接收機(jī)的通信包突發(fā)檢測方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及物理層接收機(jī)中的同步技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及通信包突發(fā)檢測方法和
目.ο
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的基于訓(xùn)練序列的通信包突發(fā)檢測技術(shù)一般分為兩類，自相關(guān)檢測技術(shù)和互相關(guān)檢測技術(shù)。自相關(guān)檢測技術(shù)適用的通信系統(tǒng)一般需要在發(fā)射端發(fā)送兩段或多段重復(fù)或相關(guān)的訓(xùn)練信號，這降低了傳輸效率。
[0003]已知的基于互相關(guān)檢測器的通信包突發(fā)檢測技術(shù)方案參考圖1所示。其中的輸入信號為接收機(jī)接收到的隱含訓(xùn)練序列的無線信號，該信號由發(fā)射機(jī)發(fā)出，經(jīng)由信道、接收機(jī)調(diào)諧器、接收機(jī)模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)以及其它一系列接收前端處理模塊的處理，最后到達(dá)通信包突發(fā)檢測模塊10。通信包突發(fā)檢測模塊10中的訓(xùn)練序列來自于外部輸入(如高層協(xié)議給出的訓(xùn)練序列)或存儲在本地的存儲空間(如只讀存儲器或閃存)中。該訓(xùn)練序列與發(fā)射端的發(fā)射處理模塊的部分輸入序列相同，訓(xùn)練序列的具體表現(xiàn)形式可以為比特序列或數(shù)值序列(實(shí)數(shù)或復(fù)數(shù))。通信包突發(fā)檢測模塊10具有互相關(guān)器11，其操作方法為將輸入的信號與訓(xùn)練序列信號進(jìn)行滑動相關(guān)操作，取一定時(shí)間內(nèi)的最大相關(guān)值對應(yīng)的輸入信號位置索引值為通信包頭的起始位置?；ハ嚓P(guān)器11的檢測指示信號包括是否檢測到通信包頭、若檢測成功則給出具體的通信包頭樣本點(diǎn)位置，以及其它的附屬的同步相關(guān)信息(如初始載波頻偏估計(jì)值)等?；ハ嚓P(guān)器11在進(jìn)行滑動相關(guān)的過程中，可能需要進(jìn)行一些附屬操作，如估計(jì)初始頻偏值，這有利于滑動相關(guān)操作的正確性。
[0004]但是在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)上述已知的突發(fā)檢測技術(shù)方案的檢測性能不太理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種接收機(jī)的通信包突發(fā)檢測方法和裝置，具有提升的檢測性能。
[0006]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提出一種通信包突發(fā)檢測方法，用于一接收機(jī)，該方法包括以下步驟:接收一輸入信號；接收一訓(xùn)練序列；對該訓(xùn)練序列進(jìn)行濾波以獲得一訓(xùn)練信號，該濾波模擬包括發(fā)射機(jī)的發(fā)射處理模塊和發(fā)射前端、傳輸信道、以及接收機(jī)的接收前端的等效傳輸信道；以及對該輸入信號和該訓(xùn)練信號進(jìn)行滑動相關(guān)操作，獲得突發(fā)檢測的檢測指示信號和附屬信息。
[0007]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，對該訓(xùn)練序列進(jìn)行濾波之前還包括，對該訓(xùn)練序列進(jìn)行預(yù)處理。
[0008]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該預(yù)處理包括比特映射和上采樣。
[0009]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該濾波具有多組可選的濾波系數(shù)，分別針對不同的等效傳輸信道。
[0010]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述方法還包括根據(jù)一控制信號從多組濾波系數(shù)中選擇一組濾波系數(shù)。
[0011 ] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述方法還包括在線更新該濾波系數(shù)。
[0012]本發(fā)明還提出一種通信包突發(fā)檢測裝置，用于一接收機(jī)，該裝置包括第一存儲器、濾波器和互相關(guān)器。第一存儲器儲存訓(xùn)練序列。濾波器連接該第一存儲器，對該訓(xùn)練序列進(jìn)行濾波以獲得一訓(xùn)練信號，該濾波模擬包括發(fā)射機(jī)的發(fā)射處理和發(fā)射前端、傳輸信道、以及接收機(jī)的接收前端的等效傳輸信道?；ハ嚓P(guān)器連接該濾波器，對一輸入信號和該訓(xùn)練信號進(jìn)行滑動相關(guān)操作，獲得突發(fā)檢測的檢測指示信號和附屬信息。
[0013]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該第一存儲器儲存多個(gè)訓(xùn)練序列，且根據(jù)一控制信號選擇一個(gè)訓(xùn)練序列輸出至該濾波器。
[0014]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述裝置還包括第二存儲器，儲存多組分別針對不同的等效傳輸信道的濾波系數(shù)，且根據(jù)一控制信號選擇一組濾波系數(shù)輸出至該濾波器。
[0015]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述裝置還包括預(yù)處理模塊，連接在該第一存儲器和該濾波器之間，對該訓(xùn)練序列進(jìn)行預(yù)處理。
[0016]本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于接收端的訓(xùn)練序列在提取出來后，經(jīng)歷了模擬發(fā)射端的訓(xùn)練序列的等效傳輸信道的濾波，使得兩個(gè)訓(xùn)練序列之間的差異顯著縮小，因此可以滑動相關(guān)操作的準(zhǔn)確性，從而提高突發(fā)檢測的準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0017]為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說明，其中:
[0018]圖1示出已知的基于互相關(guān)檢測器的通信包突發(fā)檢測方法。
[0019]圖2示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的等效傳輸信道。
[0020]圖3示出本發(fā)明一實(shí)施例的基于互相關(guān)檢測器的通信包突發(fā)檢測裝置。
[0021]圖4示出本發(fā)明一實(shí)施例的基于互相關(guān)檢測器的通信包突發(fā)檢測方法。
[0022]圖5示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)例的包格式。
[0023]圖6示出圖5所示包格式的接入碼格式。
[0024]圖7示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)例的包格式。
[0025]圖8示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)例的發(fā)射機(jī)處理流程。
[0026]圖9示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)例的接收機(jī)處理流程。
[0027]圖10示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)例的通信包突發(fā)檢測流程。
[0028]圖11示出相位差分操作之后的訓(xùn)練信號與理想的訓(xùn)練序列之間的對比效果。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面的實(shí)施例將詳細(xì)描述本發(fā)明提出的接收機(jī)通信包突發(fā)檢測技術(shù)方案。本發(fā)明實(shí)施例中的接收機(jī)適用于包含GFSK (Gauss frequency Shift Keying,高斯頻移鍵控)調(diào)制的通信系統(tǒng)，例如GSM系統(tǒng)，藍(lán)牙系統(tǒng)。
[0030]發(fā)現(xiàn)已知的通信包突發(fā)檢測方案檢測性能較差的主要原因是，盡管接收端的訓(xùn)練序列與發(fā)射端的發(fā)射處理模塊的部分輸入序列(即訓(xùn)練序列)相同，但已發(fā)射的訓(xùn)練序列經(jīng)過一系列的處理和傳輸后已經(jīng)與初始的未發(fā)射的訓(xùn)練序列(即檢測模塊的輸入訓(xùn)練序列)差別較大了。用兩個(gè)差別較大的信號序列進(jìn)行滑動相關(guān)，加上噪聲的影響，將嚴(yán)重影響檢測性能，繼而影響系統(tǒng)的傳輸性能。也就是說，已知的通信包突發(fā)檢測方案未能考慮處理環(huán)節(jié)(包括發(fā)射處理、發(fā)射前端、接收前端等)和傳輸信道的影響；當(dāng)處理環(huán)節(jié)和傳輸信道與期望的情況差別較大時(shí)，將導(dǎo)致檢測失敗；即使在處理環(huán)節(jié)和傳輸信道與期望的情況差別不大時(shí)，傳統(tǒng)的檢測方案的檢測性能也較差，尤其當(dāng)系統(tǒng)的操作信噪比(SNR)較低時(shí)，突發(fā)檢測模塊的性能甚至決定了整個(gè)系統(tǒng)的性能，因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)的性能有時(shí)決定于通信包頭的檢測樣本點(diǎn)偏差的性能。
[0031]由此，本發(fā)明的實(shí)施例引入等效傳輸信道。圖2示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的等效傳輸信道。參考圖2所示，射頻處理模塊21和發(fā)射前端22屬于發(fā)射機(jī)20，接收前端24、突發(fā)檢測模塊25和接收處理模塊26屬于接收機(jī)27。傳輸信道23位于發(fā)射機(jī)20和接收機(jī)27之間。發(fā)送序列(例如包含訓(xùn)練序列)會經(jīng)過發(fā)射處理模塊21、發(fā)射前端22、傳輸信道23和接收前端24，到達(dá)突發(fā)檢測模塊25，然后與接收機(jī)27的訓(xùn)練序列做互相關(guān)，隨后通過接收處理模塊26輸出檢測序列。在本發(fā)明的上下文中，將發(fā)射處理模塊21、發(fā)射前端22、傳輸信道23和接收前端24的綜合效應(yīng)稱為等效傳輸信道。發(fā)射處理模塊21的操作步驟可包括比特映射、調(diào)制、濾波等操作，其中一部分操作步驟可統(tǒng)稱為發(fā)射預(yù)處理。發(fā)射前端22的處理步驟可包括數(shù)字到模擬變換器(DAC)、模擬濾波器、上變頻器、放大器等，內(nèi)含一些非理想因素的影響。傳輸信道23可包括各類有線或無線信道，如加性高斯白噪聲信道(AWGN)、多徑信道等。接收前端24可包括調(diào)諧器、模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)、一些數(shù)字接收處理器件如低通濾波器、匹配濾波器、去直流(DC)器、解調(diào)器等，內(nèi)含一些非理想因素的影響?？梢岳斫?，雖然在此僅將發(fā)射處理模塊21、發(fā)射前端22、傳輸信道23和接收前端24統(tǒng)稱為等效傳輸信道，但是如果發(fā)生序列從發(fā)射端到接收端經(jīng)歷了更多的處理環(huán)節(jié)，則等效傳輸信道可以進(jìn)一步包括這些處理環(huán)節(jié)。
[0032]繼續(xù)參考圖2描述發(fā)射機(jī)20和接收機(jī)27的處理。發(fā)送序列(包含訓(xùn)練序列)可以表現(xiàn)為比特序列、或數(shù)值序列(實(shí)數(shù)或復(fù)數(shù))，進(jìn)入發(fā)射處理模塊21進(jìn)行一系列信號發(fā)射前的處理，如比特映射、調(diào)制、濾波等操作；之后經(jīng)發(fā)射處理模塊21處理后的信號進(jìn)入發(fā)射前端22，進(jìn)行數(shù)字信號到模擬信號的轉(zhuǎn)換、模擬濾波、上變頻到射頻、射頻放大等操作。接收機(jī)27的處理步驟為，從傳輸信道23接收到的無線或有線信號先經(jīng)過調(diào)諧器(Tuner)的處理，變換為基帶或中頻(IF)信號，再進(jìn)入ADC轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后進(jìn)行一系列數(shù)字接收前端24的處理，如低通濾波、匹配濾波、去DC、下采樣、下變頻到基帶、解調(diào)等操作；然后進(jìn)入突發(fā)檢測模塊25，捕獲到通信包的包頭，以及獲得一些其它的附屬信息，最后進(jìn)行接收處理如比特檢測、信息跟蹤等步驟，最后獲得檢測序列，可以具體表現(xiàn)為比特序列或其它實(shí)數(shù)或復(fù)數(shù)序列(如聲音信號等)。
[0033]考慮到等效傳輸信道的影響，以及與實(shí)際傳輸信道(即上圖的傳輸信道)的差別，本發(fā)明提出了一種新的接收機(jī)通信包突發(fā)檢測技術(shù)裝置。圖3示出本發(fā)明一實(shí)施例的基于互相關(guān)檢測器的通信包突發(fā)檢測裝置。參考圖3所示，突發(fā)檢測裝置30可包括預(yù)處理模塊
31、濾波器32、互相關(guān)器33、第一存儲器34和第二存儲器35。預(yù)處理模塊31的輸入端連接第一存儲器34，預(yù)處理模塊31的輸出端連接到濾波器32的一個(gè)輸入端。濾波器32的另一輸入端連接第二存儲器35的輸出端。濾波器32的輸出端連接互相關(guān)器33的一個(gè)輸入端，互相關(guān)器33的另一個(gè)輸入端接入輸入信號?；ハ嚓P(guān)器33的輸出端輸出檢測指示信號。
[0034]在工作時(shí)，訓(xùn)練序列先經(jīng)過預(yù)處理模塊31的預(yù)處理操作，再進(jìn)入濾波器32進(jìn)行卷積操作，獲得濾波后的訓(xùn)練序列(可稱為訓(xùn)練信號)。然后在互相關(guān)器33利用訓(xùn)練信號與輸入信號進(jìn)行滑動互相關(guān)操作，獲得突發(fā)檢測的檢測指示信號以及一些其它的附屬信息。預(yù)處理模塊31負(fù)責(zé)訓(xùn)練序列進(jìn)行濾波之前的所需操作。預(yù)處理的操作具體可視情況而定，其通常例如為比特映射、上采樣(如復(fù)制方案)等。
[0035]在本實(shí)施例中，訓(xùn)練序列存儲在第一存儲器34中。訓(xùn)練序列可以有一套或多套。當(dāng)存儲多套訓(xùn)練序列，可通過控制信號來控制訓(xùn)練系列的選擇。
[0036]濾波器32模擬了前述等效傳輸信道的效果。濾波器32可以配置一組或多組濾波系數(shù)，分別針對不同等效傳輸信道環(huán)境。在本實(shí)施例中，可將濾波系數(shù)存儲在第二存儲器35中。