接收機的通信包突發檢測方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及物理層接收機中的同步技術領域，尤其是涉及通信包突發檢測方法和
目.ο
【背景技術】
[0002]傳統的基于訓練序列的通信包突發檢測技術一般分為兩類，自相關檢測技術和互相關檢測技術。自相關檢測技術適用的通信系統一般需要在發射端發送兩段或多段重復或相關的訓練信號，這降低了傳輸效率。
[0003]已知的基于互相關檢測器的通信包突發檢測技術方案參考圖1所示。其中的輸入信號為接收機接收到的隱含訓練序列的無線信號，該信號由發射機發出，經由信道、接收機調諧器、接收機模擬到數字轉換器(ADC)以及其它一系列接收前端處理模塊的處理，最后到達通信包突發檢測模塊10。通信包突發檢測模塊10中的訓練序列來自于外部輸入(如高層協議給出的訓練序列)或存儲在本地的存儲空間(如只讀存儲器或閃存)中。該訓練序列與發射端的發射處理模塊的部分輸入序列相同，訓練序列的具體表現形式可以為比特序列或數值序列(實數或復數)。通信包突發檢測模塊10具有互相關器11，其操作方法為將輸入的信號與訓練序列信號進行滑動相關操作，取一定時間內的最大相關值對應的輸入信號位置索引值為通信包頭的起始位置。互相關器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位置，以及其它的附屬的同步相關信息(如初始載波頻偏估計值)等。互相關器11在進行滑動相關的過程中，可能需要進行一些附屬操作，如估計初始頻偏值，這有利于滑動相關操作的正確性。
[0004]但是在實踐中發現上述已知的突發檢測技術方案的檢測性能不太理想。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種接收機的通信包突發檢測方法和裝置，具有提升的檢測性能。
[0006]本發明為解決上述技術問題而采用的技術方案是提出一種通信包突發檢測方法，用于一接收機，該方法包括以下步驟:接收一輸入信號；接收一訓練序列；對該訓練序列進行濾波以獲得一訓練信號，該濾波模擬包括發射機的發射處理模塊和發射前端、傳輸信道、以及接收機的接收前端的等效傳輸信道；以及對該輸入信號和該訓練信號進行滑動相關操作，獲得突發檢測的檢測指示信號和附屬信息。
[0007]在本發明的一實施例中，對該訓練序列進行濾波之前還包括，對該訓練序列進行預處理。
[0008]在本發明的一實施例中，該預處理包括比特映射和上采樣。
[0009]在本發明的一實施例中，該濾波具有多組可選的濾波系數，分別針對不同的等效傳輸信道。
[0010]在本發明的一實施例中，上述方法還包括根據一控制信號從多組濾波系數中選擇一組濾波系數。
[0011 ] 在本發明的一實施例中，上述方法還包括在線更新該濾波系數。
[0012]本發明還提出一種通信包突發檢測裝置，用于一接收機，該裝置包括第一存儲器、濾波器和互相關器。第一存儲器儲存訓練序列。濾波器連接該第一存儲器，對該訓練序列進行濾波以獲得一訓練信號，該濾波模擬包括發射機的發射處理和發射前端、傳輸信道、以及接收機的接收前端的等效傳輸信道。互相關器連接該濾波器，對一輸入信號和該訓練信號進行滑動相關操作，獲得突發檢測的檢測指示信號和附屬信息。
[0013]在本發明的一實施例中，該第一存儲器儲存多個訓練序列，且根據一控制信號選擇一個訓練序列輸出至該濾波器。
[0014]在本發明的一實施例中，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，且根據一控制信號選擇一組濾波系數輸出至該濾波器。
[0015]在本發明的一實施例中，上述裝置還包括預處理模塊，連接在該第一存儲器和該濾波器之間，對該訓練序列進行預處理。
[0016]本發明由于采用以上技術方案，使之與現有技術相比，由于接收端的訓練序列在提取出來后，經歷了模擬發射端的訓練序列的等效傳輸信道的濾波，使得兩個訓練序列之間的差異顯著縮小，因此可以滑動相關操作的準確性，從而提高突發檢測的準確性。
【附圖說明】
[0017]為讓本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】作詳細說明，其中:
[0018]圖1示出已知的基于互相關檢測器的通信包突發檢測方法。
[0019]圖2示出根據本發明一實施例的等效傳輸信道。
[0020]圖3示出本發明一實施例的基于互相關檢測器的通信包突發檢測裝置。
[0021]圖4示出本發明一實施例的基于互相關檢測器的通信包突發檢測方法。
[0022]圖5示出根據本發明一實例的包格式。
[0023]圖6示出圖5所示包格式的接入碼格式。
[0024]圖7示出根據本發明另一實例的包格式。
[0025]圖8示出根據本發明一實例的發射機處理流程。
[0026]圖9示出根據本發明一實例的接收機處理流程。
[0027]圖10示出根據本發明一實例的通信包突發檢測流程。
[0028]圖11示出相位差分操作之后的訓練信號與理想的訓練序列之間的對比效果。
【具體實施方式】
[0029]下面的實施例將詳細描述本發明提出的接收機通信包突發檢測技術方案。本發明實施例中的接收機適用于包含GFSK (Gauss frequency Shift Keying,高斯頻移鍵控)調制的通信系統，例如GSM系統，藍牙系統。
[0030]發現已知的通信包突發檢測方案檢測性能較差的主要原因是，盡管接收端的訓練序列與發射端的發射處理模塊的部分輸入序列(即訓練序列)相同，但已發射的訓練序列經過一系列的處理和傳輸后已經與初始的未發射的訓練序列(即檢測模塊的輸入訓練序列)差別較大了。用兩個差別較大的信號序列進行滑動相關，加上噪聲的影響，將嚴重影響檢測性能，繼而影響系統的傳輸性能。也就是說，已知的通信包突發檢測方案未能考慮處理環節(包括發射處理、發射前端、接收前端等)和傳輸信道的影響；當處理環節和傳輸信道與期望的情況差別較大時，將導致檢測失敗；即使在處理環節和傳輸信道與期望的情況差別不大時，傳統的檢測方案的檢測性能也較差，尤其當系統的操作信噪比(SNR)較低時，突發檢測模塊的性能甚至決定了整個系統的性能，因為整個系統的性能有時決定于通信包頭的檢測樣本點偏差的性能。
[0031]由此，本發明的實施例引入等效傳輸信道。圖2示出根據本發明一實施例的等效傳輸信道。參考圖2所示，射頻處理模塊21和發射前端22屬于發射機20，接收前端24、突發檢測模塊25和接收處理模塊26屬于接收機27。傳輸信道23位于發射機20和接收機27之間。發送序列(例如包含訓練序列)會經過發射處理模塊21、發射前端22、傳輸信道23和接收前端24，到達突發檢測模塊25，然后與接收機27的訓練序列做互相關，隨后通過接收處理模塊26輸出檢測序列。在本發明的上下文中，將發射處理模塊21、發射前端22、傳輸信道23和接收前端24的綜合效應稱為等效傳輸信道。發射處理模塊21的操作步驟可包括比特映射、調制、濾波等操作，其中一部分操作步驟可統稱為發射預處理。發射前端22的處理步驟可包括數字到模擬變換器(DAC)、模擬濾波器、上變頻器、放大器等，內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可包括調諧器、模擬到數字轉換器(ADC)、一些數字接收處理器件如低通濾波器、匹配濾波器、去直流(DC)器、解調器等，內含一些非理想因素的影響。可以理解，雖然在此僅將發射處理模塊21、發射前端22、傳輸信道23和接收前端24統稱為等效傳輸信道，但是如果發生序列從發射端到接收端經歷了更多的處理環節，則等效傳輸信道可以進一步包括這些處理環節。
[0032]繼續參考圖2描述發射機20和接收機27的處理。發送序列(包含訓練序列)可以表現為比特序列、或數值序列(實數或復數)，進入發射處理模塊21進行一系列信號發射前的處理，如比特映射、調制、濾波等操作；之后經發射處理模塊21處理后的信號進入發射前端22，進行數字信號到模擬信號的轉換、模擬濾波、上變頻到射頻、射頻放大等操作。接收機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過調諧器(Tuner)的處理，變換為基帶或中頻(IF)信號，再進入ADC轉換為數字信號，然后進行一系列數字接收前端24的處理，如低通濾波、匹配濾波、去DC、下采樣、下變頻到基帶、解調等操作；然后進入突發檢測模塊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，可以具體表現為比特序列或其它實數或復數序列(如聲音信號等)。
[0033]考慮到等效傳輸信道的影響，以及與實際傳輸信道(即上圖的傳輸信道)的差別，本發明提出了一種新的接收機通信包突發檢測技術裝置。圖3示出本發明一實施例的基于互相關檢測器的通信包突發檢測裝置。參考圖3所示，突發檢測裝置30可包括預處理模塊
31、濾波器32、互相關器33、第一存儲器34和第二存儲器35。預處理模塊31的輸入端連接第一存儲器34，預處理模塊31的輸出端連接到濾波器32的一個輸入端。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器33的一個輸入端，互相關器33的另一個輸入端接入輸入信號。互相關器33的輸出端輸出檢測指示信號。
[0034]在工作時，訓練序列先經過預處理模塊31的預處理操作，再進入濾波器32進行卷積操作，獲得濾波后的訓練序列(可稱為訓練信號)。然后在互相關器33利用訓練信號與輸入信號進行滑動互相關操作，獲得突發檢測的檢測指示信號以及一些其它的附屬信息。預處理模塊31負責訓練序列進行濾波之前的所需操作。預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(如復制方案)等。
[0035]在本實施例中，訓練序列存儲在第一存儲器34中。訓練序列可以有一套或多套。當存儲多套訓練序列，可通過控制信號來控制訓練系列的選擇。
[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，分別針對不同等效傳輸信道環境。在本實施例中，可將濾波系數存儲在第二存儲器35中。