專(zhuān)利名稱(chēng)：數(shù)據(jù)通信中的可靠幀同步技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電通信技術(shù)，特別是無(wú)線電數(shù)據(jù)通信的技術(shù)，具體是移動(dòng)數(shù)據(jù)通信的可靠幀同步技術(shù)。
背景技術(shù)：
幀同步應(yīng)用在各種類(lèi)型的通信網(wǎng)絡(luò)中，幀同步技術(shù)有多種，但大都是針對(duì)傳輸條件較好的情況下制定的。在傳輸條件比較好的情況下，幀同步的處理相對(duì)簡(jiǎn)單，接收方能夠非常迅速的實(shí)現(xiàn)幀同步。但是在信道條件差的時(shí)候幀同步的可靠性難以得到保證。雖然主要組成的幀同步的建立考慮了一定的信道誤碼率，但如果要增大系統(tǒng)的容錯(cuò)能力，硬件實(shí)現(xiàn)上會(huì)變得非常復(fù)雜，占用信道非常多。特別是無(wú)線信道，由于無(wú)線通信容易受到干擾，信道誤碼率高，幀同步變得很困難，而有限的信道又不允許占用更多的資源。因此，設(shè)計(jì)一個(gè)針對(duì)無(wú)線通信特別是數(shù)據(jù)通信的占用資源少、可靠而高效的幀同步技術(shù)非常重要。而這樣的幀同步技術(shù)難以從現(xiàn)有的技術(shù)中獲得。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用硬件和軟件結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)幀同步的切實(shí)可行的數(shù)據(jù)通信的幀同步方法。確保幀同步概率較高而漏同步概率和虛同步概率較低。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種數(shù)據(jù)通信中的可靠幀同步技術(shù)，采用解調(diào)器輸出正確分組的比特序列，通過(guò)幀同步判決模塊來(lái)完成。同步碼采用7位巴克碼構(gòu)成，在發(fā)送端數(shù)據(jù)按照幀發(fā)送，每個(gè)數(shù)據(jù)幀的前面都插入幀同步碼組和數(shù)據(jù)幀啟動(dòng)字，經(jīng)調(diào)制后發(fā)送上信道；在接收端進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，串并變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)入幀同步判決模塊，幀同步判決模塊受特定的數(shù)學(xué)模式控制，幀同步判決模塊是一個(gè)軟件模塊。所述7位幀同步碼是選用一組有尖銳自相關(guān)函數(shù)特性的7位巴克碼1110010構(gòu)成，每組由m個(gè)巴克碼組成，m為奇數(shù)，所述每個(gè)數(shù)據(jù)幀的前面都插入幀同步碼組和數(shù)據(jù)啟動(dòng)字是指采用集中插入的方式，即按照同步碼M、數(shù)據(jù)幀啟動(dòng)字U和數(shù)據(jù)的順序排列。所述在接收端進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，串并變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)入幀同步判決模塊是指接收方每收到一個(gè)字節(jié)就出硬件送到幀同步判決模塊中處理，搜索幀同步。所述幀同步判決模塊受特定的數(shù)學(xué)模式控制是指收端在與發(fā)端相對(duì)應(yīng)的碼字B及其變形表下，其幀同步判決模塊算法可以描述如下(1).定義一個(gè)長(zhǎng)度為m個(gè)字節(jié)的移位寄存器K。K可以看作一個(gè)m×8的矩陣，每一行由一個(gè)字節(jié)組成，每一列由m個(gè)字節(jié)的相同位組成，初始化移位寄存器全0。另外定一個(gè)數(shù)據(jù)接收寄存器R，該寄存器共8比特，初始值為0。
(2).每收到一個(gè)字節(jié)就按位從矩陣的第一行第一列起逐位放入K。
(3).計(jì)算矩陣每列的和Zi，其中i＝1，2，3，4，5，6，7，8。
(4).收到m個(gè)字節(jié)后，計(jì)算每列的和Zi來(lái)判斷輸出結(jié)果。如果Zi≥(m+1)/2，其中i＝1，2，3，4，5，6，7，8該列輸出為1否則輸出為0。
(5).輸出的Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8構(gòu)成一個(gè)序列A，如果序列A是表1中的任何一個(gè)序列則跳轉(zhuǎn)到(7)；否則跳轉(zhuǎn)到(6)。
(6).輸出幀同步指示SYN＝1，清零K、i，根據(jù)查表1的結(jié)果？在R中從左到右填入矩陣中第m行的低位j比特。取新輸入的數(shù)據(jù)d的高(8-j)比特補(bǔ)齊R，輸出一個(gè)接收數(shù)據(jù)d，d剩余的比特從左到右填入R中。重復(fù)(7)直到收夠1幀，重新開(kāi)始新的幀同步搜索過(guò)程。
(7)K左移一個(gè)字節(jié)，等待下一個(gè)字節(jié)的輸入，跳轉(zhuǎn)到(4)本發(fā)明具有以下有益效果和優(yōu)點(diǎn)1.該幀同步技術(shù)采用硬件和軟件結(jié)合的方式，電路簡(jiǎn)單，程序量小，需要的資源相當(dāng)少，切實(shí)可行。在信噪比較低的情況下，具有較大容錯(cuò)能力，而且軟件的修改升級(jí)都比較容易實(shí)現(xiàn)。
2.幀同步可靠性高，根據(jù)計(jì)算和測(cè)試當(dāng)信道誤碼率在10-1的情況，幀同步概率在98％以上。
3.本發(fā)明特別對(duì)無(wú)線通信有十分積極的意義，能夠極大的提高移動(dòng)數(shù)據(jù)通信的質(zhì)量。


圖1為收端幀同步判決模塊電路示意2為發(fā)端幀同步示意圖。
圖3為寄存器K組成示意圖。
圖4為寄存器K的矩陣示意圖。
圖5為數(shù)據(jù)接收寄存器R圖6為構(gòu)成輸出數(shù)據(jù)的示意圖。
圖7為幀同步系統(tǒng)工作流程圖。
具體實(shí)施例方式
附圖也即實(shí)施例。在本實(shí)施例中同步碼選用一組有尖銳自相關(guān)函數(shù)特征的7位巴克碼1110010構(gòu)成，每組由m(m為奇數(shù))個(gè)巴克碼組成。采用集中插入的方式，每個(gè)數(shù)據(jù)幀的前面都插入幀同步碼組。如圖2所示，其中，M為同步碼組，U為數(shù)據(jù)幀啟動(dòng)字。為了便于接收端處理，7位巴克碼擴(kuò)展為8位碼字B，01110010，啟動(dòng)字為B的反碼經(jīng)調(diào)制后，發(fā)送上信道。在接收端進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，串并變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)入幀同步判決模塊，幀同步判決模塊是一個(gè)軟件模塊，采用大數(shù)判決的搜索幀同步，幀同步判決模塊受特定算法描述的控制。接收端還存有一個(gè)與發(fā)送端相對(duì)應(yīng)的8位碼字B及其變形表。碼字B及其變形表如下碼形 左移位數(shù)j01110010 011100100 111001001 210010011 300100111 401001110 510011100 600111001 7
在接收端進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，串并變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)入幀同步判決模塊。當(dāng)接收方每收到一個(gè)字節(jié)就出硬件送到幀同步判決模塊中處理，搜索幀同步，接收方幀同步算法描述如下(1)定義一個(gè)長(zhǎng)度為m個(gè)字節(jié)的移位寄存器K。K可以看作一個(gè)m×8的矩陣，每一行由一個(gè)字節(jié)組成，每一列由m個(gè)字節(jié)的相同位組成，初始化移位寄存器全0。另外定一個(gè)數(shù)據(jù)接收寄存器R，該寄存器共8比特，初始值為0。即，K＝
，R＝0 參見(jiàn)圖3、圖4、圖5。
(2)每收到一個(gè)字節(jié)就按位從矩陣的第一行第一列起逐位放入K。
(3)計(jì)算矩陣每列的和Zi(i＝1，2，3，4，5，6，7，8)。
(4)收到m個(gè)字節(jié)后，計(jì)算每列的和Zi來(lái)判斷輸出結(jié)果。如果Zi≥(m+1)/2(其中i＝1，2，3，4，5，6，7，8)該列輸出為1否則輸出為0。
(5)輸出的Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8構(gòu)成一個(gè)序列A，如果序列A是表1中的任何一個(gè)序列則跳轉(zhuǎn)到(7)；否則跳轉(zhuǎn)到(6)。
(6)輸出幀同步指示SYN＝1，清零K、i，根據(jù)查表1的結(jié)果在R中從左到右填入矩陣中第m行的低位j比特。取新輸入的數(shù)據(jù)d的高(8-j)比特補(bǔ)齊R，輸出一個(gè)接收數(shù)據(jù)。d剩余的比特從左到右填入R中。重復(fù)(7)直到收夠1幀，重新開(kāi)始新的幀同步搜索過(guò)程。參見(jiàn)圖6。
(8)K左移一個(gè)字節(jié)，等待下一個(gè)字節(jié)的輸入，跳轉(zhuǎn)到(4)收端幀同步判決模塊電路示意圖見(jiàn)圖1。調(diào)制解調(diào)后得到的串行數(shù)據(jù)通過(guò)串并變換模塊后轉(zhuǎn)變成8比特的并行數(shù)據(jù)發(fā)送給微處理器，幀同步判決模塊運(yùn)行在微處理器之中，幀同步判決模塊利用串并變換后的數(shù)據(jù)搜索幀同步。幀同步判決模塊的工作流程參見(jiàn)圖7。
本技術(shù)對(duì)提高無(wú)線通信質(zhì)量有非常重要的意義。本技術(shù)應(yīng)用在分組無(wú)線網(wǎng)中，效果良好。根據(jù)計(jì)算和測(cè)試當(dāng)信道誤碼率在10-1的情況，幀同步概率在98％以上。原來(lái)使用硬件電路來(lái)搜索幀同步，如果要提高其可靠性，則必須增加較多的硬件資源，而且硬件更改不如軟件方便；使用本軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)幀同步，替換掉部份硬件電路，相對(duì)所占用的資源較少，而且在信噪比較低的情況下，具有較大的容錯(cuò)能力，可靠性更高，軟件修改升級(jí)都比較容易實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)通信中的可靠幀同步技術(shù)，其特征在于采用解調(diào)器輸出正確分組的比特序列，通過(guò)軟件幀同步判決模塊來(lái)完成，同步碼采用7位巴克碼構(gòu)成，在發(fā)送端數(shù)據(jù)按照幀發(fā)送，每個(gè)數(shù)據(jù)幀的前面都插入幀同步碼組和數(shù)據(jù)幀啟動(dòng)字，經(jīng)調(diào)制后發(fā)送上信道；在接收端進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，串并變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)入幀同步判決模塊，幀同步判決模塊受特定的數(shù)學(xué)模式控制。
2.如權(quán)利要求1所述的可靠幀同步技術(shù)，其特征在于所述7位幀同步碼是選用一組有尖銳自相關(guān)函數(shù)特性的7位巴克碼1110010構(gòu)成，每組由m個(gè)巴克碼組成，m為奇數(shù)，所述每個(gè)數(shù)據(jù)幀的前面都插入幀同步碼組和啟動(dòng)字是指采用集中插入的方式，即按照同步碼M、數(shù)據(jù)幀啟動(dòng)字U和數(shù)據(jù)的順序排列。
3.如權(quán)利要求1所述的可靠幀同步技術(shù)，其特征在于所述在接收端進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，串并變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)入幀同步判決模塊是指接收方每收到一個(gè)字節(jié)就出硬件送到幀同步判決模塊中處理，搜索幀同步。
4.如權(quán)利要求1和3所述的可靠幀同步技術(shù)，其特征在于幀同步判決模塊受特定的數(shù)學(xué)模式控制是指收端在與發(fā)端碼字B對(duì)應(yīng)變形表下其幀同步判決模塊的算法描述為(1)定義一個(gè)長(zhǎng)度為m個(gè)字節(jié)的移位寄存器K，K可以看作一個(gè)m×8的矩陣，每一行由一個(gè)字節(jié)組成，每一列由m個(gè)字節(jié)的相同位組成，初始化移位寄存器全0，另外定一個(gè)數(shù)據(jù)接收寄存器R，該寄存器共8比特，初始值為0；(2)每收到一個(gè)字節(jié)就按位從矩陣的第一行第一列起逐位放入K；(3)計(jì)算矩陣每列的和Zi，其中i＝1，2，3，4，5，6，7，8；(4)收到m個(gè)字節(jié)后，每列的和Zi來(lái)判斷輸出結(jié)果，如果Zi≥(m+1)/2，其中i＝1，2，3，4，5，6，7，8，該列輸出為1否則輸出為0，(5)輸出的Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8構(gòu)成一個(gè)序列A，如果序列A是表1中的任何一個(gè)序列則跳轉(zhuǎn)到(7)，否則跳轉(zhuǎn)到(6)；(6)輸出幀同步指示SYN＝1，清零K、i，根據(jù)查表的結(jié)果在R中從左到右填入矩陣中第m行的低位j比特，取新輸入的數(shù)據(jù)d的高(8-i)比特補(bǔ)齊R，輸出一個(gè)接收數(shù)據(jù)d，d剩余的比特從左到右填入R中，重復(fù)(7)直到收夠1幀，重新開(kāi)始新的幀同步搜索過(guò)程；(7)K左移一個(gè)字節(jié)，等待下一個(gè)字節(jié)的輸入，跳轉(zhuǎn)到(4)。
全文摘要
本數(shù)據(jù)通信中的可靠幀同步技術(shù)采用解調(diào)器輸出正確分組的比特序列，通過(guò)幀同步判決模塊來(lái)完成。同步碼用7位巴克碼構(gòu)成。在發(fā)送端數(shù)據(jù)按照幀發(fā)送，每個(gè)數(shù)據(jù)幀的前面都插入幀同步碼組和數(shù)據(jù)幀啟動(dòng)字經(jīng)調(diào)制后發(fā)送上信道。在接收端進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，接收方每收到一個(gè)字節(jié)就出硬件送到幀同步判決模塊中處理，幀同步判決模塊受特定的數(shù)學(xué)模式控制。本技術(shù)使用硬件和軟件相結(jié)合的方式，電路簡(jiǎn)單，同步可靠，程序量小，需要的資源相當(dāng)少。在信噪比較低的情況下，具有較大容錯(cuò)能力，而且軟件的修改升級(jí)都比較容易實(shí)現(xiàn)。對(duì)無(wú)線通信有十分積極的意義，能極大的提高移動(dòng)數(shù)據(jù)通信的質(zhì)量和保密性。
文檔編號(hào)H04W28/02GK1509088SQ0212804
公開(kāi)日2004年6月30日 申請(qǐng)日期2002年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月16日
發(fā)明者姜永廣, 曾浩洋 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十研究所