一种通信同步方法、装置及系统
阅读：686发布：2020-05-11
专利汇可以提供一种通信同步方法、装置及系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种通信同步方法、装置及系统，在发送数据 信号 之前，先发送携带有解调和解码数据信号参数信息的扩展 同步信号 ，基于该扩展同步信号，发送端可以很容易的计算得到数据信号的控制信息，无需与发送端提前约定这些控制信息，通过改变同步参数即可实现不同方式的通信，从而大大提高通信的灵活性。另外，扩展同步信号无需提供发送方的信号起始时间、调制中心 频率 和信道 相位 信息，接收端通过在多组预设好的信号起始时间、调制中心频率和信道相位的组合上接收扩展同步信号，解调译码后，通过校验译码结果的有效性来确定扩展同步信号的起始时间、调制中心频率和信道相位，节省了大量的 频谱 资源，能够在保证信道开销较小的前提下实现灵活通信。，下面是一种通信同步方法、装置及系统专利的具体信息内容。
1.一种通信同步方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、发送端：
分别对同步参数和数据进行编码，得到同步码字和数据码字；
分别对所得同步码字和数据码字进行调制，形成扩展同步信号和数据信号后，依次发送至接收端；
其中，同步参数包括解调和解码数据信号的参数信息，同步参数中所携带的解调和解码数据信号的参数信息，与数据的调制和编码方式一一对应；
S2、接收端：
在多组预设好的信号起始时间、调制中心频率和信道相位的组合上接收扩展同步信号，对其进行解调后，分别进行译码，并从译码结果中选出最优译码码字；
判断所得最优译码码字是否有效，若最优译码码字有效，则当前信号的起始时间、调制中心频率和信道相位即为扩展同步信号的起始时间、调制中心频率和信道相位，并提取最优译码码字中的同步参数；
根据所得的同步参数和扩展同步信号的起始时间、调制中心频率和信道相位，计算得到后续数据信号的起始时间、调制中心频率和信道相位，实现通信同步。
2.根据权利要求1所述的通信同步方法，其特征在于，接收端根据所得的同步参数和计算所得的后续数据信号的起始时间、调制中心频率和信道相位，对后续数据信号进行接收、解调和解码，得到发送端发送的数据。
3.根据权利要求1所述的通信同步方法，其特征在于，所述数据信号紧接着所述扩展同步信号发送，所述数据信号的起始时间等于所述扩展同步信号的起始时间与所述扩展同步信号的长度之和。
4.根据权利要求1所述的通信同步方法，其特征在于，所述数据信号的调制中心频率与所述扩展同步信号的调制中心频率相同。
5.根据权利要求1所述的通信同步方法，其特征在于，所述数据信号的信道相位与所述扩展同步信号的信道相位相同。
6.根据权利要求1所述的通信同步方法，其特征在于，所述同步参数还包括接收端地址。
7.根据权利要求1所述的通信同步方法，其特征在于，发送端对同步参数进行极化码编码；
接收端在多组预设好的信号起始时间、调制中心频率和信道相位的组合上接收扩展同步信号，对其进行解调后，分别进行译码得到最优译码码字的方法，包括以下步骤：
S21、采用P′组预设好的信号起始时间、调制中心频率和信道相位的组合，对接收到的扩展同步信号进行定时抽样、频偏校正及相位校正处理，解调后得到P′个码字接收序列；其中，P′为信号起始时间、调制中心频率和信道相位的组合数，且每个码字接收序列对应一组包括信号起始时间、调制中心频率及信道相位的参数；
S22、采用多码字接收序列SCL译码器对P′个码字接收序列中的每P个码字接收序列同时进行译码，得到P′/P个译码结果；
S23、对于所得的P′/P个译码结果，按照最大似然原则选出似然概率最大的译码结果作为最优译码码字，其中，P为小于P′的正整数，P′/P为整数；
其中，所述步骤S22中采用多码字接收序列SCL译码器对P′个码字接收序列中的P个码字接收序列同时进行译码的方法，具体包括以下步骤：
S221、对于待译码的P个码字接收序列 若当前译码比特的索引序号i等
于其初始值1，则转至S222；若当前译码比特的索引序号i大于1小于等于N，则转至步骤S223；若当前译码比特的索引序号i大于N，则转至步骤S226；其中，P≤L，L为预设SCL译码算法的最大路径数量，码字接收序列由极化码组成，N为极化码码长，i为正整数；
S222、在译码器列表中初始化P条路径，将第l(l＝1,2,...,P)条路径记为 令i＝i+1，返回步骤S221；其中，Sl表示译码器列表中第l条路径所对应的码字接收序列为Sl的初始取值为l， 表示译码器列表中第l条路径对应的码字接收序列的第一个比特u1的判决值，u1是固定比特， 的取值均为已知的固定比特u1的取值；
S223、判断码字接收序列中的第i个比特ui是否为固定比特，若是，则转至步骤S224；若否，则转至步骤S225；
S224、记译码器列表中当前路径的数量为L′，第l(l＝1,2,...,L′)条路径为将每条路径 扩展为 令i＝i+1，返回步骤S221；
其中， 表示译码器列表中第l条路径对应的码字接收序列 的判决值，序列 中的元素 表示译码器列表中第l条路径在ui处的判决值，并且 的取值为已知的固定比特ui的取值；
S225、将每条路径中的序列 在ui处分别取值0和1，获得2L′条备选路径和 其中，l＝1,2,...,L′，路径 和
均对应接收序列 且路径 和 的路
径度量值分别为 和 和 分
别表示长度为N的极化码第i个比特信道输出为 时输入分别为0、1的转移概率；
判断2L′是否小于等于L，若是，保留2L′条路径；若否，则保留其中L条度量值最大的路径；并令i＝i+1，返回步骤S221；
S226、从L条路径中输出路径度量值最大的一条路径上对应的判决序列 获得译码码字，通过译码码字对应路径上记录的Sl获得译码码字对应的码字接收序列。
8.根据权利要求1所述的通信同步方法，其特征在于，判断最优译码码字是否有效的方法，包括：
将所得最优译码码字映射为双极性序列，得到映射序列 并计算映射序列 与最优译码码字对应的码字接收序列x之间的距离d；
获得所有长度为N的双极性序列中与最优译码码字对应的码字接收序列之间的距离小于所述距离d的双极性序列个数Q；其中，N为最优译码码字长度；
根据所得双极性序列个数Q，计算最优译码码字的预期不可检测错误率UERe；
若所述预期不可检测错误率UERe满足通信系统的UER要求，则最优译码码字为有效译码码字；否则，最优译码码字为无效译码码字；
其中，预期不可检测错误率 R为最优译码码字中冗余比特的个数。
9.根据权利要求1所述的通信同步方法，其特征在于，判断最优译码码字是否有效的方法，包括：
将所得最优译码码字映射为双极性序列，得到映射序列 并计算映射序列 与最优译码码字对应的码字接收序列x之间的距离d；
获得所有长度为N的双极性序列中与最优译码码字对应的码字接收序列之间的距离小于等于所述距离d的双极性序列个数Q；其中，N为最优译码码字长度；
根据所得双极性序列个数Q，计算最优译码码字的预期不可检测错误率UERe；
若所述预期不可检测错误率UERe满足通信系统的UER要求，则最优译码码字为有效译码码字；否则，最优译码码字为无效译码码字；
其中，预期不可检测错误率 R为最优译码码字中冗余比特的个数。
10.一种发送模块，其特征在于，包括：编码单元、调制单元；
所述编码单元用于分别对同步参数和数据进行编码，得到同步码字和数据码字，并发送到调制单元；
所述调制单元用于分别对接收到的同步码字和数据码字进行调制，形成扩展同步信号和数据信号后，依次发送出去；
其中，同步参数包括解调和解码数据信号的参数信息，同步参数中所携带的解调和解码数据信号的参数信息，与数据的调制和编码方式一一对应。
11.一种接收模块，其特征在于，包括：解调单元、译码单元、判断单元和计算单元；
所述解调单元用于在多组预设好的信号起始时间、调制中心频率和信道相位的组合上接收扩展同步信号并解调，得到同步码字，并发送到所述译码单元；
所述译码单元用于对接收到的同步码字进行译码，并从译码结果中选出最优译码码字，发送到所述判断单元；
所述判断单元用于判断接收到的最优译码码字是否有效，若有效，则当前信号的起始时间、调制中心频率和信道相位即为扩展同步信号的起始时间、调制中心频率和信道相位，提取最优译码码字中的同步参数，并将同步参数和扩展同步信号的起始时间、调制中心频率和信道相位发送到所述计算单元；
所述计算单元用于根据接收到的同步参数和扩展同步信号的起始时间、调制中心频率和信道相位，计算得到后续数据信号的起始时间、调制中心频率和信道相位，实现通信同步。
12.一种通信同步系统，其特征在于，包括：权利要求10所述的发送模块和权利要求11所述的接收模块；
所述发送模块将信号发送到所述接收模块。
一种通信同步方法、装置及系统
技术领域
[0001] 本发明属于无线通信领域，更具体地，涉及一种通信同步方法、装置及系统。
背景技术
[0002] 要完成一个成功的通信，通信的发送和接收双方需要保持完全同步，随着社会的进步和科技的发展，人们对通信质量的要求越来越高，故研究通信同步方法、装置及系统具有重要的意义。
[0003] 为了使发送方和接收方保持完全同步，接收方需要知道发送方的信号起始时间、调制中心频率、信道相位，以及发送方所采用的编码、穿孔、交织、调制、扩频/跳频、滤波参数等信息。现有的通信同步方法，在待发送的通信信号中嵌入同步信号和控制字，其中，同步信号为接收方提供了发送方的信号起始时间、调制中心频率和信道相位；控制字包括对数据码字进行解调和解码的必要参数信息，如数据码字的调制方式、编码方式、符号速率、数据长度、码字长度、数据码字的起始时间与同步码字的结束时间之差、调制中心频率以及穿孔、交织、扩频、跳频、滤波等参数信息。同步信号虽然能够实现收、发双方的同步，但是会占用较大的开销，浪费大量的频谱资源，除此之外，由于同步信号是一个固定信号，使得旁听者很容易通过检测同步信号掌握收发双发正进行的通信行为，导致通信的保密性和安全性降低。另外，由于发送端中数据信号的编码和调制方式不同，故控制字也各不相同，但是为了节省开销，在大多通信系统中，收、发双方通常会提前将这些信息商量好，从而大大降低了通信的灵活性。由上可知，现有的通信同步方法无法兼顾信道开销和灵活通信两方面。
发明内容
[0004] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种通信同步方法，其目的在于解决现有技术中由于同步信号需要提供发送方的信号起始时间、调制中心频率和信道相位信息，并且控制字需要由收、发双方提前约定好而导致的无法兼顾信道开销和灵活通信两方面的技术问题。
[0005] 为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种通信同步方法，包括以下步骤：
[0006] S1、发送端：
[0007] 分别对同步参数和数据进行编码，得到同步码字和数据码字；
[0008] 分别对所得同步码字和数据码字进行调制，形成扩展同步信号和数据信号后，依次发送至接收端；
[0009] 其中，同步参数包括解调和解码数据信号的参数信息，同步参数中所携带的解调和解码数据信号的参数信息，与数据的调制和编码方式一一对应；
[0010] S2、接收端：
[0011] 在多组预设好的信号起始时间、调制中心频率和信道相位的组合上接收扩展同步信号，对其进行解调后，分别进行译码，并从译码结果中选出最优译码码字；
[0012] 判断所得最优译码码字是否有效，若最优译码码字有效，则当前信号的起始时间、调制中心频率和信道相位即为扩展同步信号的起始时间、调制中心频率和信道相位，并提取最优译码码字中的同步参数；
[0013] 根据所得的同步参数和扩展同步信号的起始时间、调制中心频率和信道相位，计算得到后续数据信号的起始时间、调制中心频率和信道相位，实现通信同步。
[0014] 进一步优选地，接收端根据所得的同步参数和计算所得的后续数据信号的起始时间、调制中心频率和信道相位，对后续数据信号进行接收、解调和解码，得到发送端发送的数据。
[0015] 进一步优选地，数据信号紧接着所述扩展同步信号发送，数据信号的起始时间等于扩展同步信号的起始时间与扩展同步信号的长度之和。
[0016] 进一步优选地，数据信号的调制中心频率与扩展同步信号的调制中心频率相同。
[0017] 进一步优选地，数据信号的信道相位与扩展同步信号的信道相位相同。
[0018] 进一步优选地，同步参数还包括接收端地址。
[0019] 进一步优选地，发送端对同步参数进行极化码编码；
[0020] 接收端在多组预设好的信号起始时间、调制中心频率和信道相位的组合上接收扩展同步信号，对其进行解调后，分别进行译码得到最优译码码字的方法，包括以下步骤：
[0021] S21、采用多组预设好的信号起始时间、调制中心频率和信道相位的组合，对接收到的扩展同步信号进行定时抽样、频偏校正及相位校正处理，解调后得到P′个码字接收序列；其中，P′为信号起始时间、调制中心频率和信道相位的组合数，且每个码字接收序列对应一组包括信号起始时间、调制中心频率及信道相位的参数；
[0022] S22、采用多码字接收序列SCL译码器对P′个码字接收序列中的每P个码字接收序列同时进行译码，得到P′/P个译码结果；
[0023] S23、对于所得的P′/P个译码结果，按照最大似然原则选出似然概率最大的译码结果作为最优译码码字，其中，P为小于P′的正整数，P′/P为整数。
[0024] 进一步优选地，步骤S22中采用多码字接收序列SCL译码器对P′个码字接收序列中的P个码字接收序列同时进行译码的方法，包括以下步骤：
[0025] S221、对于待译码的P个码字接收序列 若当前译码比特的索引序号i等于其初始值1，则转至S222；若当前译码比特的索引序号i大于1小于等于N，则转至步骤S223；若当前译码比特的索引序号i大于N，则转至步骤S226；其中，P≤L，L为预设SCL译码算法的最大路径数量，码字接收序列由极化码组成，N为极化码码长，i为正整数；
[0026] S222、在译码器列表中初始化P条路径，将第l(l＝1,2,...,P)条路径记为令i＝i+1，返回步骤S221；其中，Sl表示译码器列表中第l条路径所对应的码字接收序列为 Sl的初始取值为l， 表示译码器列表中第l条路径对应的码字接收序列的第一个比特u1的判决值，u1是固定比特， 的取值均为已知的固定比特u1的取值；
[0027] S223、判断码字接收序列中的第i个比特ui是否为固定比特，若是，则转至步骤S224；若否，则转至步骤S225；
[0028] S224、记译码器列表中当前路径的数量为L′，第l(l＝1,2,...,L′)条路径为将每条路径 l＝1,2,...,L′扩展为 l＝1,2,...,L′，令i＝i+1，返回步骤S221；其中， 表示译码器列表中第l条路径对应的码字接收序列 的判决值，序列 中的元素 表示译码器列表中第l条路径在ui处的判决值，并且 的取值为已知的固定比特ui的取值；
[0029] S225、将每条路径中的序列 在ui处分别取值0和1，获得2L′条备选路径和 其中，l＝1,2,...,L′，路径 和
均对应接收序列 且路径 和 的路
径度量值分别为 和 和 分
别表示长度为N的极化码第i个比特信道输出为 时输入分别为0、1的转移概率；
均对应接收序列 且路径 和 的路
径度量值分别为 和 和 分
别表示长度为N的极化码第i个比特信道输出为 时输入分别为0、1的转移概率；
[0030] 判断2L′是否小于等于L，若是，保留2L′条路径；若否，则保留其中L条度量值最大的路径；并令i＝i+1，返回步骤S221；
[0031] S226、从L条路径中输出路径度量值最大的一条路径上对应的判决序列 获得译码码字，通过译码码字对应路径上记录的Sl获得译码码字对应的码字接收序列。
[0032] 进一步优选地，发送端在极化码编码之前级联CRC编码，对同步参数进行CRC级联极化码编码；步骤S22中采用多码字接收序列SCL译码器对P′个码字接收序列中的P个码字接收序列同时进行译码的方法，包括以下步骤：
[0033] S221、对于待译码的P个码字接收序列 若当前译码比特的索引序号i等于其初始值1，则转至S222；若当前译码比特的索引序号i大于1小于等于N，则转至步骤S223；若当前译码比特的索引序号i大于N，则转至步骤S226；其中，P≤L，L为预设SCL译码算法的最大路径数量，码字接收序列由极化码组成，N为极化码码长，i为正整数；
[0034] S222、在译码器列表中初始化P条路径，将第l(l＝1,2,...,P)条路径记为令i＝i+1，返回步骤S221；其中，Sl表示译码器列表中第l条路径所对应的码字接收序列为 Sl的初始取值为l， 表示译码器列表中第l条路径对应的码字接收序列的第一个比特u1的判决值，u1是固定比特， 的取值均为已知的固定比特u1的取值；
[0035] S223、判断码字接收序列中的第i个比特ui是否为固定比特，若是，则转至步骤S224；若否，则转至步骤S225；
[0036] S224、记译码器列表中当前路径的数量为L′，第l(l＝1,2,...,L′)条路径为将每条路径 l＝1,2,...,L′扩展为 l＝1,2,...,L′，令i＝i+1，返回步骤S221；其中， 表示译码器列表中第l条路径对应的码字接收序列 的判决值，序列 中的元素 表示译码器列表中第l条路径在ui处的判决值，并且 的取值为已知的固定比特ui的取值；
[0037] S225、将每条路径中的序列 在ui处分别取值0和1，获得2L′条备选路径和 其中，l＝1,2,...,L′，路径 和
均对应接收序列 且路径 和 的路
径度量值分别为 和 和 分
别表示长度为N的极化码第i个比特信道输出为 时输入分别为0、1的转移概率；
均对应接收序列 且路径 和 的路
径度量值分别为 和 和 分
别表示长度为N的极化码第i个比特信道输出为 时输入分别为0、1的转移概率；
[0038] 判断2L′是否小于等于L，若是，保留2L′条路径；若否，则保留其中L条度量值最大的路径；并令i＝i+1，返回步骤S221；
[0039] S226、从L条路径中输出满足CRC校验且路径度量值最大的一条路径上对应的判决序列 获得译码码字，通过译码码字对应路径上记录的Sl获得译码码字对应的码字接收序列。
[0040] 进一步优选地，接收端判断最优译码码字是否存在且满足CRC校验，若存在且满足CRC校验，则最优译码码字有效。
[0041] 进一步优选地，发送端将校验编码与极化码进行级联，对同步参数进行校验级联极化码编码；步骤S22中采用多码字接收序列SCL译码器对P′个码字接收序列中的P个码字接收序列同时进行译码的方法，包括以下步骤：
[0042] S221、对于待译码的P个码字接收序列 若当前译码比特的索引序号i等于其初始值1，则转至S222；若当前译码比特的索引序号i大于1小于等于N，则转至步骤S223；若当前译码比特的索引序号i大于N，则转至步骤S226；其中，P≤L，L为预设SCL译码算法的最大路径数量，码字接收序列由极化码组成，N为校验级联极化码码长，i为正整数；
[0043] S222、在译码器列表中初始化P条路径，将第l(l＝1,2,...,P)条路径记为令i＝i+1，返回步骤S221；其中，Sl表示译码器列表中第l条路径所对应的码字接收序列为 Sl的初始取值为l， 表示译码器列表中第l条路径对应的码字接收序列的第一个比特u1的判决值，u1是固定比特， 的取值均为已知的固定比特u1的取值；
[0044] S223、判断码字接收序列中的第i个比特ui是否为固定比特，若是，则转至步骤S224；若否，则转至步骤S225；
[0045] S224、记译码器列表中当前路径的数量为L′，第l(l＝1,2,...,L′)条路径为将每条路径 l＝1,2,...,L′扩展为 l＝1,2,...,L′，令i＝i+1，返回步骤S221；其中， 表示译码器列表中第l条路径对应的码字接收序列 的判决值，序列 中的元素 表示译码器列表中第l条路径在ui处的判决值，并且 的取值为已知的固定比特ui的取值；
[0046] S225、若ui为信息比特，将每条路径中的序列 在ui处分别取值0和1，获得2L′条备选路径 和 其中 ，l＝1 ,2 ,...,L ′，路径和 均对应接收序列 且路径 和
的路径度量值分别为 和
和 分别表示长度为N的极化码第i个比特
信道输出为 时输入分别为0、1的转移概率；判断2L′是否小于等于L，若是，保留2L′条路径；若否，则保留其中L条度量值最大的路径；并令i＝i+1，返回步骤S221；
的路径度量值分别为 和
和 分别表示长度为N的极化码第i个比特
信道输出为 时输入分别为0、1的转移概率；判断2L′是否小于等于L，若是，保留2L′条路径；若否，则保留其中L条度量值最大的路径；并令i＝i+1，返回步骤S221；
[0047] 若ui为校验比特，则将每条路径 扩展为 令i＝i+1，返回步骤S221；其中，序列 中的元素 表示译码器列表中第l条路径在ui处的判决值，并且其中 的取值根据ui所在校验方程和该方程中信息比特在第l条路径上已判决的结果校验得到；
[0048] S226、从L条路径中输出路径度量值最大的一条路径上对应的判决序列 获得译码码字，通过译码码字对应路径上记录的Sl获得译码码字对应的码字接收序列。
[0049] 进一步优选地，发送端对同步参数进行极化码编码时，使输入极化码编码器的序列 中的最后一个比特uN为固定比特；此时，步骤S22中采用多码字接收序列SCL译码器对P′个码字接收序列中的P个码字接收序列同时进行译码的方法，包括以下步骤：
[0050] S221、对于待译码的P个码字接收序列 若当前译码比特的索引序号i等于其初始值1，则转至S222；若当前译码比特的索引序号i大于1小于等于N-1，则转至步骤S223；若当前译码比特的索引序号i大于N-1，则转至步骤S226；其中，P≤L，L为预设SCL译码算法的最大路径数量，码字接收序列由极化码组成，N为极化码码长，i为正整数；
[0051] S222、在译码器列表中初始化P条路径，将第l(l＝1,2,...,P)条路径记为令i＝i+1，返回步骤S221；其中，Sl表示译码器列表中第l条路径所对应的码字接收序列为Sl的初始取值为l， 表示译码器列表中第l条路径对应的码字接收序列的第一个比特u1的判决值，u1是固定比特， 的取值均为已知的固定比特u1的取值；
[0052] S223、判断码字接收序列中的第i个比特ui是否为固定比特，若是，则转至步骤S224；若否，则转至步骤S225；
[0053] S224、记译码器列表中当前路径的数量为L′，第l(l＝1,2,...,L′)条路径为将每条路径 l＝1,2,...,L′扩展为 l＝1,2,...,L′，令i＝i+1，返回步骤S221；其中， 表示译码器列表中第l条路径对应的码字接收序列 的判决值，序列 中的元素 表示译码器列表中第l条路径在ui处的判决值，并且 的取值为已知的固定比特ui的取值；
[0054] S225、将每条路径中的序列 在ui处分别取值0和1，获得2L′条备选路径和 其中，l＝1,2,...,L′，路径 和
均对应接收序列 且路径 和 的路
径度量值分别为 和 和 分
别表示长度为N的极化码第i个比特信道输出为 时输入分别为0、1的转移概率；
均对应接收序列 且路径 和 的路
径度量值分别为 和 和 分
别表示长度为N的极化码第i个比特信道输出为 时输入分别为0、1的转移概率；
[0055] 判断2L′是否小于等于L，若是，保留2L′条路径；若否，则保留其中L条度量值最大的路径；并令i＝i+1，返回步骤S221；
[0056] S226、从L条路径中输出路径度量值最大的一条路径上对应的判决序列 获得译码码字，通过译码码字对应路径上记录的Sl获得译码码字对应的码字接收序列。
[0057] 进一步优选地，判断最优译码码字是否有效的方法，包括：
[0058] 将所得最优译码码字映射为双极性序列，得到映射序列 并计算映射序列 与最优译码码字对应的码字接收序列x之间的距离d；
[0059] 根据系统的不可检测错误率(Undetectable Error Rate，UER)要求、最优译码码字对应的码字接收序列x、映射序列 以及所得距离d，判断最优译码码字是否为有效译码码字。
[0060] 进一步优选地，根据系统的UER要求、最优译码码字对应的码字接收序列x、映射序列 以及所得距离d，判断最优译码码字是否为有效译码码字的方法，包括：
[0061] 获得所有长度为N的双极性序列中与最优译码码字对应的码字接收序列之间的距离小于所述距离d的双极性序列个数Q；其中，N为最优译码码字长度；
[0062] 根据所得双极性序列个数Q，计算最优译码码字的预期不可检测错误率UERe；
[0063] 若所述预期不可检测错误率UERe满足通信系统的UER要求，则最优译码码字为有效译码码字；否则，最优译码码字为无效译码码字；
[0064] 其中，预期不可检测错误率 R为最优译码码字中冗余比特的个数。
[0065] 进一步优选地，根据系统的UER要求、最优译码码字对应的码字接收序列x、映射序列 以及所得距离d，判断最优译码码字是否为有效译码码字的方法，包括：
[0066] 获得所有长度为N的双极性序列中与最优译码码字对应的码字接收序列之间的距离小于等于所述距离d的双极性序列个数Q；其中，N为最优译码码字长度；
[0067] 根据所得双极性序列个数Q，计算最优译码码字的预期不可检测错误率UERe；
[0068] 若所述预期不可检测错误率UERe满足通信系统的UER要求，则最优译码码字为有效译码码字；否则，最优译码码字为无效译码码字；
[0069] 其中，预期不可检测错误率 R为最优译码码字中冗余比特的个数。
[0070] 第二方面，本发明提供了一种发送模块，包括编码单元、调制单元；
[0071] 编码单元用于分别对同步参数和数据进行编码，得到同步码字和数据码字，并发送到调制单元；
[0072] 调制单元用于分别对接收到的同步码字和数据码字进行调制，形成扩展同步信号和数据信号后，依次发送出去；
[0073] 其中，同步参数包括解调和解码数据信号的参数信息，同步参数中所携带的解调和解码数据信号的参数信息，与数据的调制和编码方式一一对应。
[0074] 第三方面，本发明提供了一种接收模块，包括解调单元、译码单元、判断单元和计算单元；
[0075] 解调单元用于在多组预设好的信号起始时间、调制中心频率和信道相位的组合上接收扩展同步信号并解调，得到同步码字，并发送到译码单元；
[0076] 译码单元用于对接收到的同步码字进行译码，并从译码结果中选出最优译码码字，发送到判断单元；
[0077] 判断单元用于判断接收到的最优译码码字是否有效，若有效，则当前信号的起始时间、调制中心频率和信道相位即为扩展同步信号的起始时间、调制中心频率和信道相位，提取最优译码码字中的同步参数，并将同步参数和扩展同步信号的起始时间、调制中心频率和信道相位发送到计算单元；
[0078] 计算单元用于根据接收到的同步参数和扩展同步信号的起始时间、调制中心频率和信道相位，计算得到后续数据信号的起始时间、调制中心频率和信道相位，实现通信同步。
[0079] 第四方面，本发明提供了一种通信同步系统，包括本发明第二方面所提出的发送模块和本发明第三方面所提出的接收模块；发送模块将信号发送到接收模块。
[0080] 总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0081] 1、本发明提出了一种通信同步方法，在发送数据信号之前，先发送扩展同步信号。由于扩展同步信号携带了解调和解码数据信号的参数信息，所携带的解调和解码数据信号的参数信息，与数据的调制和编码方式一一对应，故基于该扩展同步信号，发送端可以很容易的计算得到数据信号的控制信息，无需与发送端提前约定这些控制信息，通过改变同步参数即可实现不同方式的通信，从而大大提高通信的灵活性。另外，本发明中扩展同步信号中无需再另外为接收端提供发送端的信号起始时间、调制中心频率和信道相位，接收端通过在多组预设好的信号起始时间、调制中心频率和信道相位的组合上接收扩展同步信号，对其进行解调译码后，并进一步校验所得译码结果的有效性来确定当前组合是否对应于扩展同步信号的起始时间、调制中心频率和信道相位，从而进一步计算得到后续数据信号的起始时间、调制中心频率和信道相位，实现收、发双方的通信同步，大大减小了开销的占用，节省了大量的频谱资源。由上可知，本发明所提供的方法能够在保证信道开销较小的前提下实现灵活通信。
[0082] 2、在本发明所提出的通信同步方法中，扩展同步信号是一个非固定信号，其中的同步参数随着通信方式的变化而变化，使得旁听者无法通过检测同步信号掌握收发双发正进行的通信行为，保密性和安全性较高。
[0083] 3、本发明所提出的通信同步方法，校验所得译码结果的有效性的方法避免了对检错编码的依赖，能够减少传输检错比特的资源开销，从而能够有效提高编码效率和纠错性能，并且消除了检错比特数量对UER控制能力的限制，能够根据实际的系统UER要求灵活地实现对译码不可检测错误率的控制。附图说明
[0084] 图1是本发明所提供的通信同步方法流程图；
[0085] 图2是本发明所提供的发送端发送信号的示意图。
具体实施方式
[0086] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0087] 为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种通信同步方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0088] S1、发送端：
[0089] 分别对同步参数和数据进行编码，得到同步码字和数据码字；
[0090] 分别对所得同步码字和数据码字进行调制，形成扩展同步信号和数据信号后，依次发送至接收端；
[0091] 其中，同步参数包括解调和解码数据信号的参数信息，如数据码字的调制方式、编码方式、符号速率、数据长度、码字长度、数据码字的起始时间与同步码字的结束时间之差、调制中心频率以及穿孔、交织、扩频、跳频、滤波等参数信息；同步参数中所携带的解调和解码数据信号的参数信息，与数据的调制和编码方式一一对应。优选地，同步参数还包括接收端地址。
[0092] 具体的，发送端的方法可以采用极化码编码、校验级联极化码编码等方法对同步参数进行编码。在一个可选的实施例1中，发送端对同步参数进行极化码编码。其中，同步参数包含16个的信息比特，其中8比特是接收方地址，另外8比特是解调和解码数据信号的参数信息，具体的，包括数据码字的调制方式、数据的编码方式、符号速率、数据长度。其中，数据码字的调制方式占用2个比特，在本实施例中取值为01，表示采用QPSK对数据码字进行调制。数据的编码方式占用1个比特，在本实施例中取值为1，表示采用LDPC对数据进行编码；符号速率占用2个比特，在本实施例中取值为01，表示符号速率为2MHz；数据长度占用3个比特，本实施例中取值为100，表示数据的长度为1024个比特。对上述同步参数进行极化码编码得到64个编码比特，并采用BPSK对所得同步码字进行调制，符号速率是1MHz，调制到
500MHz中心频率上，发送到接收端。
500MHz中心频率上，发送到接收端。
[0093] 数据信号可以紧接着扩展同步信号发送，也可以间隔一段时间发送扩展同步信号，当间隔一段时间后再发送扩展同步信息时，在同步参数中加入该间隔时间，使发送端能够计算得到数据信号的起始时间，通信较为灵活。具体的，数据信号的起始时间为扩展同步信号的起始时间、间隔时间以及扩展同步信号的长度之和。优选地，数据信号紧接着扩展同步信号发送，数据信号的起始时间等于扩展同步信号的起始时间与扩展同步信号的长度之和。
[0094] 本实施例中，发送完扩展同步信号后，紧接着发送数据信号，如图2所示。数据的调制和编码方式与同步参数中所携带的解调和解码数据信号的参数信息一一对应。具体的，发送端对待发送数据进行LDPC编码，码字长度为1024个编码比特，然后采用QPSK对数据码字进行调制。数据信号的起始时间为扩展同步信号的起始时间加上64个BPSK符号的发送时间。
[0095] 数据信号与扩展同步信号的调制中心频率、信道相位、符号速率可以相同也可以不相同，当不相同时，需要在同步参数中相应的加入两者之差，从而使发送端能够很方便的计算出相应的数据信号的相应信息，通信较为灵活。本实施例中，数据信号的调制中心频率、信道相位与扩展同步信号的均相同，符号速率是1MHz，同样调制在500MHz的中心频率上，进行发送。
[0096] 通过以上方式，发送端可以很容易根据接收到的扩展同步信号计算数据信号的控制信息，无需与发送端提前约定这些控制信息，通过改变同步参数即可实现不同方式的通信，从而大大提高通信的灵活性。另外，本发明所提供的扩展同步信号是一个非固定信号，其中的同步参数随着通信方式的变化而变化，使得旁听者无法通过检测同步信号掌握收发双发正进行的通信行为，保密性和安全性较高。
[0097] 需要说明的是，同步参数除了包括上述所说的数据码字的调制方式、数据的编码方式、符号速率、数据长度、数据信号的起始时间与扩展同步信号的结束时间之差、数据信号与扩展同步信号的调制中心频率、信道相位、符号速率之差，还根据收、发双端具体的通信方式，包括穿孔、交织、扩频、跳频、滤波等解调和解码数据信号的必须参数中的任意参数。
[0098] S2、接收端：
[0099] 在多组预设好的信号起始时间、调制中心频率和信道相位的组合上接收扩展同步信号，对其进行解调后，分别进行译码，并从译码结果中选出最优译码码字；具体的，在一个可选方式中，对于所得译码结果，按照最大似然原则从中选出似然概率最大的译码结果，作为最优译码码字；
[0100] 判断所得最优译码码字是否有效，若最优译码码字有效，则当前信号的起始时间、调制中心频率和信道相位即为扩展同步信号的起始时间、调制中心频率和信道相位，并提取最优译码码字中的同步参数；另外，在一个可选实施方式中，若最优译码码字无效，则转至步骤S1，发送端重新发送该信号。
[0101] 根据所得的同步参数和扩展同步信号的起始时间、调制中心频率和信道相位，计算得到后续数据信号的起始时间、调制中心频率和信道相位，实现通信同步。具体的，当数据信号并未紧跟扩展同步信号发送，或者数据信号与扩展同步信号的调制中心频率或信道相位不相同时，在同步参数相应的包含二者对应参数的差值，将所得扩展同步信号的起始时间、调制中心频率和信道相位，分别与同步参数中对应参数的差值相加，即可方便的计算出相应的数据信号的相应信息，从而实现收、发双方的通信同步。
[0102] 优选地，发送端对同步参数进行极化码编码；具体的，对同步参数进行极化码编码时，极化码编码器的输入序列为 比特u1到uN依次在第1个到第N个比特信道上发送，极化码非固定比特信道序号集合为 M为正
整数，固定比特信道序号集合记为Ac。集合A中的元素满足当1≤i＜j≤M时，ai＜aj。非固定比特序列记为 极化码固定比特在收发两端已知，固定比特序列
设置为全0。极化码编码为 GN为极化码生成矩阵。
整数，固定比特信道序号集合记为Ac。集合A中的元素满足当1≤i＜j≤M时，ai＜aj。非固定比特序列记为 极化码固定比特在收发两端已知，固定比特序列
设置为全0。极化码编码为 GN为极化码生成矩阵。
[0103] 接收端在多组预设好的信号起始时间、调制中心频率和信道相位的组合上接收扩展同步信号，对其进行解调后，分别进行译码得到最优译码码字的方法，包括以下步骤：
[0104] S21、采用多组预设好的信号起始时间、调制中心频率和信道相位的组合，对接收到的扩展同步信号进行定时抽样、频偏校正及相位校正处理，解调后得到P′个码字接收序列；其中，P′为信号起始时间、调制中心频率和信道相位的组合数，且每个码字接收序列对应一组包括信号起始时间、调制中心频率及信道相位的参数；
[0105] 具体的，为信号起始时间设定M1种取值，为调制中心频率设定M2种取值，为信道相位设定M3种取值，共有P′＝M1M2M3种取值组合，对每一种取值组合，按照其中的信号起始时间定时抽样接收信号，并按照其中的调制中心频率进行频偏校正，并按照其中的信道相位进行相位校正，得到一个校正信号序列，再通过解调得到一个码字接收序列，记为 其中l＝1,2,...,P′，M1、M2、M3均为正整数。需要说明的是信号起始时间、调制中心频率和信道相位的组合数量足够大，能够覆盖可能的起始时间、调制中心频率和信道相位。
[0106] 在一个可选的实施例2中，首先，为信号起始时间设定M1＝4种取值；为调制中心频率设定M2＝4种取值，分别记为f1，f2，f3，f4；为信道相位设定M3＝4种取值，分别记为θ1，θ2，θ3，θ4。按照预设的信号起始时间定时抽样接收信号，每路抽样信号的长度为Np＝110，则可得4路抽样输出信号 且这4路输出信号的起始抽样点依次记为r1，r2，r3，r4，由于采样率是符号速率的8倍，接收端需进行8倍下采样，故
其中，l∈[1,4]，wi＝r(i-1)×8+l。对所得的4路抽样输出信号
分别进行频偏矫正，其中，每一个输出信号 l∈[1,4]分别进
行f1，f2，f3，f4四种频偏矫正，一共输出16路信号。对输出的16路信号，分别进行4种相位偏移矫正，一共输出M1M2M3＝64路信号。然后，对输出的64路信号 的每一路信
号均进行补零操作，使补零之后信号长度为发送端母码的长度128，输出64路补零之后的信号，记为 将信号 采用BPSK算法进行解调，得到64个码字
接收序列。
其中，l∈[1,4]，wi＝r(i-1)×8+l。对所得的4路抽样输出信号
分别进行频偏矫正，其中，每一个输出信号 l∈[1,4]分别进
行f1，f2，f3，f4四种频偏矫正，一共输出16路信号。对输出的16路信号，分别进行4种相位偏移矫正，一共输出M1M2M3＝64路信号。然后，对输出的64路信号 的每一路信
号均进行补零操作，使补零之后信号长度为发送端母码的长度128，输出64路补零之后的信号，记为 将信号 采用BPSK算法进行解调，得到64个码字
接收序列。
[0107] S22、采用多码字接收序列SCL译码器对P′个码字接收序列中的每P个码字接收序列同时进行译码，得到P′/P个译码结果及其对应的码字接收序列；对于所得的P′/P个译码结果，按照最大似然原则选出似然概率最大的译码结果作为最优译码码字，其中，P为小于P′的正整数，P′/P为整数。
[0108] 具体的，在一种可选的实施例3中，P′取值为64，P取值为8，L取值为8。步骤S22中采用多码字接收序列SCL译码器对P′个码字接收序列中的P个码字接收序列同时进行译码的方法，包括以下步骤：
[0109] S221、对于待译码的P个码字接收序列 若当前译码比特的索引序号i等于其初始值1，则转至S222；若当前译码比特的索引序号i大于1小于等于N，则转至步骤S223；若当前译码比特的索引序号i大于N，则转至步骤S226；其中，P≤L，L为预设SCL译码算法的最大路径数量，码字接收序列由极化码组成，N为极化码码长，i为正整数；
[0110] S222、在译码器列表中初始化P条路径，将第l(l＝1,2,...,P)条路径记为令i＝i+1，返回步骤S221；其中，Sl表示译码器列表中第l条路径所对应的码字接收序列为 Sl的初始取值为l， 表示译码器列表中第l条路径对应的码字接收序列的第一个比特u1的判决值，u1是固定比特， 的取值均为已知的固定比特u1的取值；
[0111] S223、判断码字接收序列中的第i个比特ui是否为固定比特，若是，则转至步骤S224；若否，则转至步骤S225；
[0112] S224、记译码器列表中当前路径的数量为L′，第l(l＝1,2,...,L′)条路径为将每条路径 l＝1,2,...,L′扩展为 l＝1,2,...,L′，令i＝i+1，返回步骤S221；其中， 表示译码器列表中第l条路径对应的码字接收序列 的判决值，序列 中的元素 表示译码器列表中第l条路径在ui处的判决值，并且 的取值为已知的固定比特ui的取值；
[0113] S225、将每条路径中的序列 在ui处分别取值0和1，获得2L′条备选路径和 其中，l＝1,2,...,L′，路径 和
均对应接收序列 且路径 和 的路
径度量值分别为 和 和 分
别表示长度为N的极化码第i个比特信道输出为 时输入分别为0、1的转移概率；
均对应接收序列 且路径 和 的路
径度量值分别为 和 和 分
别表示长度为N的极化码第i个比特信道输出为 时输入分别为0、1的转移概率；
[0114] 判断2L′是否小于等于L，若是，保留2L′条路径；若否，则保留其中L条度量值最大的路径；并令i＝i+1，返回步骤S221；
[0115] S226、从L条路径中输出路径度量值最大的一条路径上对应的判决序列 获得译码码字，通过译码码字对应路径上记录的Sl获得译码码字对应的码字接收序列。
[0116] 在一种可选的实施例4中，前述发送端还可以在极化码编码之前级联CRC编码，对同步参数进行CRC级联极化码编码；此时步骤S22所述的方法与可选实施例3中所述的方法相比，将可选实施例3中所述的步骤S226修改为：从L条路径中输出满足CRC校验且路径度量值最大的一条路径上对应的判决序列 获得译码码字，通过译码码字对应路径上记录的Sl获得译码码字对应的码字接收序列。此时，接收端判断最优译码码字是否存在且满足CRC校验，若存在且满足CRC校验，则最优译码码字有效。
[0117] 在一种可选的实施例5中，发送端将校验编码与极化码进行级联，对同步参数进行校验级联极化码编码，具体的，将校验编码与极化码进行级联，可以显著改善极化码的纠错性能，该级联码称为校验级联极化码，其中，校验级联极化码的基本原理见论文Tao Wang,Daiming Qu,and Tao Jiang,“Parity-Check-Concatenated Polar Codes,”IEEE Communications Letters,vol.20,no.12,pp.2342-2345,Dec.2016；校验级联极化码外码的校验方程中，信息比特和校验比特的选取方法见专利“一种极化码和多比特奇偶校验码级联的纠错编码方法”(专利号：CN201510995761.X)。此时，步骤S22中采用多码字接收序列SCL译码器对P′个码字接收序列中的P个码字接收序列同时进行译码的方法，与可选实施例3中所述的方法相比，区别在于：
[0118] 步骤S221修改为：对于待译码的P个码字接收序列 若当前译码比特的索引序号i等于其初始值1，则转至S222；若当前译码比特的索引序号i大于1小于等于N，则转至步骤S223；若当前译码比特的索引序号i大于N，则转至步骤S226；其中，P≤L，L为预设SCL译码算法的最大路径数量，码字接收序列由极化码组成，N为校验级联极化码码长，i为正整数；
[0119] 步骤S225修改为：若ui为信息比特，将每条路径中的序列 在ui处分别取值0和1，获得2L′条备选路径 和 其中，l＝1,2,...,L′，路径和 均对应接收序列 且路径 和
的路径度量值分别为 和
和 分别表示长度为N的极化码第i个比特信道输出为 时输入分别
为0、1的转移概率；判断2L′是否小于等于L，若是，保留2L′条路径；若否，则保留其中L条度量值最大的路径；并令i＝i+1，返回步骤S221；
的路径度量值分别为 和
和 分别表示长度为N的极化码第i个比特信道输出为 时输入分别
为0、1的转移概率；判断2L′是否小于等于L，若是，保留2L′条路径；若否，则保留其中L条度量值最大的路径；并令i＝i+1，返回步骤S221；
[0120] 若ui为校验比特，则将每条路径 扩展为 令i＝i+1，返回步骤S221；其中，序列 中的元素 表示译码器列表中第l条路径在ui处的判决值，并且其中 的取值根据ui所在校验方程和该方程中信息比特在第l条路径上已判决的结果校验得到。
[0121] 在一种可选的实施例6中，发送端对同步参数进行极化码编码时，使输入极化码编码器的序列 中的最后一个比特uN为固定比特；此时，步骤S22中采用多码字接收序列SCL译码器对P′个码字接收序列中的P个码字接收序列同时进行译码的方法，与可选实施例3中所述的方法相比，区别在于：
[0122] 步骤S221修改为：对于待译码的P个码字接收序列 若当前译码比特的索引序号i等于其初始值1，则转至S222；若当前译码比特的索引序号i大于1小于等于N-1，则转至步骤S223；若当前译码比特的索引序号i大于N-1，则转至步骤S226；其中，P≤L，L为预设SCL译码算法的最大路径数量，码字接收序列由极化码组成，N为极化码码长，i为正整数。通过使输入极化码编码器的序列 的最后一个比特uN为固定比特，并在译码过程中跳过最后一个比特uN，载波相位的取值只需要在0到π之间，能够减少一半的译码，大大提高了译码效率。
[0123] 需要说明的是，极化码是一类线性分组码，其编码公式为 其中，N表示极化码码长，向量 表示极化码码字，ci(i＝1,2,...,N)表示第i个编码比
特，向量 由两个子向量uA＝(ui,i∈A)和 组成，集合
称为极化码的非固定比特索引集合，集合 为A的补
集，称为极化码的固定比特索引集合。极化码编码时，子向量uA设定为信息比特序列，子向量 设定为接收端已知的固定比特序列，一般设定为全0序列。根据uA和 确定向量 并编码得到极化码码字
特，向量 由两个子向量uA＝(ui,i∈A)和 组成，集合
称为极化码的非固定比特索引集合，集合 为A的补
集，称为极化码的固定比特索引集合。极化码编码时，子向量uA设定为信息比特序列，子向量 设定为接收端已知的固定比特序列，一般设定为全0序列。根据uA和 确定向量 并编码得到极化码码字
[0124] 通过以上方法，扩展同步信号中无需再另外为接收端提供发送端的信号起始时间、调制中心频率和信道相位，接收端通过在多组预设好的信号起始时间、调制中心频率和信道相位的组合上接收扩展同步信号，解调后对所得同步码字进行译码，并进一步校验所得译码结果的有效性来确定当前组合是否对应于扩展同步信号的起始时间、调制中心频率和信道相位，从而进一步计算得到后续数据信号的起始时间、调制中心频率和信道相位，从而实现收、发双方的通信同步，大大减小了开销的占用，节省了大量的频谱资源。
[0125] 优选地，判断最优译码码字是否有效的方法，包括：
[0126] 将所得最优译码码字映射为双极性序列，得到映射序列 并计算映射序列 与最优译码码字对应的码字接收序列x之间的距离d；具体的，最优译码码字是一个长度为N的0、1序列，在译码正确的情况下，译码码字与编码码字相同。将最优译码码字映射为双极性序列，得到映射序列 其中，在一种可选实施例7中，译码码字中的比特0被
映射为+1，译码码字中的比特1被映射为-1；映射序列 与最优译码码字对应的码字接收序列x之间的距离具体为欧式距离，且距离
映射为+1，译码码字中的比特1被映射为-1；映射序列 与最优译码码字对应的码字接收序列x之间的距离具体为欧式距离，且距离
[0127] 根据系统的UER要求、最优译码码字对应的码字接收序列x、映射序列 以及所得距离d，判断最优译码码字是否为有效译码码字。
[0128] 在一个可选的实施方式中，根据系统的UER要求、最优译码码字对应的码字接收序列x、映射序列 以及所得距离d，判断最优译码码字是否为有效译码码字的方法，包括：
[0129] 1)获得所有长度为N的双极性序列中与最优译码码字对应的码字接收序列x之间的距离小于所述距离d的双极性序列个数Q；
[0130] 本实施例中，双极性序列中的元素取值均为+1或-1；在所有双极性序列中，计算满足 的双极性序列的个数Q。通过
对上式进行分析，记 为所有长度为N的双极性序列中与最接近最优译码
码字对应的码字接收序列x的双极性序列，上述问题可以有效转换为，在所有双极性序列中计算满足 的双
极性序列的个数，由于 故上述问题可以进一步转化成，在所有双极性序列
中，计算满足 的双极性序列的个数；并且可
以进一步转换为，在所有双极性序列 中，计算满足 的
双极性序列的个数Q，其中， 表示序列 和 不相同的元素的序号的集合， 表
示双极性序列 和双极性序列 不相同的元素的序号的集合。由于 是常数，记
求解个数Q的问题进一步可转换为，在所有双极性序列 中，计算满足
的双极性序列的个数；综上，最终求解个数Q的问题可转换为在序列x中所有元
素的序号集合A＝{1,2,…,N}的子集S中，计算满足 的子集的个数，其中，子集S包括空集和全集。
对上式进行分析，记 为所有长度为N的双极性序列中与最接近最优译码
码字对应的码字接收序列x的双极性序列，上述问题可以有效转换为，在所有双极性序列中计算满足 的双
极性序列的个数，由于 故上述问题可以进一步转化成，在所有双极性序列
中，计算满足 的双极性序列的个数；并且可
以进一步转换为，在所有双极性序列 中，计算满足 的
双极性序列的个数Q，其中， 表示序列 和 不相同的元素的序号的集合， 表
示双极性序列 和双极性序列 不相同的元素的序号的集合。由于 是常数，记
求解个数Q的问题进一步可转换为，在所有双极性序列 中，计算满足
的双极性序列的个数；综上，最终求解个数Q的问题可转换为在序列x中所有元
素的序号集合A＝{1,2,…,N}的子集S中，计算满足 的子集的个数，其中，子集S包括空集和全集。
[0131] 基于上述推论，在本发明实施例中，获得所有长度为N的双极性序列中与序列x之间的距离小于距离d的双极性序列个数Q，具体包括：
[0132] 1.1)获得所有长度为N的双极性序列中最接近与最优译码码字对应的码字接收序列x＝[x1,x2,…,xN]的双极性序列 具体的，双极性序列 的元素 的获取方式为：若xg≥0，则 否则， 其中，g∈{1,2,…,N}。
[0133] 1.2)将双极性序列 与映射序列 进行比较，以得到两个序列中不相同的元素的序号集合
[0134] 1.3)根据序号集合 从序列x中筛选出相应的元素，并计算所筛选元素的绝对值之和，得到常数
[0135] 1.4)获得序列x中所有元素的序号集合A＝{1,2,…,N}，并将序号集合A的所有子集中满足 的子集个数Q*，确定为所有长度为N的双极性序列中与序列x之间的距离小于距离d的双极性序列个数Q；其中，S为序号集合A的子集；
[0136] 具体的，子集个数Q*的获取方法具体为：对区间[0,C]进行M等分，从而得到实数范围内的M+2个子区间；对于元素个数为n且包含于序号集合A的每一个子集S′，根据子集S′从序列x中筛选元素，并计算所筛选元素的绝对值之和 记为子集S′的筛选和；统计子集的筛选和在各子区间的分布情况，得到分布序列Bn＝[Bn,0,Bn,1,…,Bn,M+1]；根据分布序列Bn计算子集个数Q*为：
[0137]
[0138] 其中，n∈{1,2,…,N}；并且分布序列Bn的获取方式具体为：将序列x中各元素取绝对值，得到序列x*＝[|x1|,|x2|,…,|xN|]；统计序列x*中各元素在各子区间的分布情况，从而得到分布序列A*＝[a0,a1,...,aM+1]；具体地，a0＝0；对1≤m≤M，am表示序列x*的元素中取值大于等于(m-1)C/M且小于mC/M的元素的个数；aM+1表示序列x*的元素中取值大于等于C的元素的个数；定义分布序列An＝[An,0,An,1,…,An,M+1]，并根据分布序列A*计算分布序列An，具体为：若n＝1，则A1＝A*；若1＜n≤N，0≤m≤M，且m＝nm′，m′是整数，则An,m＝A1,m′；若1＜n≤N，0≤m≤M，且m≠nm′，则An,m＝0；若1＜n≤N，且m＝M+1，则 根据分布序列An计算分布序列Bn为：
[0139]
[0140] 其中，◆表示对两个序列进行卷积并将结果序列的最大元素序号限定为M+1；具体的，以计算[r0,r1,...,rM+1]＝[p0,p1,...,pM+1]◆[q0,q1,...,qM+1]为例说明其计算过程。具体的，将序列[p0,p1,...,pM+1]和[q0,q1,...,qM+1]进行卷积运算，得到结果序列为[v0,v1,...,v2M+2]＝[p0,p1,...,pM+1]*[q0,q1,...,qM+1]，其中*表示卷积运算；将结果序列的最大元素序号限定为M+1，使得
[0141]
[0142] 2)根据所述个数Q计算最优译码码字的预期不可检测错误率，记为UERe；
[0143] 具体的，预期不可检测错误率 其中，R为最优译码码字中冗余比特的个数，Q为所有长度为N的双极性序列中与序列x之间的距离小于距离d的双极性序列个数。
[0144] 3)若所述预期不可检测错误率UERe满足系统的UER要求，则最优译码码字为有效译码码字；否则，最优译码码字为无效译码码字；
[0145] 具体的，通过统计所有长度为N的双极性序列中与序列x之间的距离小于距离d的双极性序列个数Q，能够得到译码码字与序列x的接近程度，从而得到译码码字为有效译码码字的概率。
[0146] 在另一个可选的实施方式中，根据系统的UER要求、最优译码码字对应的码字接收序列x、映射序列 以及所得距离d，判断最优译码码字是否为有效译码码字的方法，包括：
[0147] 1)获得所有长度为N的双极性序列中与最优译码码字对应的码字接收序列之间的距离小于等于所述距离d的双极性序列个数Q；其中，N为最优译码码字长度；
[0148] 2)根据所得双极性序列个数Q，计算最优译码码字的预期不可检测错误率UERe；
[0149] 3)若所述预期不可检测错误率UERe满足通信系统的UER要求，则最优译码码字为有效译码码字；否则，最优译码码字为无效译码码字；
[0150] 其中，预期不可检测错误率 R为最优译码码字中冗余比特的个数。
[0151] 通过上述方法，避免了对检错编码的依赖，能够减少传输检错比特的资源开销，从而能够有效提高编码效率和纠错性能，并且消除了检错比特数量对UER控制能力的限制，能够根据实际的系统UER要求灵活地实现对译码不可检测错误率的控制。
[0152] 本发明提供了一种通信同步方法，在整个过程中，扩展同步信号无需提供发送方的信号起始时间、调制中心频率和信道相位信息，并且发送端的控制信息无需由收、发双方提前约定好，根据通信方式改变相应的同步参数即可，能够在保证信道开销较小的前提下实现灵活通信。进一步的，接收端根据译码所得的同步参数和计算所得的后续数据信号的起始时间、调制中心频率和信道相位，对后续数据信号进行接收、解调和解码，得到发送端发送的数据。
[0153] 第二方面，本发明提供了一种发送模块，包括编码单元、调制单元；
[0154] 编码单元用于分别对同步参数和数据进行编码，得到同步码字和数据码字，并发送到调制单元；
[0155] 调制单元用于分别对接收到的同步码字和数据码字进行调制，形成扩展同步信号和数据信号后，依次发送出去；
[0156] 其中，同步参数包括解调和解码数据信号的参数信息，同步参数中所携带的解调和解码数据信号的参数信息，与数据的调制和编码方式一一对应。
[0157] 第三方面，本发明提供了一种接收模块，包括解调单元、译码单元、判断单元和计算单元；
[0158] 解调单元用于在多组预设好的信号起始时间、调制中心频率和信道相位的组合上接收扩展同步信号并解调，得到同步码字，并发送到译码单元；
[0159] 译码单元用于对接收到的同步码字进行译码，并从译码结果中选出最优译码码字，发送到判断单元；
[0160] 判断单元用于判断接收到的最优译码码字是否有效，若有效，则当前信号的起始时间、调制中心频率和信道相位即为扩展同步信号的起始时间、调制中心频率和信道相位，提取最优译码码字中的同步参数，并将同步参数和扩展同步信号的起始时间、调制中心频率和信道相位发送到计算单元；
[0161] 计算单元用于根据接收到的同步参数和扩展同步信号的起始时间、调制中心频率和信道相位，计算得到后续数据信号的起始时间、调制中心频率和信道相位，实现通信同步。
[0162] 第四方面，本发明提供了一种通信同步系统，包括本发明第二方面所提出的发送模块和本发明第三方面所提出的接收模块；发送模块将信号发送到接收模块。
[0163] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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