一种数据同步方法及系统技术方案

本发明专利技术提出一种数据同步方法及系统，数据同步系统包括数据获取模块、数据帧结构转换模块、数据接收模块、定时估计模块、输出模块和解调模块。针对蜂窝无线网络数据同步方法中的同步过程不能很好地适应无线自组织网络的问题，本发明专利技术提出的数据同步方法通过改进数据帧结构，大幅度降低了计算量，节约了运算所需的时间，提高了同步速度，达到了加速同步过程的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种数据同步方法及系统
本专利技术涉及无线电通信领域，涉及数据传输，尤其涉及一种数据同步方法及系统。
技术介绍
无线通信在通信行业中一直是迅速增长的行业，现代蜂窝无线通信是依赖于中心基站来与其他终端进行通信，存在基站破坏导致网络瘫痪的问题，为了解决这个问题，研发人员开发了不依赖基站的无线自组织网络，无线自组网络是一种无中心的分布式网络，由发射端、信道和接收端构成，与传统的蜂窝无线网络依赖于中心基站进行发射端与接收端之间的通信不同，无线自组网络的发射端与接收端之间可以实现直接通信，而无需借助基站。从而满足了无线便携设备之间的通信需求，无线自组织网络已在灾难救援、战场通信、紧急恢复等领域得到了广泛应用。我们日常使用的蜂窝无线通信系统对传输数据的准确度要求高，所以其数据传输方式中使用的数据帧结构会使得接收机同步的精度较高但同步过程的运算量大，但是由于基站有充足的资源可以利用来处理大量的数据，所以同步过程的速度是满足要求的。但是对于无线自组织网络而言，虽然其终端之间可以在没有基站的情况下自由通信，应用范围广泛，但同时，由于终端的处理大量数据的能力弱于基站，所以其通信质量不如蜂窝无线网络。所以，如果依然利用蜂窝无线通信系统中的数据传输方式，而其所使用的便携式设备能利用的资源量远少于基站，过大运算量会导致同步过程的时间过长，而无线自组织网络具有环境较复杂、通信双方的节点相对位置容易改变的特点，又导致要求接收机的同步过程时间不能太长，速度要快，这就与前述的要求产生了矛盾，从而说明蜂窝无线通信系统所采用的数据同步方法不能很好地适应无线自组织网络。
技术实现思路
针对上述现有术的不足与缺陷，本专利技术的目的在于提供一种数据同步方法及系统，解决现有技术中，无线自组织网络数据传输的同步速度无法满足要求的技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：1、一种数据同步方法，其特征在于，方法包括：步骤1、获取待传输的OFDM第一有效数据帧；步骤2、对OFDM第一有效数据帧进行处理获得OFDM完整数据帧，所述的处理包括对OFDM第一有效数据帧末端的多个采样点组成的帧片段进行重复复制，作为循环前缀置于OFDM有效数据的帧头；步骤3、获取传输后的OFDM完整数据帧，对传输后的OFDM完整数据帧进行定时估计运算，获得定时估计函数；步骤4、以argmax函数对定时估计函数进行处理，得到OFDM第二有效数据帧；步骤5、对OFDM第二有效数据帧进行解调，得到原始数据帧。具体的，步骤1中待传输OFDM第一有效数据帧经过以下步骤获得：步骤1.1、从信号源获取原始数据，以帧的形式输出原始数据帧；步骤1.2、对原始数据帧进行编码处理，得到编码后的有效数据帧；步骤1.3、对编码后的有效数据帧进行QAM调制处理；步骤1.4、对QAM调制后的有效数据帧进行OFDM调制处理，得到待传输OFDM第一有效数据帧。具体的，步骤3中所述的定时估计运算包括以下步骤：步骤3.1、设传输后的OFDM完整数据帧为s(k)，通过式(1)计算两段循环前缀的自相关值。其中，d为第一采样点的横坐标值，L是循环前缀的长度，m是一个从0变为L/2-1的一个变量，p(d)是滑动长度为L/2的自相关窗口，输出值为两段循环前缀的自相关值；步骤3.2、对由步骤3.1得到的自相关值进行归一化处理：其中，R(d)表示循环前缀的能量；步骤3.3、计算定时估计函数M(d)：其中，d为第一采样点的横坐标值，归一化后的自相关值的幅值大小为定时估计函数M(d)的纵坐标。具体的，步骤5中所述的解调包括以下步骤：步骤5.1、将OFDM第二有效数据帧输入OFDM解调模块进行解调，得到OFDM解调后的第三有效数据帧；步骤5.2、将第三有效数据帧输入QPSK解调模块进行解调，得到第四有效数据帧；步骤5.3、将第四有效数据帧输入整数转比特模块进行处理，输出原始比特流，得到原始数据帧。此外，本专利技术还提出一种数据同步系统，该系统包括数据获取模块、数据帧结构转换模块、数据接收模块、定时估计模块、输出模块和解调模块；所述的数据获取模块用于获取待传输OFDM第一有效数据帧帧；所述的数据帧结构转换模块用于对OFDM有效数据帧进行处理得到OFDM完整数据帧；所述的数据接收模块用于接收发射的OFDM完整数据帧；所述的定时估计模块用于进行定时估计运算，获得定时估计函数的峰值位置；所述的输出模块用于输出同步数据；所述的解调模块用于对输出的同步数据进行解调，得到原始数据帧。本专利技术与现有技术相比，具有如下技术效果：(1)本专利技术的数据同步方法改进了待传输数据的数据帧结构，从而减少了系统的计算量，节约了运算所需的时间，大大提高了数据传输的同步速度，达到了加速同步的目的。(2)本专利技术的方法尤其适用于无线自组织网络接收机的同步模块，无形中降低了服务器的负载。附图说明图1是本专利技术的数据同步方法的流程图。图2是本专利技术的OFDM完整数据帧的结构示意图。图3是未改进的OFDM完整数据帧的结构示意图。图4是实施例1中所搭建的SYN子模块的结构示意图。图5是对比例1中未改进的数据帧结构和改进后的数据帧结构在不同SNR情况下的仿真误码率对比曲线图。图6是对比例2中三种前缀长度数据帧结构在不同SNR情况下的仿真误码率对比曲线图。下面将结合附图和实施例对本专利技术作进一步地详细描述。具体实施方式以下给出本专利技术的具体实施例，需要说明的是本专利技术并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本专利技术的保护范围。此外，术语“第一”、“第二”等序数词仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。实施例：在本实施例中，首先使用MATLAB/Simulink软件搭建仿真平台，以随机整数发生器作为信源，其中M-arynumber值设置为2，采样率为1kHz。获取待传输的OFDM第一有效数据帧：从信号源处获取原始数据，以帧的形式输出原始数据帧，原始数据帧的长度为512；对原始数据帧进行编码处理，得到编码后的有效数据帧：长度为512的原始数据帧进入比特转整数模块，比特转整数模块用于数据帧进行编码处理，参数M设置为2，每个整数代表2bit，得到编码后的有效数据帧，长度为256；对编码后的有效数据帧进行QAM调制处理：编码后的有效数据帧进入QPSK调制模块进行调制处理，其中参数M设置为4，得到经QAM调制后的有效数据帧；对QAM调制后的有效数据帧进行OFDM调制处理，其中FFTlength设置为256，最终得到OFDM第一有效数据帧。然后，对OFDM第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数据同步方法，方法包括：/n步骤1、获取待传输的OFDM第一有效数据帧；/n步骤2、对OFDM第一有效数据帧进行处理获得OFDM完整数据帧，所述的处理包括对OFDM第一有效数据帧末端的多个采样点组成的帧片段进行重复复制，作为循环前缀置于OFDM有效数据的帧头；/n步骤3、获取传输后的OFDM完整数据帧，对传输后的OFDM完整数据帧进行定时估计运算，获得定时估计函数；/n步骤4、以argmax函数对定时估计函数进行处理，得到OFDM第二有效数据帧；/n步骤5、对OFDM第二有效数据帧进行解调，得到原始数据帧。/n

【技术特征摘要】
1.一种数据同步方法，方法包括：
步骤1、获取待传输的OFDM第一有效数据帧；
步骤2、对OFDM第一有效数据帧进行处理获得OFDM完整数据帧，所述的处理包括对OFDM第一有效数据帧末端的多个采样点组成的帧片段进行重复复制，作为循环前缀置于OFDM有效数据的帧头；
步骤3、获取传输后的OFDM完整数据帧，对传输后的OFDM完整数据帧进行定时估计运算，获得定时估计函数；
步骤4、以argmax函数对定时估计函数进行处理，得到OFDM第二有效数据帧；
步骤5、对OFDM第二有效数据帧进行解调，得到原始数据帧。


2.如权利要求1所述的数据同步方法，其特征在于，步骤1中待传输OFDM第一有效数据帧经过以下步骤获得：
步骤1.1、从信号源获取原始数据，以帧的形式输出原始数据帧；
步骤1.2、对原始数据帧进行编码处理，得到编码后的有效数据帧；
步骤1.3、对编码后的有效数据帧进行QAM调制处理；
步骤1.4、对QAM调制后的有效数据帧进行OFDM调制处理，得到待传输OFDM第一有效数据帧。


3.如权利要求1所述的数据同步方法，其特征在于，步骤3中所述的定时估计运算包括以下步骤：
步骤3.1、设传输后的OFDM完整数据帧为s(k)，通过式(1)计算两段循环前缀的自相关值。



其中，d为第一采样点的横坐标值，L是循环前缀的长度，m是一个从0变为L/2-1的一个变量，p(d...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志勇，马雨宸，马晓龙，赵洪毅，万超，任妍冰，关欣，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61