据则为512位的数据；可选的，也可以将2048位待同步数据划分为2段数据，每段数据则为1024位的数据等，对于划分的段数，此处不限定。之后，再进一步的计算每段数据的第一峰均比，具体计算每段数据的第一峰均比的过程，如图4所示，包括：
S2010，计算待同步数据中每段数据的最大相关值。
可选的，信号接收器可以根据当前时刻的每段数据的累加值和上一时刻的每段数据的累加值，计算得到每段数据的相关值，并从中选取出最大的相关值作为每段数据的最大相关值。
可选的，信号接收器可以通过如下关系式(1)根据当前时刻获取到的每段数据计算得到当前时刻的每段数据的累加值：
Figure BDA0002864383800000071
其中，i表示将待同步数据划分后的段数序号，其取值可以为任意自然整数；x表示信号接收器接收到的当前时刻的每段数据中的各数据；p表示前导序列码经过映射之后的数据；n代表每个前导序列码经过映射之后的数据长度，例如，n＝512；k表示数据x的序列号；t表示接收时刻，即，当前时刻；Preamble_Accumulator(t)_i表示当前时刻的第i段数据的累加值。
按照上述方法计算得到上一时刻的每段数据的累加值，如下关系式(2)；
Figure BDA0002864383800000072
其中，x表示信号接收器接收到的上一时刻的每段数据中的各数据；p表示前导序列码经过映射之后的数据；n代表每个前导序列码经过映射之后的数据长度，例如，n＝512；k表示数据x的序列号；t-1表示上一时刻；Preamble_Accumulator(t-1)表示上一时刻的第i段数据的相关值。
进而，信号接收器可以通过如下关系式(3)得到每段数据的相关值：
Preamble_Correlation(t)_i＝Preamble_Accumulator(t)_i-Preamble_Accumulator(t-1)_i (3)；
其中，Preamble_Correlation(t)_i表示待同步数据中第i段数据的相关值。
具体的，当信号接收器得到待同步数据中每段数据的相关值后，即可在每段数据的相关值中选取出最大的相关值作为每段数据的最大相关值。假设将待同步数据划分为4段数据，则可以对应得到4个最大相关值。
需要说明的是，在做上述累加和相关运算时，选取待计算的数据的位数与经过映射后的每个前导序列码的位数相同(本实施例中经过映射后的每个前导序列码的位数为512bit)，也就是说，在计算待同步数据的相关值时，将待同步数据划分为多段，再对各段数据进行累加和相关运算，因为本实施例中前导码为4个前导码，且4个前导码经过了映射，所以将待同步数据按照前导码个数划分成4段进行处理。其中，前导序列码的映射方式可以采用如图3A所示的数据映射图实现。在映射时，当前导序列码为0时，可以采用8位数{1 0 1 01 0 1 0}映射；当前导序列码为1时，可以采用8位数{0 1 0 1 0 1 0 1}映射，一个前导为64bit的伪随机码，因此经过映射后变成512bit的序列码，则四个前导经过映射后变成2048bit的序列码。经过映射后，前导输出的数据一半都是0，即后期在使用累加器进行点乘运算时，只需要累加器数量减少一半的硬件资源可以完成点乘运算，可以极大的节省计算资源，进而达到降低功耗的目的。
S2011，计算得到每段数据的相关值的平均值。
当信号接收器基于前述步骤计算得到每段数据的相关值后，即可对每段数据的相关值进行平均值运算，得到每段数据的相关值的平均值。
可选的，信号接收器可以采用关系式(4)和(5)计算得到每段数据的相关值的平均值：
Preamble_Data_Average_i＝[∑ABS(Preamble_Correlation(t)_i)]/m (4)；
Figure BDA0002864383800000081
其中，i表示将待同步数据划分后的段数序号，其取值可以为任意自然整数；NumBit表示划分之前的待同步数据的位数，例如，NumBit＝2048；L表示划分待同步数据的段数，取任意自然整数；m表示每段数据的位数，与划分待同步数据的段数L和划分之前待同步数据的位数NumBit相关，例如，NumBit＝2048，L＝4，m＝512；Preamble_Data_Average_i表示第i段数据的相关值的平均值。本实施例中，假设将待同步数据划分为4段数据，则通过上述计算后，即可得到第1段数据的相关值的平均值Preamble_Data_Average_1，第2段数据的相关值的平均值Preamble_Data_Average_2，第3段数据的相关值的平均值Preamble_Data_Average_3，第4段数据的相关值的平均值Preamble_Data_Average_4。本实施例中，信号接收器在每m个数据进行一次平均值计算只需要一个加法器就可以完成。
S2012，根据每段数据的最大相关值与每段数据的相关值的平均值，得到所述待同步数据中每段数据的第一峰均比。
可选的，信号接收器可以通过如下关系式(6)根据每段数据的相关值和每段数据的相关值的平均值，计算得到每段数据的第一峰均比：
Figure BDA0002864383800000091
其中，i表示将待同步数据划分后的段数序号；max(Preamble_Correlation(t)_i)表示待同步数据中第i段数据的最大相关值，Preamble_Data_Average_i表示第i段数据的相关值的平均值，Preamble_Peak_Average_Ratio_i表示第i段数据的第一峰均比。例如，假设将待同步数据划分为4段数据，则通过上述计算后，即可得到4个第一峰均比：Preamble_Peak_Average_Ratio_1、Preamble_Peak_Average_Ratio_2、Preamble_Peak_Average_Ratio_3、Preamble_Peak_Average_Ratio_4。
S202，根据每段数据的第一峰均比确定目标峰值。
当信号接收器基于上述步骤得到每段数据的第一峰均比之后，即可对每段数据的第一峰均比进行有效性校验，若第一峰均比有效，则说明该段数据对应的最大相关值即为该段数据上的峰值；若第一峰均比无效，则说明该段数据上不存在峰值。因此，之后经过对每段数据的第一峰均比进行有效性校验后，即可将其中有效的第一峰均比作为目标峰均比，然后将目标峰均比对应的最大相关值确定为目标峰值。如果存在多个有效的第一峰均比，例如2个第一峰均比均有效，则可以进一步的选取其中最大的一个峰均比，以及由最大的峰均比确定目标峰值。
可选的，提供了一种上述目标峰值的具体确定方式，如图5所示，该方法包括：
S301，将每段数据的第一峰均比与预设峰均比阈值进行比较。
其中，预设峰值阈值为衡量第一峰均比是否有效的参考指标值，可以由信号接收器预先根据实际有效检验标准确定。
具体的，信号接收器在对每段数据的第一峰均进行有效性校验时，可以将各段数据的第一峰均依次与预设峰值阈值进行比较，若第一峰均比大于预设峰值阈值，则确定第一峰均比有效，说明该第一峰均比对应的最大相关值有效，即可以将该最大相关值作为有效峰值；若第一峰均比不大于预设峰值阈值，则确定第一峰均比无效，说明该第一峰均比对应的最大相关值无效，即不能将该最大相关值作为有效峰值。
S302，将大于预设峰均比阈值的第一峰均比对应的最大相关值确定为目标峰值。
在实际应用中，当信号接收器件按照上述方法校验出待同步数据中有一段数据对应的第一峰均比有效时，即可将该第一峰均比对应的最大相关值直接确定为目标峰值。还存在一种应用场景，即，信号接收器件校验出待同步数据中多段数据对应的第一峰均比都大于上述预设峰均比阈值，即多段数据的第一峰均比都是有效的，在此情况下，信号接收器在执行上述S302的步骤时，如图6所示，具体可以执行步骤：
S401，将多个大于预设峰均比阈值的峰均比进行比较。
S402，将多个大于预设峰均比阈值的峰均比中最大的峰均比对应的最大相关值确定为目标峰值。
当信号接收器确定存在多个大于预设峰均比阈值的峰均比时，可以进一步的比较各峰均比的大小，并选取出其中最大的峰均比，然后将最大的峰均比对应的最大相关值确定为目标峰值。
补充说明，计算每段数据的峰均比时(具体可参见关系式(6))，是通过每段数据的最大相关值与每段数据的相关值的平均值进行比值运算后得到的，因此，每个峰均比都会对应一个最大相关值，如果峰均比有效，则说明其对应的最大相关值有效，即为峰值。
在实际应用中，存在一种应用场景，即，信号接收器件确定预设位数的待同步数据中没有目标峰值，即校验的待同步数据中各段数据对应的峰均比均无效，在此情况下，说明信号接收器件还未接收到有效数据，需要重新接收新的待同步数据，并重新获取预设位数的待同步数据，以及重新确定待同步数据的目标峰值，以确定接收到有效数据。因此，在一个实施例中，本申请还提供了每段数据的峰均比均小于预设峰均比阈值的情况下，信号接收器具体执行的方法，如图7所示，该方法包括：
S501，将每段数据的峰均比存储至寄存器中，并重新获取新的待同步数据。
当校验的待同步数据中各段数据对应的峰均比均无效时，可以先将之前计算得到待同步数据中每段数据的峰均比存储至寄存器中，具体可以分别存储至相应大小的寄存器(例如，512bit的RAM)中；可选的，信号接收器也可以将所有段数据的峰均比存储至一个寄存器中(例如，2048bit的RAM)。在将每段数据的峰均比存储至寄存器时，可以对每段数据的峰均比进行标记，以标记出每个峰均比的数据来源。
当信号接收器校验的待同步数据中各段数据对应的峰均比均无效时，可以重新获取新的待同步数据，以确定新的目标峰值。上述方法中，由于每段数据的峰均比为信号接收器对每段数据进行相关累加运算后得到的结果，因此，将每段数据的峰均比存储至寄存器中，之后再进行重复数据段的相关累加运算时，可以直接调用重复数据段的运算结果，即峰均比，并不需要再次进行相关累加运算，减少了加法器硬件资源的消耗，在一定程度上可以节省硬件资源。
S502，根据新的待同步数据和寄存器中存储的峰均比，确定新的目标峰值。
当信号接收器获取到新的待同步数据时，可以进一步的获取新的预设位数的待同步数据(例如2048位)，再按照前述方法(图2-图6实施例)计算得到新的待同步数据的目标峰值，具体可参见前述计算说明，此处不赘述。可选的，信号接收器也可以只对新的待同步数据中最后一段接收的数据(例如最后512位数据)进行累加和相关运算，得到最后一段数据的峰均比，再结合寄存器中存储的其它数据段对应的峰均比，共同确定出新的目标峰值。
对应的，信号接收器在执行图2实施例中S103“将接收目标峰值的位置确定为前导序列码的起始位置，并根据起始位置开始同步接收所述前导序列码，完成数据同步”步骤时，可以具体执行：将接收新的目标峰值的位置确定为前导序列码的起始位置，并根据起始位置开始同步接收前导序列码，完成数据同步。
本实施例涉及信号接收器基于新的目标峰值完成数据同步的过程，该过程与前述S103的过程相同，具体请参见前述S103的说明，此处不赘述。
示例性说明图7实施例所述的方法，如图8所示的示意图，Pr1、Pr2、Pr3、Pr4、Pr5、Pr6……是信号接收器接收到的数据，Pr1、Pr2、Pr3、Pr4、Pr5、Pr6各为经过映射后的前导(512bit)。当信号接收器接收到数据后，可以将接收到的Pr1、Pr2、Pr3、Pr4存储在寄存器中(具体可以采用FIFO寄存器)，然后采用前述图3-图4实施例所述的方法，对寄存器中的Pr1、Pr2、Pr3、Pr4进行相关累加运算和峰均比运算，得到Pr1、Pr2、Pr3、Pr4各自对应的峰均比，然后将Pr1、Pr2、Pr3、Pr4各自对应的峰均比存储至随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)中。之后当信号接收器确定Pr1、Pr2、Pr3、Pr4各自对应的峰均比均无效时，重新获取新的待同步数据(Pr5)，并采用图3-图4实施例所述的方法使用一个加法器对Pr5进行相关累加运算和峰均比运算，得到Pr5的峰均比，再从RAM中读取出Pr2、Pr3、Pr4的峰均比，然后加上Pr5的峰均比，重新对Pr2、Pr3、Pr4、Pr5各自对应的峰均比进行有效性校验，并将有效的峰均比对应的最大相关值确定为新的目标峰值。需要说明的是，当信号接收器计算得到Pr5的峰均比后，可以将该Pr5的峰均比存储至RAM中，并将RAM中原来存储的Pr1的峰均比删除，使RAM中始终保留最新的4个峰均比(例如，上述Pr2、Pr3、Pr4、Pr5)，充分利用存储器的空间大小，不造成存储空间的浪费。
上述实施例中，每次在获取到新的待同步数据时，都需要进行相关累加运算，其中只需要占用1个加法器对新的待同步数据进行相关累加运算。相比于传统的每次需要占用4个加法器的进行相关运算的方法，上述实施例提供的方法不需要重复计算，可以极大的节省计算资源，且提高计算速度，从而提高数据同步的效率。
在一个实施例中，本申请还提供了一种数据帧结构，如图9所示，该数据帧结构不仅包含前导序列码，还包括起始界定符(图中的SFD)。当信号接收器件接收到的信号的数据帧结构为如图9所示的数据帧结构时，本申请还提供了一种搜索起始界定符的方法，即信号接收器件在执行图2中的步骤S103之后，如图10所示，具体还执行步骤：
S601，根据接收目标峰值的位置和预设的搜索窗口确定搜索位置，在搜索位置上接收新的待同步数据，并根据新的待同步数据确定新的目标峰值。
其中，预设的搜索窗口可以由信号接收器预先确定。在实际应用中，搜索窗口的长度对于搜索时间的长短起着决定性的作用，一般可以根据经验值去计算搜索窗口的长度。可选的，本实施例可以根据时钟同步的偏差计算出码片的偏移，并在MAC层进行时钟同步的时候，可以实时计算系统时钟偏差，这样动态调整搜索窗口的长度。根据协议标准规定，时钟频率的精度为20ppm，以42M的时钟频率计算，则在1秒中会出现840*2＝1680个码片的偏移。最小的分配时隙为500us，以14个最小分配时隙长度作为Aloha分配时隙，则一个Aloha分配时隙的偏差为14*500/1000/1000*1680＝11.76个码片偏移。
基于上述的方法确定搜索窗口的长度，则可以具体定义搜索窗口的大小为11.76个码片，即可准确的计算帧间隔起始位置(即起始界定符的起始位置)。在实际应用中，可以不断优化搜索窗的大小，以此达到数据同步的精确性。
本实施例中，当信号接收器确定出待同步数据的目标峰值后，相当于信号接收器搜索到了前导序列码，为了保证之后数据同步的准确性，信号接收器还可以继续搜索数据帧结构中的起始界定符，若之后能够成功搜索到起始界定符，则可以提高数据同步的准确性。具体的，信号接收器在确定出待同步数据的目标峰值后，并根据目标峰值的接收位置和预设的搜索窗口确定搜索起始界定符的搜索位置，并在该搜索位置接收新的待同步数据，并按照图2实施例中S102所述的确定目标峰值的方法，得到新的待同步数据的新的目标峰值，该新的目标峰值即为搜索起始界定符对应的峰值。
S602，将接收新的目标峰值的位置确定为起始界定符的起始位置，并根据起始位置开始同步接收起始界定符，完成数据同步。
当信号接收器基于前述步骤得到新的目标峰值后，即可将接收新的目标峰值的位置确定为起始界定符的起始位置，并在该起始位置上开始同步接收起始界定符，以便之后正常接收传输数据，完成数据同步。上述方法通过先搜索前导序列码，再相继搜索起始界定符，之后再根据搜索结果同步数据，可以提高同步数据的准确性。
相应的，基于图10实施例所述的方法，还提供了上述S601中的“根据新的待同步数据确定新的目标峰值”的一种具体实现方式，如图11所示，该方法包括：
S701，确定新的待同步数据的第二峰均比，并将第二峰均比与预设峰均比阈值进行比较。
本实施例中，信号接收器获取到新的待同步数据时，该新的待同步数据的位数与起始界定符经过映射后的位数相同(例如，512bit)，信号接收器对新的待同步数据进行累加和相关运算和峰均比运算，得到新的待同步数据的第二峰均比，然后将第二峰均比与预设峰均比阈值进行比较，得到比较结果，以便之后根据比较结果确定新的待同步数据对应的新的目标峰值。需要说明的是，预设峰均比阈值与前述确定前导序列码对应的目标峰值时用到的预设峰均比阈值可以相同也可以不同。
可选的，信号接收器可以通过如下关系式(7)根据当前时刻获取到的新的待同步数据计算得到当前时刻的新的待同步数据的累加值：
Figure BDA0002864383800000141
其中，v表示信号接收器接收到的当前时刻的新的待同步数据中的各数据；s表示起始界定符经过映射之后的数据，q代表起始界定符经过映射之后的数据长度，例如，q＝512；j表示数据v的序列号；t表示接收时刻，例如，当前时刻；Sfd_Accumulator(t)表示当前时刻的新的待同步数据的累加值。
按照上述方法计算得到上一时刻的新的待同步数据的累加值，如下关系式(8)；
Figure BDA0002864383800000142
其中，v表示信号接收器接收到的当前时刻的新的待同步数据中的各数据；s表示起始界定符经过映射之后的数据，q代表起始界定符经过映射之后的数据长度，例如，q＝512；j表示数据v的序列号；t-1表示上一时刻，Sfd_Accumulator(t-1)表示上一时刻的新的待同步数据的累加值。
进而，信号接收器可以通过如下关系式(9)得到新的待同步数据的相关值：
Sfd_Correlation(t)＝Sfd_Accumulator(t)-Sfd_Accumulator(t-1) (9)；
其中，Sfd_Correlation(t)表示新的待同步数据的相关值。
需要说明的是，在做上述累加和相关运算时，选取待计算的数据的位数与经过映射后的起始界定符的位数相同(本实施例中经过映射后的起始界定符的位数为512bit)，也就是说，在计算新的待同步数据的相关值时，直接对新的待同步数据进行累加和相关运算，其中，起始界定符的映射方式也可以采用如图3A所示的数据映射图实现，前述有相关说明，此处不赘述。
可选的，信号接收器可以采用关系式(10)和(11)计算得到新的待同步数据的相关值的平均值：
Sfd_Data_Average＝[∑ABS(Sfd_Correlation(t))]/q (10)；
其中，q代表起始界定符经过映射之后的数据长度，例如，q＝512；t表示接收时刻，例如，当前时刻；Sfd_Data_Average表示新的待同步数据的相关值的平均值。
可选的，信号接收器可以通过如下关系式(6)根据新的待同步数据的相关值和新的待同步数据的相关值的平均值，计算得到新的待同步数据的第二峰均比：
Figure BDA0002864383800000151
其中，max(Sfd_Correlation(t))表示新的待同步数据的最大相关值；Sfd_Data_Average表示新的待同步数据的相关值的平均值。Sfd_Peak_Average_Ratio表示新的待同步数据的第二峰均比。
S702，若第二峰均比大于预设峰均比阈值，则将第二峰均比对应的最大相关值确定为新的目标峰值。
当信号接收器按照上述方法得到新的待同步数据的第二峰均比时，可以将第二峰均比与预设峰均比阈值进行比较，若第二峰均比大于预设峰均比阈值，则说明该第二峰均比有效，可以将第二峰均比对应的最大相关值确定为新的目标峰值；若第二峰均比不大于预设峰均比阈值，则说明该第二峰均比无效，则需要信号接收器再重新获取新的待同步数据，如此反复操作，直到新的待同步数据对应的第二峰均比有效为止，即可确定出新的待同步数据的新的目标峰值。
上述方法是先搜索前导序列码，在搜索到前导序列码的基础上再搜索起始界定符，并在搜索到起始界定符的基础上开始同步数据。在一个实施例中，本申请还提供了一种单独搜索起始界定符的方法，如图12所述，该方法包括：
S801，获取待同步数据；待同步数据的数据帧结构中包括起始界定符。
S802，根据待同步数据，确定目标峰值。
S803，将接收目标峰值的位置确定为起始界定符的起始位置，并根据起始位置开始同步接收所述起始界定符，完成数据同步。
上述各步骤所述的方法与前述图2实施例中各步骤所述的方法基本一致，，只是因为经过映射后的起始界定符的位数为512位，因此本实施例中获取到的待同步数据为512位的数据，后期也仅需要针对512的数据进行累加和相关运算即可，具体方法可参见前述实施例的说明，此处不赘述。
在一个实施例中，本申请还提供了一种HBC数据同步方法，如图13所示，该HBC数据同步方法，包括：
S901，获取待同步数据。
S902，对待同步数据进行前导序列码搜索，若搜索到前导序列码，则执行步骤S903-S906；若未搜索到前导，则执行步骤S909。
S903，根据前导序列码的接收位置和预设的搜索窗口确定搜索位置。
S904，在搜索位置上接收新的待同步数据。
S905，对新的待同步数据进行起始界定符搜索，若搜索到起始界定符，则执行步骤S906-S907，若未搜索到起始界定符，则执行步骤S910。
S906，确定搜索成功，并在搜索到起始界定符的位置开始同步接收起始界定符和数据帧结构的帧头数据。
S907，解析帧头数据，并对该帧头数据进行CRC校验统计，若通过校验，则执行S908，若未通过校验，则执行S911。
S908，开始接收有效数据，完成数据同步。
S909，重新接收待同步数据进行前导序列码搜索，直到搜索到前导序列码。
S910，重新接收待同步数据进行起始界定符搜索，直到搜索到起始界定符。
S911，返回S901的步骤，以及重新执行之后步骤，直到完成数据同步为止。
上述各步骤所述的方法在前述实施例中都有说明(前导序列码搜索方法对应前述图2-图8实施例所述的方法，起始界定符对应前述图9-图12实施例所述的方法)，详细内容请参见前述说明，此处不赘述。
基于上述所有实施例所述的方法，本申请还提供了一种HBC数据同步系统，如图14所示，该HBC数据同步系统包括：信号接收器和至少一个信号发射器，信号接收器和各信号发射器之间进行人体通信，同时信号接收器可以将接收到的数据传输到云端计算中心进行处理和存储。信号发射器可以是信号采集设备，比如心电、血氧等信号的采集，同时将采集的信号传输到信号接收器。在该数据同步系统中，信号接收器提供的电容量比较大，而信号发射器提供的电容量较少，而要求需要工作相对较长的时间，则需要减少信号发射器的功耗。另外，信号发射器由于主要功能是采集传输数据，则在数据同步系统中主要的功耗是数据传输，而接收功能相对较少，因此可以简化相关运算以达到减少整体功耗的目的，比如采用单倍数据采样。信号接收器由于主要功能是接收各个信号发射器的数据，因此可以采用四倍的数据采样，以准确的同步传输数据。
图14所示的HBC数据同步系统，可以应用于前述图2-图13实施例所述的HBC数据同步方法，而且为了降低数据传输系统中各部件的功耗，信号发射器与信号接收器之间的数据同步可以采用图2-图8实施例所述的数据同步方法(即采用搜索前导序列码的方式完成数据同步)，或者，采用图12实施例所述的数据同步方法(即采用搜索起始界定符序列码的方式完成数据同步)，以降低功耗。为了提高数据同步的准确性和效率，信号发射器与信号接收器之间的数据同步可以采用图10或图11实施例所述的数据同步方法(即先搜索前导序列码再搜索起始界定符序列码完成数据同步)。本申请提供的HBC数据同步系统可以根据实际应用需求，选择不同的数据同步方法完成数据同步。
应该理解的是，虽然图2-13的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-13中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图15所示，提供了一种HBC数据同步装置，包括：
获取模块11，用于获取待同步数据；所述待同步数据的数据帧结构中包括前导序列码；
确定模块12，用于根据所述待同步数据，确定目标峰值；
同步接收模块13，用于将接收所述目标峰值的位置确定为所述前导序列码的起始位置，并根据所述起始位置开始同步接收所述前导序列码，完成数据同步。
在一个实施例中，如图16所示，上述确定模块12，包括：
第一确定单元121，用于确定所述待同步数据中每段数据的第一峰均比；
第二确定单元122，用于根据所述每段数据的第一峰均比确定所述目标峰值。
在一个实施例中，如图17所示，上述第一确定单元121，包括：
第一计算子单元1211，用于计算所述待同步数据中每段数据的最大相关值；
第二计算子单元1212，用于计算所述待同步数据中每段数据的相关值的平均值；
第一确定子单元1213，用于根据所述每段数据的最大相关值与所述每段数据的相关值的平均值，得到所述待同步数据中每段数据的第一峰均比。
在一个实施例中，如图18所示，上述第二确定单元122，包括：
第一比较子单元1221，用于将每段数据的第一峰均比与预设峰均比阈值进行比较；
第二确定子单元1222，用于将大于所述预设峰均比阈值的第一峰均比对应的最大相关值确定为所述目标峰值。
在一个实施例中，上述第二确定子单元1222具体用于将多个大于所述预设峰均比阈值的峰均比进行比较；将所述多个大于所述预设峰均比阈值的峰均比中最大的峰均比对应的最大相关值确定为所述目标峰值。
在一个实施例中，如图19所示，上述HBC数据同步装置，还包括：
存储模块14，用于将所述每段数据的峰均比存储至寄存器中，并重新获取新的待同步数据；
新确定模块15，用于根据所述新的待同步数据和所述寄存器中存储的峰均比，确定新的目标峰值：
对应的，上述同步接收模块13具体用于将接收所述新的目标峰值的位置确定为所述前导序列码的起始位置，并根据所述起始位置开始同步接收所述前导序列码，完成数据同步。
在一个实施例中，如图20所示，上述HBC数据同步装置，还包括：
重新确定模块16，用于根据接收所述目标峰值的位置和预设的搜索窗口确定搜索位置，在所述搜索位置上接收新的待同步数据，并根据所述新的待同步数据确定新的目标峰值；
重新同步模块17，用于将接收所述新的目标峰值的位置确定为所述起始界定符的起始位置，并根据所述起始位置开始同步接收所述起始界定符，完成数据同步。
在一个实施例中，如图21所示，上述重新确定模块16，包括：
比较单元161，用于确定所述新的待同步数据的第二峰均比，并将所述第二峰均比与预设峰均比阈值进行比较；
第三确定单元162，用于在所述第二峰均比大于所述预设峰均比阈值的情况下，将所述第二峰均比对应的最大相关值确定为所述新的目标峰值。
关于HBC数据同步装置的具体限定可以参见上文中对于HBC数据同步方法的限定，在此不再赘述。上述HBC数据同步装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图22所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储待同步数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种HBC数据同步方法。
本领域技术人员可以理解，图22中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
获取待同步数据；所述待同步数据的数据帧结构中包括前导序列码；
根据所述待同步数据，确定目标峰值；
将接收所述目标峰值的位置确定为所述前导序列码的起始位置，并根据所述起始位置开始同步接收所述前导序列码，完成数据同步。
上述实施例提供的一种计算机设备，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取待同步数据；所述待同步数据的数据帧结构中包括前导序列码；
根据所述待同步数据，确定目标峰值；
将接收所述目标峰值的位置确定为所述前导序列码的起始位置，并根据所述起始位置开始同步接收所述前导序列码，完成数据同步。
上述实施例提供的一种计算机可读存储介质，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种HBC数据同步方法，其特征在于，所述方法包括：
获取待同步数据；所述待同步数据的数据帧结构中包括前导序列码；
根据所述待同步数据，确定目标峰值；
将接收所述目标峰值的位置确定为所述前导序列码的起始位置，并根据所述起始位置开始同步接收所述前导序列码，完成数据同步。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述待同步数据，确定目标峰值，包括：
确定所述待同步数据中每段数据的第一峰均比；
根据所述每段数据的第一峰均比确定所述目标峰值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述待同步数据中每段数据的第一峰均比，包括：
计算所述待同步数据中每段数据的最大相关值；
计算所述待同步数据中每段数据的相关值的平均值；
根据所述每段数据的最大相关值与所述每段数据的相关值的平均值，得到所述待同步数据中每段数据的第一峰均比。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述每段数据的第一峰均比确定所述目标峰值，包括：
将每段数据的第一峰均比与预设峰均比阈值进行比较；
将大于所述预设峰均比阈值的第一峰均比对应的最大相关值确定为所述目标峰值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，若存在多个大于所述预设峰均比阈值的峰均比对应的峰值，则所述将大于所述预设峰均比阈值的峰均比对应的峰值确定为所述目标峰值，包括：
将多个大于所述预设峰均比阈值的峰均比进行比较；
将所述多个大于所述预设峰均比阈值的峰均比中最大的峰均比对应的最大相关值确定为所述目标峰值。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，若每段数据的峰均比均小于所述预设峰均比阈值，则所述方法还包括：
将所述每段数据的峰均比存储至寄存器中，并重新获取新的待同步数据；
根据所述新的待同步数据和所述寄存器中存储的峰均比，确定新的目标峰值；
所述将接收所述目标峰值的位置确定为所述前导序列码的起始位置，并根据所述起始位置开始同步接收所述前导序列码，完成数据同步，包括：
将接收所述新的目标峰值的位置确定为所述前导序列码的起始位置，并根据所述起始位置开始同步接收所述前导序列码，完成数据同步。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述数据帧结构中还包括起始界定符，则所述根据所述待同步数据，确定目标峰值之后，所述方法还包括：
根据接收所述目标峰值的位置和预设的搜索窗口确定搜索位置，在所述搜索位置上接收新的待同步数据，并根据所述新的待同步数据确定新的目标峰值；
将接收所述新的目标峰值的位置确定为所述起始界定符的起始位置，并根据所述起始位置开始同步接收所述起始界定符，完成数据同步。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述新的待同步数据确定新的目标峰值，包括：
确定所述新的待同步数据的第二峰均比，并将所述第二峰均比与预设峰均比阈值进行比较；
若所述第二峰均比大于所述预设峰均比阈值，则将所述第二峰均比对应的最大相关值确定为所述新的目标峰值。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。
10.一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，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
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