接收机的通信包突发检测方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及物理层接收机中的同步技术领域，尤其是涉及通信包突发检测方法和
目.ο
【背景技术】
[0002]传统的基于训练序列的通信包突发检测技术一般分为两类，自相关检测技术和互相关检测技术。自相关检测技术适用的通信系统一般需要在发射端发送两段或多段重复或相关的训练信号，这降低了传输效率。
[0003]已知的基于互相关检测器的通信包突发检测技术方案参考图1所示。其中的输入信号为接收机接收到的隐含训练序列的无线信号，该信号由发射机发出，经由信道、接收机调谐器、接收机模拟到数字转换器(ADC)以及其它一系列接收前端处理模块的处理，最后到达通信包突发检测模块10。通信包突发检测模块10中的训练序列来自于外部输入(如高层协议给出的训练序列)或存储在本地的存储空间(如只读存储器或闪存)中。该训练序列与发射端的发射处理模块的部分输入序列相同，训练序列的具体表现形式可以为比特序列或数值序列(实数或复数)。通信包突发检测模块10具有互相关器11，其操作方法为将输入的信号与训练序列信号进行滑动相关操作，取一定时间内的最大相关值对应的输入信号位置索引值为通信包头的起始位置。互相关器11的检测指示信号包括是否检测到通信包头、若检测成功则给出具体的通信包头样本点位置，以及其它的附属的同步相关信息(如初始载波频偏估计值)等。互相关器11在进行滑动相关的过程中，可能需要进行一些附属操作，如估计初始频偏值，这有利于滑动相关操作的正确性。
[0004]但是在实践中发现上述已知的突发检测技术方案的检测性能不太理想。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种接收机的通信包突发检测方法和装置，具有提升的检测性能。
[0006]本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提出一种通信包突发检测方法，用于一接收机，该方法包括以下步骤:接收一输入信号；接收一训练序列；对该训练序列进行滤波以获得一训练信号，该滤波模拟包括发射机的发射处理模块和发射前端、传输信道、以及接收机的接收前端的等效传输信道；以及对该输入信号和该训练信号进行滑动相关操作，获得突发检测的检测指示信号和附属信息。
[0007]在本发明的一实施例中，对该训练序列进行滤波之前还包括，对该训练序列进行预处理。
[0008]在本发明的一实施例中，该预处理包括比特映射和上采样。
[0009]在本发明的一实施例中，该滤波具有多组可选的滤波系数，分别针对不同的等效传输信道。
[0010]在本发明的一实施例中，上述方法还包括根据一控制信号从多组滤波系数中选择一组滤波系数。
[0011 ] 在本发明的一实施例中，上述方法还包括在线更新该滤波系数。
[0012]本发明还提出一种通信包突发检测装置，用于一接收机，该装置包括第一存储器、滤波器和互相关器。第一存储器储存训练序列。滤波器连接该第一存储器，对该训练序列进行滤波以获得一训练信号，该滤波模拟包括发射机的发射处理和发射前端、传输信道、以及接收机的接收前端的等效传输信道。互相关器连接该滤波器，对一输入信号和该训练信号进行滑动相关操作，获得突发检测的检测指示信号和附属信息。
[0013]在本发明的一实施例中，该第一存储器储存多个训练序列，且根据一控制信号选择一个训练序列输出至该滤波器。
[0014]在本发明的一实施例中，上述装置还包括第二存储器，储存多组分别针对不同的等效传输信道的滤波系数，且根据一控制信号选择一组滤波系数输出至该滤波器。
[0015]在本发明的一实施例中，上述装置还包括预处理模块，连接在该第一存储器和该滤波器之间，对该训练序列进行预处理。
[0016]本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，由于接收端的训练序列在提取出来后，经历了模拟发射端的训练序列的等效传输信道的滤波，使得两个训练序列之间的差异显著缩小，因此可以滑动相关操作的准确性，从而提高突发检测的准确性。
【附图说明】
[0017]为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的【具体实施方式】作详细说明，其中:
[0018]图1示出已知的基于互相关检测器的通信包突发检测方法。
[0019]图2示出根据本发明一实施例的等效传输信道。
[0020]图3示出本发明一实施例的基于互相关检测器的通信包突发检测装置。
[0021]图4示出本发明一实施例的基于互相关检测器的通信包突发检测方法。
[0022]图5示出根据本发明一实例的包格式。
[0023]图6示出图5所示包格式的接入码格式。
[0024]图7示出根据本发明另一实例的包格式。
[0025]图8示出根据本发明一实例的发射机处理流程。
[0026]图9示出根据本发明一实例的接收机处理流程。
[0027]图10示出根据本发明一实例的通信包突发检测流程。
[0028]图11示出相位差分操作之后的训练信号与理想的训练序列之间的对比效果。
【具体实施方式】
[0029]下面的实施例将详细描述本发明提出的接收机通信包突发检测技术方案。本发明实施例中的接收机适用于包含GFSK (Gauss frequency Shift Keying,高斯频移键控)调制的通信系统，例如GSM系统，蓝牙系统。
[0030]发现已知的通信包突发检测方案检测性能较差的主要原因是，尽管接收端的训练序列与发射端的发射处理模块的部分输入序列(即训练序列)相同，但已发射的训练序列经过一系列的处理和传输后已经与初始的未发射的训练序列(即检测模块的输入训练序列)差别较大了。用两个差别较大的信号序列进行滑动相关，加上噪声的影响，将严重影响检测性能，继而影响系统的传输性能。也就是说，已知的通信包突发检测方案未能考虑处理环节(包括发射处理、发射前端、接收前端等)和传输信道的影响；当处理环节和传输信道与期望的情况差别较大时，将导致检测失败；即使在处理环节和传输信道与期望的情况差别不大时，传统的检测方案的检测性能也较差，尤其当系统的操作信噪比(SNR)较低时，突发检测模块的性能甚至决定了整个系统的性能，因为整个系统的性能有时决定于通信包头的检测样本点偏差的性能。
[0031]由此，本发明的实施例引入等效传输信道。图2示出根据本发明一实施例的等效传输信道。参考图2所示，射频处理模块21和发射前端22属于发射机20，接收前端24、突发检测模块25和接收处理模块26属于接收机27。传输信道23位于发射机20和接收机27之间。发送序列(例如包含训练序列)会经过发射处理模块21、发射前端22、传输信道23和接收前端24，到达突发检测模块25，然后与接收机27的训练序列做互相关，随后通过接收处理模块26输出检测序列。在本发明的上下文中，将发射处理模块21、发射前端22、传输信道23和接收前端24的综合效应称为等效传输信道。发射处理模块21的操作步骤可包括比特映射、调制、滤波等操作，其中一部分操作步骤可统称为发射预处理。发射前端22的处理步骤可包括数字到模拟变换器(DAC)、模拟滤波器、上变频器、放大器等，内含一些非理想因素的影响。传输信道23可包括各类有线或无线信道，如加性高斯白噪声信道(AWGN)、多径信道等。接收前端24可包括调谐器、模拟到数字转换器(ADC)、一些数字接收处理器件如低通滤波器、匹配滤波器、去直流(DC)器、解调器等，内含一些非理想因素的影响。可以理解，虽然在此仅将发射处理模块21、发射前端22、传输信道23和接收前端24统称为等效传输信道，但是如果发生序列从发射端到接收端经历了更多的处理环节，则等效传输信道可以进一步包括这些处理环节。
[0032]继续参考图2描述发射机20和接收机27的处理。发送序列(包含训练序列)可以表现为比特序列、或数值序列(实数或复数)，进入发射处理模块21进行一系列信号发射前的处理，如比特映射、调制、滤波等操作；之后经发射处理模块21处理后的信号进入发射前端22，进行数字信号到模拟信号的转换、模拟滤波、上变频到射频、射频放大等操作。接收机27的处理步骤为，从传输信道23接收到的无线或有线信号先经过调谐器(Tuner)的处理，变换为基带或中频(IF)信号，再进入ADC转换为数字信号，然后进行一系列数字接收前端24的处理，如低通滤波、匹配滤波、去DC、下采样、下变频到基带、解调等操作；然后进入突发检测模块25，捕获到通信包的包头，以及获得一些其它的附属信息，最后进行接收处理如比特检测、信息跟踪等步骤，最后获得检测序列，可以具体表现为比特序列或其它实数或复数序列(如声音信号等)。
[0033]考虑到等效传输信道的影响，以及与实际传输信道(即上图的传输信道)的差别，本发明提出了一种新的接收机通信包突发检测技术装置。图3示出本发明一实施例的基于互相关检测器的通信包突发检测装置。参考图3所示，突发检测装置30可包括预处理模块
31、滤波器32、互相关器33、第一存储器34和第二存储器35。预处理模块31的输入端连接第一存储器34，预处理模块31的输出端连接到滤波器32的一个输入端。滤波器32的另一输入端连接第二存储器35的输出端。滤波器32的输出端连接互相关器33的一个输入端，互相关器33的另一个输入端接入输入信号。互相关器33的输出端输出检测指示信号。
[0034]在工作时，训练序列先经过预处理模块31的预处理操作，再进入滤波器32进行卷积操作，获得滤波后的训练序列(可称为训练信号)。然后在互相关器33利用训练信号与输入信号进行滑动互相关操作，获得突发检测的检测指示信号以及一些其它的附属信息。预处理模块31负责训练序列进行滤波之前的所需操作。预处理的操作具体可视情况而定，其通常例如为比特映射、上采样(如复制方案)等。
[0035]在本实施例中，训练序列存储在第一存储器34中。训练序列可以有一套或多套。当存储多套训练序列，可通过控制信号来控制训练系列的选择。
[0036]滤波器32模拟了前述等效传输信道的效果。滤波器32可以配置一组或多组滤波系数，分别针对不同等效传输信道环境。在本实施例中，可将滤波系数存储在第二存储器35中。