[发明专利]一种快速帧同步方法及帧同步装置

说明书

本发明公开了一种快速帧同步的方法及帧同步装置，所述的帧同步方法包括步骤：1)将接收的模拟电信号转换成并行数字信号；2)对所述并行数字信号进行缓存；3)对所述缓存数据进行移动归一化互相关系数计算；4)对所述移动归一化互相关系数进行比较，得出帧同步结果；其中步骤3)具体包括：3‑1)对所述缓存数据进行移动平均值计算；3‑2)对所述缓存数据利用移动平均值和增量更新进行移动归一化互相关系数计算。本发明的快速帧同步方法及帧同步接收装置可大大减少算法的运算量，并保持传统帧同步方法的优秀性能。

技术领域

本发明涉及一种快速帧同步方法及帧同步装置。

背景技术

无论在无线通信领域还是在光传感领域，帧同步都是接收机必不可少的工作项。帧同步指的是接收方能够从接收到的数据流中区分出帧的起始与终止，其可以通过接收数据流自相关或者接收数据流与本地信号进行互相关的匹配计算来实现。其中，自相关的同步方法是指对接收信号进行采样，采集足够数量的样点后的接收序列与其自身的延迟序列进行相关运算，根据所寻找到的最大相关峰即可确定帧的起始位置，该方法不需要预先保存相关序列，在通信领域和光传感领域都较为常用。

利用保护间隔进行帧同步是常用的一种帧同步方法，该方法是通过复制预置的帧数据的一小段作为保护间隔，在接收端仅对保护间隔进行互相关运算，能够在保证精确度的同时大大减少计算量。例如，在我国自主推出的数字地面多媒体广播系统中，发射端采用的时域同步正交频分复用技术，正是利用了循环PN序列作为保护间隔，从而使接收端能够快速进行系统同步；在光传感领域，同样利用保护间隔来达到不同位置光学频率梳中帧区分的目的。

利用保护间隔进行帧同步的方法，虽然较为成熟并且性能优秀，但在同步过程中，为了保证帧同步的正确性，保护间隔的长度需要很大。如图3所示，利用保护间隔进行帧同步的传统计算方法中，在接收机端，同步过程不断移动同步窗口，每一次窗口移动，都需要N次累加计算和3*N次乘法计算来得到归一化互相关系数，以找到与预设的保护间隔序列相关性最高的位置，达到帧同步的目的。这种传统的帧同步计算方法，过程中涉及巨大的运算量，消耗时间较长，限制了该帧同步方法在实时系统中的应用。

发明内容

本发明的第一个目的，在于提供一种快速帧同步方法，在保持利用保护间隔进行帧同步的优秀性能的同时，降低归一化互相关系数计算的复杂程度，加快帧同步过程，提高帧同步的效率。

本发明的第二个目的，就在于提供上述方法的帧同步装置。

本发明的第一个目的采用的技术方案如下：一种快速帧同步方法，包括以下步骤：

1)将接收的模拟电信号转换成并行数字信号；

2)对所述并行数字信号进行缓存；

3)对所述缓存数据进行移动归一化互相关系数计算；

4)对所述移动归一化互相关系数进行比较，得出帧同步结果；

步骤3)所述对缓存数据进行移动归一化互相关系数计算的过程具体包括：

3-1)对所述缓存数据进行移动平均值计算；

3-2)对所述缓存数据利用移动平均值和增量更新进行归一化互相关系数计算。

进一步的，步骤3-2)对所述缓存数据利用移动平均值和增量更新进行归一化互相关系数计算的过程具体包括：

3-21)对所述缓存数据根据预设的保护间隔相对位置取出相应数据序列A和数据序列B，即从缓存数据的起始位开始按顺序取出序列长度等于保护间隔长度的数据序列A，从缓存数据的第{1+帧有效序列长度+保护间隔长度}的位置按顺序取出序列长度等于保护间隔长度的数据序列B，该次取出的数据序列A和数据序列B记为窗口的第一次移动位置；