符元边界检测方法及处理器与流程

1.本公开中所述实施例内容涉及一种可提升最终解调效能的最佳化符元边界检测技术。特别涉及一种可事先将所需信号以及干扰获取出来并得到评比符元边界输出优劣标的的符元边界检测方法以及处理器。


背景技术：

2.随着科技的发展，电子装置已被应用于各种领域。两个电子装置间可通过通信技术进行数据传送。
3.在一些相关技术中，需先对封包或接收信号进行符元边界检测(symbol boundary detection)程序，再进行后续的解调。然而，不适当的符元边界检测程序，容易将干扰引至解调器中。这会降低通信系统的信号干扰比(signal-to-interference ratio,sir)。在这个情况下，将会影响到后续的解调程序以及通信系统的吞吐量(throughput)。


技术实现要素：

4.本公开的一些实施方式涉及一种符元边界检测方法。符元边界检测方法包含：通过一接收装置依据一接收信号计算出一目标信号能量；通过接收装置依据接收信号计算出一干扰能量；通过接收装置依据目标信号能量以及干扰能量计算出一信号干扰能量比；通过接收装置寻找一最佳信号干扰能量比以决定一参考符元边界时间点；以及通过接收装置依据参考符元边界时间点处理接收信号，以供一解调电路执行后续解调程序。
5.本公开的一些实施方式涉及一种处理器。处理器用以依据一接收信号计算出一目标信号能量，依据接收信号计算出一干扰能量，依据目标信号能量以及干扰能量计算出一信号干扰能量比，寻找一最佳信号干扰能量比以决定一参考符元边界时间点，且基于参考符元边界时间点处理接收信号，以供一解调电路执行后续解调程序。
6.综上所述，本公开的符元边界检测方法以及处理器采用优选的符元边界检测方法以产生优选的符元边界检测结果。如此，将有利于后续的解调程序。
附图说明
7.为让本公开的上述和其他目的、特征、优点与实施例能够更明显易懂，附图的说明如下：
8.图1是依照本公开一些实施例所示出的一通信系统的示意图；
9.图2是依照本公开一些实施例所示出的一符元边界检测方法的流程图；
10.图3是依照本公开一些实施例所示出的信号处理阶段的示意图；
11.图4是依照本公开一些实施例所示出的延迟型的示意图；
12.图5是依照本公开一些实施例所示出的提前型的示意图；以及
13.图6是依照本公开一些实施例所示出的保护区块型的示意图。
14.符号说明
network,wlan)。另外，在一些实施例中，通信系统100是利用正交分频多工(orthogonal frequency-division multiplexing,ofdm)技术或正交分频多地址(orthogonal frequency-division multiplexing address,ofdma)技术进行数据传送，但本公开不以上述为限。
42.图1中传送装置的数量或接收装置的数量仅为示例，各种适用的数量皆在本公开的范围中。
43.在一些实施例中，接收装置140以及接收装置160可执行相同或相似的运行。为了易于了解，以下仅以接收装置140为例进行说明。
44.在运行上，传送装置120可通过上述通信技术的信号通道将传输信号tx(例如：封包)传送给接收装置140。而接收装置140则通过上述通信技术的信号通道接收到接收信号rx(后面将称之为接收信号rx)。在一些实施例中，若信号传输过程有干扰，接收装置140所接收到的接收信号rx不会与传输信号tx完全相同。
45.在采用正交分频多工技术的实施例中，传输信号tx以及接收信号rx是正交分频多工信号。在采用正交分频多地址技术的实施例中，传输信号tx以及接收信号rx则是正交分频多地址信号。
46.参考图2。图2是依照本公开一些实施例所示出的符元边界检测方法200的流程图。在一些实施例中，图1的接收装置140包含处理器po。处理器po可用以执行图2中的符元边界检测方法200。以图2示例而言，符元边界检测方法200包含操作s210、操作s220、操作s230、操作s240以及操作s250。
47.以下段落将搭配图3进行说明。图3是依照本公开一些实施例所示出的信号处理阶段的示意图。
48.在操作s210中，通过接收装置140的处理器po依据接收信号rx计算出目标信号能量。以图1以及图3示例而言，处理器po对接收信号rx执行长训练匹配滤波程序fl以产生输出信号在一些实施例中，长训练匹配滤波程序fl可反映出信号通道的通道脉冲响应(channel impulse response,cir)。
49.举例而言，处理器po可将接收信号rx与通信标准(standard)中的信号样式(pattern)进行比对，以执行交相关(cross-correlation)程序，进而产生输出信号在一些实施例中，处理器po将第一窗函数(window function)wf_a应用至输出信号而产生最后的目标信号，以计算出各取样时间的目标信号能量。其中，依据观察时间点可分为延迟型、提前型以及保护区块型。
50.参考图4。图4是依照本公开一些实施例所示出的延迟型的示意图。以图4示例而言，位元s
n-1
与位元s
n
间有循环字首(cyclic prefix)cp，且位元s
n
与位元s
n+1
间有循环字首cp。延迟型的傅里叶转换搜集视窗fw的起始点与位元s
n
的起始点的时间延迟l满足下列公式(1)：
51.0<l<n
…
公式(1)
52.其中，n为位元s
n
的取样点数量。延迟型的目标信号能量公式如下列公式(2)：
53.54.其中t
n
为观察时间点，h[t
n
+l]等效于傅里叶转换搜集视窗fw的起始点所对应的通道脉冲响应。
[0055]
图5是依照本公开一些实施例所示出的提前型的示意图。以图5示例而言，提前型的傅里叶转换搜集视窗fw的起始点与位元s
n
的起始点的时间延迟l满足下列公式(3)：
[0056]-n
cp-n≤l≤-n
cp
…
公式(3)
[0057]
其中，n
cp
为循环字首cp的取样点数量。提前型的目标信号能量公式如下列公式(4)：
[0058][0059]
图6是依照本公开一些实施例所示出的保护区块型的示意图。以图6示例而言，保护区块型的傅里叶转换搜集视窗fw的起始点与位元s
n
的起始点的时间延迟l满足下列公式(5)：
[0060]-n
cp
≤l≤0
…
公式(5)
[0061]
也就是说，傅里叶转换搜集视窗fw的起始点位于循环字首cp的区域内。而保护区块型的目标信号能量公式如下列公式(6)：
[0062][0063]
再次参考图2。在操作s220中，通过接收装置140的处理器po依据接收信号rx计算出干扰能量。在一些实施例中，信号干扰包含符元间干扰(inter-symbol interference,isi)以及载波间干扰(inter-carrier interference,ici)。这些干扰皆会造成信号失真。在一些实施例中，处理器po将第二窗函数wf_b应用至输出信号而产生最后的干扰信号，以计算出各取样时间的干扰能量，如图3所示。
[0064]
延迟型的干扰能量(符元间干扰以及载波间干扰)如下列公式(7)：
[0065][0066]
提前型的干扰能量(符元间干扰以及载波间干扰)如下列公式(8)：
[0067][0068]
保护区块型则没有干扰。换句话说，保护区块型的干扰能量为零。
[0069]
再次参考图2。在操作s230中，通过接收装置140的处理器po依据上述目标信号能量以及上述干扰能量计算出信号干扰能量比(signal-to-interference power ratio)。在一些实施例中，处理器po会先将目标信号能量转至分贝域，以产生目标信号能量分贝值。相似地，处理器po亦会将干扰能量转至分贝域，以产生干扰能量分贝值。
[0070]
接着，处理器po将目标信号能量分贝值减去干扰能量分贝值(相当于目标信号能量与干扰能量的比值)，以计算出各取样时间的信号干扰能量比sir(t
n
)，如下列公式(9)：
[0071]
[0072]
其中t
n
为一取样时间，n为索引值，sir(t
n
)为取样时间t
n
的信号干扰能量比，为目标信号能量分贝值，且为干扰能量分贝值。
[0073]
在操作s240中，通过接收装置140的处理器po寻找一最佳信号干扰能量比以决定参考符元边界时间点。也就是说，处理器po依据所述取样时间的所述信号干扰能量比决定参考符元边界时间点(相应于符元边界)。信号干扰能量比可作为评比符元边界优劣的准则。
[0074]
在一些实施例中，处理器po可先自所述取样时间点的所述信号干扰能量比的多个数值中寻找出最大值，且将相应于此最大值的该取样时间点决定为参考符元边界时间点，如下列公式(10)：
[0075][0076]
其中t
opt
为相应于最大信号干扰能量比的取样时间点。处理器po将t
opt
决定为参考符元边界时间点。
[0077]
在一些其他的实施例中，处理器po是自各取样时间寻找拥有最佳的信号干扰能量比多个值以作为参考符元边界时间点。举例而言，当一取样时间点的信号干扰能量比与下一取样时间点的信号干扰能量比之间的差值已小于一门限值并且持续一段取样时间，代表信号干扰能量比在此段时间处于平原区(意即无符元间干扰(isi free)且无载波间干扰(ici free)的保护区间内)。在通过平原区后，会持续检测一取样时间点的信号干扰能量比与下一取样时间点的信号干扰能量比之间的差值是否明显大于一门限值。当此事件成立即代表信号干扰能量比正快速下降，意即此段时间为信号干扰能量比的下降边缘。据此，处理器po决定此取样时间点为参考符元边界时间点。
[0078]
在操作s250中，通过接收装置140的处理器po依据上述决定出来的参考符元边界时间点处理接收信号rx，以供一解调电路执行后续解调程序。举例而言，处理器po依据上述决定出来的参考符元边界时间点对接收信号rx执行傅里叶转换(fourier transform)程序，以将信号从时域转至频域。在一些实施例中，上述傅里叶转换程序可为快速傅里叶转换(fast fourier transform,fft)程序。接着，解调电路会依据转至频域的信号执行解调程序，以解调出接收信号rx的内容。
[0079]
在一些相关技术中，是利用寻峰演算法(finding peak algorithm)或其它传统演算法执行符元边界检测(symbol boundary detection)程序。也就是说，这些相关技术是利用寻峰演算法或其它演算法寻找相应于符元边界的参考符元边界时间点，并依据此参考符元边界时间点执行信号转换(例如：快速傅里叶转换)，以执行后续信号解调。然而，以寻峰演算法为例，其仅考虑信号峰值，而未考虑干扰的影响。举例而言，寻峰算法可能抓取到被干扰信号或其他非所需信号影响到而产生的假峰值。据此，依据寻峰演算法决定出来的参考符元边界时间点未必能让解调电路解调出正确的信号。
[0080]
相较于上述这些相关技术，在本公开中，接收装置140会依据信号干扰能量比计算出适当的参考符元边界时间点。由于本公开同时考虑了目标信号能量以及干扰能量(信号干扰能量比)，因此本公开的符元边界检测程序会产生出优选的符元边界检测结果，以更精准地决定出适当的参考符元边界时间点。如此，将有利于后续的解调，进而提高通信系统的
效能吞吐量(throughput)。
[0081]
另外，本公开的目标信号能量以及干扰能量皆是依据同一个信号(输出信号)计算出来。据此，相较于寻峰演算法或其它传统演算法，本公开的符元边界检测程序对于信号强度、干扰强度、噪声成分的变动较不敏感。因此，本公开的符元边界检测程序更能适应不同的噪声环境且具有更稳定的检测效率。
[0082]
再者，在一些基于最大的信号干扰能量比决定参考符元边界时间点的实施例中，可得到一个最佳的参考符元边界时间点。
[0083]
上述符元边界检测方法200的多个操作仅为示例，并非限定需依照此示例中的顺序执行。在不违背本公开的各实施例的操作方式与范围下，符元边界检测方法200的各种操作当可适当地增加、替换、省略或以不同顺序执行。
[0084]
综上所述，本公开的符元边界检测方法以及处理器采用优选的符元边界检测方法以产生优选的符元边界检测结果。如此，将有利于后续的解调程序。
[0085]
各种功能性元件和方块已于此公开。对于本技术领域具通常知识者而言，功能方块可由电路(不论是专用电路，或是于一或多个处理器及编码指令控制下操作的通用电路)实现，其一般而言包含用以相应于此处描述的功能及操作对电气回路的操作进行控制的晶体管或其他电路元件。进一步地理解，一般而言电路元件的具体结构与互连，可由编译器(compiler)，例如暂存器传递语言(register transfer language,rtl)编译器决定。暂存器传递语言编译器对与组合语言代码(assembly language code)相当相似的指令码(script)进行操作，将指令码编译为用于布局或制作最终电路的形式。确实地，暂存器传递语言以其促进电子和数字系统设计过程中的所扮演的角色和用途而闻名。
[0086]
虽然本公开已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本公开，任何本领域普通技术人员，在不脱离本公开的构思和范围内，当可作各种的变动与润饰，因此本公开的保护范围当视权利要求所界定者为准。