[发明专利]一种实现无线时钟同步和触发的方法

权利要求书

1.一种实现无线时钟同步和触发的方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一、针对无线通信链路中的主设备，从发送端向需要控制的从设备发出指令信息，并将其转换为二进制比特序列；

步骤二、对二进制比特序列进行信道编码后，再进行比特序列的交织；

步骤三、将交织后的二进制比特序列映射成符号序列，并在符号序列的前端添加相关性的同步序列打包成数据帧；

步骤四、打包后的数据帧经过D/A数模转换为模拟信号，然后上变频到载频由天线发送给从设备的接收端；

步骤五、接收端通过载频相同的频率接收模拟信号，经下变频变为基带模拟信号后，再经A/D模数转换成数字基带信号；

步骤六、用与发送端相同的同步序列对数字基带信号进行相关计算，识别出数据帧头，截取出包含指令信息的部分；

相关计算的公式如下：

r(i)是接收序列中的第i个数据，p(i)是本地同步序列中第i个数据，数据总长度为M；y(k)表示接收序列偏移k位的相关计算结果，k∈[0，F+M-1]；F为数据帧的长度；

识别数据帧头以及截取指令具体是：

判断相关计算的结果中出现的峰值是否大于预设阈值，如果是，则说明接收序列中检测到了同步序列，通过峰值处的y(k)，找到其对应的r(k)，即得到数据帧头；从r(k)至r(k+M-1)即为接收序列中的同步序列，截取r(k+M-1)之后长度为F-M的序列，即为指令信息；否则，峰值小于等于预设阈值，则说明没有检测到有效信号，不进行后续截取操作，继续接收信号；

步骤七、将截取的指令信息恢复成二进制比特序列，依次进行解交织和信道解码后发送给从设备进行相关操作；

步骤八、从设备接收到解交织和信道解码后的指令信息，核对指令信息中的接收设备编号是否与自身编号一致，如果是，进入步骤九；否则，不进行任何后续操作；

步骤九、根据信息长度判断是否执行随机触发，如果是，从设备立即按照指令信息进行相应操作；否则，执行定时触发，进入步骤十；

随机触发的指令信息中至少包含操作指令和接收设备编号；

步骤十、从设备在收到指令信息后，在规定的时刻进行相应操作；

指令信息至少包含操作指令、接收设备编号和规定操作的时刻；

从设备在定时触发前，需要先将从设备与主设备进行时钟同步，然后再按照规定的时刻进行相应操作。

2.如权利要求1所述的一种实现无线时钟同步和触发的方法，其特征在于，所述步骤一中的指令信息的形式为：文字或数字。

3.如权利要求1所述的一种实现无线时钟同步和触发的方法，其特征在于，所述步骤二中，针对(n,k)线性分组码，编码公式为：

c＝u·G

其中u是1×k阶矩阵，表示输入的二进制比特序列的信息码元；G是k×n阶矩阵，称为生成矩阵；c是1×n阶矩阵，表示二进制比特序列的编码结果；

交织过程为：将输入的比特序列进行分组，每组长度为L，L＝mn，每组数据按列排成m×n矩阵，按行读出。

4.如权利要求1所述的一种实现无线时钟同步和触发的方法，其特征在于，所述步骤三中符号序列包括但不限于PSK或QAM符号序列；同步序列包括但不限于巴克序列。

5.如权利要求1所述的一种实现无线时钟同步和触发的方法，其特征在于，所述步骤十中时钟同步是指：从设备在收到指令信息后，利用主设备的发送时刻和从设备的接收时刻计算时延，调整从设备的本地时钟；

时延的计算公式为：t_B-t_A＝offset+Δt；

其中t_A表示主设备的发送时刻，t_B表示从设备的接收时刻，offset表示主从设备间的时钟偏差，Δt表示实际传输过程中测量的时延；

从设备利用偏差offset调整本地时钟，使其与主设备的时钟保持同步。

6.如权利要求5所述的一种实现无线时钟同步和触发的方法，其特征在于，所述时延Δt由发端处理时延、发送时延、传播时延和收端处理时延组成，根据实际选用的软硬件进行测量估算得到；

具体如下：

发端处理时延是指发端对指定信息做编码和调制等处理所需的时间；

发送时延是指发送端通过天线向外发射信息所需的时间，通过数据的发送速率和数据的长度能计算得到；

传播时延是指信息在发送端到接收端之间传播的时间，取决于距离和传播介质，通常很小，可以忽略；

收端处理时延是指收端对收到的信息做解码和解调等处理所需的时间。