CN101009547B - 包前同步信号搜寻方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种包前同步信号搜寻方法及其装置，适用于一通信传输系统中，用以在所接收具有循序的多个位模式的一传输信号中搜寻具有既定规则的多个既定位模式的一包前同步信号，而上述各位模式与既定位模式具有相同的既定偶数位数，上述包前同步信号搜寻方法包括：依序比对上述传输信号的上述位模式与上述既定位模式，当上述位模式符合上述既定位模式时，递增一成功次数；当上述成功次数大于或等于一既定临界值时，启动一比对地址的程序。采用本发明所述的包前同步信号搜寻方法及其装置，将在较短的时间内进行资料包前同步信号的比对，相对的也会缩短整个通信传输系统处理的时间，使效率提高。

Description

包前同步信号搜寻方法及其装置

技术领域

本发明是有关于一种搜寻方法及其装置，特别是有关于一种包前同步信号搜寻方法及其装置。

背景技术

在通信传输系统中，所要传输的信息包括所要传输的资料(payload)本身、该资料所要传输的目的地址、以及其他特殊用途所延伸出来的资料，例如：为了比对资料的错误检查码，例如：循环冗余检查码(Cyclic Redundancy Check；CRC)，及用以同步的前同步信号(preamble)。因为在传输前，必须先将上述所有资料予以组合，组成一个包(packet)的形式来传送，如图1所示，图1是显示网络包的格式，其中完整的包是由前同步信号11、地址12、资料13以及循环冗余检查码14组合而成。然而为了要让整个系统在接收端能够确认包的起头，进而确定后续接收的资料所代表的意义，通常会在所有资料的前端，加上所谓的前同步信号(preamble)。前同步信号是一段有规律的码，能够让接收器很容易地即能判读出来，若系统不采用前同步信号，而直接传送资料，很有可能在传输过程中的噪声刚好符合地址，造成误判(falsealarm)。因此，在地址资料前加上前同步信号便可大幅度降低发生误判的机率。因为噪声必须同时与前同步信号及地址比对成功，才会有发生误判的可能性。所以，寻找包的前同步信号成为解包信号的过程中，最重要的问题。

以现有技术而言，系统在收到一串信号后，必须找到整个前同步信号，才能继续处理后续解地址与资料等工作，所以每一次搜寻皆会撷取与前同步信号等长的信号进行逐一完整的比对，若比对结果完全正确则系统才会确认找到前同步信号，再接着继续解开连接于前同步信号之后的资料。若所撷取的信号中有任何一个位比对失败，则系统会再另外重新撷取与前同步信号等长的信号进行比对，直到比对成功为止。然而，当信号在较差的环境中传送时，会被噪声干扰，进而使包的资料发生错误。由于传统的比较方法需将撷取与前同步信号等长的信号每个位皆进行比对，才能判断是否正确，因此采用传统的信号比对方法将耗费较长的时间进行资料包前同步信号的比对，相对的也会延长整个通信传输系统处理的时间，使效率降低。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述问题，本发明提供一种包前同步信号搜寻方法，适用于通信传输系统中，用以在所接收具有循序的多个位模式的传输信号中搜寻具有既定规则的多个既定位模式的包前同步信号，而上述各位模式与既定位模式具有相同的既定偶数位数，上述包前同步信号搜寻方法包括：接收一传输信号，上述传输信号具有循序的多个位模式，且上述各位模式具有上述既定位数；依序比对上述传输信号的上述位模式与上述既定位模式，当上述位模式符合上述既定位模式时，递增成功次数，并将失败次数重置；当上述位模式不符合上述既定位模式时，递增上述失败次数，并递减上述成功次数，且当上述成功次数小于或等于上述失败次数时，将重置上述成功次数与上述失败次数；以及当上述成功次数大于或等于既定临界值时，启动比对地址的程序。

本发明所述的包前同步信号的搜寻方法，上述既定位数为偶数。

本发明所述的包前同步信号的搜寻方法，上述比对地址的程序是用以比对所接收到包的地址是否正确。

另外，本发明提供一种包前同步信号搜寻装置，适用于通信传输系统中，用以在所接收具有循序的多个位模式的传输信号中搜寻具有既定规则的多个既定位模式的包前同步信号，而上述各位模式与既定位模式具有相同的既定偶数位数，上述包前同步信号搜寻装置包括：第一寄存器，用以记录上述位模式；第二寄存器，用以记录上述既定位模式；第三寄存器，用以记录既定临界值；第一计数器，用以记录成功次数，并根据比对成功信号递增上述成功次数、根据比对失败信号递减上述成功次数、以及根据第一重置信号将上述成功次数重置；第二计数器，用以记录失败次数，并根据上述比对失败信号递增上述失败次数，以及根据第二重置信号将上述失败次数重置；比较器，用以比对所接收的上述传输信号的上述位模式与上述既定位模式、比较上述成功次数与上述既定临界值、以及更包括比较上述成功次数与上述失败次数；控制单元，根据上述比较器的比较结果，当上述位模式符合上述既定位模式时，提供上述比对成功信号及上述第二重置信号，当上述成功次数大于或等于上述既定临界值时，则提供比对地址的触发信号，当上述位模式不符合上述既定位模式时，提供上述比对失败信号，当上述成功次数小于或等于上述失败次数时，提供上述第一重置信号及上述第二重置信号。

本发明所述的包前同步信号的搜寻装置，上述既定位数为偶数。

采用本发明所述的包前同步信号搜寻方法及其装置，将在较短的时间内进行资料包前同步信号的比对，相对的也会缩短整个通信传输系统处理的时间，使效率提高。

附图说明

图1是显示网络包的格式；

图2是显示根据本发明实施例所述的包前同步信号搜寻方法的操作流程图；

图3是显示根据本发明实施例所述的包前同步信号搜寻方法的状态图；

图4是显示根据本发明实施例所述的包前同步信号搜寻装置。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举若干较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

参阅图2，图2是显示根据本发明实施例所述的包前同步信号搜寻方法的操作流程图。如图2所示，在通信传输系统中，首先接收具有循序的多个位模式的传输信号，如S21所示，其中循序的多个位模式是指一连串由0与1所组成的信号。接下来，依序比对传输信号的位模式是否符合于包前同步信号中具有既定规则的既定位模式，如S22所示。在此，所谓传输信号的位模式符合既定位模式代表传输信号的位模式与既定位模式的值完全相同。包前同步信号是由下列方式来决定的，当所传输包的目的地地址12(参见图1)的最高位(most significant bit；MSB)为0时，上述包前同步信号中具有既定规则的既定位模式为010101...01，表示为(01)ⁿ，其中n为自然数，而当所传输包的目的地地址12(参见图1)的最高位为1时，上述包前同步信号中具有既定规则的既定位模式则为101010...10，表示为(10)ⁿ，其中n为自然数。无庸置疑地，从上述传输信号所撷取出来与既定位模式进行比对的各位模式具有相同的既定偶数位个数。举上述既定偶数位个数等于2为例，当所接收的传输信号为0111000101100110，即所接收的传输信号具有循序的位模式01、11、00、01、01、10、01、以及10，而传输包的目的地地址12(参见图1)的最高位为0，则包前同步信号中具有既定规则的既定位模式为(01)ⁿ，其中n为1，意即包前同步信号中具有既定规则的既定位模式为“01”。

在依序比对传输信号的位模式是否符合于包前同步信号中具有既定规则的既定位模式的过程中，若所接收的传输信号的位模式符合包前同步信号的既定位模式时，则递增成功次数并重置失败次数，如S23所示。接下来，再检查成功次数是否大于或等于既定临界值时，如S24所示，若上述成功次数大于或等于既定临界值时，启动比对地址的程序，如S25所示，若上述成功次数小于上述既定临界值时，则继续比对上述传输信号的其余上述位模式与包前同步信号中具有既定规则的上述既定位模式是否符合，如S22所示；若所接收的传输信号的位模式不符合包前同步信号的既定位模式时，则递增上述失败次数并递减上述成功次数，如S26所示。接下来，再检查上述成功次数及上述失败次数，如S27所示，若上述成功次数小于或等于上述失败次数时，将重置上述成功次数与上述失败次数，如S28所示，若上述成功次数大于上述失败次数时，则继续比对上述传输信号的其余上述位模式是否符合包前同步信号中具有既定规则的上述既定位模式，如S22所示。

参阅图3，图3是显示根据本发明实施例所述的包前同步信号搜寻方法的状态图，其中上述传输信号的各位模式与包前同步信号中具有既定规则的上述既定位模式的既定位数为二。如图3所示，共包括八个状态：关闭状态OFF，如S31所示、初始状态INIT，如S32所示、第一暂时状态SYM1，如S33所示、命中状态HIT，如S34所示、第二暂时状态SYM2，如S35所示、失误状态MISS，如S36所示、第三暂时状态SYM3，如S37所示、及搜寻前同步信号成功状态PMB_EN，如S38所示，而各状态之间的转移则由参数hit_cnt、miss_cnt、及pmb_th等来控制。参数hit_cnt是用以记录成功次数，当上述传输信号的位模式符合包前同步信号中具有既定规则的上述既定位模式时(即比对成功)，参数hit_cnt会被递增，当上述传输信号的位模式不符合包前同步信号中具有既定规则的上述既定位模式时(即比对失败)，参数hit_cnt会被递减，而且当参数hit_cnt小于或等于参数miss_cnt时，参数hit_cnt会被重置(参数miss_cnt亦会被重置)。上述参数miss_cnt是用以记录失败次数，当上述传输信号的位模式不符合包前同步信号中具有既定规则的上述既定位模式时(即比对失败)，参数miss_cnt会被递增，而下列两种情况，即当上述传输信号的位模式符合包前同步信号中具有既定规则的上述既定位模式(即比对成功)，或者当上述参数hit_cnt小于或等于上述参数miss_cnt时，参数miss_cnt皆会被重置，此外，如上所述，当上述参数hit_cnt小于或等于上述参数miss_cnt时，不仅参数miss_cnt会被重置，参数hit_cnt亦会被重置。参数pmb_th是用以记录随系统设定的既定临界值，当参数hit_cnt大于或等于参数pmb_th时，则判断搜寻前同步信号成功。三个参数hit_cnt、miss_cnt、及pmb_th会影响状态的转移，整个搜寻系统，每输入一个位，状态机即会根据当时的情形变化一次。OFF，如S31所示为关闭状态，系统直到参数pmb_corr_en等于1时，即系统发出搜寻前同步信号的命令，整个系统才进入INIT，如S32所示状态。INIT，如S32所示为初始状态，整个系统作初始化的设定，若上述传输信号的位模式符合包前同步信号中具有既定规则的上述既定位模式(即比对成功)，则进入HIT，如S34所示状态，反之若上述传输信号的位模式不符合包前同步信号中具有既定规则的上述既定位模式(即比对失败)，则进入SYM1，如S33所示状态。INIT，如S32所示状态为整个搜寻系统最初始的状态，当系统发生问题，或迟迟无法搜寻到前同步信号时，系统会自动地回复到INIT，如S32所示的状态，重新搜寻整个信号。SYM1，如S33所示为一个暂时状态，不论状态为SYM1，如S33所示或INIT，如S32所示，一旦上述传输信号的位模式符合包前同步信号中具有既定规则的上述既定位模式(即比对成功)，则立刻进入HIT，如S34所示状态。若后续上述传输信号的位模式皆符合包前同步信号中具有既定规则的上述既定位模式(即比对成功)，则系统会在状态SYM2，如S35所示与HIT，如S34所示之间转换，直到参数hit_cnt大于或等于参数pmb_th，系统进入PMB_EN，如S38所示状态为止，进入PMB_EN，如S38所示状态表示已成功地搜寻到前同步信号，此时参数addr_corr_en会被设为1，亦即启动比对地址的程序。若在SYM2，如S35所示状态时，上述传输信号的位模式不符合包前同步信号中具有既定规则的上述既定位模式(即比对失败)，系统会进入MISS，如S36所示状态，若此时参数hit_cnt仍大于参数miss_cnt，系统会转移至SYM3，如S37所示状态，若上述传输信号的位模式符合包前同步信号中具有既定规则的上述既定位模式(即比对成功)，系统会再度进入HIT，如S34所示状态，反之，若比对持续失败，以致于参数hit_cnt小于或等于参数miss_cnt，系统会回复至INIT，如S32所示状态。

参阅图4，图4是显示根据本发明实施例所述的包前同步信号搜寻装置。根据本发明实施例所述的包前同步信号搜寻装置包括第一寄存器402、第二寄存器405、第三寄存器407、第一计数器403、第二计数器406、比较器409、以及控制单元401。

第一寄存器402用以记录所接收传输信号中的位模式。第二寄存器405，用以记录包前同步信号的既定位模式。第三寄存器407，用以记录既定临界值。第一计数器403，用以记录成功次数。第二计数器406，用以记录失败次数。比较器409，用以比对所接收的上述传输信号的上述位模式与上述既定位模式、比较上述成功次数与上述既定临界值、以及比较上述成功次数与上述失败次数。控制单元401，用以协调及控制各组成元件的信号传输及执行顺序。

当根据本发明实施例所述的包前同步信号搜寻装置被启动时，控制单元401会利用读取信号421从第一寄存器402读出所接收传输信号中的位模式，并利用选择信号422从第一多工器404选择输出信号A至比较器409，以及利用读取信号421从第二寄存器405读出包前同步信号的既定位模式，并利用选择信号423从第二多工器408选择输出信号B至比较器409。比较器409将从第一多工器404输出的信号A与从第二多工器408输出的信号B进行比较，并将其比较结果输出至控制单元401。当上述位模式符合上述既定位模式时，比较器409会产生信号430，控制单元401会根据上述信号430产生比对成功信号424，用以递增第一计数器403，以及产生第二重置信号427，用以重置第二计数器406。接着，控制单元401会利用读取信号421从第一计数器403读出成功次数，并利用选择信号422从第一多工器404选择输出信号A至比较器409，以及利用读取信号421从第三寄存器407读出既定临界值，并利用选择信号423从第二多工器408选择输出信号B至比较器409。比较器409将从第一多工器404输出的信号A与从第二多工器408输出的信号B进行比较，并将其比较结果输出至控制单元401。若上述成功次数大于或等于既定临界值(A≥B)，比较器409会产生信号429或信号430，控制单元401会根据上述信号429或信号430产生比对地址的触发信号428。若上述成功次数小于既定临界值(A＜B)，比较器409会产生信号431，控制单元401会根据上述信号431继续比对上述传输信号的其余上述位模式与包前同步信号中具有既定规则的上述既定位模式是否符合；当上述位模式不符合上述既定位模式时(A＞B或A＜B)，比较器409会产生信号429或信号431，控制单元401会根据上述信号429或信号431产生比对失败信号425，用以递减第一计数器403，并递增第二计数器406。接着，控制单元401会利用读取信号421从第一计数器403读出成功次数，并利用选择信号422从第一多工器404选择输出信号A至比较器409，以及利用读取信号421从第二计数器406读出失败次数，并利用选择信号423从第二多工器408选择输出信号B至比较器409。比较器409将从第一多工器404输出的信号A与从第二多工器408输出的信号B进行比较，并将其比较结果输出至控制单元401。若上述成功次数小于或等于失败次数(A≤B)，比较器409会产生信号431或信号430，控制单元401会根据上述信号431或信号430产生第一重置信号426，用以重置第一计数器403，以及产生第二重置信号427，用以重置第二计数器406。若上述成功次数大于失败次数(A＞B)，比较器409会产生信号429，控制单元401会根据上述信号429继续比对上述传输信号的其余上述位模式与包前同步信号中具有既定规则的上述既定位模式是否符合。

虽然本发明已通过较佳实施例说明如上，但该较佳实施例并非用以限定本发明。本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应有能力对该较佳实施例做出各种更改和补充，因此本发明的保护范围以权利要求书的范围为准。

附图中符号的简单说明如下：

11：前同步信号

12：地址

13：资料

14：循环冗余检查码(Cyclic Redundancy Check；CRC)

401：控制单元

402：第一寄存器

403：第一计数器

404：第一多工器

405：第二寄存器

406：第二计数器

407：第三寄存器

408：第二多工器

409：比较器

420：传输信号的位模式

421：读取信号

422：第一选择信号

423：第二选择信号

424：比对成功信号

425：比对失败信号

426：第一重置信号

427：第二重置信号

428：比对地址触发信号

429：A＞B

430：A＝B

431：A＜B

A、B：信号

S31：OFF状态

S32：INIT状态

S33：SYM1状态

S34：HIT状态

S35：SYM2状态

S36：MISS状态

S37：SYM3状态

S38：PMB_EN状态

Claims (5)

1.一种包前同步信号搜寻方法，其特征在于，该包前同步信号搜寻方法，适用于一通信传输系统中，用以搜寻一包前同步信号，其中上述包前同步信号包括具有既定规则的多个既定位模式，而上述既定位模式具有一既定位数，上述包前同步信号搜寻方法包括：

接收一传输信号，上述传输信号具有循序的多个位模式，且上述各位模式具有上述既定位数；以及

依序比对上述传输信号的上述位模式与上述既定位模式，

其中，上述依序比对的步骤还包括：

于上述位模式符合上述既定位模式时递增一成功次数、重置一失败次数，且于上述成功次数大于或等于一既定临界值时，启动一比对地址的程序；以及

于上述位模式不符合上述既定位模式时递增上述失败次数、递减上述成功次数，且于上述成功次数小于或等于上述失败次数时重置上述成功次数与上述失败次数。

2.根据权利要求1所述的包前同步信号的搜寻方法，其特征在于，上述既定位数为偶数。

3.根据权利要求1所述的包前同步信号的搜寻方法，其特征在于，上述比对地址的程序是用以比对所接收到包的地址是否正确。

4.一种包前同步信号搜寻装置，其特征在于，该包前同步信号搜寻装置，适用于一通信传输系统中，用以在所接收的一传输信号中搜寻一包前同步信号，上述传输信号具有循序的多个位模式，上述各位模式具有一既定位数，其中上述包前同步信号包括具有既定规则的多个既定位模式，而上述既定位模式具有上述既定位数，上述包前同步信号搜寻装置包括：

一第一寄存器，用以记录上述位模式；

一第二寄存器，用以记录上述既定位模式；

一第三寄存器，用以记录一既定临界值；

一第一计数器，用以记录一成功次数，并根据一比对成功信号递增上述成功次数，根据一比对失败信号递减上述成功次数，以及根据一第一重置信号重置上述成功次数；

一第二计数器，用以记录一失败次数，并根据上述比对失败信号递增上述失败次数，以及根据一第二重置信号重置上述失败次数；

一比较器，用以比对所接收的上述传输信号的上述位模式与上述既定位模式，并比较上述成功次数与上述既定临界值，以及比较上述成功次数与上述失败次数；

一控制单元，根据上述比较器的比较结果动作，

其中：

当上述位模式符合上述既定位模式时，该控制单元提供上述比对成功信号且提供上述第二重置信号，且于上述成功次数大于或等于上述既定临界值时提供一比对地址的触发信号；以及

当上述位模式不符合上述既定位模式时，该控制单元提供上述比对失败信号，且于上述成功次数小于或等于上述失败次数时提供上述第一重置信号及上述第二重置信号。

5.根据权利要求4所述的包前同步信号的搜寻装置，其特征在于，上述既定位数为偶数。

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