CN105830409B - 帧同步的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种帧同步的方法和装置，能够减小载波频偏的影响确定精确的帧同步时刻，从而准确解调出数据。具体方案为：首先获取接收天线的接收信号，然后计算接收信号的自相关值并将满足第一预设条件的接收信号的自相关值对应的时刻确定为初始估计时刻，再根据初始估计时刻、接收信号以及频偏估计算法获取频偏估计值，并用载波频偏估计值对接收信号进行频偏补偿，再然后计算频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值，将满足第三预设条件的频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻，并根据帧同步时刻解调数据完成帧同步。本发明的实施例用于帧同步。

Description

帧同步的方法和装置
技术领域
本发明实施例涉及通信领域，尤其涉及一种帧同步的方法和装置。
背景技术
在通信***中，接收端的帧同步非常重要且必不可少，数据传输基本上都是基于帧的格式传输。如果帧同步不正确，会导致一帧的数据错误。一帧通常由前导信号和数据构成。帧同步就是接收端利用前导信号来确定一帧信号中数据的起始点，然后解调出数据。
现有技术中确定帧同步时刻的方法为：发送端在前导符号中发射一段接收端已知的固定序列，接收端通过对接收信号做自相关运算得到自相关值M(d)，如果自相关值M(d)超过了一个预定的门限，那么确定当前时刻d就是帧同步时刻，从而实现时间同步。或者发送端在前导符号中发射一段接收端已知的固定序列，接收端通过对接收信号做互相关运算得到互相关值M(d)，如果互相关值M(d)超过了一个预定的门限，那么确定当前时刻d就是帧同步时刻。但是，上述现有的两种方法受载波频偏的影响很大，可能会导致找不到正确的帧同步时刻。
发明内容
本发明实施例提供一种帧同步的方法和装置，能够减小载波频偏的影响确定精确的帧同步时刻，从而准确解调出数据。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，本发明的实施例提供一种帧同步的装置，所述装置包括：
第一获取单元，用于获取接收天线的接收信号；
第二获取单元，用于根据所述接收信号以及自相关算法获取所述接收信号的自相关值；
初始估计单元，用于将满足第一预设条件的所述接收信号的自相关值对应的时刻确定为初始估计时刻；
频偏补偿单元，用于根据所述初始估计时刻、所述接收信号以及频偏估计算法获取频偏估计值，并用所述载波频偏估计值对所述接收信号进行频偏补偿；
第三获取单元，用于根据所述频偏补偿后的接收信号、发射天线发送的满足第二预设条件的前导信号、互相关算法以及所述自相关算法分别获取所述频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值；
同步单元，用于将满足第三预设条件的所述频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻，并根据所述帧同步时刻解调数据完成帧同步。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述第二预设条件包括：
其中，Sm(l)为发射天线m发送的前导信号，Sn(l)为发射天线n发送的前导信号，[l+p]L表示对l+p进行长度L的循环移位，m和n表示不同的发射天线的编号，L为Sm(l)的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，p为整数且取值集合为l的取值集合中除去元素0后剩余元素组成的集合，*表示求共轭运算。
结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，所述第二获取单元具体用于：
根据第一自相关值公式计算所述接收信号的自相关值，所述第一自相关值公式包括：
其中，Γ(t0)为t0时刻所述接收信号的自相关值，yn表示接收天线n的接收信号，L为所述前导信号的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，为用于初始统计的接收天线集合，*表示求共轭运算。
结合第一方面，在第三种可能的实现方式中，所述初始估计单元具体用于：
将所述接收信号的自相关值与第一预设阈值进行比较；
若所述接收信号的自相关值大于或等于所述第一预设阈值，则将所述接收信号的自相关值对应的时刻确定为所述初始估计时刻。
结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，所述频偏补偿单元具体用于：
根据频偏估计公式计算所述载波频偏估计值，所述频偏估计公式包括：
将所述载波频偏估计值作为频偏补偿公式的输入获取所述频偏补偿后的接收信号，所述频偏补偿公式包括：
其中，为接收天线n的所述频偏补偿后的接收信号，Δfc为所述载波频偏估计值，yn表示接收天线n的接收信号，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，Ts为发射天线m发射的相邻的Sm(l)和Sm(l+1)之间的时间间隔，L为所述前导信号的长度，t1＝t0+η，t0为所述初始估计时刻，η∈{0,αL}，α为所述发射天线发送的所述前导信号的个数，为用于频偏估计的接收天线集合，为接收天线的集合，*表示求共轭运算，∠表示求角度运算。
结合第一方面，在第五种可能的实现方式中，所述第三获取单元具体用于：
根据互相关值公式计算所述频偏补偿后的接收信号的互相关值，所述互相关值公式包括：
其中，A(t2)为t2时刻的所述频偏补偿后的接收信号的互相关值，为用于计算互相关的发射天线的集合，为用于计算互相关值的接收天线集合，为接收天线n的所述频偏补偿后的接收信号，Sm为发射天线m发送的前导信号，L为所述前导信号的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，*表示求共轭运算；
根据第二自相关值公式计算所述频偏补偿后的接收信号的自相关值，所述第二自相关值公式包括：
其中，Γ(t2)为t2时刻所述频偏补偿后的接收信号的自相关值，表示接收天线n的所述频偏补偿后的接收信号，L为所述前导信号的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，为用于初始统计的接收天线集合，*表示求共轭运算。
结合第一方面或第一方面的第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，
所述同步单元具体用于：
将所述频偏补偿后的接收信号的互相关值与第二预设阈值进行比较，并将所述频偏补偿后的接收信号的自相关值与第三预设阈值进行比较；
若所述频偏补偿后的接收信号的互相关值大于或等于所述第二预设阈值且所述频偏补偿后的接收信号的自相关值大于或等于所述第三预设阈值，则将所述频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻，并根据所述帧同步时刻解调数据完成帧同步。
结合第一方面的第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述第二预设阈值包括：
连续L个所述频偏补偿后的接收信号的互相关值的最大值与预设系数相乘得到的数值，其中，L为所述前导信号的长度。
第二方面，本发明的实施例提供一种帧同步的方法，所述方法包括：
获取接收天线的接收信号；
根据所述接收信号以及自相关算法获取所述接收信号的自相关值；
将满足第一预设条件的所述接收信号的自相关值对应的时刻确定为初始估计时刻；
根据所述初始估计时刻、所述接收信号以及频偏估计算法获取载波频偏估计值，并用所述载波频偏估计值对所述接收信号进行频偏补偿；
根据所述频偏补偿后的接收信号、发射天线发送的满足第二预设条件的前导信号、互相关算法以及所述自相关算法分别获取所述频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值；
将满足第三预设条件的所述频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻，并根据所述帧同步时刻解调数据完成帧同步。
结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述第二预设条件包括：
其中，Sm(l)为发射天线m发送的前导信号，Sn(l)为发射天线n发送的前导信号，[l+p]L表示对l+p进行长度L的循环移位，m和n表示不同的发射天线的编号，L为Sm(l)的长度，l的取值集合l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，p为整数且取值集合为l的取值集合中除去元素0后剩余元素组成的集合，*表示求共轭运算。
结合第二方面，在第二种可能的实现方式中，所述根据所述接收信号以及自相关算法获取所述接收信号的自相关值包括：
根据第一自相关值公式计算所述接收信号的自相关值，所述第一自相关值公式包括：
其中，Γ(t0)为t0时刻所述接收信号的自相关值，yn表示接收天线n的接收信号，L为所述前导信号的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，为用于初始统计的接收天线集合，*表示求共轭运算。
结合第二方面，在第三种可能的实现方式中，所述将满足第一预设条件的所述接收信号的自相关值对应的时刻确定为初始估计时刻包括：
将所述接收信号的自相关值与第一预设阈值进行比较；
若所述接收信号的自相关值大于或等于所述第一预设阈值，则将所述接收信号的自相关值对应的时刻确定为所述初始估计时刻。
结合第二方面，在第四种可能的实现方式中，所述根据所述初始估计时刻、所述接收信号以及频偏估计算法获取载波频偏估计值，并用所述载波频偏估计值对所述接收信号进行频偏补偿包括：
根据频偏估计公式计算所述载波频偏估计值，所述频偏估计公式包括：
将所述载波频偏估计值作为频偏补偿公式的输入获取所述频偏补偿后的接收信号，所述频偏补偿公式包括：
其中，为接收天线n的所述频偏补偿后的接收信号，Δfc为所述载波频偏估计值，yn表示接收天线n的接收信号，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，Ts为发射天线m发射的相邻的Sm(l)和Sm(l+1)之间的时间间隔，L为所述前导信号的长度，t1＝t0+η，t0为所述初始估计时刻，η∈{0,αL}，α为所述发射天线发送的所述前导信号的个数，为用于频偏估计的接收天线集合，为接收天线的集合，*表示求共轭运算，∠表示求角度运算。
结合第二方面，在第五种可能的实现方式中，所述根据所述频偏补偿后的接收信号、发射天线发送的满足第二预设条件的前导信号、互相关算法以及所述自相关算法分别获取所述频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值包括：
根据互相关值公式计算所述频偏补偿后的接收信号的互相关值，所述互相关值公式包括：
其中，A(t2)为t2时刻的所述频偏补偿后的接收信号的互相关值，为用于计算互相关的发射天线的集合，为用于计算互相关值的接收天线集合，为接收天线n的所述频偏补偿后的接收信号，Sm为发射天线m发送的前导信号，L为所述前导信号的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，*表示求共轭运算；
根据第二自相关值公式计算所述频偏补偿后的接收信号的自相关值，所述第二自相关值公式包括：
其中，Γ(t2)为t2时刻所述频偏补偿后的接收信号的自相关值，表示接收天线n的所述频偏补偿后的接收信号，L为所述前导信号的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，为用于初始统计的接收天线集合，*表示求共轭运算。
结合第二方面或第二方面的第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述将满足第三预设条件的所述频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻包括：
将所述频偏补偿后的接收信号的互相关值与第二预设阈值进行比较，并将所述频偏补偿后的接收信号的自相关值与第三预设阈值进行比较；
若所述频偏补偿后的接收信号的互相关值大于或等于所述第二预设阈值且所述频偏补偿后的接收信号的自相关值大于或等于所述第三预设阈值，则将所述频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻，并根据所述帧同步时刻解调数据完成帧同步。
结合第二方面的第六种可能的实现方式中，在第七种可能的实现方式中，所述第二预设阈值包括：
连续L个所述频偏补偿后的接收信号的互相关值的最大值与预设系数相乘得到的数值，其中，L为所述前导信号的长度。
第三方面，本发明的实施例还提供一种帧同步的装置，所述装置包括：通信接口、存储器、处理器；所述通信接口用于与网元通信，所述存储器用于存储计算机代码；所述处理器执行所述计算机代码用于：
获取接收天线的接收信号；
根据所述接收信号以及自相关算法获取所述接收信号的自相关值；
将满足第一预设条件的所述接收信号的自相关值对应的时刻确定为初始估计时刻；
根据所述初始估计时刻、所述接收信号以及频偏估计算法获取载波频偏估计值，并用所述载波频偏估计值对所述接收信号进行频偏补偿；
根据所述频偏补偿后的接收信号、发射天线发送的满足第二预设条件的前导信号、互相关算法以及所述自相关算法分别获取所述频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值；
将满足第三预设条件的所述频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻，并根据所述帧同步时刻解调数据完成帧同步。
结合第三方面，在第一种可能的实现方式中，所述第二预设条件包括：
其中，Sm(l)为发射天线m发送的前导信号，Sn(l)为发射天线n发送的前导信号，[l+p]L表示对l+p进行长度L的循环移位，m和n表示不同的发射天线的编号，L为Sm(l)的长度，l的取值集合l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，p为整数且取值集合为l的取值集合中除去元素0后剩余元素组成的集合，*表示求共轭运算。
结合第三方面，在第二种可能的实现方式中，所述处理器执行所述计算机代码还用于：
所述根据所述接收信号以及自相关算法获取所述接收信号的自相关值包括：
根据第一自相关值公式计算所述接收信号的自相关值，所述第一自相关值公式包括：
其中，Γ(t0)为t0时刻所述接收信号的自相关值，yn表示接收天线n的接收信号，L为所述前导信号的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，为用于初始统计的接收天线集合，*表示求共轭运算。
结合第三方面，在第三种可能的实现方式中，所述处理器执行所述计算机代码还用于：
所述将满足第一预设条件的所述接收信号的自相关值对应的时刻确定为初始估计时刻包括：
将所述接收信号的自相关值与第一预设阈值进行比较；
若所述接收信号的自相关值大于或等于所述第一预设阈值，则将所述接收信号的自相关值对应的时刻确定为所述初始估计时刻。
结合第三方面，在第四种可能的实现方式中，所述处理器执行所述计算机代码还用于：
所述根据所述初始估计时刻、所述接收信号以及频偏估计算法获取载波频偏估计值，并用所述载波频偏估计值对所述接收信号进行频偏补偿包括：
根据频偏估计公式计算所述载波频偏估计值，所述频偏估计公式包括：
将所述载波频偏估计值作为频偏补偿公式的输入获取所述频偏补偿后的接收信号，所述频偏补偿公式包括：
其中，为接收天线n的所述频偏补偿后的接收信号，Δfc为所述载波频偏估计值，yn表示接收天线n的接收信号，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，Ts为发射天线m发射的相邻的Sm(l)和Sm(l+1)之间的时间间隔，L为所述前导信号的长度，t1＝t0+η，t0为所述初始估计时刻，η∈{0,αL}，α为所述发射天线发送的所述前导信号的个数，为用于频偏估计的接收天线集合，为接收天线的集合，*表示求共轭运算，∠表示求角度运算。
结合第三方面，在第五种可能的实现方式中，所述处理器执行所述计算机代码还用于：
所述根据所述频偏补偿后的接收信号、发射天线发送的满足第二预设条件的前导信号、互相关算法以及所述自相关算法分别获取所述频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值包括：
根据互相关值公式计算所述频偏补偿后的接收信号的互相关值，所述互相关值公式包括：
其中，A(t2)为t2时刻的所述频偏补偿后的接收信号的互相关值，为用于计算互相关的发射天线的集合，为用于计算互相关值的接收天线集合，为接收天线n的所述频偏补偿后的接收信号，Sm为发射天线m发送的前导信号，L为所述前导信号的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，*表示求共轭运算；
根据第二自相关值公式计算所述频偏补偿后的接收信号的自相关值，所述第二自相关值公式包括：
其中，Γ(t2)为t2时刻所述频偏补偿后的接收信号的自相关值，表示接收天线n的所述频偏补偿后的接收信号，L为所述前导信号的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，为用于初始统计的接收天线集合，*表示求共轭运算。
结合第三方面或第三方面的第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述处理器执行所述计算机代码还用于：
所述将满足第三预设条件的所述频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻包括：
将所述频偏补偿后的接收信号的互相关值与第二预设阈值进行比较，并将所述频偏补偿后的接收信号的自相关值与第三预设阈值进行比较；
若所述频偏补偿后的接收信号的互相关值大于或等于所述第二预设阈值且所述频偏补偿后的接收信号的自相关值大于或等于所述第三预设阈值，则将所述频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻，并根据所述帧同步时刻解调数据完成帧同步。
结合第三方面的第六种可能的实现方式中，在第七种可能的实现方式中，所述第二预设阈值包括：
连续L个所述频偏补偿后的接收信号的互相关值的最大值与预设系数相乘得到的数值，其中，L为所述前导信号的长度。
本发明实施例提供的帧同步的方法和装置，首先获取接收天线的接收信号，然后根据所述接收信号以及自相关算法获取所述接收信号的自相关值并将满足第一预设条件的所述接收信号的自相关值对应的时刻确定为初始估计时刻，再根据所述初始估计时刻、所述接收信号以及频偏估计算法获取载波频偏估计值，并用所述载波频偏估计值对所述接收信号进行频偏补偿，再然后根据所述频偏补偿后的接收信号、发射天线发送的满足第二预设条件的前导信号、互相关算法以及所述自相关算法分别获取所述频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值，将满足第三预设条件的所述频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻，并根据所述帧同步时刻解调数据完成帧同步。这样，能够减小载波频偏的影响确定精确的帧同步时刻，从而准确解调出数据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的实施例中发射天线发射前导信号的示意图；
图2为本发明的实施例提供的帧同步的装置的结构示意图；
图3为本发明的实施例提供的帧同步的方法的流程示意图一；
图4为本发明的实施例提供的帧同步的方法的流程示意图二；
图5为本发明的实施例提供的帧同步的方法的仿真示意图；
图6为本发明的实施例提供的帧同步的装置的结构示意图三。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的实施例基于一个通用的N×M的多输入多输出(Multiple InputMultiple Output，MIMO)通信***，发射天线有M个，接收天线有N个。每个发射天线发射α≥2个相同的前导信号。该MIMO通信***采用多载波的调制模式，也即正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)。例如，频域上一个OFDM符号其中的子载波的个数为128个，也就是子载波的集合为{0,1,…,127}。每隔3个子载波***Zadoff–Chu序列，也就是发射天线m的各个子载波传输{0,0,a1,0,0,0,a2,0,…,a32,0}。Zadoff–Chu序列{a1,a2,…,a32}在子载波{2,6,10,…,126}，Sm(l)上传输的前导信号的长度L＝128/4＝32。发射天线n的各个子载波传输{0,0,b1,0,0,0,b2,0,…,b32,0}。Zadoff–Chu序列{b1,b2,…,b32}在子载波{2,6,10,…,126}上传输，Sn(l)上传输的前导信号的长度L＝128/4＝32。其中{a1,a2,…,a32}和{b1,b2,…,b32}是互不相关的Zadoff-chu序列。在时域中，如图1所示，发射天线m发射α＝4个相同的前导信号Sm(l)，发射天线n发射α＝4个相同的前导信号Sn(l)。
需要指出的是，本发明的实施例中发射天线发射的前导信号满足如下条件：
其中，Sm(l)为发射天线m发送的前导信号，Sn(l)为发射天线n发送的前导信号，[l+p]L表示对l+p进行长度L的循环移位，m和n表示不同的发射天线的编号，L为Sm(l)的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，p为整数且取值集合为l的取值集合中除去元素0后剩余元素组成的集合，*表示求共轭运算。
本发明的实施例提供一种帧同步的装置00，基于接收端侧，如图2所示，该装置00包括：第一获取单元10、第二获取单元20、初始估计单元30、频偏补偿单元40、第三获取单元50以及同步单元60。
第一获取单元10，用于获取接收天线的接收信号。
示例性的，在MIMO通信***中，假设接收天线有N个，第一获取单元10可以获取每个接收天线的接收信号。
第二获取单元20，用于根据接收信号以及自相关算法获取接收信号的自相关值。
可选的，第二获取单元20可以具体用于：
根据第一自相关值公式计算接收信号的自相关值，第一自相关值公式包括：
其中，Γ(t0)为t0时刻接收信号的自相关值，yn表示接收天线n的接收信号，L为前导信号的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，为用于初始统计的接收天线集合，*表示求共轭运算。
需要说明的是，上述第二获取单元20根据接收信号计算自相关值的方法可以采用现有技术中的计算方法，上述方法是本发明实施例提出的优选的方法，本发明对此并不做限定。
初始估计单元30，用于将满足第一预设条件的接收信号的自相关值对应的时刻确定为初始估计时刻。
可选的，初始估计单元30可以具体用于：
将接收信号的自相关值与第一预设阈值进行比较；
若接收信号的自相关值大于或等于第一预设阈值，则将接收信号的自相关值对应的时刻确定为初始估计时刻。
示例性的，第一预设阈值可以设置为ρ∈[0.5,1]，ρ的值可以在计算时按实际需要选取，将第二获取单元20获取的Γ(t0)与ρ进行比较，若Γ(t0)≥ρ，则将t0时刻确定为初始估计时刻。
频偏估计单元40，用于根据初始估计时刻、接收信号以及频偏估计算法获取载波频偏估计值，并用载波频偏估计值对接收信号进行频偏补偿。
可选的，频偏估计单元40可以具体用于：
根据频偏估计公式计算载波频偏估计值，频偏估计公式包括：
将载波频偏估计值作为频偏补偿公式的输入获取频偏补偿后的接收信号，频偏补偿公式包括：
其中，为接收天线n的频偏补偿后的接收信号，yn表示接收天线n的接收信号，Δfc为载波频偏估计值，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，Ts为发射天线m发射的相邻的Sm(l)和Sm(l+1)之间的时间间隔，L为前导信号的长度，t1＝t0+η，t0为初始估计时刻，η∈{0,αL}，α为发射天线发送的前导信号的个数，为用于频偏估计的接收天线集合，为接收天线的集合，*表示求共轭运算，∠表示求角度运算。
值得一提的是，对接收信号进行频偏补偿运算时，集合用于频偏估计的接收天线集合可以不包括全部的接收天线只包括一部分接收天线，对接收信号进行频偏补偿时属于集合中的天线估计自己的载波频偏估计值然后对自己进行频偏补偿，为了降低复杂度，还可以某个接收天线不参与频偏估计，而采用载波频偏相近或者一样的接收天线组合的载波频偏估计值来进行频偏补偿，例如接收天线但是对yp(l)进行频偏补偿时，
第三获取单元50，用于根据频偏补偿后的接收信号、发射天线发送的满足第二预设条件的前导信号、互相关算法以及自相关算法分别获取频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值。
可选的，第三获取单元50可以具体用于：
根据互相关值公式计算频偏补偿后的接收信号的互相关值，互相关值公式包括：
其中，A(t2)为t2时刻的频偏补偿后的接收信号的互相关值，为用于计算互相关的发射天线的集合，为用于计算互相关值的接收天线集合，为接收天线n的频偏补偿后的接收信号，Sm为发射天线m发送的前导信号，L为前导信号的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，*表示求共轭运算；
根据第二自相关值公式计算频偏补偿后的接收信号的自相关值，第二自相关值公式包括：
其中，Γ(t2)为t2时刻频偏补偿后的接收信号的自相关值，表示接收天线n的频偏补偿后的接收信号，L为前导信号的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，为用于初始统计的接收天线集合，*表示求共轭运算。
需要说明的是，由于对接收天线的接收信号进行了频偏补偿，因此，相比现有技术直接利用接收天线的接收信号计算自相关值或互相关值的方法，本发明实施例中根据上述频偏估计单元40得到的频偏补偿的接收信号计算得到的自相关值和互相关值更准确，两个值再与对应的门限值作比较时有利于更准确确定帧同步时刻。
另外，上述第三获取单元50根据频偏补偿后的接收信号的自相关值的方法以及根据频偏补偿后的接收信号和前导信号计算互相关值的方法可以采用现有技术中的计算方法，上述的计算方法是本发明实施例提出的优选的方法，本发明对此并不做限定。
同步单元60，用于将满足第三预设条件的所述频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻，并根据帧同步时刻解调数据完成帧同步。
可选的，同步单元60可以具体用于：
将频偏补偿后的接收信号的互相关值与第二预设阈值进行比较，并将频偏补偿后的接收信号的自相关值与第三预设阈值进行比较；
若频偏补偿后的接收信号的互相关值大于或等于第二预设阈值且频偏补偿后的接收信号的自相关值大于或等于第三预设阈值，则将频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻，并根据帧同步时刻解调数据完成帧同步。
可选的，第二预设阈值包括：
连续L个频偏补偿后的接收信号的互相关值的最大值与预设系数相乘得到的数值，其中，L为前导信号的长度。
示例性的，第三预设阈值也可以设置为ρ∈[0.5,1]，ρ的值可以在计算时按实际需要选取，预设系数可以设置为δ∈[0,1]，δ的值可以根据需要选取，发射天线发送的前导信号的长度为32，根据第三获取单元50获取32个频偏补偿后的接收信号的互相关值，在32个互相关值中查找最大值A0，然后将作为第二预设阈值。若第三获取单元50分别获取的t2时刻的互相关值A(t2)和自相关值Γ(t2)满足且Γ(t2)≥ρ，则将t2时刻确定为帧同步时刻，若t2时刻的互相关值A(t2)和互相关值Γ(t2)不能同时满足且Γ(t2)≥ρ，同步单元60将判断t2下一时刻t3的互相关值A(t3)是否满足且自相关值Γ(t3)是否满足Γ(t3)≥ρ，直至某一时刻的互相关值大于或等于并且自相关值大于或等于ρ，将该时刻确定为帧同步时刻，然后根据确定的帧同步时刻解调出数据完成帧同步。
值得一提的是，在现有技术提供的技术方案中，自相关值对应的门限和互相关值对应的门限均需要技术人员根据发射天线发送的信号功率的大小、载波频偏的大小等等因素人为估计，而在本发明实施例提供的技术方案中，只需在实际使用中在给定的取值区间内由算法自行设定第一预设阈值、第二预设阈值以及第三预设阈值，这样，避免了人为经验对确定准确帧同步时刻的影响。
本发明实施例提供的帧同步的装置，首先获取接收天线的接收信号，然后根据接收信号以及自相关算法获取接收信号的自相关值并将满足第一预设条件的接收信号的自相关值对应的时刻确定为初始估计时刻，再根据初始估计时刻、接收信号以及频偏估计算法获取载波频偏估计值，并用载波频偏估计值对接收信号进行频偏补偿，再然后根据频偏补偿后的接收信号、发射天线发送的满足第二预设条件的前导信号、互相关算法以及自相关算法分别获取频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值，将满足第三预设条件的频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻，并根据帧同步时刻解调数据完成帧同步。这样，能够减小载波频偏的影响确定精确的帧同步时刻，从而准确解调出数据。
本发明实施例提供一种帧同步的方法，如图3所示，该方法包括：
步骤101、获取接收天线的接收信号。
步骤102、根据接收信号以及自相关算法获取接收信号的自相关值。
步骤103、将满足第一预设条件的接收信号的自相关值对应的时刻确定为初始估计时刻。
步骤104、根据初始估计时刻、接收信号以及频偏估计算法获取载波频偏估计值，并用载波频偏估计值对接收信号进行频偏补偿。
步骤105、根据频偏补偿后的接收信号、发射天线发送的满足第二预设条件的前导信号、互相关算法以及自相关算法分别获取频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值。
步骤106、将满足第三预设条件的频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻，并根据帧同步时刻解调数据完成帧同步。
本发明实施例提供的帧同步的方法，首先获取接收天线的接收信号，然后根据接收信号以及自相关算法获取接收信号的自相关值并将满足第一预设条件的接收信号的自相关值对应的时刻确定为初始估计时刻，再根据初始估计时刻、接收信号以及频偏估计算法获取载波频偏估计值，并用载波频偏估计值对接收信号进行频偏补偿，再然后根据频偏补偿后的接收信号、发射天线发送的满足第二预设条件的前导信号、互相关算法以及自相关算法分别获取频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值，将满足第三预设条件的频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻，并根据帧同步时刻解调数据完成帧同步。这样，能够减小载波频偏的影响确定精确的帧同步时刻，从而准确解调出数据。
为了使本领域技术人员能够更清楚地理解本发明实施例提供的技术方案，下面通过具体的实施例，对本发明的实施例提供的帧同步的方法进行详细说明，如图4所示，该方法包括：
步骤201、获取接收天线的接收信号。
示例性的，在MIMO通信***中，假设接收天线有N个，可以获取每个接收天线的接收信号。
步骤202、根据接收信号以及自相关算法获取接收信号的自相关值。
具体的，根据第一自相关值公式计算接收信号的自相关值，第一自相关值公式包括：
其中，Γ(t0)为t0时刻接收信号的自相关值，yn表示接收天线n的接收信号，L为前导信号的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，为用于初始统计的接收天线集合，*表示求共轭运算。
需要说明的是，上述步骤202根据接收信号计算自相关值的方法可以采用现有技术中的计算方法，上述方法是本发明实施例提出的优选的方法，本发明对此并不做限定。
步骤203、将满足第一预设条件的接收信号的自相关值对应的时刻确定为初始估计时刻。
具体的，将接收信号的自相关值与第一预设阈值进行比较；
若接收信号的自相关值大于或等于第一预设阈值，则将接收信号的自相关值对应的时刻确定为初始估计时刻。
示例性的，第一预设阈值可以设置为ρ∈[0.5,1]，ρ的值可以在计算时按实际需要选取，将步骤202获取的Γ(t0)与ρ进行比较，若Γ(t0)≥ρ，则将t0时刻确定为初始估计时刻。
步骤204、根据初始估计时刻、接收信号以及频偏估计算法获取载波频偏估计值。
具体的，根据频偏估计公式计算载波频偏估计值，频偏估计公式包括：
其中，yn表示接收天线n的接收信号，Δfc为载波频偏估计值，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，Ts为发射天线m发射的相邻的Sm(l)和Sm(l+1)之间的时间间隔，L为前导信号的长度，t1＝t0+η，t0为初始估计时刻，η∈{0,αL}，α为发射天线发送的前导信号的个数，为用于频偏估计的接收天线集合，*表示求共轭运算，∠表示求角度运算。
步骤205、根据载波频偏估计值对接收信号进行频偏补偿。
具体的，将载波频偏估计值作为频偏补偿公式的输入获取频偏补偿后的接收信号，频偏补偿公式包括：
其中，为接收天线n的频偏补偿后的接收信号，yn表示接收天线n的接收信号，Δfc为载波频偏估计值，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，Ts为发射天线m发射的相邻的Sm(l)和Sm(l+1)之间的时间间隔，L为前导信号的长度，为用于频偏估计的接收天线集合，为接收天线的集合，*表示求共轭运算。
值得一提的是，对接收信号进行频偏补偿运算时，集合用于频偏估计的接收天线集合可以不包括全部的接收天线只包括一部分接收天线，对接收信号进行频偏补偿时属于集合中的天线估计自己的载波频偏估计值然后对自己进行频偏补偿，为了降低复杂度，还可以某个接收天线不参与频偏估计，而采用载波频偏相近或者一样的接收天线组合的载波频偏估计值来进行频偏补偿，例如接收天线但是对yp(l)进行频偏补偿时，
步骤206、根据频偏补偿后的接收信号、发射天线发送的满足第二预设条件的前导信号、以及互相关算法获取频偏补偿后的接收信号的互相关值。
具体的，根据互相关值公式计算频偏补偿后的接收信号的互相关值，互相关值公式包括：
其中，A(t2)为t2时刻的频偏补偿后的接收信号的互相关值，为用于计算互相关的发射天线的集合，为用于计算互相关值的接收天线集合，为接收天线n的频偏补偿后的接收信号，Sm为发射天线m发送的前导信号，L为前导信号的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，*表示求共轭运算。
步骤207、根据频偏补偿后的接收信号以及自相关算法获取频偏补偿后的接收信号的自相关值。
具体的，根据第二自相关值公式计算频偏补偿后的接收信号的自相关值，第二自相关值公式包括：
其中，Γ(t2)为t2时刻频偏补偿后的接收信号的自相关值，表示接收天线n的频偏补偿后的接收信号，L为前导信号的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，为用于初始统计的接收天线集合，*表示求共轭运算。
需要说明的是，上述步骤206和步骤207中根据频偏补偿后的接收信号的自相关值的方法以及根据频偏补偿后的接收信号和前导信号计算互相关值的方法可以采用现有技术中的计算方法，上述步骤206和步骤207的计算方法是本发明实施例提出的优选的方法，本发明对此并不做限定。另外，上述步骤206与步骤207没有先后顺序之分。
步骤208、将满足第三预设条件的频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻。
具体的，将频偏补偿后的接收信号的互相关值与第二预设阈值进行比较，并将频偏补偿后的接收信号的自相关值与第三预设阈值进行比较；
若频偏补偿后的接收信号的互相关值大于或等于第二预设阈值且频偏补偿后的接收信号的自相关值大于或等于第三预设阈值，则将频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻。
其中，第二预设阈值包括：
连续L个频偏补偿后的接收信号的互相关值的最大值与预设系数相乘得到的数值，其中，L为前导信号的长度。
示例性的，第三预设阈值也可以设置为ρ∈[0.5,1]，ρ的值可以在计算时按实际需要选取，预设系数可以设置为δ∈[0,1]，δ的值可以根据需要选取，发射天线发送的前导信号的长度为32，根据第三获取单元50获取32个频偏补偿后的接收信号的互相关值，在32个互相关值中查找最大值A0，然后将作为第二预设阈值。若第三获取单元50分别获取的t2时刻的互相关值A(t2)和自相关值Γ(t2)满足且Γ(t2)≥ρ，则将t2时刻确定为帧同步时刻，若t2时刻的互相关值A(t2)和互相关值Γ(t2)不能同时满足且Γ(t2)≥ρ，判断t2下一时刻t3的互相关值A(t3)是否满足且自相关值Γ(t3)是否满足Γ(t3)≥ρ，直至某一时刻的互相关值大于或等于并且自相关值大于或等于ρ，将该时刻确定为帧同步时刻，然后根据确定的帧同步时刻解调出数据完成帧同步。
示例性的，对本发明的实施例提供的帧同步的方法做仿真，如图6所示，其中，自相关平峰是由连续的接收信号的自相关值组成的，互相关尖峰是由连续的接收信号的互相关值组成的，通过图5可以看到互相关值也即互相关尖峰不受载波频偏的影响，频偏补偿后，尖峰更尖，因此可以更加精确地得到帧同步时刻。
值得一提的是，在现有技术提供的技术方案中，自相关值对应的门限和互相关值对应的门限均需要技术人员根据发射天线发送的信号功率的大小、载波频偏的大小等等因素人为估计，而在本发明实施例提供的技术方案中，只需在实际使用中在给定的取值区间内由算法自行设定第一预设阈值、第二预设阈值以及第三预设阈值，这样，避免了人为经验对确定准确帧同步时刻的影响。
本发明实施例提供的帧同步的方法，首先获取接收天线的接收信号，然后根据接收信号以及自相关算法获取接收信号的自相关值并将满足第一预设条件的接收信号的自相关值对应的时刻确定为初始估计时刻，再根据初始估计时刻、接收信号以及频偏估计算法获取载波频偏估计值，并用载波频偏估计值对接收信号进行频偏补偿，再然后根据频偏补偿后的接收信号、发射天线发送的满足第二预设条件的前导信号、互相关算法以及自相关算法分别获取频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值，将满足第三预设条件的频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻，并根据帧同步时刻解调数据完成帧同步。这样，能够减小载波频偏的影响确定精确的帧同步时刻，从而准确解调出数据。
本发明的实施例提供另一种帧同步的装置90，如图6所示，该装置90包括：总线94；以及连接到总线94的处理器91、存储器92和接口93，其中该接口93用于通信；该存储器92用于存储计算机代码，处理器91用于执行该计算机代码用于：
获取接收天线的接收信号；
根据接收信号以及自相关算法获取接收信号的自相关值；
将满足第一预设条件的接收信号的自相关值对应的时刻确定为初始估计时刻；
根据初始估计时刻、接收信号以及频偏估计算法获取载波频偏估计值，并用载波频偏估计值对接收信号进行频偏补偿；
根据频偏补偿后的接收信号、发射天线发送的满足第二预设条件的前导信号、互相关算法以及自相关算法分别获取频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值；
将满足第三预设条件的频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻，并根据帧同步时刻解调数据完成帧同步。
可选的，第二预设条件包括：
其中，Sm(l)为发射天线m发送的前导信号，Sn(l)为发射天线n发送的前导信号，[l+p]L表示对l+p进行长度L的循环移位，m和n表示不同的发射天线的编号，L为Sm(l)的长度，l的取值集合l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，p为整数且取值集合为l的取值集合中除去元素0后剩余元素组成的集合，*表示求共轭运算。
可选的，处理器91执行该计算机代码用于根据接收信号以及自相关算法获取接收信号的自相关值，具体用于：
根据第一自相关值公式计算接收信号的自相关值，第一自相关值公式包括：
其中，Γ(t0)为t0时刻接收信号的自相关值，yn表示接收天线n的接收信号，L为前导信号的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，为用于初始统计的接收天线集合，*表示求共轭运算。
可选的，处理器91执行该计算机代码用于将满足第一预设条件的接收信号的自相关值对应的时刻确定为初始估计时刻，具体用于：
将接收信号的自相关值与第一预设阈值进行比较；
若接收信号的自相关值大于或等于第一预设阈值，则将接收信号的自相关值对应的时刻确定为初始估计时刻。
可选的，处理器91执行该计算机代码用于根据初始估计时刻、接收信号以及频偏估计算法获取载波频偏估计值，并用载波频偏估计值对接收信号进行频偏补偿，具体用于：
根据频偏估计公式计算载波频偏估计值，频偏估计公式包括：
将载波频偏估计值作为频偏补偿公式的输入获取频偏补偿后的接收信号，频偏补偿公式包括：
其中，为接收天线n的频偏补偿后的接收信号，Δfc为载波频偏估计值，yn表示接收天线n的接收信号，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，Ts为发射天线m发射的相邻的Sm(l)和Sm(l+1)之间的时间间隔，L为前导信号的长度，t1＝t0+η，t0为初始估计时刻，η∈{0,αL}，α为发射天线发送的前导信号的个数，为用于频偏估计的接收天线集合，为接收天线的集合，*表示求共轭运算，∠表示求角度运算。
可选的，处理器91执行该计算机代码用于根据频偏补偿后的接收信号、发射天线发送的满足第二预设条件的前导信号、互相关算法以及自相关算法分别获取频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值，具体用于：
根据互相关值公式计算频偏补偿后的接收信号的互相关值，互相关值公式包括：
其中，A(t2)为t2时刻的频偏补偿后的接收信号的互相关值，为用于计算互相关的发射天线的集合，为用于计算互相关值的接收天线集合，为接收天线n的频偏补偿后的接收信号，Sm为发射天线m发送的前导信号，L为前导信号的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，*表示求共轭运算；
根据第二自相关值公式计算频偏补偿后的接收信号的自相关值，第二自相关值公式包括：
其中，Γ(t2)为t2时刻频偏补偿后的接收信号的自相关值，表示接收天线n的频偏补偿后的接收信号，L为前导信号的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，为用于初始统计的接收天线集合，*表示求共轭运算。
可选的，处理器91执行该计算机代码用于将满足第三预设条件的频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻，具体用于：
将频偏补偿后的接收信号的互相关值与第二预设阈值进行比较，并将频偏补偿后的接收信号的自相关值与第三预设阈值进行比较；
若频偏补偿后的接收信号的互相关值大于或等于第二预设阈值且频偏补偿后的接收信号的自相关值大于或等于第三预设阈值，则将频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻，并根据帧同步时刻解调数据完成帧同步。
可选的，第二预设阈值包括：
连续L个频偏补偿后的接收信号的互相关值的最大值与预设系数相乘得到的数值，其中，L为前导信号的长度。
本发明实施例提供的帧同步的装置，首先获取接收天线的接收信号，然后根据接收信号以及自相关算法获取接收信号的自相关值并将满足第一预设条件的接收信号的自相关值对应的时刻确定为初始估计时刻，再根据初始估计时刻、接收信号以及频偏估计算法获取载波频偏估计值，并用载波频偏估计值对接收信号进行频偏补偿，再然后根据频偏补偿后的接收信号、发射天线发送的满足第二预设条件的前导信号、互相关算法以及自相关算法分别获取频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值，将满足第三预设条件的频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻，并根据帧同步时刻解调数据完成帧同步。这样，能够减小载波频偏的影响确定精确的帧同步时刻，从而准确解调出数据。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (24)

1.一种帧同步的装置，其特征在于，包括：
第一获取单元，用于获取接收天线的接收信号；
第二获取单元，用于根据所述接收信号以及自相关算法获取所述接收信号的自相关值；
初始估计单元，用于将满足第一预设条件的所述接收信号的自相关值对应的时刻确定为初始估计时刻；
频偏补偿单元，用于根据所述初始估计时刻、所述接收信号以及频偏估计算法获取载波频偏估计值，并用所述载波频偏估计值对所述接收信号进行频偏补偿；
第三获取单元，用于根据所述频偏补偿后的接收信号、发射天线发送的满足第二预设条件的前导信号、互相关算法以及所述自相关算法分别获取所述频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值；
同步单元，用于将满足第三预设条件的所述频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻，并根据所述帧同步时刻解调数据完成帧同步。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二预设条件包括：
其中，Sm(l)为发射天线m发送的前导信号，Sn(l)为发射天线n发送的前导信号，[l+p]L表示对l+p进行长度L的循环移位，m和n表示不同的发射天线的编号，L为Sm(l)的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，p为整数且取值集合为l的取值集合中除去元素0后剩余元素组成的集合，*表示求共轭运算。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二获取单元具体用于：
根据第一自相关值公式计算所述接收信号的自相关值，所述第一自相关值公式包括：
其中，Γ(t0)为t0时刻所述接收信号的自相关值，yn表示接收天线n的接收信号，L为所述前导信号的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，为用于初始统计的接收天线集合，*表示求共轭运算。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述初始估计单元具体用于：
将所述接收信号的自相关值与第一预设阈值进行比较；
若所述接收信号的自相关值大于或等于所述第一预设阈值，则将所述接收信号的自相关值对应的时刻确定为所述初始估计时刻。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述频偏补偿单元具体用于：
根据频偏估计公式计算所述载波频偏估计值，所述频偏估计公式包括：
将所述载波频偏估计值作为频偏补偿公式的输入获取所述频偏补偿后的接收信号，所述频偏补偿公式包括：
其中，为接收天线n的所述频偏补偿后的接收信号，Δfc为所述载波频偏估计值，yn表示接收天线n的接收信号，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，Ts为发射天线m发射的相邻的Sm(l)和Sm(l+1)之间的时间间隔，L为所述前导信号的长度，t1＝t0+η，t0为所述初始估计时刻，η∈{0,αL}，α为所述发射天线发送的所述前导信号的个数，为用于频偏估计的接收天线集合，为接收天线的集合，*表示求共轭运算，∠表示求角度运算。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第三获取单元具体用于：
根据互相关值公式计算所述频偏补偿后的接收信号的互相关值，所述互相关值公式包括：
其中，A(t2)为t2时刻的所述频偏补偿后的接收信号的互相关值，为用于计算互相关的发射天线的集合，为用于计算互相关值的接收天线集合，为接收天线n的所述频偏补偿后的接收信号，Sm为发射天线m发送的前导信号，L为所述前导信号的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，*表示求共轭运算；
根据第二自相关值公式计算所述频偏补偿后的接收信号的自相关值，所述第二自相关值公式包括：
其中，Γ(t2)为t2时刻所述频偏补偿后的接收信号的自相关值，表示接收天线n的所述频偏补偿后的接收信号，L为所述前导信号的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，为用于初始统计的接收天线集合，*表示求共轭运算。
7.根据权利要求1或6所述的装置，其特征在于，所述同步单元具体用于：
将所述频偏补偿后的接收信号的互相关值与第二预设阈值进行比较，并将所述频偏补偿后的接收信号的自相关值与第三预设阈值进行比较；
若所述频偏补偿后的接收信号的互相关值大于或等于所述第二预设阈值且所述频偏补偿后的接收信号的自相关值大于或等于所述第三预设阈值，则将所述频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻，并根据所述帧同步时刻解调数据完成帧同步。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二预设阈值包括：
连续L个所述频偏补偿后的接收信号的互相关值的最大值与预设系数相乘得到的数值，其中，L为所述前导信号的长度。
9.一种帧同步的方法，其特征在于，包括：
获取接收天线的接收信号；
根据所述接收信号以及自相关算法获取所述接收信号的自相关值；
将满足第一预设条件的所述接收信号的自相关值对应的时刻确定为初始估计时刻；
根据所述初始估计时刻、所述接收信号以及频偏估计算法获取载波频偏估计值，并用所述载波频偏估计值对所述接收信号进行频偏补偿；
根据所述频偏补偿后的接收信号、发射天线发送的满足第二预设条件的前导信号、互相关算法以及所述自相关算法分别获取所述频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值；
将满足第三预设条件的所述频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻，并根据所述帧同步时刻解调数据完成帧同步。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二预设条件包括：
其中，Sm(l)为发射天线m发送的前导信号，Sn(l)为发射天线n发送的前导信号，[l+p]L表示对l+p进行长度L的循环移位，m和n表示不同的发射天线的编号，L为Sm(l)的长度，l的取值集合l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，p为整数且取值集合为l的取值集合中除去元素0后剩余元素组成的集合，*表示求共轭运算。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述接收信号以及自相关算法获取所述接收信号的自相关值包括：
根据第一自相关值公式计算所述接收信号的自相关值，所述第一自相关值公式包括：
其中，Γ(t0)为t0时刻所述接收信号的自相关值，yn表示接收天线n的接收信号，L为所述前导信号的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，为用于初始统计的接收天线集合，*表示求共轭运算。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述将满足第一预设条件的所述接收信号的自相关值对应的时刻确定为初始估计时刻包括：
将所述接收信号的自相关值与第一预设阈值进行比较；
若所述接收信号的自相关值大于或等于所述第一预设阈值，则将所述接收信号的自相关值对应的时刻确定为所述初始估计时刻。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始估计时刻、所述接收信号以及频偏估计算法获取载波频偏估计值，并用所述载波频偏估计值对所述接收信号进行频偏补偿包括：
根据频偏估计公式计算所述载波频偏估计值，所述频偏估计公式包括：
将所述载波频偏估计值作为频偏补偿公式的输入获取所述频偏补偿后的接收信号，所述频偏补偿公式包括：
其中，为接收天线n的所述频偏补偿后的接收信号，Δfc为所述载波频偏估计值，yn表示接收天线n的接收信号，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，Ts为发射天线m发射的相邻的Sm(l)和Sm(l+1)之间的时间间隔，L为所述前导信号的长度，t1＝t0+η，t0为所述初始估计时刻，η∈{0,αL}，α为所述发射天线发送的所述前导信号的个数，为用于频偏估计的接收天线集合，为接收天线的集合，*表示求共轭运算，∠表示求角度运算。
14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述频偏补偿后的接收信号、发射天线发送的满足第二预设条件的前导信号、互相关算法以及所述自相关算法分别获取所述频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值包括：
根据互相关值公式计算所述频偏补偿后的接收信号的互相关值，所述互相关值公式包括：
其中，A(t2)为t2时刻的所述频偏补偿后的接收信号的互相关值，为用于计算互相关的发射天线的集合，为用于计算互相关值的接收天线集合，为接收天线n的所述频偏补偿后的接收信号，Sm为发射天线m发送的前导信号，L为所述前导信号的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，*表示求共轭运算；
根据第二自相关值公式计算所述频偏补偿后的接收信号的自相关值，所述第二自相关值公式包括：
其中，Γ(t2)为t2时刻所述频偏补偿后的接收信号的自相关值，表示接收天线n的所述频偏补偿后的接收信号，L为所述前导信号的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，为用于初始统计的接收天线集合，*表示求共轭运算。
15.根据权利要求9或14所述的方法，其特征在于，所述将满足第三预设条件的所述频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻包括：
将所述频偏补偿后的接收信号的互相关值与第二预设阈值进行比较，并将所述频偏补偿后的接收信号的自相关值与第三预设阈值进行比较；
若所述频偏补偿后的接收信号的互相关值大于或等于所述第二预设阈值且所述频偏补偿后的接收信号的自相关值大于或等于所述第三预设阈值，则将所述频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻，并根据所述帧同步时刻解调数据完成帧同步。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第二预设阈值包括：
连续L个所述频偏补偿后的接收信号的互相关值的最大值与预设系数相乘得到的数值，其中，L为所述前导信号的长度。
17.一种帧同步的装置，其特征在于，所述装置包括：通信接口、存储器、处理器；所述通信接口用于与网元通信，所述存储器用于存储计算机代码；所述处理器执行所述计算机代码用于：
获取接收天线的接收信号；
根据所述接收信号以及自相关算法获取所述接收信号的自相关值；
将满足第一预设条件的所述接收信号的自相关值对应的时刻确定为初始估计时刻；
根据所述初始估计时刻、所述接收信号以及频偏估计算法获取载波频偏估计值，并用所述载波频偏估计值对所述接收信号进行频偏补偿；
根据所述频偏补偿后的接收信号、发射天线发送的满足第二预设条件的前导信号、互相关算法以及所述自相关算法分别获取所述频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值；
将满足第三预设条件的所述频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻，并根据所述帧同步时刻解调数据完成帧同步。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述第二预设条件包括：
其中，Sm(l)为发射天线m发送的前导信号，Sn(l)为发射天线n发送的前导信号，[l+p]L表示对l+p进行长度L的循环移位，m和n表示不同的发射天线的编号，L为Sm(l)的长度，l的取值集合l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，p为整数且取值集合为l的取值集合中除去元素0后剩余元素组成的集合，*表示求共轭运算。
19.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述处理器执行所述计算机代码还用于：
根据第一自相关值公式计算所述接收信号的自相关值，所述第一自相关值公式包括：
其中，Γ(t0)为t0时刻所述接收信号的自相关值，yn表示接收天线n的接收信号，L为所述前导信号的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，为用于初始统计的接收天线集合，*表示求共轭运算。
20.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述处理器执行所述计算机代码还用于：
将所述接收信号的自相关值与第一预设阈值进行比较；
若所述接收信号的自相关值大于或等于所述第一预设阈值，则将所述接收信号的自相关值对应的时刻确定为所述初始估计时刻。
21.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述处理器执行所述计算机代码还用于：
根据频偏估计公式计算所述载波频偏估计值，所述频偏估计公式包括：
将所述载波频偏估计值作为频偏补偿公式的输入获取所述频偏补偿后的接收信号，所述频偏补偿公式包括：
其中，为接收天线n的所述频偏补偿后的接收信号，Δfc为所述载波频偏估计值，yn表示接收天线n的接收信号，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，Ts为发射天线m发射的相邻的Sm(l)和Sm(l+1)之间的时间间隔，L为所述前导信号的长度，t1＝t0+η，t0为所述初始估计时刻，η∈{0,αL}，α为所述发射天线发送的所述前导信号的个数，为用于频偏估计的接收天线集合，为接收天线的集合，*表示求共轭运算，∠表示求角度运算。
22.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述处理器执行所述计算机代码还用于：
根据互相关值公式计算所述频偏补偿后的接收信号的互相关值，所述互相关值公式包括：
其中，A(t2)为t2时刻的所述频偏补偿后的接收信号的互相关值，为用于计算互相关的发射天线的集合，为用于计算互相关值的接收天线集合，为接收天线n的所述频偏补偿后的接收信号，Sm为发射天线m发送的前导信号，L为所述前导信号的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，*表示求共轭运算；
根据第二自相关值公式计算所述频偏补偿后的接收信号的自相关值，所述第二自相关值公式包括：
其中，Γ(t2)为t2时刻所述频偏补偿后的接收信号的自相关值，表示接收天线n的所述频偏补偿后的接收信号，L为所述前导信号的长度，l为整数且取值集合为{0,…,L-1}，为用于初始统计的接收天线集合，*表示求共轭运算。
23.根据权利要求17或22所述的装置，其特征在于，所述处理器执行所述计算机代码还用于：
将所述频偏补偿后的接收信号的互相关值与第二预设阈值进行比较，并将所述频偏补偿后的接收信号的自相关值与第三预设阈值进行比较；
若所述频偏补偿后的接收信号的互相关值大于或等于所述第二预设阈值且所述频偏补偿后的接收信号的自相关值大于或等于所述第三预设阈值，则将所述频偏补偿后的接收信号的互相关值和自相关值对应的时刻确定为帧同步时刻，并根据所述帧同步时刻解调数据完成帧同步。
24.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，所述第二预设阈值包括：
连续L个所述频偏补偿后的接收信号的互相关值的最大值与预设系数相乘得到的数值，其中，L为所述前导信号的长度。
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