TWI748027B - 調變訊號之接收器及其同步方法 - Google Patents
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Abstract
根據本揭露內容之一實施例,調變訊號之接收器包括訊號混頻器、同步檢測器以及資料解調器。所述訊號混頻器經組態以根據混頻器頻率執行訊號之基頻降頻,所述訊號包含同步標頭及資料有效負載。所述同步檢測器經組態以:基於所述訊號產生差分訊號;執行所述差分訊號與參考差分訊號之交叉相關以產生交叉相關輸出;且分析所述交叉相關輸出以檢測所述同步標頭之末端。所述資料解調器經組態以回應於所述同步標頭之所述末端的檢測而解調所述資料有效負載。
Description
本揭露內容關於無線通信系統。特定言之,本揭露內容關於執行調變訊號之接收器之初始時序同步的系統及方法。
初始時序獲取在基頻無線數據機設計中是基本的,以使得調變訊號之接收器能夠知道訊號之哪一部分構成資料有效負載,使得可自訊號正確地提取有效資料。在許多無線通信標準(諸如IEEE 802.15.4(ZigBee)標準)中,包含前置碼序列及開始訊框定界符(start frame delimiter;SFD)序列的同步標頭(synchronization header,SHR)通常包含於含有資料之物理規格(physical specification,PHY)封包之開始處。舉例而言,根據ZigBee標準,前置碼可包含隨SFD之後的特定前置碼圖案之八個重複,其指示SHR之末端及封包資料之開始。接收器知曉前置碼且利用此知識以向所有基頻數據機區塊(諸如資料解調器)提供精確同步資訊。
然而,用於初始時序獲取之習知技術通常具有若干缺點。一個缺點是習知技術傾向於需要完全前置碼檢測。完全前置碼檢測依賴於通過相關預期圖案檢測所有波峰,諸如通過超過臨限值之基於相關性的方法。此意謂在所有預期前置碼重複(對於ZigBee標準≈128 𝜇𝑠𝑒𝑐)期間將需要高質量訊號。檢測更小數目之重複可不提供時序資訊,且降低檢測臨限值可增加錯誤警報之機率。因此,需要完全前置碼檢測之習知技術可易受前置碼檢索中之雜訊、前端穩定以及延遲影響。
習知技術之另一缺點為通常將前置碼檢測及SFD檢測實施為兩個獨立硬體機制。舉例而言,在通過一個硬體機制檢測必需數目之連續前置碼重複之後,另一基於相關性之硬體機制將嘗試SFD檢測。用於前置碼檢測及SFD檢測之獨立檢測器可顯著增加接收器硬體之量及複雜度。
根據本揭露內容之一實施例,調變訊號之接收器包括訊號混頻器、同步檢測器以及資料解調器。訊號混頻器經組態以根據混頻器頻率進行訊號之基頻降頻,訊號包含同步標頭及資料有效負載。同步檢測器經組態以:基於訊號產生差分訊號,執行差分訊號與參考差分訊號之交叉相關以產生交叉相關輸出,且分析交叉相關輸出以檢測同步標頭之末端。資料解調器經組態以回應於同步標頭之末端之檢測解調資料有效負載。
根據本揭露內容之另一實施例,提供一種同步調變訊號之接收器之方法,接收器包含資料解調器及訊號混頻器。所述方法包括:根據混頻器頻率通過訊號混頻器執行訊號之基頻降頻,訊號包含同步標頭及資料有效負載;基於訊號產生差分訊號;執行差分訊號與參考差分訊號之交叉相關以產生交叉相關輸出;分析交叉相關輸出以檢測同步標頭之末端;以及回應於同步標頭之末端之檢測操作資料解調器以解調資料有效負載。
可單獨地利用本文中所揭露之特徵及教示內容中之每一者或與其它特徵及教示內容結合以提供本發明系統及方法。參照隨附圖式描述單獨地及呈組合利用許多此等特徵及教示內容之代表性實例。儘管本文中之實施方式向一般熟習此項技術者說明另外的細節以用於實踐本發明教示內容之態樣,但不限制申請專利範圍之範疇。因此,揭露於實施方式中之特徵之組合是本發明教示內容之代表性實例且可不必在最廣泛意義上實踐所述教示內容。
執行調變訊號之接收器之初始時序同步之本發明系統及方法適用於無線通信系統,包含(但不限於)ZigBee、IEEE 802.15.4以及偏移正交相移鍵控(offset quadrature phase shifted keying,OQPSK)通信系統。一般而言,本發明系統及方法提供自調變訊號之同步標頭恢復時序偏移資訊及/或頻率偏移資訊的接收器之具有較低硬體複雜度之穩固初始時序獲取。
根據一個實施例,本發明系統提供用於呈基於低速率及低成本OQPSK調變之無線通信之初始時序獲取的基於有限狀態機(FSM)的前置碼檢測方案。本發明系統通過部分檢測前置碼來提供子集峰值檢測,以便對前端瞬態及失真具有穩固性。部分檢測可為前置碼訊號之部分前部部分、部分中間部分或部分末端部分。本發明系統進一步提供前置碼末端之檢測。在一個實施例中,本發明系統通過採用特定交叉相關屬性使用用於前置碼檢測及前置碼末端圖案檢測(例如,SFD檢測)兩者之共同匹配濾波器。
因此,本發明系統提供歸因於前置碼檢索中之雜訊、前端穩定以及延遲對訊號障礙具有穩固性之子集峰值檢測。另外,通過具有共同匹配濾波器(MF)減少硬體複雜度。前置碼末端之檢測通過比較兩個不同時間處之MF輸出進一步參數獨立。
圖1說明根據實施例之接收器的例示圖。可實施於電子裝置(諸如基頻數據機或其他電子收發器)中之接收器100包含訊號混頻器110、同步檢測器120、資料解調器130以及頻率偏移估計器140。訊號混頻器110經組態以根據混頻器頻率執行訊號(例如,在零IF接收器情況下之RF訊號)之基頻降頻。訊號可包含同步標頭及資料有效負載。同步檢測器120經組態以:基於訊號產生差分訊號;執行差分訊號與參考差分訊號之交叉相關以產生交叉相關輸出;且分析交叉相關輸出以檢測同步標頭之末端。資料解調器130經組態以回應於同步標頭之末端之檢測解調資料有效負載。頻率偏移估計器140經組態以基於對應於峰值之交叉相關輸出之值計算頻率偏移,且通過使訊號混頻器單元根據經計算頻率偏移增加或減少混頻器頻率來補償訊號之頻率偏移。同步檢測器120包含延遲乘法器121、經匹配濾波器122、訊號正規化器123以及用於前置碼檢測之FSM 124。儘管圖1展示作為分離組件之此等組件,此等組件中之一或多者可經組合。
延遲乘法器121自訊號混頻器110接收輸入訊號,其可為複雜基頻訊號。舉例而言,訊號可包含經ZigBee格式化之封包,其中各封包包含同步標頭(SHR)201、PHYS標頭(PHR)202以及含有經傳輸資料(諸如,圖2中所展示)之PHY有效負載203。SHR可含有具有零位元之四個八位元組的前置碼及具有帶有序列『11100101』之位元之八位元組的開始訊框定界符(SFD)。
另外,訊號可為經編碼之直接序列展頻(direct-sequence spread spectrum;DSSS),其將資料之四個位元映射至32個碼片或脈衝值,以增加對干擾或噪音之抗性。舉例而言,對應於不同4位元序列之各資料符號可映射至十六個32碼片偽隨機噪音(pseudo-random noise;PN)序列中之一者,諸如以下表1中所指定。PN序列經由環位移及/或共軛(亦即,經奇數索引之碼片值之反轉)與彼此相關。 表1 實例符號至碼片映射<img wi="109" he="28" file="IMG-2/Draw/02_image003.jpg" img-format="jpg">
因此,在經Zigbee格式化之訊號的情況下,前置碼(其為位元序列『0000』之八個重複)在DSSS編碼之後對應於碼片序列『1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0』之八個重複。出於方便描述起見,術語「碼片」以及「脈衝」在本文中可互換地使用。儘管表1中之碼片值經展示為具有0或1之值,但根據用途,碼片值可替代地具有-1或1之值。
圖3展示根據一實施例之訊號的例示性波形。訊號(其為經OQPSK調變訊號之經降頻基頻訊號)包含利用碼片持續時間偏移之同相分量(I)及正交分量(Q)。訊號是使用下述成形之半正弦脈衝:其中p(t)指代為訊號的半正弦脈衝形狀。圖3之例示性波形展示對應於表1之資料符號0之碼片值。將32個碼片劃分成奇數及偶數群組以產生同相分量及正交分量。
返回參看圖1,延遲乘法器121將訊號之當前樣本乘以具有預定延遲值之延遲共軛輸入樣本。亦即,延遲乘法器121經組態以根據以下陳述式產生差分訊號:其中表示訊號,表示之複共軛,表示差分訊號值,表示樣本時間索引,D
表示延遲值(其可為設計參數),且OSR
表示過採樣比率。根據一個實施例,OSR
之值對於碼片持續時間是每碼片16個樣本(亦即,32 MHz採樣)。
延遲乘法器121向經匹配濾波器122提供輸出。經匹配濾波器122可用於子集前置碼峰值檢測及前置碼末端圖案檢測(例如,SFD檢測)兩者。經匹配濾波器122將差分訊號與參考差分訊號交叉相關。舉例來說,經匹配濾波器122可根據以下陳述式執行差分訊號與參考差分訊號之交叉相關:其中表示交叉相關輸出,表示參考差分訊號,且L
表示參考差分訊號之長度。
根據以下陳述式計算參考差分訊號:其中表示同步標頭之前置碼序列,表示之複共軛,且表示樣本時間索引。換言之,經匹配濾波器122嘗試尋找差分訊號與前置碼之部分之延遲倍增之間的匹配,亦即來自前置碼序列之八個重複之一個。根據一個實施例,參考差分訊號可與樣本(前置碼之一個重複)一樣長,且可經由具有樣本之原始訊號之下採樣版本執行交叉相關。
經匹配濾波器122向訊號正規化器123提供交叉相關輸出,其相對於訊號之功率估計正規化輸出。舉例而言,訊號正規化器123可根據以下陳述式正規化交叉相關輸出:其中表示訊號之估計功率,且是之正規化值。可如下使用訊號之移動平均值來判定經估計功率:在另一實例中,可如下使用無限脈衝回應(IIR)濾波器來判定經估計功率:在另一實例中,α指代為濾波器參數。x指代為輸入信號。可使用在不同數據機區塊(諸如數位自動增益控制(AGC)區塊)上計算之平均功率來測定平均功率。訊號正規化器123向用於前置碼子集峰值檢測及前置碼之末端檢測的FSM 124提供經正規化之交叉相關輸出。
圖4說明根據實施例之通過用於前置碼子集峰值檢測及SFD檢測之有限狀態機執行操作之例示性流程圖。儘管FSM 124描述為執行以下操作,本發明系統及方法並不限於此。舉例而言,可通過其他組件執行操作中之一些。
FSM 124接收來自訊號正規化器123的交叉相關輸出之樣本(在401處)。FSM 124判定子集峰值檢測是否已完成(在402處)。若子集峰值檢測未完成,則FSM 124檢查樣本是否是合理峰值(在403處)。根據一個實施例,若樣本之量值(i)大於臨限值及(ii)大於相鄰樣本之量值,則樣本可為合理峰值。
若樣本不為合理峰值,則FSM 124繼續進行以分析下一樣本。若樣本為合理峰值,則FSM 124將樣本儲存為峰值以及儲存樣本之索引(在403處)。FSM 124判定數目個經儲存樣本(其對應於合理峰值)是否發現於最後數目個連續預期峰值位置中,及為自然數,且(在405處)。若峰值已發現於最後預期峰值位置中,則認為將完成子集峰值檢測(在406處),且FSM 124繼續進行以分析下一樣本(在401處)。類似地,若峰值尚未發現於最後預期峰值位置中,則FSM 124繼續進行以分析下一樣本(在401處)。
若子集峰值檢測已完成但達到超時(在407處),則FSM 124判定初始同步失敗(在414處)。然而,若未達到超時,則FSM 124判定用於當前樣本之樣本索引是否對應於第一預期時間索引,其可為經假設SFD峰值索引,其中通過SFD產生之相關峰值是預期的(在408處)。若樣本索引等於經假設SFD峰值索引,則FSM 124將當前樣本儲存為SFD _ Peak
(在409處)。
若樣本索引不等於經假設SFD峰值索引,則FSM 124判定樣本索引是否在第二時間索引處,其可為經假設前置碼峰值索引(在410處)。若樣本索引等於經假設前置碼峰值索引,則FSM 124將當前樣本儲存為Preamble _ Peak
(在411處)。FSM 124將|Preamble _ Peak
|與|SFD _ Peak
|進行比較以判定SFD是否經檢測(在412處)。若|Preamble _ Peak
|<|SFD _ Peak
|,則認為SFD是所檢測的(在413處)。否則,FSM 124繼續分析下一樣本(在401處)。
圖5說明根據實施例之用於前置碼子集峰值檢測及SFD檢測的例示性流程圖。FSM判定交叉相關輸出之樣本是否各自對應於峰值(在501處)。FSM儲存對應於峰值之樣本中之每一者之樣本值及索引(在502處)。FSM判定數目個經儲存樣本發現於數目個連續預期峰值位置中,及是自然數,且(在503處)。FSM將第一預期時間處之交叉相關輸出之第一樣本與第二預期時間處之交叉相關輸出之第二樣本進行比較(在504處)。第一預期時間可在最後前置碼峰值之後的個樣本處,且第二預期時間可在最後前置碼峰值之後的個樣本處,其中OSR
表示過採樣比率。FSM回應於以下比較結果而檢測同步標頭之末端: |第一樣本
| > |第二樣本
| (在505處)。
如先前所提及,頻率偏移估計器140可經組態以基於對應於峰值之交叉相關輸出之值計算頻率偏移,且通過使訊號混頻器根據經計算頻率偏移增加或減少混頻器頻率來補償訊號之頻率偏移。根據一個實施例,頻率偏移估計器140可根據以下陳述式計算頻率偏移:其中。
因此,鑒於上述,本發明系統及方法之實施例提供自調變訊號之前置碼恢復時序偏移資訊及/或頻率偏移資訊的用於接收器之具有較低硬體複雜度之穩固初始時序獲取。根據一個實施例,本發明系統及方法採用在差分前置碼符號(亦即)與距離4個碼片之延遲的第一個SFD符號(符號索引14或b1110)(亦即具有16 OSR之64個樣本)之差分之間存在強交叉相關之屬性,由此允許常用經匹配濾波器用於前置碼子集峰值檢測及前置碼末端檢測兩者。
本發明系統及方法之各種實施例可使用硬體元件、軟件元件或兩者的組合來實施。硬體元件之實例可包含處理器、微處理器、電路、電路元件(例如,電晶體、電阻器、電容器、電感器等)、積體電路、特殊應用積體電路(ASIC)、可程式化邏輯裝置(PLD)、數位訊號處理器(DSP)、場可程式化閘陣列(FPGA)、邏輯閘、暫存器、半導體裝置、碼片、微碼片、碼片組等。軟體之實例可包含軟體組件、程式、應用、電腦程式、應用程式、系統程式、機器程式、作業系統軟體、中間軟體、韌體、軟體模組、常式、次常式、函式、方法、程序、軟體介面、應用程式介面(API)、指令集、計算程式碼、電腦程式碼、程式碼片段、電腦程式碼片段、字、值、符號,或其任何組合。判定是否使用硬體元件及/或軟體元件來實施實施例可根據諸如以下各者之任何數目個因素而變化:所要計算速率、功率位準、耐熱性、處理循環預算、輸入資料速率、輸出資料速率、記憶體資源、資料匯流排速度及其他設計或效能約束。
可藉由儲存於機器可讀媒體上的表示處理器內之各種邏輯的代表性指令實施至少一個實施例之一或多個態樣,該等代表性指令在由機器讀取時使得該機器編造邏輯以執行本文中所描述之技術。此類表示,被稱為「IP核心」可儲存於有形的機器可讀媒體上且供應給各種客戶或加工機構以裝載至實際上製造邏輯或處理器之製造機器中。
雖然已參考各種實施描述本文中所闡述之某些特徵,但本說明書並不意欲被解釋為限制意義。因此,應將熟習關於本揭露內容所屬之此項技術者顯而易見的對本文中所描述之實施以及其他實施的各種修改認為在本揭露內容之精神及範疇內。
為達成解釋之目的,已參考特定實施例描述了上述描述。然而,以上說明性論述並不意欲為詳盡的或將申請專利範圍之範疇限制為所揭露之精確形式。鑒於上述教示,許多修改及變化為可能的。所述實施例經選擇以最佳地解釋隱含在申請專利範圍下的原理及其實際應用,以藉此使得熟習此項技術者能夠最佳地使用具有如適於所涵蓋特定用途的各種修改的各種實施例。
100‧‧‧接收器110‧‧‧訊號混頻器120‧‧‧同步檢測器121‧‧‧延遲乘法器122‧‧‧經匹配濾波器123‧‧‧訊號正規化器124‧‧‧有限狀態機(FSM)130‧‧‧資料解調器140‧‧‧頻率偏移估計器201‧‧‧同步標頭(SHR)202‧‧‧PHYS標頭(PHR)203‧‧‧PHY有效負載401、402、403、404、405、406、407、408、409、410、411、412、413、414、501、502、503、504、505‧‧‧操作γ‧‧‧訊號z‧‧‧差分訊號值C‧‧‧交叉相關輸出M‧‧‧經正規化之交叉相關輸出Tc‧‧‧碼片持續時間
包含為本揭露內容之部分的附圖說明各種實施例且與以上所給之通用描述及以下所給之各種實施例之實施方式一起用以闡釋及教示本文所描述之原理。
圖1說明根據實施例之接收器的例示圖。 圖2說明根據實施例之例示性經ZigBee格式化之封包。 圖3說明根據實施例之複雜基頻訊號的例示性波形。 圖4說明根據實施例之通過用於前置碼子集峰值檢測及SFD檢測之有限狀態機(finite state machine)執行操作的例示性流程圖。 圖5說明根據實施例之用於前置碼子集峰值檢測及SFD檢測的例示性流程圖。
附圖中之圖式不必按比例繪製且類似結構或功能之元素通常由相同參考編號表示以用於在整個圖式中說明之目的。圖式僅意欲促進本文所描述之各種實施例之描述且不描述本文中所揭露之教示內容之各態樣且不限制申請專利範圍之範疇。
100‧‧‧接收器
110‧‧‧訊號混頻器
120‧‧‧同步檢測器
121‧‧‧延遲乘法器
122‧‧‧濾波器
123‧‧‧訊號正規化器
124‧‧‧有限狀態機(FSM)
130‧‧‧資料解調器
140‧‧‧頻率偏移估計器
γ‧‧‧訊號
z‧‧‧差分訊號值
C‧‧‧交叉相關輸出
M‧‧‧經正規化之交叉相關輸出
Claims (20)
- 一種調變訊號之接收器,所述接收器包括: 訊號混頻器,所述訊號混頻器經組態以根據混頻器頻率執行訊號之基頻降頻,所述訊號包含同步標頭及資料有效負載; 同步檢測器,所述同步檢測器經組態以: 基於所述訊號產生差分訊號, 執行所述差分訊號與參考差分訊號之交叉相關以產生交叉相關輸出,以及 分析所述交叉相關輸出以檢測所述同步標頭之末端;以及 資料解調器,所述資料解調器經組態以回應於所述同步標頭之所述末端的檢測而解調所述資料有效負載。
- 如申請專利範圍第4項所述的調變訊號之接收器,其中所述前置碼序列對應於經ZigBee格式化之資料封包的前置碼序列。
- 如申請專利範圍第7項所述的調變訊號之接收器,其中所述第一預期時間表示預期通過所述訊號之開始訊框定界符(SFD)產生相關峰值的時間。
- 如申請專利範圍第7項所述的調變訊號之接收器,進一步包括頻率偏移估計器,所述頻率偏移估計器經組態以: 基於經儲存的所述樣本值計算頻率偏移,以及 通過使所述訊號混頻器根據所述經計算頻率偏移增加或減少所述混頻器頻率來補償所述訊號之頻率偏移。
- 一種同步調變訊號之接收器的方法,所述接收器包含資料解調器及訊號混頻器,所述方法包括: 通過所述訊號混頻器根據混頻器頻率執行訊號之基頻降頻,所述訊號包含同步標頭及資料有效負載; 基於所述訊號產生差分訊號; 執行所述差分訊號與參考差分訊號之交叉相關以產生交叉相關輸出; 分析所述交叉相關輸出以檢測所述同步標頭之末端;以及 回應於所述同步標頭之所述末端之檢測操作所述資料解調器以解調所述資料有效負載。
- 如申請專利範圍第14項所述的調變訊號之接收器的方法,其中所述前置碼序列對應於經ZigBee格式化之資料封包之所述前置碼序列。
- 如申請專利範圍第17項所述的調變訊號之接收器的方法,其中所述第一預期時間表示預期通過所述訊號之開始訊框定界符(SFD)產生相關峰值之時間。
- 如申請專利範圍第17項所述的調變訊號之接收器的方法,進一步包括: 基於經儲存的所述樣本值計算頻率偏移,以及 通過使所述訊號混頻器根據所述經計算頻率偏移增加或減少所述混頻器頻率來補償所述訊號之頻率偏移。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10129014B2 (en) * | 2017-01-25 | 2018-11-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | System and method of performing initial timing synchronization of receivers of modulated signals |
US10079660B2 (en) * | 2017-01-25 | 2018-09-18 | Samsung Electroncis Co., Ltd. | System and method of tracking and compensating for frequency and timing offsets of modulated signals |
EP3370365B1 (en) * | 2017-03-02 | 2020-07-01 | Nxp B.V. | Processing module and associated method |
EP3370082B1 (en) | 2017-03-02 | 2020-12-09 | Nxp B.V. | Processing module and associated method |
EP3370464B1 (en) | 2017-03-02 | 2020-02-26 | Nxp B.V. | Processing module and associated method |
CN108040028A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-05-15 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种基于本地序列互相关检测的ofdm系统抗干扰信号检测与同步方法 |
US20200186324A1 (en) * | 2018-12-05 | 2020-06-11 | Texas Instruments Incorporated | Low-complexity synchronization header detection |
CN109856615B (zh) * | 2018-12-29 | 2021-01-26 | 北京新岸线移动多媒体技术有限公司 | 一种基于css技术的测距方法及系统 |
CN112003806B (zh) * | 2020-10-28 | 2021-02-09 | 易兆微电子(杭州)股份有限公司 | 一种基带信号的同步解调方法和信号接收机 |
CN113067601B (zh) * | 2021-03-25 | 2022-06-10 | 重庆邮电大学 | 提高直扩系统、直扩电力抄表系统初始同步性能的系统、方法 |
EP4087176A3 (en) * | 2021-05-06 | 2022-12-21 | Nordic Semiconductor ASA | Radio receiver synchronization |
GB2602683B (en) | 2021-05-06 | 2023-03-08 | Nordic Semiconductor Asa | Radio receiver synchronization |
CN113939009A (zh) * | 2021-10-13 | 2022-01-14 | 国网信息通信产业集团有限公司 | 同步估计方法、装置及接收机和存储介质 |
CN114362839B (zh) * | 2021-12-07 | 2024-05-03 | 芯象半导体科技(北京)有限公司 | 基于hplc双模无线系统的信号检测方法、装置和电子设备 |
CN114666030B (zh) * | 2022-05-25 | 2022-08-26 | 华中科技大学 | 一种混合井下信号编码与解码方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050105595A1 (en) * | 2003-11-17 | 2005-05-19 | Martin Frederick L. | Communication device |
CN1893407A (zh) * | 2005-06-30 | 2007-01-10 | 三星电机株式会社 | Zigbee系统中基于频率偏移补偿的符号检测器及符号检测方法 |
US20090022139A1 (en) * | 2007-07-20 | 2009-01-22 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Wireless personal area network zigbee receiver and receiving method thereof |
US20090258657A1 (en) * | 2002-02-28 | 2009-10-15 | Sony Corporation | Demodulation apparatus and receiving apparatus |
US20120033768A1 (en) * | 2009-04-16 | 2012-02-09 | Chung-Ang University Industry-Academy Cooperation Foundation | Non-coherent detection apparatus and method for ieee 802.15.4 lr-wpan bpsk receiver |
CN103384990A (zh) * | 2010-10-29 | 2013-11-06 | 理立系统有限公司 | 针对具有快速多普勒频移的无线电系统的频率偏移补偿的系统和方法 |
CN103702409A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-04-02 | 武汉虹信通信技术有限责任公司 | 一种td-lte网络优化设备的同步检测方法 |
Family Cites Families (52)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3023557A (en) * | 1959-05-01 | 1962-03-06 | James R Tannehill | Apparatus for use in and method of packaging food products and the like |
GB1000255A (en) * | 1961-05-17 | 1965-08-04 | Atomic Energy Authority Uk | Improvements in or relating to the hot pressing of solid bodies from powder |
US3223820A (en) * | 1963-03-25 | 1965-12-14 | Matsuura Etsuyuki | Method of ohmically connecting filament to semiconducting material |
US3362977A (en) * | 1964-03-27 | 1968-01-09 | Gen Electric | Method for making organosilanes |
US3432077A (en) * | 1967-10-23 | 1969-03-11 | Samuel T Voll | Nightstick having pressurized spray |
US3774318A (en) * | 1972-11-01 | 1973-11-27 | G Sterriti | Directionality trainer |
US7280601B2 (en) * | 2002-02-20 | 2007-10-09 | Freescale Semiconductor, Inc. | Method for operating multiple overlapping wireless networks |
US7184719B2 (en) * | 2002-02-20 | 2007-02-27 | Freescale Semiconductor, Inc. | Method for operating multiple overlapping wireless networks |
US7280615B2 (en) * | 2002-02-20 | 2007-10-09 | Freescale Semiconductor, Inc. | Method for making a clear channel assessment in a wireless network |
US7248659B2 (en) * | 2002-02-20 | 2007-07-24 | Freescale Semiconductor, Inc. | Method for adjusting acquisition speed in a wireless network |
KR100441589B1 (ko) * | 2002-04-01 | 2004-07-23 | 삼성전자주식회사 | Rtp패킷 생성/복원 장치 및 방법 |
US7257165B2 (en) * | 2002-04-18 | 2007-08-14 | Gardner Steven H | Method and apparatus for preamble detection and time synchronization estimation in OFDM communication systems |
DE60335379D1 (de) * | 2002-07-16 | 2011-01-27 | Ihp Gmbh | Verfahren und gerät zur rahmendetektion und synchronisierung |
EP1414208A1 (en) * | 2002-10-21 | 2004-04-28 | STMicroelectronics N.V. | Synchronization using training sequences with a periodical structure |
GB2396085B (en) * | 2002-12-03 | 2006-06-21 | Synad Technologies Ltd | Method and device for synchronisation in OFDM |
US6973142B2 (en) * | 2003-03-19 | 2005-12-06 | Freescale Semiconductor, Inc. | Timing synchronization for M-DPSK channels |
KR20040099058A (ko) * | 2003-05-17 | 2004-11-26 | 삼성전자주식회사 | 서브타이틀 처리 방법, 그 재생 장치 및 그 정보저장매체 |
US20050105505A1 (en) * | 2003-11-07 | 2005-05-19 | Eran Fishler | Transceiver for a wireless local area network having a sparse preamble data sequence |
SG124281A1 (en) * | 2004-03-19 | 2006-08-30 | Oki Techno Ct Singapore Pte | Digital radio receiver |
JP2005318530A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-11-10 | Sanyo Electric Co Ltd | タイミング調節方法ならびにそれを利用したデジタルフィルタおよび受信装置 |
KR100555709B1 (ko) * | 2004-06-23 | 2006-03-03 | 삼성전자주식회사 | 디지털 수신기의 채널 프로파일을 이용한 심벌 타이밍오류 검출장치 및 그의 심벌 타이밍 오류 검출방법 |
MX2007012122A (es) * | 2005-03-28 | 2007-11-20 | Thomson Licensing | Busqueda de celda mejorada para condiciones de transferencia. |
KR100665259B1 (ko) * | 2005-09-30 | 2007-01-09 | 삼성전기주식회사 | Oqpsk 복조기의 심벌 동기 추정 방법 |
US7649963B2 (en) * | 2006-03-29 | 2010-01-19 | Posdata Co., Ltd. | Apparatus for estimating and compensating carrier frequency offset and data receiving method in receiver of wireless communication system |
KR100837702B1 (ko) * | 2006-10-26 | 2008-06-13 | 한국전자통신연구원 | 위상 편이를 이용한 반송파 주파수 복원 장치 및 그 방법 |
CN101272369B (zh) * | 2007-03-20 | 2012-05-23 | 富士通株式会社 | 前导码检测和整数倍载波频偏估计装置和方法 |
JP4324886B2 (ja) * | 2007-04-27 | 2009-09-02 | ソニー株式会社 | フレーム同期装置および方法、並びに、復調装置 |
EP2160879B1 (en) * | 2007-06-25 | 2013-11-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for synchronising a receiver timing to a transmitter timing |
US7983235B2 (en) * | 2007-11-05 | 2011-07-19 | Freescale Semiconductor, Inc. | High speed overlay mode for burst data and real time streaming (audio) applications |
US8223820B2 (en) * | 2007-12-31 | 2012-07-17 | Silicon Laboratories Inc. | Method and apparatus for symbol synchronization for an 802.15.4 radio platform |
US8023557B2 (en) | 2007-12-31 | 2011-09-20 | Silicon Laboratories Inc. | Hardware synchronizer for 802.15.4 radio to minimize processing power consumption |
US8531981B2 (en) | 2008-01-25 | 2013-09-10 | Greenpeak Technologies B.V. | Arrangement for determining a characteristic form of an input signal |
CN103812816B (zh) * | 2008-05-15 | 2017-04-26 | 马维尔国际贸易有限公司 | 有效的物理层前导格式 |
EP2297593A2 (en) * | 2008-05-28 | 2011-03-23 | Anthony Richards | Ranging for wireless radio frequency communication devices |
EP2342877B1 (en) * | 2008-08-26 | 2013-03-27 | Marvell World Trade Ltd. | Physical layer data unit format |
CN102165726B (zh) * | 2008-09-29 | 2014-08-20 | 马维尔国际贸易有限公司 | 物理层数据单元格式 |
DE102009057442B4 (de) * | 2008-12-29 | 2018-08-09 | Atmel Corp. | Empfänger und Verfahren zum Betrieb eines Empfängers |
US8369451B2 (en) | 2009-06-09 | 2013-02-05 | Adeptence, Llc | Method and apparatus for constant envelope modulation |
US8630374B2 (en) * | 2009-09-21 | 2014-01-14 | Texas Instruments Incorporated | Packet detection and coarse symbol timing for rotated differential M-ary PSK modulated preamble signal |
TW201134243A (en) * | 2009-11-16 | 2011-10-01 | Silver Spring Networks Inc | Detection of start frame delimiters in a wireless digital communication system |
US9392565B2 (en) * | 2010-03-05 | 2016-07-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and system for accurate clock synchronization through interaction between communication layers and sub-layers for communication systems |
US8559569B1 (en) * | 2011-01-28 | 2013-10-15 | Marvell International Ltd. | Preamble detection based on repeated preamble codes |
US9900193B2 (en) * | 2011-08-09 | 2018-02-20 | Texas Instruments Incorporated | Wireless networks utilizing multiple modulations |
US9197467B2 (en) * | 2011-10-21 | 2015-11-24 | Itron, Inc. | Multiple protocol receiver |
RU2012102842A (ru) | 2012-01-27 | 2013-08-10 | ЭлЭсАй Корпорейшн | Инкрементное обнаружение преамбулы |
CN102523185B (zh) * | 2011-12-09 | 2014-11-26 | 大唐移动通信设备有限公司 | 前导序列的检测方法和装置 |
US9432077B2 (en) | 2012-02-08 | 2016-08-30 | Texas Instruments Incorporated | DSSS preamble detection for smart utility networks |
KR101974366B1 (ko) * | 2012-02-10 | 2019-05-03 | 삼성전자주식회사 | 디지털 정보 디스플레이 장치에서 영상 내 각 객체에 대한 부가 정보를 제공하기 위한 방법 및 이를 위한 디지털 정보 디스플레이 장치 그리고 상기 부가 정보를 제공받는 가시광 통신 단말 |
US20150055526A1 (en) * | 2013-08-26 | 2015-02-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Media access control (mac) protocol for wireless networks |
US9615386B2 (en) * | 2014-01-27 | 2017-04-04 | Texas Instruments Incorporated | Random access channel false alarm control |
US9231648B2 (en) | 2014-05-21 | 2016-01-05 | Texas Instruments Incorporated | Methods and apparatus for frequency offset estimation and correction prior to preamble detection of direct sequence spread spectrum (DSSS) signals |
US10129014B2 (en) * | 2017-01-25 | 2018-11-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | System and method of performing initial timing synchronization of receivers of modulated signals |
-
2017
- 2017-02-23 US US15/441,149 patent/US10129014B2/en active Active
- 2017-04-28 KR KR1020170054994A patent/KR102269195B1/ko active IP Right Grant
- 2017-12-26 TW TW106145798A patent/TWI748027B/zh active
-
2018
- 2018-01-11 CN CN201810026486.4A patent/CN108347397B/zh active Active
- 2018-07-10 US US16/031,944 patent/US10432391B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090258657A1 (en) * | 2002-02-28 | 2009-10-15 | Sony Corporation | Demodulation apparatus and receiving apparatus |
US20050105595A1 (en) * | 2003-11-17 | 2005-05-19 | Martin Frederick L. | Communication device |
CN1893407A (zh) * | 2005-06-30 | 2007-01-10 | 三星电机株式会社 | Zigbee系统中基于频率偏移补偿的符号检测器及符号检测方法 |
US20090022139A1 (en) * | 2007-07-20 | 2009-01-22 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Wireless personal area network zigbee receiver and receiving method thereof |
US20120033768A1 (en) * | 2009-04-16 | 2012-02-09 | Chung-Ang University Industry-Academy Cooperation Foundation | Non-coherent detection apparatus and method for ieee 802.15.4 lr-wpan bpsk receiver |
CN103384990A (zh) * | 2010-10-29 | 2013-11-06 | 理立系统有限公司 | 针对具有快速多普勒频移的无线电系统的频率偏移补偿的系统和方法 |
CN103702409A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-04-02 | 武汉虹信通信技术有限责任公司 | 一种td-lte网络优化设备的同步检测方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10129014B2 (en) | 2018-11-13 |
KR102269195B1 (ko) | 2021-06-25 |
US10432391B2 (en) | 2019-10-01 |
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TW201828589A (zh) | 2018-08-01 |
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