CN110505175A - 一种快速帧同步方法及帧同步装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速帧同步的方法及帧同步装置，所述的帧同步方法包括步骤：1)将接收的模拟电信号转换成并行数字信号；2)对所述并行数字信号进行缓存；3)对所述缓存数据进行移动归一化互相关系数计算；4)对所述移动归一化互相关系数进行比较，得出帧同步结果；其中步骤3)具体包括：3‑1)对所述缓存数据进行移动平均值计算；3‑2)对所述缓存数据利用移动平均值和增量更新进行移动归一化互相关系数计算。本发明的快速帧同步方法及帧同步接收装置可大大减少算法的运算量，并保持传统帧同步方法的优秀性能。

Description

一种快速帧同步方法及帧同步装置

技术领域

本发明涉及一种快速帧同步方法及帧同步装置。

背景技术

无论在无线通信领域还是在光传感领域，帧同步都是接收机必不可少的工作项。帧同步指的是接收方能够从接收到的数据流中区分出帧的起始与终止，其可以通过接收数据流自相关或者接收数据流与本地信号进行互相关的匹配计算来实现。其中，自相关的同步方法是指对接收信号进行采样，采集足够数量的样点后的接收序列与其自身的延迟序列进行相关运算，根据所寻找到的最大相关峰即可确定帧的起始位置，该方法不需要预先保存相关序列，在通信领域和光传感领域都较为常用。

利用保护间隔进行帧同步是常用的一种帧同步方法，该方法是通过复制预置的帧数据的一小段作为保护间隔，在接收端仅对保护间隔进行互相关运算，能够在保证精确度的同时大大减少计算量。例如，在我国自主推出的数字地面多媒体广播系统中，发射端采用的时域同步正交频分复用技术，正是利用了循环PN序列作为保护间隔，从而使接收端能够快速进行系统同步；在光传感领域，同样利用保护间隔来达到不同位置光学频率梳中帧区分的目的。

利用保护间隔进行帧同步的方法，虽然较为成熟并且性能优秀，但在同步过程中，为了保证帧同步的正确性，保护间隔的长度需要很大。如图3所示，利用保护间隔进行帧同步的传统计算方法中，在接收机端，同步过程不断移动同步窗口，每一次窗口移动，都需要N次累加计算和3*N次乘法计算来得到归一化互相关系数，以找到与预设的保护间隔序列相关性最高的位置，达到帧同步的目的。这种传统的帧同步计算方法，过程中涉及巨大的运算量，消耗时间较长，限制了该帧同步方法在实时系统中的应用。

发明内容

本发明的第一个目的，在于提供一种快速帧同步方法，在保持利用保护间隔进行帧同步的优秀性能的同时，降低归一化互相关系数计算的复杂程度，加快帧同步过程，提高帧同步的效率。

本发明的第二个目的，就在于提供上述方法的帧同步装置。

本发明的第一个目的采用的技术方案如下：一种快速帧同步方法，包括以下步骤：

1)将接收的模拟电信号转换成并行数字信号；

2)对所述并行数字信号进行缓存；

3)对所述缓存数据进行移动归一化互相关系数计算；

4)对所述移动归一化互相关系数进行比较，得出帧同步结果；

步骤3)所述对缓存数据进行移动归一化互相关系数计算的过程具体包括：

3-1)对所述缓存数据进行移动平均值计算；

3-2)对所述缓存数据利用移动平均值和增量更新进行归一化互相关系数计算。

进一步的，步骤3-2)对所述缓存数据利用移动平均值和增量更新进行归一化互相关系数计算的过程具体包括：

3-21)对所述缓存数据根据预设的保护间隔相对位置取出相应数据序列A和数据序列B，即从缓存数据的起始位开始按顺序取出序列长度等于保护间隔长度的数据序列A，从缓存数据的第{1+帧有效序列长度+保护间隔长度}的位置按顺序取出序列长度等于保护间隔长度的数据序列B，该次取出的数据序列A和数据序列B记为窗口的第一次移动位置；

3-22)对所述数据序列A和数据序列B计算第一次移动位置的归一化互相关系数；所用归一化互相关系数公式为NCC＝cov/(var_A×var_B)，cov为数据序列A和数据序列B的方差，var_A和var_B分别为数据序列A和数据序列B的标准差，所述方差计算公式为所述标准差计算公式为其中，A(j)为数据数列A第j位置数据的值，为本次取出数据序列A的平均值，B(j)为数据数列B第j位置数据的值，为本次取出数据序列B的平均值；

3-23)对所述缓存数据进行窗口移位，取出下一位置的数据序列A和数据序列B；即在缓存数据中由所述窗口的第一次移动位置，向后移动一个数据，取出本次的数据序列A和数据序列B，记为窗口的第二次移动位置；

3-24)对所述的下一位置的数据序列A和B利用增量更新处理，快速计算出该位置的归一化互相关系数；

3-25)重复上述3-23)和3-24)步骤，即由窗口的第二次移动位置向后移动一个数据，取出第三次移动位置的数据序列A和数据序列B，依次类推，计算窗口第三次至第m次移动位置,数据序列A和数据序列B的归一化互相关系数，m＝{帧有效序列长度+保护间隔长度}，移动结束。

进一步的，所用增量更新算式为NCC(i)＝[cov(i-1)+conv_diff(i-1)]^2)/([A_var(i-1)+A_var_diff(i-1)]×[B_var(i-1)+B_var_diff(i-1)])，其中NCC(i)为当前位置的归一化互相关系数，cov(i-1)为前一位置数据序列A和数据序列B的方差，A_var(i-1)和B_var(i-1)分别为前一位置的序列A和数据序列B的标准差，conv_diff(i-1)为前一位置数据序列A和数据序列B的方差与当前位置数据序列A和数据序列B方差的差值，A_var_diff(i-1)为前一位置的数据序列A的标准差与当前位置的数据序列A标准差的差值；B_var_diff(i-1)为前一位置的数据序列B的标准差与当前位置的数据序列B标准差的差值；

本发明步骤3)采用了增量更新的处理过程来减少帧同步过程的计算量。传统的帧同步方法通过重复使用所述归一化互相关系数公式NCC＝cov/(var_A×var_B)来获取不同位置序列的相关性，从而达到帧同步目的。但传统的帧同步方法存在运算量大的问题，本发明为了减少帧同步过程的运算量，利用窗口移位前后，从所述缓存数据取出的序列仅有一位数据不同的特点，利用窗口移位前的归一化互相关系数，来计算窗口移位后的归一化互相关系数，避免了传统帧同步方法中的大量冗余计算，简化了运算步骤和减少了运算量。

经试验证明，本发明提供的快速帧同步方法能实现背景技术中所需的帧同步功能，同时，由于采用增量更新的处理过程，使帧同步过程计算复杂度远远低于传统的帧同步方法。

进一步地，步骤1)所述将接收的模拟电信号转换成并行数字信号的过程具体包括：

1-1)将所述模拟电信号进行模数转换，生成数字信号；

1-2)对所述数字信号进行串并转换，生成并行数字信号。

进一步地，步骤2)对所述并行数字信号进行缓存的过程具体包括：

2-1)对所述并行数字信号进行存储；

2-2)对所述并行数字信号进行读取。

进一步，步骤4)对所述移动归一化互相关系数进行比较，得出帧同步结果的过程具体包括：

4-1)对所述移动归一化互相关系数进行比较，找出最大值及最大值所在位置；

4-2)输出所述最大值及最大值所在位置。

本发明的第二个目的是提供一种帧同步装置，所述装置包括：

模数转换单元，用于将所述模拟电信号转换为并行数字信号；

缓存控制单元，用于对所述并行数字信号进行缓存；

移动归一化互相关系数计算单元，用于对所述缓存数据进行移动归一化互相关系数计算；

帧同步定位单元，用于对所述移动归一化互相关系数进行比较，得出帧同步结果。

所述移动归一化互相关系数计算单元包括：

移动平均值计算子单元，用于对所述缓存数据进行移动平均值计算，以得到归一化数据，提高运算精度；

移动互相关系数计算子单元，用于对所述缓存数据利用增量更新处理进行归一化互相关系数计算，以减少计算量；

进一步，所述移动互相关系数计算子单元包括：

双窗口取值模块，用于对所述缓存数据根据预设的保护间隔相对位置来设定窗口取出相应数据序列A和数据序列B；

首次归一化互相关系数计算模块，用于对所述数据序列A和B计算第一次移动位置的归一化互相关系数；

双窗口移动模块，用于对所述缓存数据进行窗口移位，取出下一位置的数据序列A和数据序列B；

非首次归一化互相关系数计算模块，用于对所述的下一位置的数据序列A和数据序列B利用增量更新处理，快速计算出该位置的归一化互相关系数；

循环模块，用于控制帧同步装置循环重复运行上述双窗口移动模块和非首次归一化互相关系数计算模块，直至移动结束。

进一步，所述模数转换单元包括：

模数转换子单元，用于将所述模拟电信号进行模数转换，生成数字信号；

串并转换子单元，用于对所述数字信号进行串并转换，生成并行数字信号。

进一步，所述缓存控制单元包括：

数据存储子单元，用于对所述并行数字信号进行存储；

数据读取子单元，用于对所述并行数字信号进行读取。

进一步，所述帧同步定位单元包括：

比较子单元，用于对所述移动归一化互相关系数进行比较，找出最大值及最大值所在位置；

输出子单元，用于输出所述最大值及最大值所在位置。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

本发明提出基于增量更新的帧同步方法，能达到传统帧同步方法类似的优越性能，但由于计算移动位置互相关系数时，所需运算方法计算复杂度远远低于传统帧同步方法的算法复杂度，因此本发明的快速帧同步方法及帧同步接收装置又可大大减少算法的运算量；总之，本发明的快速帧同步方法及帧同步接收装置，相比于传统的帧同步方法，能大大降低算法的复杂度，但性能又不会下降，综合而言，本发明的快速帧同步方法及帧同步接收装置在获得良好性能的同时能保持较低的运算复杂度。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：

图1为本发明实施例一中一种帧同步装置的结构框图；

图2为本发明实施例二中一快速帧同步方法的流程图；

图3为现有技术中利用保护间隔的传统帧同步方法中移动归一化相关系数算法的流程框图；

图4为本发明中基于增量更新处理的移动归一化互相关系数算法的流程框图；

图5是本发明的移动归一化互相关系数与传统帧同步中归一化互相关计算结果在信噪比为5dB时的性能比较图；

图6是本发明的移动归一化互相关系数与传统帧同步中归一化互相关计算结果在信噪比为10dB时的性能比较图；

图7是本发明的移动归一化互相关系数与传统帧同步中归一化互相关计算结果在信噪比为15dB时的性能比较图；

图8是本发明的移动归一化互相关系数与传统帧同步中归一化互相关计算结果在信噪比为20dB时的性能比较图；

图9是本发明的快速帧同步算法与传统帧同步算法在保护间隔长度一定时的计算复杂度对比图；

图10是本发明的快速帧同步算法与传统帧同步算法在移动次数一定时的计算复杂度对比图；

附图说明：图5～图8右侧圆圈中所示为虚线圈注区域峰值附近的放大图。

具体实施方式

下面结合附图和相应的实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解为，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

实施例一

一种帧同步装置，如图1所示，包括模数转换单元11、缓存控制单元12、移动归一化互相关系数计算单元13、和帧同步定位单元14。其中，模数转换单元11、缓存控制单元12、移动归一化互相关系数计算单元13、和帧同步定位单元14依次连接。

模数转换单元11用于将所述模拟电信号转换为并行数字信号。本实施例中，模数转换单元11包括模数转换子单元111和串并转换子单元112。其中，模数转换子单元111与串并转换子单元112相连。模数转换子单元111用于将所述模拟电信号进行模数转换，生成数字信号；串并转换子单元112，用于对所述数字信号进行串并转换，生成并行数字信号。

缓存控制单元12用于对所述并行数字信号进行缓存。本实施例中，缓存控制单元12包括数据存储子单元121和数据读取子单元122。其中，数据存储子单元121用于对所述并行数字信号进行存储；数据读取子单元122，用于对所述并行数字信号进行读取。

移动归一化互相关系数计算单元13用于对所述缓存数据进行移动归一化互相关系数计算。本实施例中，移动归一化互相关系数计算单元13包括移动均值计算子单元131和移动互相关系数计算子单元132。其中，移动均值计算子单元131和移动互相关系数计算子单元132相连。移动均值计算子单元131用于对所述缓存数据进行移动平均值计算，以得到归一化数据，提高运算精度；移动互相关系数计算子单元132，用于对所述缓存数据利用增量更新处理进行归一化互相关系数计算，以减少计算量。

本实施例中，上述移动互相关系数计算子单元132包括依次连接的双窗口取值模块132a、首次归一化互相关系数计算模块132b、双窗口移动模块132c、非首次归一化互相关系数计算模块132d和循环模块132e。其中，双窗口取值模块132a用于对所述缓存数据根据预设的保护间隔相对位置来设定窗口取出相应数据序列A和B；首次归一化互相关系数计算模块132b用于对所述数据序列A和数据序列B计算第一次移动位置的归一化互相关系数，所用归一化互相关系数公式为NCC＝cov/(var_A×var_B)，cov为序列A和B的方差，var_A和var_B分别为数据序列A和数据序列B的标准差；双窗口移动模块132c用于对所述缓存数据进行窗口移位，取出下一位置的数据序列A和B；非首次归一化互相关系数计算模块132d用于对所述的下一位置的数据序列A和B利用增量更新，快速计算出该位置的归一化互相关系数，所用增量更新的算式为NCC(i)＝[cov(i-1)+conv_diff(i-1)]^2)/([A_var(i-1)+A_var_diff(i-1)]×[B_var(i-1)+B_var_diff(i-1)])，其中NCC(i)为当前位置的归一化互相关系数，cov(i-1)为前一位置的方差，A_var(i-1)和B_var(i-1)分别为前一位置的数据序列A和数据序列B的标准差，conv_diff(i-1)为前一位置数据序列A和数据序列B方差与当前位置数据序列A和数据序列B方差的差值，A_var_diff(i-1)为前一位置的数据序列A的标准差与当前位置的数据序列A标准差的差值；B_var_diff(i-1)为前一位置的数据序列B的标准差与当前位置的数据序列B标准差的差值；循环模块132e用于控制帧同步装置循环重复运行上述双窗口移动模块和非首次归一化互相关系数计算模块，直至移动结束。

帧同步定位单元14用于对所述移动归一化互相关系数进行比较，得出帧同步结果。帧同步定位单元14包括比较子单元141和输出子单元142。其中，比较子单元141用于对所述移动归一化互相关系数进行比较，找出最大值及最大值所在位置；输出子单元142用于输出所述最大值及最大值所在位置，即帧同步结果。

实施例二

如图2所示，利用实施例一中帧同步装置进行快速帧同步的方法，包括以下步骤：

步骤s201，将接收的模拟电信号进行模数转换，生成数字信号；

步骤s202，将所述数字信号进行串并转换，生成并行数字信号(图2中简称为并行信号)；

步骤s203，对所述并行数字信号进行存储；

步骤s204，对所述并行数字信号进行读取；

步骤s205，对所述缓存数据进行移动平均值计算；

步骤s206，对所述缓存数据根据预设的保护间隔相对位置窗口取出相应数据序列A和数据序列B(图2中简称为序列A和B)，即从缓存数据的起始位开始按顺序取出序列长度等于保护间隔长度的数据序列A，从缓存数据的第{1+帧有效序列长度+保护间隔长度}位置按顺序取出序列长度等于保护间隔长度的数据序列B，该次取出的数据序列A和数据序列B记为窗口的第一次移动位置；

步骤s207，计算第一次移动位置所述数据序列A和数据序列B的归一化互相关系数，所用归一化互相关系数公式为NCC＝cov/(var_A×var_B)，cov为数据序列A和数据序列B的方差，var_A和var_B分别为数据序列A和数据序列B的标准差，所述方差计算公式为所述标准差计算公式为其中，A(j)为数据数列A第j位置数据的值，为本次取出数据序列A的平均值，B(j)为数据数列B第j位置数据的值，为本次取出数据序列B的平均值；和由步骤S205中缓存数据移动平均值的计算结果中获取。

步骤s208，对所述缓存数据进行窗口移位，取出下一位置的数据序列A和B；即在缓存数据中由所述窗口的第一次移动位置，向后移动一个数据，取出本次的数据序列A和数据序列B，记为窗口的第二次移动位置。

步骤s209，对所述的下一位置的数据序列A和B利用增量更新处理，快速计算出该位置的归一化互相关系数，所用增量更新的算式为NCC(i)＝[cov(i-1)+conv_diff(i-1)]^2)/([A_var(i-1)+A_var_diff(i-1)]×[B_var(i-1)+B_var_diff(i-1)])，其中NCC(i)为当前位置的归一化互相关系数，cov(i-1)为前一位置数据序列A和数据序列B的方差，A_var(i-1)和B_var(i-1)分别为前一位置的序列A和数据序列B的标准差，conv_diff(i-1)为前一位置数据序列A和数据序列B的方差与当前位置数据序列A和数据序列B方差的差值，A_var_diff(i-1)为前一位置的数据序列A的标准差与当前位置的数据序列A标准差的差值；B_var_diff(i-1)为前一位置的数据序列B的标准差与当前位置的数据序列B标准差的差值；

步骤s210，重复所述s208和s209步骤，即由窗口的第二次移动位置向后移动一个数据，取出第三次移动位置的数据序列A和数据序列B，依次类推，计算窗口第三次至第m次移动位置,数据序列A和数据序列B的归一化互相关系数，m＝{帧有效序列长度+保护间隔长度}，移动结束；

步骤s211，对计算结果中所有移动归一化互相关系数进行比较，找出最大值及最大值所在位置；

步骤s212，输出所述最大值及最大值所在位置，即得出帧同步位置。

图4是利用本发明的增量更新处理进行移动归一化互相关系数计算的流程框图，与图3中传统帧同步计算方法相比，可以明显看出，本发明的基于增量更新的快速帧同步算法的具体实现方式：在计算新的移动位置的归一化互相关系数时，不需要重新进行完整的计算，只需要利用前一位置的结果通过简单的加减乘除运算方法进行一次累加计算即可得出结果，可以减少大量的数据计算。

图5～图8用于比较传统帧同步算法与本发明基于增量更新的快速帧同步算法在性能方面的差别。在MATLAB中输出信噪比SNR＝5dB,SNR＝10dB,SNR＝15dB,SNR＝20dB四种状态下,采用传统帧同步方法和采用本发明的帧同步方法移动互相关系数值的曲线，图中数据可以证明，在不同信噪比下，本发明基于增量更新的快速帧同步算法与传统帧同步算法计算得出的归一化互相关系数结果相差不大，均能准确找到最大值所在的位置，具有类似的性能。

本发明提出的基于增量更新的快速帧同步算法在性能上可等价于替代传统的帧同步方法，并且在算法复杂度方面具有较大优势。对比结果如图9和图10所示，图9和图10为通过MATLAB输出的计算复杂度曲线，纵坐标为计算次数，用于比较传统帧同步方法与本发明所提出的方法的计算复杂度。图9中横坐标为保护间隔相对位置长度M，与帧同步计算中的窗口移动次数相等，图10中横坐标为保护间隔长度N。图9反应出，在保护间隔长度N一定时，传统帧同步算法的计算复杂度远远大于本发明的快速帧同步算法计算复杂度，并且随着移动次数的增加，即随图中保护间隔相对位置长度M的变大，传统帧同步算法的计算复杂度增加迅速，而本发明的快速帧同步算法计算复杂度增加平缓；图10反应出，在窗口移动次数一定时，也即图中保护间隔相对位置长度M为定值时，采用不同的保护间隔长度N，传统帧同步算法的计算复杂度均远远大于本发明的快速帧同步算法计算复杂度，并且随着保护间隔长度的增加，传统帧同步算法的计算复杂度增加迅速，而本发明的快速帧同步算法计算复杂度增加平缓。因此本发明的方法算法复杂度要远远低于传统方法。

综上分析可以证明，本发明基于增量更新的快速帧同步方法和装置，相比于传统帧同步方法，具有类似的性能，但算法复杂度远远降低。

本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种快速帧同步方法，包括以下步骤：

1)将接收的模拟电信号转换成并行数字信号；

2)对所述并行数字信号进行缓存；

3)对所述缓存数据进行移动归一化互相关系数计算；

4)对所述移动归一化互相关系数进行比较，得出帧同步结果；

其特征在于，

步骤3)所述对缓存数据进行移动归一化互相关系数计算的过程具体包括：

3-1)对所述缓存数据进行移动平均值计算；

3-2)对所述缓存数据利用移动平均值和增量更新进行归一化互相关系数计算。

2.根据权利要求1所述的快速帧同步方法，其特征在于，

步骤3-2)对所述缓存数据利用移动平均值和增量更新进行归一化互相关系数计算的过程具体包括：

3-21)对所述缓存数据根据预设的保护间隔相对位置取出相应数据序列A和数据序列B，该次取出的数据序列A和数据序列B记为窗口的第一次移动位置；

3-22)对所述数据序列A和数据序列B计算第一次移动位置的归一化互相关系数；

3-23)对所述缓存数据进行窗口移位，取出下一位置的数据序列A和数据序列B；即在缓存数据中由所述窗口的第一次移动位置，向后移动一个数据，取出本次的数据序列A和数据序列B，记为窗口的第二次移动位置；

3-24)对所述的下一位置的数据序列A和B利用增量更新处理，计算出该位置的归一化互相关系数；

3-25)重复上述3-23)和3-24)步骤，即由窗口的第二次移动位置向后移动一个数据，取出第三次移动位置的数据序列A和数据序列B，依次类推，计算窗口第三次至第m次移动位置数据序列A和数据序列B的归一化互相关系数，m＝{帧有效序列长度+保护间隔长度}，移动结束。

3.根据权利要求2所述的快速帧同步方法，其特征在于，

所用增量更新处理算式为NCC(i)＝[cov(i-1)+conv_diff(i-1)]^2)/([A_var(i-1)+A_var_diff(i-1)]×[B_var(i-1)+B_var_diff(i-1)])，其中NCC(i)为当前位置的归一化互相关系数，cov(i-1)为前一位置数据序列A和数据序列B的方差，A_var(i-1)和B_var(i-1)分别为前一位置的序列A和数据序列B的标准差，conv_diff(i-1)为前一位置数据序列A和数据序列B的方差与当前位置数据序列A和数据序列B方差的差值，A_var_diff(i-1)为前一位置的数据序列A的标准差与当前位置的数据序列A标准差的差值；B_var_diff(i-1)为前一位置的数据序列B的标准差与当前位置的数据序列B标准差的差值。

4.根据权利要求1所述的快速帧同步方法，其特征在于，步骤1)所述将接收的模拟电信号转换成并行数字信号的过程具体包括：

1-1)将所述模拟电信号进行模数转换，生成数字信号；

1-2)对所述数字信号进行串并转换，生成并行数字信号。

5.根据权利要求2所述的快速帧同步的方法，其特征在于，步骤2)所述将并行数字信号进行缓存的过程具体包括：

2-1)对所述并行数字信号进行存储；

2-2)对所述并行数字信号进行读取。

6.根据权利要求1所述的快速帧同步的方法，其特征在于，步骤4)所述对移动归一化互相关系数进行比较，得出帧同步结果的过程具体包括：

4-1)对所述移动归一化互相关系数进行比较，找出最大值及最大值所在位置；

4-2)输出所述最大值及最大值所在位置。

7.一种采用权利要求1所述帧同步方法的帧同步装置，所述装置包括：

模数转换单元，用于将所述模拟电信号转换为并行数字信号；

缓存控制单元，用于对所述并行数字信号进行缓存；

移动归一化互相关系数计算单元，用于对所述缓存数据进行移动归一化互相关系数计算；

帧同步定位单元，用于对所述移动归一化互相关系数进行比较，得出帧同步结果；

其特征在于，

所述移动归一化互相关系数计算单元包括：

移动平均值计算子单元，用于对所述缓存数据进行移动平均值计算，以得到归一化互相关系数计算用平均值数据；

移动互相关系数计算子单元，用于对所述缓存数据利用增量更新进行归一化互相关系数计算。

8.根据权利要求7所述的帧同步装置，其特征在于，所述移动互相关系数计算子单元包括：

双窗口取值模块，用于对所述缓存数据根据预设的保护间隔相对位置来设定窗口取出相应数据序列A和数据序列B；

首次归一化互相关系数计算模块，用于计算窗口第一次移动位置所述数据序列A和数据序列B的归一化互相关系数；

双窗口移动模块，用于对所述缓存数据进行窗口移位，取出下一位置的数据序列A和数据序列B；

非首次归一化互相关系数计算模块，用于窗口移位后的下一位置的数据序列A和数据序列B利用增量更新，计算出该位置的归一化互相关系数；

循环模块，用于控制帧同步装置循环重复运行所述双窗口移动模块和所述非首次归一化互相关系数计算模块，直至移动结束。

9.根据权利要求8所述的帧同步装置，其特征在于，所述模数转换单元包括：

模数转换子单元，用于将所述模拟电信号进行模数转换，生成数字信号；

串并转换子单元，用于对所述数字信号进行串并转换，生成并行数字信号。

10.根据权利要求9所述的帧同步装置，其特征在于，所述缓存控制单元包括：

数据存储子单元，用于对所述并行数字信号进行存储；

数据读取子单元，用于对所述并行数字信号进行读取；

所述帧同步定位单元包括：

比较子单元，用于对所述移动归一化互相关系数进行比较，找出最大值及最大值所在位置；

输出子单元，用于输出所述最大值及最大值所在位置。