一种前导序列的检测方法、装置、设备及存储介质与流程

本申请实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种前导序列的检测方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

在电力线载波通信(powerlinecarriercommunication，plc)中，通常用前导序列作为有效信号发送的起始头，以提醒信号接收端即将发送的是有效信号，前导序列的检测结果直接影响有效信号的接收成功率，因此，对前导序列进行准确的检测显得尤为重要。

传统的检测方法主要是采用延迟自相关的方法来确定前导序列的起点。这种延迟自相关的检测方法抗干扰能力差，以至于检测精度较低。

申请内容

本申请实施例提供一种前导序列的检测方法、装置、设备及存储介质，以提高前导序列的检测精度。

第一方面，本申请实施例提供了一种前导序列的检测方法，包括：

如果所接收的待检测信号中当前符号的相关峰值大于所对应的门限值，确定所述待检测信号中存在前导序列，所述当前符号的相关值和门限值根据所述当前符号和本地存储的第一参考序列确定；

根据所述当前符号的相关峰值的位置和本地存储的第二参考序列，确定所述前导序列的其他符号中区域采样点的相关峰值，所述第二参考序列的位宽大于所述第一参考序列的位宽；

根据所述区域采样点的相关峰值的位置，确定所述前导序列的终点，以根据所述前导序列的终点确定待接收有效信号的起始点。

第二方面，本申请实施例还提供了一种前导序列的检测装置，包括：

前导序列判断模块，用于如果所接收的待检测信号中当前符号的相关峰值大于所对应的门限值，确定所述待检测信号中存在前导序列，所述当前符号的相关值和门限值根据所述当前符号和本地存储的第一参考序列确定；

相关峰值确定模块，用于根据所述当前符号的相关峰值的位置和本地存储的第二参考序列，确定所述前导序列的其他符号中区域采样点的相关峰值，所述第二参考序列的位宽大于所述第一参考序列的位宽；

终点确定模块，用于根据所述区域采样点的相关峰值的位置，确定所述前导序列的终点，以根据所述前导序列的终点确定待接收有效信号的起始点；

第三方面，本申请实施例还提供了一种设备，包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面所述的前导序列的检测方法。

第四方面，本申请实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面所述的前导序列的检测方法。

本申请实施例提供一种前导序列的检测方法、装置、设备及存储介质，通过比较待检测信号中当前符号的相关峰值和门限值的大小，确定待检测信号中是否存在前导序列，并当存在前导序列时，根据当前符号的相关峰值和本地存储的第二参考序列确定区域采样点的相关峰值，节省了计算量，由于当前符号的相关峰值和门限值是基于当前符号和本地存储的第一参考序列确定，提高了抗干扰能力，进而在根据区域采样点的相关峰值的位置确定前导序列的终点时，提高了准确度。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种前导序列的检测方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的一种待检测信号与第一参考序列的全相关示意图；

图3为本申请实施例提供的一种待检测信号与第二参考序列的部分相关示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种前导序列的检测方法的流程图；

图5为本申请实施例提供的一种主峰位置和门限值的确定过程示意图；

图6为本申请实施例提供的另一种前导序列的检测方法的流程图；

图7为本申请实施例提供的一种部分相关峰值的确定过程示意图；

图8为本申请实施例提供的一种前导序列的检测装置的结构图；

图9为本申请实施例提供的一种设备的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。此外，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1为本申请实施例提供的一种前导序列的检测方法的流程图，本实施例可适用于检测前导序列的情况，尤其是检测电力线载波通信或拥有探测避让机制的无线通信中的前导序列。该方法可以由前导序列的检测装置来执行，该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，并可配置在笔记本电脑、掌上电脑等设备中，参考图1，该方法可以包括如下步骤：

s110、如果所接收的待检测信号中当前符号的相关峰值大于所对应的门限值，确定所述待检测信号中存在前导序列。

其中，所述当前符号的相关值和门限值根据所述当前符号和本地存储的第一参考序列确定。待检测信号可以理解为由一系列的符号组成，每一个符号对应一定数量的采样点，例如每个符号对应1024个采样点。相关峰值为相关值中绝对值最大的值。门限值为相关峰值是否存在的判断依据。前导序列是发送有用信号之前发送的一系列信号，以提醒信号接收端即将发送的是有用信号，前导序列通常应用在电力线载波通信或无线通信中，用于告知信号接收端开始准备接收有用信号。第一参考序列是本地参考数据仅取符号位形成的参考序列，本地参考数据为本地时域参考信号对应的数据。第一参考序列的长度与单个符号的长度相同，例如单个符号对应1024个采样点，则第一参考序列的长度为1024。可选的，第一参考序列的位宽为1比特。

可选的，针对每一个符号，将该符号所对应的采样点分别与第一参考序列进行互相关运算，即可得到每个采样点对应的相关值，从中选取绝对值最大的得到相关峰值，该相关峰值也可以称为全相关峰值，即该相关峰值是通过将该符号中全部的采样点与第一参考序列进行互相关运算得到的。每个采样点对应的相关值为该采样点对应的数值与第一参考序列中对应符号位的乘积。

图2为本申请实施例提供的一种待检测信号与第一参考序列的全相关示意图。

如图2所示，在确定全相关峰值时，为了保证待检测信号中每个采样点均输出一个相关值，需要待检测信号的序列长度为1024+1024＝2048，即需要2048个采样点。全相关值计算过程中，1024组长度为1024的数据，每组之间相互偏移一个采样点，分别与第一参考序列的对应位置相乘，得到1024个采样点对应的相关值，对1024个相关值进行一次搜索得到全相关峰值。

门限值的确定过程可以根据实际需要设定，例如可以对各采样点的相关值取平均，将平均值作为门限值，也可以去掉部分采样点，对剩余采样点的相关值取平均，然后在该平均值的基础上结合门限系数，得到门限值。其中，去掉的采样点可以是相关峰值一定范围内的采样点。

通过比较待检测信号中符号的相关峰值和门限值，可以确定待检测信号中是否存在前导序列。例如，如果待检测信号中当前符号的相关峰值大于门限值，则确定该待检测信号中存在前导序列，否则，继续判断下一个符号，如果待检测信号中所包含的符号的相关值均小于对应的门限值，则确定该待检测信号中未存在前导序列。需要说明的是，检测过程中，只要确定存在一个符号的相关峰值大于所对应的门限值，则认为该待检测信号中存在前导序列，并停止对后续符号是否是前导序列的检测，即前导序列是否存在的确定过程停止，前导序列终点的判定过程开始。实施例将该符号所在的位置记为前导序列的起点。

s120、根据所述当前符号的相关峰值的位置和本地存储的第二参考序列，确定所述前导序列的其他符号中区域采样点的相关峰值。

其中，所述第二参考序列的位宽大于所述第一参考序列的位宽。第二参考序列为本地参考数据中部分精度的数据形成的序列，例如在本地参考数据的精度为小数点后五位，第二参考序列可以是在本地参考数据的基础上只取小数点后三位，即第二参考序列中除了包含符号位，还包含一定的数值。可选的，第二参考序列的位宽为4比特。区域采样点为当前符号中的部分采样点。为了节省互相关运算的计算量，实施例选取部分采样点，结合第二参考序列，确定前导序列的终点。

可选的，在上述全相关峰值的基础上，以全相关峰值所在的位置为中心，选取一定数量的采样点，得到区域采样点。需要说明的是，前导序列中各符号对应的全相关峰值的位置相同，即如果前导序列起点的全相关峰值的位置为第p个采样点，则认为前导序列中其他符号的全相关峰值的位置也为第p个采样点，其中，全相关峰值对应的位置也可以称为主峰位置。示例性的，前导序列起点的主峰位置为第512个采样点，则前导序列中其他符号的主峰位置也为第512个采样点，以第512个采样点为中心，将第512个采样点左右的8个采样点，跨度共17个采样点作为其他符号的区域采样点，将这跨度为17个采样点对应的序列与第二参考序列进行互相关运算，得到对应的17个相关值，从中选取绝对值最大的得到该符号对应的相关峰值，由于该相关峰值是根据部分采样点得到，实施例将区域采样点对应的相关峰值为部分相关峰值。

图3为本申请实施例提供的一种待检测信号与第二参考序列的部分相关示意图。

图3以区域采样点的个数为17为例，部分相关对应的相关窗长为17，为了得到这17个区域采样点的相关值，需要的待检测信号的序列长度为1024+17＝1041，即1041个采样点。部分相关值的计算过程中，17组长度为1024的数据，每组之间相互偏移1个采样点，分别与第二参考序列的对应位置相乘，得到对应的17个相关值，从中选取绝对值最大的得到部分相关峰值，降低了计算量。

s130、根据所述区域采样点的相关峰值的位置，确定所述前导序列的终点，以根据所述前导序列的终点确定待接收有效信号的起始点。

前导序列的终点意味着有效信号的开始，前导序列终点的准确度直接影响有效信号的准确度。本实施例根据区域采样点的相关峰值的位置，确定前导序列的终点。具体的，相关峰值对应的相关峰可以是正相关峰，也可以是负相关峰，根据正相关峰和负相关峰的位置可以确定前导序列的终点。例如当正相关峰和负相关峰的数量满足一定的条件，且负相关峰位于最后一个正相关峰之后，则认为最后一个负相关峰对应的符号为前导序列的终点。示例性的，该前导序列的位宽为12比特，经上述过程，得到十个正相关峰，两个负相关峰，且两个负相关峰位于最后一个正相关峰的后面，则可以确定第二个负相关峰所对应的符号为前导序列的终点。

为了保证结果的准确度，在计算出其他符号的区域采样点的相关值后，可以将部分相关峰值与门限值比较，验证其是否为前导序列，如果部分相关峰值大于门限值，则进一步根据部分相关峰值的位置确定前导序列的终点，否则，重新确定前导序列的起点。

本申请实施例提供一种前导序列的检测方法，通过比较待检测信号中当前符号的相关峰值和门限值的大小，确定待检测信号中是否存在前导序列，并当存在前导序列时，根据当前符号的相关峰值和本地存储的第二参考序列确定区域采样点的相关峰值，节省了计算量，由于当前符号的相关峰值和门限值是基于当前符号和本地存储的第一参考序列确定，提高了抗干扰能力，进而在根据区域采样点的相关峰值的位置确定前导序列的终点时，提高了准确度。

在上述实施例的基础上，为了提高前导序列检测的准确度，可以对接收的待检测信号进行预处理，例如，采用增益控制环路对待检测信号进行处理，得到稳定的待检测信号。其中，增益控制环路包括增益前馈控制环路和增益反馈控制环路，增益前馈控制环路用于对接收的待检测信号进行逐样点滑动功率计算，如果计算值较小，则通过设置大的增益系数使其快速收敛，增益反馈控制环路用于对增益前馈控制环路输出的信号进行逐样点滑动功率计算，如果计算值较大，则通过设置小的增益系数进行稳态的闭环调节，增益控制环路的设置，有效降低了脉冲干扰对待检测信号的影响，保证了待检测信号的稳定，同时将待检测信号的功率限定在合适的范围内。增益控制环路在整个信号接收过程中均保持工作。

图4为本申请实施例提供的另一种前导序列的检测方法的流程图。

s210、根据所接收的待检测信号中的当前符号和本地存储的第一参考序列确定所述当前符号的相关值和门限值。

可选的，可以通过如下方式确定当前符号的相关值和门限值：

根据所述当前符号对应的采样点和第一参考序列，确定所述当前符号中各采样点的相关值；

删除所述相关值中相关峰值所对应采样点设定范围内的采样点；

根据所述当前符号中剩余采样点的相关值，确定所述当前符号的门限值。

其中，当前符号中各采样点相关值的确定过程可以参考上述实施例，此处不再赘述。相关值确定后，以全相关峰值所在的位置为中心，将设定范围内的采样点删除，根据剩余采样点的相关值确定对应的门限值。其中，设定范围的大小可以根据实际需要设定，实施例以8为例，即将全相关峰左右各8个采样点删除。

可选的，可以对所述当前符号中剩余采样点的相关值取平均，得到均值相关值；

根据门限系数和所述均值相关值，确定所述当前符号的门限值。

门限系数也可以根据实际需要设定，可选的，实施例将门限系数设置为2，门限值为3db。将门限系数和均值相关值的乘积作为当前符号的门限值。该门限值只包含大小，不包含符号。通过上述方式得到的门限值可以抵抗单音以及脉冲的干扰，提高了前导序列的检测精度。

s220、所述当前符号的相关峰值是否大于所述门限值，若是，执行s230，否则返回执行s210。

如果存在一个符号的相关峰值大于该门限值，则认为该待检测信号中存在前导序列，并将该符号作为前导序列的起点；否则，继续下一个符号的检测，如果待检测信号中所包含的符号的相关峰值均小于对应的门限值，则认为该待检测信号中未存在前导序列。需要说明的是，在检测前导序列是否存在的过程中，可以按照上述方式确定门限值，如果确定待检测信号中存在前导序列，在后续确定前导序列终点的过程中可以以前导序列起点对应的门限值为依据，无需再计算。

s230、根据所述当前符号的相关峰值的位置和本地存储的第二参考序列，确定所述前导序列的其他符号中区域采样点的相关峰值。

s240、根据所述区域采样点的相关峰值的位置，确定所述前导序列的终点，以根据所述前导序列的终点确定待接收有效信号的起始点。

本申请实施例在上述实施例的基础上，将主峰位置一定范围内的采样点删除，根据剩余采样点的相关值结合门限系数，得到门限值，并以此为依据确定待检测信号中是否存在前导序列，消除了单音以及脉冲等的干扰，提高了后续的检测精度。

图5为本申请实施例提供的一种主峰位置和门限值的确定过程示意图。

对预处理后的待检测信号和时域本地序列的符号位即第一参考序列进行全相关运算，找到最大峰值即相关峰值，然后消除主峰位置左右一定范围内的采样点，对剩余采样点的相关值取平均，结合门限系数得到门限值，如果主峰值大于门限值，则表示前导序列存在，并输出主峰值的位置以及对应的门限值。其中，主峰值为最大峰值也即相关峰值，主峰位置为最大峰值的位置。

图6为本申请实施例提供的另一种前导序列的检测方法的流程图。

s410、如果所接收的待检测信号中当前符号的相关峰值大于所对应的门限值，确定所述待检测信号中存在前导序列。

s420、根据所述当前符号的相关峰值的位置，确定其他符号中所对应采样点设定范围内的区域采样点。

区域采样点的确定过程可以参考上述实施例，此处不再赘述。

s430、根据所述区域采样点和第二参考序列，确定其他符号中所述区域采样点的相关峰值。

可选的，可以通过如下方式确定区域采样点的相关峰值：

对所述区域采样点和第二参考序列进行互相关运算，得到所述区域采样点的相关值；

对所述相关值进行上抽样插值滤波；

将上抽样插值滤波后的相关值中绝对值最大的相关值，作为所述区域采样点的相关峰值。

为了提高相关峰值位置的精度，本实施例在得到区域采样点的相关值后，利用上抽样插值滤波，根据上抽样插值滤波后的相关值确定相关峰值。示例性的，区域采样点包括17个采样点，经上抽样插值后得到34个采样点，其中新增采样点的数值为0。在这34个采样点的相关值中找到绝对值最大的，作为该区域采样点的相关峰值。通过上抽样插值滤波，提高了相关峰值的位置精度，进而提高了前导序列终点的准确度。

s440、根据所述区域采样点的相关峰值，确定所述相关峰值中正相关峰和负相关峰所对应采样点的位置。

相关结果的峰值既包含大小的数值，也包含符号位，在确定峰值时，仅看其绝对值的大小，在需要确定是正相关峰还是负相关峰时，依据其对应的符号位，例如如果相关峰值的符号位为+1，则该相关峰值对应的为正相关峰，如果相关峰值的符号位为-1，则该相关峰值对应的为负相关峰。根据正、负相关峰的个数和交替位置可以确定前导序列的终点。

s450、如果最后一个正相关峰与负相关峰相邻，将与所述负相关峰相邻的负相关峰所对应采样点的位置，作为所述前导序列的终点。

实际应用时，前导序列包含12个符号，因此，根据正、负相关峰的数量和位置可以确定前导序列的终点。具体的，如果检测出10个正相关峰和2个负相关峰，2个负相关峰位于第10个正相关峰之后，则可以确定第2个负相关峰所对应的符号为前导序列的终点，也即有效信号的开始。

图7为本申请实施例提供的一种部分相关峰值的确定过程示意图。

根据上述实施例确定的主峰位置结合预处理后的待检测信号以及第二参考序列，得到区域采样点的部分相关值，对该部分相关值进行上抽样插值滤波，找到部分相关峰值，如果部分相关峰值大于上述实施例确定的门限值，则输出部分相关峰值以及对应的位置，为前导序列终点的判定提供依据。

在上述实施例的基础上，还可以根据部分相关峰值的位置信息，对其他符号中包含第一个相关峰开始的数据进行fft(快速傅里叶变换，fastfouriertransform)，将其变换至频域，对频域数据和本地保存的频域参考信号进行共轭复乘，得到频域信道估计，然后根据部分相关峰值位置的变化速率和频域信道估计的逐子载波相位变化的速率，得到定时和频偏的联合估计，为后续有效信号的利用提供基础。还可以根据信道估计值对有效信号起始点的数据进行均衡后解映射、解交织和译码。

图8为本申请实施例提供的一种前导序列的检测装置的结构图，该装置可以执行上述实施例提供的前导序列的检测方法，参考图8，该装置可以包括：

前导序列判断模块610，用于如果所接收的待检测信号中当前符号的相关峰值大于所对应的门限值，确定所述待检测信号中存在前导序列，所述当前符号的相关值和门限值根据所述当前符号和本地存储的第一参考序列确定；

相关峰值确定模块620，用于根据所述当前符号的相关峰值的位置和本地存储的第二参考序列，确定所述前导序列的其他符号中区域采样点的相关峰值，所述第二参考序列的位宽大于所述第一参考序列的位宽；

终点确定模块630，用于根据所述区域采样点的相关峰值的位置，确定所述前导序列的终点，以根据所述前导序列的终点确定待接收有效信号的起始点。

本申请实施例提供一种前导序列的检测装置，通过比较待检测信号中当前符号的相关峰值和门限值的大小，确定待检测信号中是否存在前导序列，并当存在前导序列时，根据当前符号的相关峰值和本地存储的第二参考序列确定区域采样点的相关峰值，节省了计算量，由于当前符号的相关峰值和门限值是基于当前符号和本地存储的第一参考序列确定，提高了抗干扰能力，进而在根据区域采样点的相关峰值的位置确定前导序列的终点时，提高了准确度。

在上述实施例的基础上，所述当前符号的相关值和门限值根据所述当前符号和本地存储的第一参考序列确定，包括：

根据所述当前符号对应的采样点和第一参考序列，确定所述当前符号中各采样点的相关值；

删除所述相关值中相关峰值所对应采样点设定范围内的采样点；

根据所述当前符号中剩余采样点的相关值，确定所述当前符号的门限值。

在上述实施例的基础上，所述根据所述当前符号中剩余采样点的相关值，确定所述当前符号的门限值，包括：

对所述当前符号中剩余采样点的相关值取平均，得到均值相关值；

根据门限系数和所述均值相关值，确定所述当前符号的门限值。

在上述实施例的基础上，相关峰值确定模块620，包括：

区域采样点确定单元，用于根据所述当前符号的相关峰值的位置，确定其他符号中所对应采样点设定范围内的区域采样点；

相关峰值确定单元，用于根据所述区域采样点和第二参考序列，确定其他符号中所述区域采样点的相关峰值。

在上述实施例的基础上，所述相关峰值确定单元，具体用于：

对所述区域采样点和第二参考序列进行互相关运算，得到所述区域采样点的相关值；

对所述相关值进行上抽样插值滤波；

将上抽样插值滤波后的相关值中绝对值最大的相关值，作为所述区域采样点的相关峰值。

在上述实施例的基础上，终点确定模块630，具体用于：

根据所述区域采样点的相关峰值，确定所述相关峰值中正相关峰和负相关峰所对应采样点的位置；

如果最后一个正相关峰与负相关峰相邻，将与所述负相关峰相邻的负相关峰所对应采样点的位置，作为所述前导序列的终点。

本申请实施例提供的前导序列的检测装置可执行本申请上述实施例所提供的前导序列的检测方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

图9为本申请实施例提供的一种设备的结构图。

参考图9，该设备包括：处理器710、存储器720、输入装置730和输出装置740，设备中处理器710的数量可以是一个或多个，图9中以一个处理器710为例，设备中的处理器710、存储器720、输入装置730和输出装置740可以通过总线或其他方式连接，图9中以通过总线连接为例。

存储器720作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的前导序列的检测方法对应的程序指令/模块。处理器710通过运行存储在存储器720中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述实施例的前导序列的检测方法。

存储器720主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器720可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器720可进一步包括相对于处理器710远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置730可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置740可包括显示屏等显示设备、扬声器以及蜂鸣器等音频设备。

本申请实施例提供的设备与上述实施例提供的前导序列的检测方法属于同一构思，未在本实施例中详尽描述的技术细节可参见上述实施例，并且本实施例具备执行前导序列的检测方法相同的有益效果。

本申请实施例还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请上述实施例所述的前导序列的检测方法。

当然，本申请实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的前导序列的检测方法中的操作，还可以执行本申请任意实施例所提供的前导序列的检测方法中的相关操作，且具备相应的功能和有益效果。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本申请可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(read-onlymemory,rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory,ram)、闪存(flash)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是机器人，个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请上述实施例所述的前导序列的检测方法。

注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。