位同步方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通訊領(lǐng)域，特別是涉及一種位同步方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]位同步的目的是使每個(gè)碼元得到最佳的解調(diào)和判決。位同步可以分為外同步法和自同步法兩大類:外同步法需要另外專門傳輸位同步信息；自同步法則是從信號(hào)碼元中提取其包含的位同步信息。一般而言，自同步法應(yīng)用較多。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，自同步法又可以分為兩種，即開環(huán)同步法和閉環(huán)同步法。開環(huán)法采用對(duì)輸入碼元做某種變換的方法提取位同步信息。閉環(huán)法則用比較本地時(shí)鐘和輸入信號(hào)的方法，將本地時(shí)鐘鎖定在輸入信號(hào)上。閉環(huán)法更為準(zhǔn)確，但是也更為復(fù)雜。位同步不準(zhǔn)確將引起誤碼率增大。
[0004]位同步系統(tǒng)是近代電子信息通訊中的重要組成部分之一，同時(shí)也在其他許多領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。位同步確保系統(tǒng)中收發(fā)同步，而且在保證獲取幀同步、群同步及對(duì)接收的數(shù)字碼元進(jìn)行各種處理的同步進(jìn)行，也為系統(tǒng)提供了一個(gè)基準(zhǔn)的同步時(shí)鐘。并且，精確的位同步有助于提高接收系統(tǒng)的抗噪聲能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述問(wèn)題，提出了本發(fā)明以便提供一種克服上述問(wèn)題或者至少部分地解決上述問(wèn)題的位同步方法及裝置。
[0006]本發(fā)明提供一種位同步方法，包括:通過(guò)AD采樣獲得原始數(shù)據(jù)a (η)，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后獲取符號(hào)數(shù)據(jù)流X (η)，其中X (η)為實(shí)數(shù)，η為自然數(shù)；對(duì)1(11)進(jìn)行二值判決，構(gòu)造成數(shù)據(jù)流xd(n)，將數(shù)據(jù)流xd(n)作為預(yù)先構(gòu)造的濾波器H(n)的輸入信號(hào)，進(jìn)行匹配濾波，獲取輸出信號(hào)y(n);設(shè)置一個(gè)門限值，當(dāng)y(n)小于等于門限值時(shí)，不進(jìn)行處理，當(dāng)y(n)大于門限值時(shí)，尋找y (η)的峰值，根據(jù)峰值所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻n_k確定符號(hào)信息的跳變邊沿edge,即edge = npeak ;根據(jù)跳變邊沿確定后續(xù)符號(hào)位的最佳采樣時(shí)刻，并在最佳采樣時(shí)刻對(duì)同一數(shù)據(jù)幀的后續(xù)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)抽取。
[0007]優(yōu)選地，構(gòu)造濾波器H(n)的方法具體包括:將數(shù)據(jù)幀幀頭的二進(jìn)制PN序列頭尾顛倒，將每個(gè)比特位重復(fù)Μ倍，再將重復(fù)Μ倍的每個(gè)比特位中的1映射為1，0映射為-1，其中，Μ為每個(gè)符號(hào)的采樣點(diǎn)數(shù)，M = Fs/Fb, fs為數(shù)字系統(tǒng)采樣率，fb為符號(hào)率。
[0008]優(yōu)選地，對(duì)X (η)進(jìn)行二值判決，構(gòu)造成數(shù)據(jù)流xd (η)具體包括:
[0009]當(dāng)χ(η)大于 0 時(shí)，xd(n) = 1 ;當(dāng) x(n)小于等于 0 時(shí)，xd(n) = _1 ；
[0010]獲取輸出信號(hào)y (η)具體為:y (η) = Σ H(i)*xd(n-1)，其中，1彡i彡M*D，D為數(shù)據(jù)幀幀頭中PN序列的長(zhǎng)度，Μ為每個(gè)符號(hào)的采樣點(diǎn)數(shù)，M = Fs/Fb, fs為數(shù)字系統(tǒng)采樣率，fb為符號(hào)率。
[0011 ] 優(yōu)選地，設(shè)置一個(gè)門限值具體包括:根據(jù)數(shù)值M*D/2設(shè)置門限值，其中，D為數(shù)據(jù)幀幀頭中PN序列的長(zhǎng)度，Μ為每個(gè)符號(hào)的采樣點(diǎn)數(shù)，M = Fs/Fb, fs為數(shù)字系統(tǒng)采樣率，fb為符號(hào)率。
[0012]優(yōu)選地，根據(jù)跳變邊沿edge確定后續(xù)符號(hào)位的最佳采樣時(shí)刻，并在最佳采樣時(shí)刻對(duì)同一數(shù)據(jù)幀的后續(xù)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)抽取，具體包括:后續(xù)符號(hào)位的最佳抽樣時(shí)刻為n = k*M/2+edge，其中k = 1,2,3 — , edge為跳變邊沿；對(duì)同一數(shù)據(jù)幀的后續(xù)數(shù)據(jù)以X (k*M/2+edge)進(jìn)行數(shù)據(jù)抽取。
[0013]本發(fā)明還提供了一種位同步裝置，包括:采樣模塊，用于通過(guò)AD采樣獲得原始數(shù)據(jù)a (η)，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后獲取符號(hào)數(shù)據(jù)流X (η)，其中X (η)為實(shí)數(shù)，η為自然數(shù)；二值化模塊，用于對(duì)x(n)進(jìn)行二值判決，構(gòu)造成數(shù)據(jù)流xd (η);濾波模塊，用于將數(shù)據(jù)流xd(n)作為預(yù)先構(gòu)造的濾波器H(n)的輸入信號(hào)，進(jìn)行匹配濾波，獲取輸出信號(hào)y (η);尋峰模塊，用于設(shè)置一個(gè)門限值，當(dāng)y (η)小于等于門限值時(shí)，不進(jìn)行處理，當(dāng)y (η)大于門限值時(shí)，尋找y(n)的峰值，根據(jù)峰值所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻確定符號(hào)信息的跳變邊沿；抽樣模塊，用于根據(jù)跳變邊沿確定后續(xù)符號(hào)位的最佳采樣時(shí)刻，并在最佳采樣時(shí)刻對(duì)同一數(shù)據(jù)幀的后續(xù)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)抽取。
[0014]優(yōu)選地，上述裝置進(jìn)一步包括:濾波器構(gòu)造模塊，用于構(gòu)造濾波器H(n):將數(shù)據(jù)幀幀頭的二進(jìn)制PN序列頭尾顛倒，將每個(gè)比特位重復(fù)Μ倍，再將重復(fù)Μ倍的每個(gè)比特位中的1映射為1，0映射為-1，其中，Μ為每個(gè)符號(hào)的采樣點(diǎn)數(shù)，M = Fs/Fb, fs為數(shù)字系統(tǒng)采樣率，fb為符號(hào)率。
[0015]優(yōu)選地，二值化模塊具體用于:當(dāng)x(n)大于0時(shí)，Xd(n) = 1 ;當(dāng)x(n)小于等于0時(shí),xd(n) = -1 ;濾波模塊具體用于:獲取輸出信號(hào)y (η)具體為:y(n) = Σ H(i)*xd(n_i),其中，1彡i彡M*D，D為數(shù)據(jù)幀幀頭中PN序列的長(zhǎng)度，Μ為每個(gè)符號(hào)的采樣點(diǎn)數(shù)，M = Fs/Fb, fs為數(shù)字系統(tǒng)采樣率，fb為符號(hào)率。
[0016]優(yōu)選地，尋峰模塊具體用于:根據(jù)數(shù)值M*D/2設(shè)置門限值，其中，D為數(shù)據(jù)幀幀頭中PN序列的長(zhǎng)度，Μ為每個(gè)符號(hào)的采樣點(diǎn)數(shù)，M = Fs/Fb, fs為數(shù)字系統(tǒng)采樣率，fb為符號(hào)率。
[0017]優(yōu)選地，抽樣模塊具體用于:后續(xù)符號(hào)位的最佳抽樣時(shí)刻為n = k*M/2+edge，其中k = 1,2,3-, edge為跳變邊沿；對(duì)同一數(shù)據(jù)幀的后續(xù)數(shù)據(jù)以x(k*M/2+edge)進(jìn)行數(shù)據(jù)抽取。
[0018]本發(fā)明有益效果如下:
[0019]借助于本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，通過(guò)利用PN序列的自相關(guān)特性進(jìn)行精細(xì)校正，具有較高的抗噪能力，并且能夠?qū)崿F(xiàn)精細(xì)定位，是一種簡(jiǎn)單、實(shí)用的適合于數(shù)字信號(hào)處理的開環(huán)自同步方式。
[0020]上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
【附圖說(shuō)明】
[0021]通過(guò)閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號(hào)表示相同的部件。在附圖中:
[0022]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的位同步方法的流程圖；
[0023]圖2是本發(fā)明實(shí)例的位同步方法的處理流程示意圖；
[0024]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的模擬仿真的結(jié)果波形示意圖；
[0025]圖4是圖3的局部放大圖；
[0026]圖5是本發(fā)明實(shí)施例的位同步裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0028]本發(fā)明提供了一種相對(duì)簡(jiǎn)單、實(shí)用，利用偽隨機(jī)(Pseudo-noise,簡(jiǎn)稱為PN)序列的自相關(guān)特性做精細(xì)校正、抗噪能力較強(qiáng)、適合于數(shù)字信號(hào)處理的開環(huán)自同步方法，，以下結(jié)合附圖以及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明。
[0029]方法實(shí)施例
[0030]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種位同步方法，圖1是本發(fā)明實(shí)施例的位同步方法的流程圖，如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的位同步方法包括如下處理:
[0031]步驟101，通過(guò)AD采樣獲得原始數(shù)據(jù)a (η)，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后獲取符號(hào)數(shù)據(jù)流x(n)，其中x(n)為實(shí)數(shù)，η為自然數(shù)；
[0032]步驟102,對(duì)X (η)進(jìn)行二值判決,構(gòu)造成數(shù)據(jù)流xd (η),將數(shù)據(jù)流xd (η)作為預(yù)先構(gòu)造的濾波器Η(η)的輸入信號(hào)，進(jìn)行匹配濾波，獲取輸出信號(hào)y (η)；
[0033]其中，構(gòu)造濾波器Η(η)的方法具體包括:將數(shù)據(jù)幀幀頭的二進(jìn)制ΡΝ序列頭尾顛倒，將每個(gè)比特位重復(fù)Μ倍，再將重復(fù)Μ倍的每個(gè)比特位中的1映射為1，0映射為-1，其中，Μ為每個(gè)符號(hào)的采樣點(diǎn)數(shù)，M = Fs/Fb, fs為數(shù)字系統(tǒng)采樣率，fb為符號(hào)率。
[0034]在步驟102中，對(duì)X (η)進(jìn)行二值判決，構(gòu)造成數(shù)據(jù)流xd (η)具體包括:
[0035]當(dāng)χ(η)大于 0 時(shí)，xd(n) = 1 ;當(dāng) x(n)小于等于 0 時(shí)，xd(n) = _1 ；
[0036]獲取輸出信號(hào)y (η)具體為:y (η) = Σ H(i)*Xd(n_i)，其中，1彡i彡M*D，D為數(shù)據(jù)幀幀頭中PN序列的長(zhǎng)度，Μ為每個(gè)符號(hào)的采樣點(diǎn)數(shù)，M = Fs/Fb, fs為數(shù)字系統(tǒng)采樣率，fb為符號(hào)率。
[0037]步驟103，設(shè)置一個(gè)門限值，當(dāng)y(n)小于等于門限值時(shí)，不進(jìn)行處理，當(dāng)y(n)大于門限值時(shí)，尋找y (η)的峰值，根據(jù)峰值所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻n_k確定符號(hào)信息的跳變邊沿edge，即edge = npeak ;在步驟103中，設(shè)置一個(gè)門限值具體包括:
[0038]根據(jù)數(shù)值M*D/2設(shè)置門限值，其中，D為數(shù)據(jù)幀幀頭中PN序列的長(zhǎng)度，Μ為每個(gè)符號(hào)的采樣點(diǎn)數(shù)，M = Fs/Fb, fs為數(shù)字系統(tǒng)采樣率，fb為符號(hào)率。
[0039]步驟104，根據(jù)跳變邊沿edge確定后續(xù)符號(hào)位的最佳采樣時(shí)刻，并在最佳采樣時(shí)刻對(duì)后續(xù)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行數(shù)據(jù)抽樣。
[0040]步驟104具體包括如下處理:
[0041]后續(xù)符號(hào)位的最佳抽樣時(shí)刻為n = k*M/2+edge,其中k = 1,2,3..., edge為跳變邊沿；
[0042]對(duì)同一數(shù)據(jù)幀的后續(xù)數(shù)據(jù)以x(k*M/2+edge)進(jìn)行數(shù)據(jù)抽樣。
[0043]以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0044]假設(shè)數(shù)字系統(tǒng)采樣率為fs赫茲（Hz)，符號(hào)率為fb比特/秒，fs至少大于10倍的fb，則一個(gè)符號(hào)周期Tb = 1/fb，單位為秒。每個(gè)符號(hào)包含的采樣點(diǎn)數(shù)為M，M = Fs/Fb ( —般的取Μ為偶數(shù)）。
[0045]假設(shè)數(shù)據(jù)是按幀傳輸?shù)模ㄢОl(fā)方式或連續(xù)方式皆可)。每幀由幀頭和幀內(nèi)容組成，幀頭為一已知的長(zhǎng)度為D的二進(jìn)制ΡΝ序列（D —般取32、40或64位長(zhǎng)度）。
[0046]在處理數(shù)據(jù)之前，先構(gòu)造匹配濾波器Η (η)。構(gòu)造方法為：將前述的ΡΝ序列頭尾顛倒，然后每個(gè)比特位重復(fù)Μ倍，再將1映射為1，