位同步方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通讯领域，特别是涉及一种位同步方法及装置。
【背景技术】
[0002]位同步的目的是使每个码元得到最佳的解调和判决。位同步可以分为外同步法和自同步法两大类:外同步法需要另外专门传输位同步信息；自同步法则是从信号码元中提取其包含的位同步信息。一般而言，自同步法应用较多。
[0003]在现有技术中，自同步法又可以分为两种，即开环同步法和闭环同步法。开环法采用对输入码元做某种变换的方法提取位同步信息。闭环法则用比较本地时钟和输入信号的方法，将本地时钟锁定在输入信号上。闭环法更为准确，但是也更为复杂。位同步不准确将引起误码率增大。
[0004]位同步系统是近代电子信息通讯中的重要组成部分之一，同时也在其他许多领域中广泛应用。位同步确保系统中收发同步，而且在保证获取帧同步、群同步及对接收的数字码元进行各种处理的同步进行，也为系统提供了一个基准的同步时钟。并且，精确的位同步有助于提高接收系统的抗噪声能力。
【发明内容】
[0005]鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的位同步方法及装置。
[0006]本发明提供一种位同步方法，包括:通过AD采样获得原始数据a (η)，对原始数据进行处理后获取符号数据流X (η)，其中X (η)为实数，η为自然数；对1(11)进行二值判决，构造成数据流xd(n)，将数据流xd(n)作为预先构造的滤波器H(n)的输入信号，进行匹配滤波，获取输出信号y(n);设置一个门限值，当y(n)小于等于门限值时，不进行处理，当y(n)大于门限值时，寻找y (η)的峰值，根据峰值所对应的时刻n_k确定符号信息的跳变边沿edge,即edge = npeak ;根据跳变边沿确定后续符号位的最佳采样时刻，并在最佳采样时刻对同一数据帧的后续数据进行数据抽取。
[0007]优选地，构造滤波器H(n)的方法具体包括:将数据帧帧头的二进制PN序列头尾颠倒，将每个比特位重复Μ倍，再将重复Μ倍的每个比特位中的1映射为1，0映射为-1，其中，Μ为每个符号的采样点数，M = Fs/Fb, fs为数字系统采样率，fb为符号率。
[0008]优选地，对X (η)进行二值判决，构造成数据流xd (η)具体包括:
[0009]当χ(η)大于 0 时，xd(n) = 1 ;当 x(n)小于等于 0 时，xd(n) = _1 ；
[0010]获取输出信号y (η)具体为:y (η) = Σ H(i)*xd(n-1)，其中，1彡i彡M*D，D为数据帧帧头中PN序列的长度，Μ为每个符号的采样点数，M = Fs/Fb, fs为数字系统采样率，fb为符号率。
[0011 ] 优选地，设置一个门限值具体包括:根据数值M*D/2设置门限值，其中，D为数据帧帧头中PN序列的长度，Μ为每个符号的采样点数，M = Fs/Fb, fs为数字系统采样率，fb为符号率。
[0012]优选地，根据跳变边沿edge确定后续符号位的最佳采样时刻，并在最佳采样时刻对同一数据帧的后续数据进行数据抽取，具体包括:后续符号位的最佳抽样时刻为n = k*M/2+edge，其中k = 1,2,3 — , edge为跳变边沿；对同一数据帧的后续数据以X (k*M/2+edge)进行数据抽取。
[0013]本发明还提供了一种位同步装置，包括:采样模块，用于通过AD采样获得原始数据a (η)，对原始数据进行处理后获取符号数据流X (η)，其中X (η)为实数，η为自然数；二值化模块，用于对x(n)进行二值判决，构造成数据流xd (η);滤波模块，用于将数据流xd(n)作为预先构造的滤波器H(n)的输入信号，进行匹配滤波，获取输出信号y (η);寻峰模块，用于设置一个门限值，当y (η)小于等于门限值时，不进行处理，当y (η)大于门限值时，寻找y(n)的峰值，根据峰值所对应的时刻确定符号信息的跳变边沿；抽样模块，用于根据跳变边沿确定后续符号位的最佳采样时刻，并在最佳采样时刻对同一数据帧的后续数据进行数据抽取。
[0014]优选地，上述装置进一步包括:滤波器构造模块，用于构造滤波器H(n):将数据帧帧头的二进制PN序列头尾颠倒，将每个比特位重复Μ倍，再将重复Μ倍的每个比特位中的1映射为1，0映射为-1，其中，Μ为每个符号的采样点数，M = Fs/Fb, fs为数字系统采样率，fb为符号率。
[0015]优选地，二值化模块具体用于:当x(n)大于0时，Xd(n) = 1 ;当x(n)小于等于0时,xd(n) = -1 ;滤波模块具体用于:获取输出信号y (η)具体为:y(n) = Σ H(i)*xd(n_i),其中，1彡i彡M*D，D为数据帧帧头中PN序列的长度，Μ为每个符号的采样点数，M = Fs/Fb, fs为数字系统采样率，fb为符号率。
[0016]优选地，寻峰模块具体用于:根据数值M*D/2设置门限值，其中，D为数据帧帧头中PN序列的长度，Μ为每个符号的采样点数，M = Fs/Fb, fs为数字系统采样率，fb为符号率。
[0017]优选地，抽样模块具体用于:后续符号位的最佳抽样时刻为n = k*M/2+edge，其中k = 1,2,3-, edge为跳变边沿；对同一数据帧的后续数据以x(k*M/2+edge)进行数据抽取。
[0018]本发明有益效果如下:
[0019]借助于本发明实施例的技术方案，通过利用PN序列的自相关特性进行精细校正，具有较高的抗噪能力，并且能够实现精细定位，是一种简单、实用的适合于数字信号处理的开环自同步方式。
[0020]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的【具体实施方式】。
【附图说明】
[0021]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
[0022]图1是本发明实施例的位同步方法的流程图；
[0023]图2是本发明实例的位同步方法的处理流程示意图；
[0024]图3是本发明实施例的模拟仿真的结果波形示意图；
[0025]图4是图3的局部放大图；
[0026]图5是本发明实施例的位同步装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0028]本发明提供了一种相对简单、实用，利用伪随机(Pseudo-noise,简称为PN)序列的自相关特性做精细校正、抗噪能力较强、适合于数字信号处理的开环自同步方法，，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
[0029]方法实施例
[0030]根据本发明的实施例，提供了一种位同步方法，图1是本发明实施例的位同步方法的流程图，如图1所示，根据本发明实施例的位同步方法包括如下处理:
[0031]步骤101，通过AD采样获得原始数据a (η)，对原始数据进行处理后获取符号数据流x(n)，其中x(n)为实数，η为自然数；
[0032]步骤102,对X (η)进行二值判决,构造成数据流xd (η),将数据流xd (η)作为预先构造的滤波器Η(η)的输入信号，进行匹配滤波，获取输出信号y (η)；
[0033]其中，构造滤波器Η(η)的方法具体包括:将数据帧帧头的二进制ΡΝ序列头尾颠倒，将每个比特位重复Μ倍，再将重复Μ倍的每个比特位中的1映射为1，0映射为-1，其中，Μ为每个符号的采样点数，M = Fs/Fb, fs为数字系统采样率，fb为符号率。
[0034]在步骤102中，对X (η)进行二值判决，构造成数据流xd (η)具体包括:
[0035]当χ(η)大于 0 时，xd(n) = 1 ;当 x(n)小于等于 0 时，xd(n) = _1 ；
[0036]获取输出信号y (η)具体为:y (η) = Σ H(i)*Xd(n_i)，其中，1彡i彡M*D，D为数据帧帧头中PN序列的长度，Μ为每个符号的采样点数，M = Fs/Fb, fs为数字系统采样率，fb为符号率。
[0037]步骤103，设置一个门限值，当y(n)小于等于门限值时，不进行处理，当y(n)大于门限值时，寻找y (η)的峰值，根据峰值所对应的时刻n_k确定符号信息的跳变边沿edge，即edge = npeak ;在步骤103中，设置一个门限值具体包括:
[0038]根据数值M*D/2设置门限值，其中，D为数据帧帧头中PN序列的长度，Μ为每个符号的采样点数，M = Fs/Fb, fs为数字系统采样率，fb为符号率。
[0039]步骤104，根据跳变边沿edge确定后续符号位的最佳采样时刻，并在最佳采样时刻对后续数据帧进行数据抽样。
[0040]步骤104具体包括如下处理:
[0041]后续符号位的最佳抽样时刻为n = k*M/2+edge,其中k = 1,2,3..., edge为跳变边沿；
[0042]对同一数据帧的后续数据以x(k*M/2+edge)进行数据抽样。
[0043]以下结合附图，对本发明实施例的上述技术方案进行详细说明。
[0044]假设数字系统采样率为fs赫兹（Hz)，符号率为fb比特/秒，fs至少大于10倍的fb，则一个符号周期Tb = 1/fb，单位为秒。每个符号包含的采样点数为M，M = Fs/Fb ( —般的取Μ为偶数）。
[0045]假设数据是按帧传输的（猝发方式或连续方式皆可)。每帧由帧头和帧内容组成，帧头为一已知的长度为D的二进制ΡΝ序列（D —般取32、40或64位长度）。
[0046]在处理数据之前，先构造匹配滤波器Η (η)。构造方法为：将前述的ΡΝ序列头尾颠倒，然后每个比特位重复Μ倍，再将1映射为1，