本发明涉及无线通信技术领域，更具体地，涉及一种基于边沿检测的fm0编码进行解码的方法及系统。
背景技术：
fm0编码以其便于位同步提取、频谱带宽较窄、实现电路简单而在etc中得到广泛的应用，线路fm0解码模块是etc系统基带电路重要组成部分，本文基于etc系统中车栽单元(0nboardunit，obu)与路边单元(roadsideunit，rsu)之间的短距离双向通信，以提高fm0解码速度的目的，根据fm0编码原则，在fpga软件环境下用高级硬件描述语言vhdl实现fm0解码器设计，给出程序代码，在quartusⅱ环境下仿真，并通过逻辑分析仪观察波形。同等功能下，解码时间是图形输入法的五分之一。
fm0编码采用电平变化表示逻辑，在数据位起始处反转表示逻辑“1”，在数据为中间反转表示逻辑“0”，在信号预处理(抽取、半带滤波、带通滤波、平滑滤波)后编码数据的毛刺、占空比和位速率的影响都会有所改善，采用边沿检测的方法来进行解码可以较为容易的实现fm0解码，并且能够有效的降低硬件资源开销，从而可以选用价格更为低廉的芯片，降低设备成本。
现有技术(cn200910207420.6)公开了一种fm0和fm1码的解码方法和装置，涉及无线通信技术，通过获取脉冲宽度，并根据fm0和fm1码中不同的规则进行解码，以及在所获取的脉冲宽度不符合编码规则时立即结束解码。由于在正常情况下fm0码和fm1码中，每个比特周期的开始都要反相，所以其脉冲宽度都不超过2，在根据脉冲宽度进行解码时，由于判断脉冲宽度和译码是同时进行的，所以当脉冲序列发生异常时，即可以很快发现并结束解码，从而减小错误信号带来的延时，提高通信效率，减小通信失败率。然而，现有技术对fm0码和fm1码进行解码操作复杂。
因此，需要一种技术，以实现对基于边沿检测的fm0编码进行解码。
技术实现要素：
本发明技术方案提供一种基于边沿检测的fm0编码进行解码的方法及系统，以解决如何对基于边沿检测的fm0编码进行解码的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种基于边沿检测的fm0编码进行解码的方法，所述方法包括：
获取fmo编码信号的反向速率及抽样系数，根据所述反向速率和所述抽样系数计算fmo编码信号中单个码元的采样点数；
获取单个码元归一化后的fmo编码信号中的最大值和最小值；
确定所述fmo编码信号中与所述最大值和所述最小值相差为预定阈值的采样点作为fmo编码信号的上升沿或下降沿；
判决所述上升沿和所述下降沿的逻辑交替，直至所述fmo编码信号不存在有效信号；
当所述fmo编码信号中不存在有效信号时，去除所述fmo编码信号中的异常采样点；将去除异常采样点的所述fmo编码信号进行解码。
优选地，所述据所述fmo编码信号中单个码元的长度，去除所述fmo编码信号中的异常点，确定所述fmo编码信号的边沿。
优选地，其中所述预定阈值为对所述fmo编码信号周期ad值进行积分后查取阈值表所得，所述阈值表根据预先实验获取。
优选地，所述获取fmo编码信号的反向速率及抽样系数，根据所述反向速率和所述抽样系数计算fmo编码信号中单个码元的采样点数，所述采样点数计算公式(1)数值的取整：
b/(c*2d*a)(1)
a为所述fmo编码信号的反向速率，b为ad采样速率，c倍cic抽取，经过d个半带滤波。
优选地，其中，获取与所述最大值和所述最小值相差为预定阈值的采样点作为fmo编码信号的上升沿或下降沿，还包括：
若一个采样点的值小于前一个码元长度内的最大值减去预定阈值时，则所述采样点所处位置即为下降沿；若一个采样点的值大于前一个码元长度内的最小值加上预定阈值时，则所述采样点所处位置为上升沿。
基于本发明的另一方面，提供一种基于边沿检测的fm0编码进行解码的系统，所述系统包括：
第一获取单元，用于获取fmo编码信号的反向速率及抽样系数，根据所述反向速率和所述抽样系数计算fmo编码信号中单个码元的采样点数；获取单个码元归一化后的fmo编码信号中的最大值和最小值；
确定单元，用于确定所述fmo编码信号中与所述最大值和所述最小值相差为预定阈值的采样点作为fmo编码信号的上升沿或下降沿；
判断单元，用于判决所述上升沿和所述下降沿的逻辑交替，直至所述fmo编码信号不存在有效信号；
执行单元，用于当所述fmo编码信号中不存在有效信号时，去除所述fmo编码信号中的异常采样点；将去除异常采样点的所述fmo编码信号进行解码。
优选地，所述执行单元还用于：根据所述fmo编码信号中单个码元的长度，去除所述fmo编码信号中的异常点，确定所述fmo编码信号的边沿。
优选地，其中所述预定阈值为对所述fmo编码信号周期ad值进行积分后查取阈值表所得，所述阈值表根据预先实验获取。
优选地，所述获取fmo编码信号的反向速率及抽样系数，根据所述反向速率和所述抽样系数计算fmo编码信号中单个码元的采样点数，所述采样点数计算公式(1)数值的取整：
b/(c*2d*a)(1)
a为所述fmo编码信号的反向速率，b为ad采样速率，c倍cic抽取，经过d个半带滤波。
优选地，其中确定单元用于获取与所述最大值和所述最小值相差为预定阈值的采样点作为fmo编码信号的上升沿或下降沿，还用于：
若一个采样点的值小于前一个码元长度内的最大值减去预定阈值时，则所述采样点所处位置即为下降沿；若一个采样点的值大于前一个码元长度内的最小值加上预定阈值时，则所述采样点所处位置为上升沿。
本发明技术方案提供一种基于边沿检测的fm0编码进行解码的方法及系统，方法包括：获取fmo编码信号的反向速率及抽样系数，根据反向速率和抽样系数计算fmo编码信号中单个码元的采样点数；获取单个码元归一化后的fmo编码信号中的最大值和最小值；确定fmo编码信号中与最大值和最小值相差为预定阈值的采样点作为fmo编码信号的上升沿或下降沿；判决上升沿和下降沿的逻辑交替，直至fmo编码信号不存在有效信号；当fmo编码信号中不存在有效信号时，去除fmo编码信号中的异常采样点；将去除异常采样点的fmo编码信号进行解码。本申请提出一种基于边沿检测的fm0解码方法，射频信号经过模数转换传输至数字处理模块的基带输入，经过cic抽取，半带滤波，带通滤波后经过边沿判决模块，边沿判决模块通过获取一定时间长度内归一化fm0信号的最大最小值，找到与最大最小值相差一定值得采样点作为fm0信号的上升下降沿，并根据一个码元所对应的采样点数排除掉间隔过长或过短的异常点，获得较为准确的fm0信号边沿，对信号进行整形后输入至fm0解码模块按照fm0编码规则完成解码。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明优选实施方式基于边沿检测的fm0编码进行解码的方法流程图；
图2为根据本发明优选实施方式的fm0编码规则及一种前导码示意图；
图3为根据本发明优选实施方式的基于边沿检测的fm0编码进行解码的程序流程示意图；以及
图4为根据本发明优选实施方式的基于边沿检测的fm0编码进行解码的系统结构图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明优选实施方式基于边沿检测的fm0编码进行解码的方法流程图。本申请根据已知反向速率获取一定时间长度内归一化fm0信号的最大最小值，找到与最大最小值相差一定值的采样点作为fm0信号上升下降沿，排除异常点后以获得较为准确的边沿用于解码。本申请提供的一种基于边沿检测的fm0解码方法，其中fm0射频信号经过模数转换后经过cic抽取，半带滤波，带通滤波输入至边沿判决模块。边沿判决模块获取归一化fm0信号，根据反向速率及抽取系数计算得到一个码元对应的采样点数，获取单个码元长度内的归一化fm0信号的最大最小值，找到第一个与最值相差固定阈值的采样点作为fm0信号的上下边沿。其中固定阈值来自于对该周期ad值积分后查表所得，阈值表是经过预先实验而获得的。上述步骤获得的边沿中有异常点，根据反向速率及抽取系数计算得到的单个码元长度排除掉异常点，获得更为准确的fm0信号边沿。
如图1所示，本申请实施方式提供一种基于边沿检测的fm0编码进行解码的方法，方法包括：
优选地，在步骤101：获取fmo编码信号的反向速率及抽样系数，根据反向速率和抽样系数计算fmo编码信号中单个码元的采样点数。优选地，获取单个码元归一化后的fmo编码信号中的最大值和最小值。优选地，获取fmo编码信号的反向速率及抽样系数，根据反向速率和抽样系数计算fmo编码信号中单个码元的采样点数，采样点数计算公式(1)数值的取整：
b/(c*2d*a)(1)
a为fmo编码信号的反向速率，b为ad采样速率，c倍cic抽取，经过d个半带滤波。
优选地，在步骤102：确定fmo编码信号中与最大值和最小值相差为预定阈值的采样点作为fmo编码信号的上升沿或下降沿。优选地，其中预定阈值为对fmo编码信号周期ad值进行积分后查取阈值表所得，阈值表根据预先实验获取。优选地，其中，获取与最大值和最小值相差为预定阈值的采样点作为fmo编码信号的上升沿或下降沿，还包括：若一个采样点的值小于前一个码元长度内的最大值减去预定阈值时，则采样点所处位置即为下降沿；若一个采样点的值大于前一个码元长度内的最小值加上预定阈值时，则采样点所处位置为上升沿。
本申请一种基于边沿检测的fm0解码方法，通过已知的反向速率与cic抽取系数，计算得出一个码元对应的采样点数。射频信号经过预处理(cic抽取，半带滤波，带通滤波)后进行前导码判决，fm0编码规则及前导码如图2所示，当前导码成功同步后开始接收fm0编码数据，为增加设备对小信号的判决成功率，使用归一化的fm0编码数据来进行判决，例如gb/t29768-2013的前导码中“v”的高低电平可以用来判断数据的第一个边沿是上升沿还是下降沿。
优选地，在步骤103：判决上升沿和下降沿的逻辑交替，直至fmo编码信号不存在有效信号。本申请使用一个滑动窗来计算查找一个码元长度内的最值，若一个采样点的值小于前一个码元长度内的(最大值-阈值)，则该采样点所处位置即为下降沿，反之，若一个采样点的值大于前一个码元长度内的(最小值 阈值)，则该采样点所处位置为上升沿，判决上升沿和下降沿的逻辑交替进行直至没有有效信号为止。
优选地，在步骤104：当fmo编码信号中不存在有效信号时，去除fmo编码信号中的异常采样点；将去除异常采样点的fmo编码信号进行解码。
优选地，据fmo编码信号中单个码元的长度，去除fmo编码信号中的异常点，确定fmo编码信号的边沿。本申请根据一个码元所对应的采样点数排除掉间隔过长或过短的异常点，就可以获得较为准确的信号边沿用于进一步解码。
本申请解码方法简单并容易实现，没有过多的积分和乘法运算，能够很大程度上降低硬件资源的开销，适用于低成本、便携移动设备上对fm0信号的解码。
图3为根据本发明优选实施方式的基于边沿检测的fm0编码进行解码的程序流程示意图。本申请提供一种于边沿检测的fm0编码进行解码的程序的实施方式，具体如图3所示，首先获取当前反向速率及滤波器的抽取系数，计算得到单个码元所对应的采样点数。例如反向是速率为a的fm0信号，ad采样速率为b，c倍cic抽取，经过d个半带滤波，则一个码元对应的采样点数为b/(c*2d*a)个点(取整)。等待前导码同步完成后，开始边沿检测。使用归一化的fm0编码数据进行判决，由前导码中最后符号“v”的高低电平来判断数据的第一个边沿是上升沿还是下降沿。若一个采样点的值小于前一个码元长度内的(最大值-阈值e)，则该采样点所处位置即为下降沿，反之，若一个采样点的值大于前一个码元长度内的(最小值 阈值e)，则该采样点所处位置为上升沿，其中阈值e由预先实验确定，判决上升沿和下降沿的逻辑交替进行直至没有有效信号为止。对获得的边沿进一步处理，排除掉边沿间隔过长(例如逻辑“1”)或过短(由于归一化导致的噪音信号突变)的异常点后将信号传输给解码模块用于进一步解码。
图4为根据本发明优选实施方式的基于边沿检测的fm0编码进行解码的系统结构图。如图4所示，本申请提供一种基于边沿检测的fm0编码进行解码的系统，系统包括：
第一获取单元401，用于获取fmo编码信号的反向速率及抽样系数，根据反向速率和抽样系数计算fmo编码信号中单个码元的采样点数；获取单个码元归一化后的fmo编码信号中的最大值和最小值。优选地，获取fmo编码信号的反向速率及抽样系数，根据反向速率和抽样系数计算fmo编码信号中单个码元的采样点数，采样点数计算公式(1)数值的取整：
b/(c*2d*a)(1)
a为fmo编码信号的反向速率，b为ad采样速率，c倍cic抽取，经过d个半带滤波。
确定单元402，用于确定fmo编码信号中与最大值和最小值相差为预定阈值的采样点作为fmo编码信号的上升沿或下降沿。优选地，其中预定阈值为对fmo编码信号周期ad值进行积分后查取阈值表所得，阈值表根据预先实验获取。优选地，其中确定单元用于获取与最大值和最小值相差为预定阈值的采样点作为fmo编码信号的上升沿或下降沿，还用于：若一个采样点的值小于前一个码元长度内的最大值减去预定阈值时，则采样点所处位置即为下降沿；若一个采样点的值大于前一个码元长度内的最小值加上预定阈值时，则采样点所处位置为上升沿。
本申请一种基于边沿检测的fm0解码方法，通过已知的反向速率与cic抽取系数，计算得出一个码元对应的采样点数。射频信号经过预处理(cic抽取，半带滤波，带通滤波)后进行前导码判决，fm0编码规则及前导码如图2所示，当前导码成功同步后开始接收fm0编码数据，为增加设备对小信号的判决成功率，使用归一化的fm0编码数据来进行判决，例如gb/t29768-2013的前导码中“v”的高低电平可以用来判断数据的第一个边沿是上升沿还是下降沿。
判断单元403，用于判决上升沿和下降沿的逻辑交替，直至fmo编码信号不存在有效信号。本申请使用一个滑动窗来计算查找一个码元长度内的最值，若一个采样点的值小于前一个码元长度内的(最大值-阈值)，则该采样点所处位置即为下降沿，反之，若一个采样点的值大于前一个码元长度内的(最小值 阈值)，则该采样点所处位置为上升沿，判决上升沿和下降沿的逻辑交替进行直至没有有效信号为止。
执行单元404，用于当fmo编码信号中不存在有效信号时，去除fmo编码信号中的异常采样点；将去除异常采样点的fmo编码信号进行解码。优选地，执行单元404还用于：根据fmo编码信号中单个码元的长度，去除fmo编码信号中的异常点，确定fmo编码信号的边沿。本申请根据一个码元所对应的采样点数排除掉间隔过长或过短的异常点，就可以获得较为准确的信号边沿用于进一步解码。
本发明优选实施方式的基于边沿检测的fm0编码进行解码的系统400与本发明优选实施方式的基于边沿检测的fm0编码进行解码的方法100相对应，在此不再进行赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
1.一种基于边沿检测的fm0编码进行解码的方法，所述方法包括：
获取fmo编码信号的反向速率及抽样系数，根据所述反向速率和所述抽样系数计算fmo编码信号中单个码元的采样点数；
获取单个码元归一化后的fmo编码信号中的最大值和最小值；
确定所述fmo编码信号中与所述最大值和所述最小值相差为预定阈值的采样点作为fmo编码信号的上升沿或下降沿；
判决所述上升沿和所述下降沿的逻辑交替，直至所述fmo编码信号不存在有效信号；
当所述fmo编码信号中不存在有效信号时，去除所述fmo编码信号中的异常采样点；将去除异常采样点的所述fmo编码信号进行解码。
2.根据权利要求1所述的方法，所述据所述fmo编码信号中单个码元的长度，去除所述fmo编码信号中的异常点，确定所述fmo编码信号的边沿。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定阈值为对所述fmo编码信号周期ad值进行积分后查取阈值表所得，所述阈值表根据预先实验获取。
4.根据权利要求1所述的方法，所述获取fmo编码信号的反向速率及抽样系数，根据所述反向速率和所述抽样系数计算fmo编码信号中单个码元的采样点数，所述采样点数计算公式(1)数值的取整：
b/(c*2d*a)(1)
a为所述fmo编码信号的反向速率，b为ad采样速率，c倍cic抽取，经过d个半带滤波。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，获取与所述最大值和所述最小值相差为预定阈值的采样点作为fmo编码信号的上升沿或下降沿，还包括：
若一个采样点的值小于前一个码元长度内的最大值减去预定阈值时，则所述采样点所处位置即为下降沿；若一个采样点的值大于前一个码元长度内的最小值加上预定阈值时，则所述采样点所处位置为上升沿。
6.一种基于边沿检测的fm0编码进行解码的系统，所述系统包括：
第一获取单元，用于获取fmo编码信号的反向速率及抽样系数，根据所述反向速率和所述抽样系数计算fmo编码信号中单个码元的采样点数；获取单个码元归一化后的fmo编码信号中的最大值和最小值；
确定单元，用于确定所述fmo编码信号中与所述最大值和所述最小值相差为预定阈值的采样点作为fmo编码信号的上升沿或下降沿；
判断单元，用于判决所述上升沿和所述下降沿的逻辑交替，直至所述fmo编码信号不存在有效信号；
执行单元，用于当所述fmo编码信号中不存在有效信号时，去除所述fmo编码信号中的异常采样点；将去除异常采样点的所述fmo编码信号进行解码。
7.根据权利要求6所述的系统，所述执行单元还用于：根据所述fmo编码信号中单个码元的长度，去除所述fmo编码信号中的异常点，确定所述fmo编码信号的边沿。
8.根据权利要求6所述的系统，其中所述预定阈值为对所述fmo编码信号周期ad值进行积分后查取阈值表所得，所述阈值表根据预先实验获取。
9.根据权利要求6所述的系统，所述获取fmo编码信号的反向速率及抽样系数，根据所述反向速率和所述抽样系数计算fmo编码信号中单个码元的采样点数，所述采样点数计算公式(1)数值的取整：
b/(c*2d*a)(1)
a为所述fmo编码信号的反向速率，b为ad采样速率，c倍cic抽取，经过d个半带滤波。
10.根据权利要求6所述的系统，其中确定单元用于获取与所述最大值和所述最小值相差为预定阈值的采样点作为fmo编码信号的上升沿或下降沿，还用于：
若一个采样点的值小于前一个码元长度内的最大值减去预定阈值时，则所述采样点所处位置即为下降沿；若一个采样点的值大于前一个码元长度内的最小值加上预定阈值时，则所述采样点所处位置为上升沿。
技术总结