CN107231225A - 一种前导符序列检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种前导符序列检测方法及装置,检测方法包括,根据n时刻接收到的基带的I/Q两路的时域采样点信号,计算n时刻输入信号的功率;计算n时刻的信号相位;计算n时刻的信号瞬时频率;计算n时刻的信号瞬时频率向量的自相关值;判断所述自相关值是否超过噪声门限或自相关峰值,统计峰值计数值;判断所述峰值计数值是否大于预先设定的阈值,若大于预先设定的阈值,则确认峰值被找到,则认定已检测到前导符序列。本发明通过相对于现有的互相关运算检测方法,解决了检测复杂度高和检测功耗大的问题,实现了降低检测复杂度和提高检测效率的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域,尤其涉及一种前导符序列检测方法及装置。
背景技术
在许多通信系统中,以BLE(低功耗蓝牙)系统为例,常采用帧的形式传输数据,其中,每一帧中包含了1个字节的前导符序列,通过检测所述的前导符序列,可以来区分各帧。
现有技术中,常规采用互相关运算的前导符序列检测方法,导致了检测复杂度高、检测功耗大和检测效率低的技术问题。
发明内容
针对上述存在的技术问题,本发明提供一种前导符序列检测方法及装置,解决了现有技术中存在的检测复杂度高、检测功耗大和检测效率低下的技术问题,实现了降低检测复杂度和提高检测效率的技术效果。
一种前导符序列检测方法,包括以下步骤:
A1、根据n时刻接收到的基带的I/Q两路的时域采样点信号,计算n时刻输入信号的功率;
A2、计算n时刻的信号相位;
A3、计算n时刻的信号瞬时频率;
A4、计算n时刻的信号瞬时频率向量的自相关值;
A5、判断所述自相关值是否超过噪声门限,超过则执行A6,否则清零自相关峰值和峰值计数值,认定未检测到前导符序列;
A6、判断所述自相关值是否超过自相关峰值,如果超过自相关峰值,则清零峰值计数值,认定未检测到前导符序列,并将所述自相关值设为自相关峰值;如果未超过自相关峰值,则峰值计数值加1;
A7、判断所述峰值计数值是否大于预先设定的阈值,若大于预先设定的阈值,则确认峰值被找到,则认定已检测到前导符序列;否则返回结果,未检测到前导符序列。
优选地,在A6之后还包括,计算所接收到的基带的I/Q两路的时域采样点信号的平均功率,如果未超过预先设定的噪声门限功率,则认为接收到的信号是噪声,接着清空所有缓存数据,认定未检测到前导符序列;如果大于噪声门限功率,则返回结果检测到前导符序列,同时返回当前采样点为粗略时间同步位置。该步骤过滤了噪声,提高前导符序列检测的精度。
一种前导符序列检测装置,包括:时域到相域转换模块,用于接收基带的I/Q两路的时域采样点信号,获取信号采样点的相位;相域到频域转换模块,用于获取n时刻的信号瞬时频率;自相关模块,用于获取n时刻的信号瞬时频率向量的自相关值;峰值搜寻和确认模块,用于判断所述自相关值是否超过噪声门限或自相关峰值、确认峰值是否被找到以及认定是否检测到前导符序列;所述时域到相域转换模块、相域到频域转换模块、自相关模块、峰值搜寻和确认模块依次相连。
优选地,前导符序列检测装置还包括:输入信号功率测量模块,用于计算接收的基带的I/Q两路的时域采样点信号的平均功率;噪声鉴别模块,用于比较所述平均功率和预先设定的噪声门限功率,如果未超过预先设定的噪声门限功率,则认为接收到的信号是噪声,清空所有缓存数据,认定未检测到前导符序列;否则返回结果检测到前导符序列,同时返回当前采样点为粗略时间同步位置;所述输入信号功率测量模块、噪声鉴别模块、峰值搜寻和确认模块依次相连。
一种低功耗蓝牙接收机,包括前导符序列检测装置,还包括GFSK解调装置和BLE解包装置,所述前导符序列检测装置、GFSK解调装置和BLE解包装置依次相连。
本发明实现了降低检测复杂度和提高检测效率的效果。
附图说明
图1为前导符序列检测方法的流程图;
图2为前导符序列检测方法的另一种流程图;
图3为前导符序列检测装置的结构框图;
图4为前导符序列检测装置的另一种结构框图;
图5为低功耗蓝牙接收机的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
图1为前导符序列检测方法的流程图。
在当前n时刻收到基带的I/Q两路的时域采样点信号;
计算n时刻输入信号的功率;
P(n)=r(n)2+q(n)2-Gn
计算n时刻信号相位;
计算n时刻瞬时频率;
计算n时刻瞬时频率向量的自相关值R(n);
其中,N为前导符采样点的个数,为8×OSR,OSR为过采样倍数,L为估计的多径的数目;
判断n时刻自相关是否超过噪声门限;
如果未超过噪声门限,清零自相关峰值Rpk与峰值计数值Pc,认定未检测到前导符序列,
如果n时刻自相关超过噪声门限,则比较自相关峰值Rpk与自相关值R(n);
如果R(n)>Rpk,设Rpk=R(n),Pc=0
如果R(n)<Rpk,Pc=Pc+1
如果Pc>M,M为预先设定的峰值确定阈值,则认为峰值已经找到,表示检测到前导符序列;否则返回结果未检测到前导符序列。
在另一种实施方式中,如图2,判断Pc与阈值的关系后,计算信号向量的平均功率;
如果即平均功率大于噪声门限功率,则模块输出峰值确认和当前采样点位置为粗略同步,认定检测到前导符序列,否则认为是虚警,清空所有缓存数据,认定未检测到前导符序列。
实施例2
图3为前导符序列检测装置的一种结构框图。
前导符序列检测装置中,时域到相域转换模块、相域到频域转换模块、自相关模块和峰值搜寻和确认模块依次电连接,其中,时域到相域转换模块,用于接收基带的I/Q两路的时域采样点信号,获取信号采样点的相位;相域到频域转换模块,用于获取n时刻的信号瞬时频率;自相关模块,用于获取n时刻的信号瞬时频率向量的自相关值;峰值搜寻和确认模块,用于判断所述自相关值是否超过噪声门限或自相关峰值、确认峰值是否被找到以及认定是否检测到前导符序列。
在另一种实施方式中,与图2的流程相对应,前导符序列检测装置中,除图3中所示的几种模块外,还增加了输入信号功率测量模块、噪声鉴别模块,它们与峰值搜寻和确认模块依次电性相连,用于过滤噪声,提高检测精度,如图4所示。输入信号功率测量模块,用于计算接收的基带的I/Q两路的时域采样点信号的平均功率;噪声鉴别模块,用于比较所述平均功率和预先设定的噪声门限功率,如果未超过预先设定的噪声门限功率,则认为接收到的信号是噪声,则清空所有缓存数据,认定未检测到前导符序列。
实施例3
图5为低功耗蓝牙接收机的结构框图。
低功耗蓝牙接收机中,前导符序列检测模块、GFSK(高斯频移键控)解调装置和BLE(低功耗蓝牙)解包装置依次电连接,其中,前导符序列检测装置用于负责前导符序列的检测和村粗略时间同步,包括时域到相域转换模块,用于接收基带的I/Q两路的时域采样点信号,获取信号采样点的相位;相域到频域转换模块,用于获取n时刻的信号瞬时频率;自相关模块,用于获取n时刻的信号瞬时频率向量的自相关值;峰值搜寻和确认模块,用于判断所述自相关值是否超过噪声门限或自相关峰值,确认峰值是否被找到以及认定是否检测到前导符序列。输入信号功率测量模块,用于计算接收的基带的I/Q两路的时域采样点信号的平均功率;噪声鉴别模块,用于比较所述平均功率和预先设定的噪声门限功率,如果未超过预先设定的噪声门限功率,则认为接收到的信号是噪声,则清空所有缓存数据,认定未检测到前导符序列;
成功检测到前导符序列后,接收机的GFSK(高斯频移键控)解调装置和BLE(低功耗蓝牙)解包装置进行解调、接受和校验操作。
Claims (5)
1.一种前导符序列检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
A1、根据n时刻接收到的基带的I/Q两路的时域采样点信号,计算n时刻输入信号的功率;
A2、计算n时刻的信号相位;
A3、计算n时刻的信号瞬时频率;
A4、计算n时刻的信号瞬时频率向量的自相关值;
A5、判断所述自相关值是否超过噪声门限,超过则执行A6,否则清零自相关峰值和峰值计数值,认定未检测到前导符序列;
A6、判断所述自相关值是否超过自相关峰值,如果超过自相关峰值,则清零峰值计数值,认定未检测到前导符序列,并将所述自相关值设为自相关峰值;如果未超过自相关峰值,则峰值计数值加1;
A7、判断所述峰值计数值是否大于预先设定的阈值,若大于预先设定的阈值,则确认峰值被找到,则认定已检测到前导符序列;否则返回结果,未检测到前导符序列。
2.根据权利要求1所述的前导符序列检测方法,其特征在于,在A6之后还包括,计算所接收到的基带的I/Q两路的时域采样点信号的平均功率,如果未超过预先设定的噪声门限功率,则认为接收到的信号是噪声,接着清空所有缓存数据,认定未检测到前导符序列;如果大于噪声门限功率,则返回结果检测到前导符序列,同时返回当前采样点为粗略时间同步位置。
3.一种前导符序列检测装置,其特征在于,包括:
时域到相域转换模块,用于接收基带的I/Q两路的时域采样点信号,获取信号采样点的相位;
相域到频域转换模块,用于获取n时刻的信号瞬时频率;
自相关模块,用于获取n时刻的信号瞬时频率向量的自相关值;
峰值搜寻和确认模块,用于判断所述自相关值是否超过噪声门限或自相关峰值、确认峰值是否被找到以及认定是否检测到前导符序列;
所述时域到相域转换模块、相域到频域转换模块、自相关模块、峰值搜寻和确认模块依次相连。
4.根据权利要求3所述的前导符序列检测装置,其特征在于,还包括:
输入信号功率测量模块,用于计算接收的基带的I/Q两路的时域采样点信号的平均功率;
噪声鉴别模块,用于比较所述平均功率和预先设定的噪声门限功率,如果未超过预先设定的噪声门限功率,则认为接收到的信号是噪声,清空所有缓存数据,认定未检测到前导符序列;否则返回结果检测到前导符序列,同时返回当前采样点为粗略时间同步位置;
所述输入信号功率测量模块、噪声鉴别模块、峰值搜寻和确认模块依次相连。
5.一种低功耗蓝牙接收机,其特征在于,包括权利要求3或4所述的前导符序列检测装置,还包括GFSK解调装置和BLE解包装置,所述前导符序列检测装置、GFSK解调装置和BLE解包装置依次相连。
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