CN109428845B - 载波恢复系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种接收器装置的处理模块及相关联方法和设备。所述方法包括：接收包括一个或多个帧的信号，每个帧包括同步码元部分、安全序列部分和数据有效载荷部分；以及处理所述信号以执行载波恢复，并从载波恢复过程排除所述一个或多个帧的所述安全序列部分的至少部分。

Description

载波恢复系统和方法

技术领域

本公开涉及一种用于发射器的处理模块、一种用于接收器的处理模块、一种相关联系统和方法，在所述系统和方法中处理包括同步码元部分、安全序列部分和数据有效载荷部分的帧。具体地说，虽然并非排他地，但本公开涉及用于测距应用的脉冲无线电超宽带系统。

背景技术

已开发出能够准确地测量两个或更多个无线装置之间的距离的宽带射频(RadioFrequency，RF)应用。这些测量是基于由对两个装置之间RF包的出发和到达时间的准确确定而导出的飞行时间(Time-of-Flight，ToF)计算。RF包以光速行进且因此计算得出的ToF允许确定装置之间的距离。此过程通常称为‘测距’。测距的一个实际应用是‘距离限界’，由此使用ToF计算值验证两个装置之间的距离是否小于预定义阈值，例如用于汽车被动无钥匙进入(Passive Keyless Entry，PKE)系统和其它访问控制系统，以及用于非接触式电子付款系统。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供有一种用于接收器装置的处理模块，所述处理模块被配置成：

接收包括一个或多个帧的信号，每个帧包括同步码元部分、安全序列部分和数据有效载荷部分；以及

对所述信号执行载波恢复过程，其中从所述载波恢复过程排除所述一个或多个帧的所述安全序列部分的至少部分。

载波恢复过程可包括相位恢复过程和/或码元同步过程。所述帧的经受所述载波相位恢复的部分还可包括于所述码元同步过程中。所述帧的从载波相位恢复过程排除的部分还可包括于所述码元同步过程中。

帧还可被称作包。可对每个帧的所述同步码元部分执行载波恢复。可对每个帧的所述数据有效载荷部分执行载波恢复。所述处理装置可使用所述安全序列部分来对恢复的信号执行测距。

在一个或多个实施例中，所述处理模块被配置成确定每个帧的安全序列部分是否包含已知安全序列或未知安全序列。所述处理模块可被配置成针对包括已知安全序列的每个帧，在所述载波恢复过程中包括已知安全序列部分的至少部分。所述处理模块可被配置成使用已知安全序列部分的至少部分来执行载波恢复。

已知安全序列可以是可由所述接收器装置的所述处理模块通过例如使所述安全序列部分与目标模式交叉相关来验证的安全序列。未知安全序列可以是不可由所述接收器装置的所述处理模块通过例如使所述安全序列部分与目标模式交叉相关来验证的安全序列。

在一个或多个实施例中，从载波恢复过程排除所述一个或多个帧中的每一个的未知安全序列部分。所述处理模块可被配置成从所述载波恢复过程排除所述一个或多个帧中的每一个的未知安全序列部分。所述处理模块可被配置成从所述载波恢复过程排除所述一个或多个帧中的每一个的未知安全序列部分的所述至少部分。可从所述载波恢复过程排除所述一个或多个帧中的每一个的已知安全序列部分。所述处理模块可被配置成从所述载波恢复过程排除所述一个或多个帧中的每一个的已知安全序列部分。所述处理模块可被配置成从所述载波恢复过程排除所述一个或多个帧中的每一个的已知安全序列部分的所述至少部分。可从所述载波恢复过程排除所述一个或多个帧的所有安全序列部分。

所述处理模块可被配置成运用对于所述处理模块未知的安全序列部分来检查帧的数据有效载荷部分以获得数据。所述处理模块可被配置成使用获得的数据以确定后续帧的安全序列部分的目标模式。所述处理模块可被配置成使用所述帧的已知安全序列部分来对所述后续帧执行测距。

所述处理模块可被配置成使用例如锁相回路等跟踪回路来执行载波恢复。

在一个或多个实施例中，所述处理模块被配置成通过在所述安全序列部分的所述至少部分的持续时间暂停所述载波恢复过程来从所述载波恢复过程排除所述一个或多个帧的所述安全序列部分的所述至少部分。

在一个或多个实施例中，每个帧包括与交多个安全序列子部分交错的多个同步码元子部分。

在一个或多个实施例中，所述处理模块具有所述信号中的所述帧的格式的先验知识。所述处理模块可被配置成根据帧格式而暂停载波恢复以防止所述安全序列部分成为所述载波恢复过程的对象。

在一个或多个实施例中，根据在前的任一项权利要求所述的处理模块被配置成使用动态带宽受控跟踪回路来执行载波恢复。

在一个或多个实施例中，在每个帧中所述同步码元部分先于所述安全序列部分。所述处理模块可被配置成在穿过所述同步码元部分进行跟踪时减小所述跟踪回路的带宽。在每个帧中所述同步码元部分可先于所述安全序列部分。所述处理模块可被配置成在穿过所述同步码元部分进行跟踪时减小所述跟踪回路的带宽以便减少载波恢复中的残余误差。

在一个或多个实施例中，在每个帧中所述数据有效载荷部分后接于所述安全序列部分。所述处理模块可被配置成在所述安全序列部分之后增大所述跟踪回路的带宽。

在一个或多个实施例中，在每个帧中所述数据有效载荷部分后接于所述安全序列部分。所述处理模块可被配置成在所述安全序列部分之后增大所述跟踪回路的带宽，以便在在所述安全序列部分之后恢复载波恢复时减少所述跟踪回路的稳定时间。

还公开了一种用于被配置成与接收器装置通信的发射器装置的处理模块。所述处理模块可被配置成产生包括一个或多个帧的信号。每个帧可包括同步码元部分、安全序列部分和数据有效载荷部分。

根据另一方面，提供有一种系统，包括：

至少一个接收器装置，包括根据在前的任一项权利要求所述的处理模块；以及

至少一个发射器装置，包括被配置成与所述至少一个接收器装置通信的发射器处理模块，所述发射器处理模块被配置成产生包括一个或多个帧的信号，每个帧包括同步码元部分、安全序列部分和数据有效载荷部分。

保护时间间隔可设置于所述多个同步码元部分中的一个或多个之前和/或之后。所述发射器处理模块可被配置成在所述多个同步码元部分中的一个或多个之前和/或之后设置保护时间。

在一个或多个实施例中，每个帧包括多个同步码元部分。所述同步码元部分中的一个或多个可设置于所述安全序列部分之后。同步码元可设置于所述数据有效载荷部分内。

在一个或多个实施例中，所述信号包括正交或更高阶调制码元流。所述发射器处理模块可被配置成利用所述同步码元部分或所述数据有效载荷部分来调制所述安全序列部分。

在一个或多个实施例中，所述接收器装置和所述发射器装置是脉冲无线电-超宽带IR-UWB装置。

在一个或多个实施例中，所述系统包括以下中的至少一个：

用于建筑物的门禁系统；

用于汽车的被动无钥匙进入和/或启动系统；

非接触式支付终端；以及

自动取款机。

根据另一方面，提供有用于操作接收器装置的处理模块的方法，所述方法包括：

接收包括一个或多个帧的信号，每个帧包括同步码元部分、安全序列部分和数据有效载荷部分；以及

处理所述信号以执行载波恢复，并从载波恢复过程排除所述一个或多个帧的所述安全序列部分的至少部分。

虽然本公开容许各种修改和替代形式，但是已经借助于例子在图式中示出其特殊性且将进行详细描述。但是，应理解，超出所描述的特定实施例的其它实施例也是可能的。还涵盖落在所附权利要求书的精神和范围内的所有修改、等效物和替代实施例。

附图说明

以上论述并不意图呈现在当前或将来权利要求集的范围内的每个示例实施例或每个实施方案。图式和之后的详细描述还举例示出各种示例实施例。结合图式并考虑以下具体实施方式可以更全面地理解各种示例实施例。

现将仅借助于例子参考附图描述一个或多个实施例，其中：

图1示出包括发射器装置和接收器装置的系统的示意性框图；

图2示出供用于图1的系统中的帧；

图3a示出帧和相关联载波恢复状态信号，其中为安全序列部分暂停载波恢复；

图3b示出帧和相关联载波恢复状态信号，其中在已知安全序列部分期间重新启用载波恢复；

图4示出具有再同步部分和相关联载波恢复状态信号的帧；

图5示出紧接着安全序列部分的再同步部分和相关联载波恢复状态信号的帧；

图6示出后接于安全序列部分的固定数据部分和相关联载波恢复状态信号的帧；

图7示出用于同时传达安全序列部分与其它数据的调制方案；

图8示出具有包括安全序列和同步序列的交错部分的帧；

图9示出帧、载波恢复状态信号和相关联载波恢复回路带宽电平；

图10示出帧、载波恢复状态信号和另一相关联载波恢复回路带宽电平；

图11示出用于操作用于接收器装置的处理模块的方法；且

图12示出用于载波相位恢复的跟踪回路的示意性框图。

具体实施方式

接收装置能够使用来自发射装置的所接收包内的已知模式导出与发射装置相关的信道估计。举例来说，在例如IEEE 802.15.4中限定的脉冲无线电-超宽带(ImpulseRadio-Ultra-WideBand，IR-UWB)系统中，将包括重复同步码元和帧起始定界符(Start-of-Frame Delimiter，SFD)的前导码放置在有效载荷段的前面。在IR-UWB接收器中，所接收包的前导码内的重复同步码元通常用于实现时间和频率同步且导出所接收包的信道估计。信道估计由多路径分量的到达时间的估计组成，第一到达多路径分量表示最短无线电路径且因此对于TOF计算很重要。

参考射频(RF)通信装置和其处理模块描述本文中的例子，射频通信装置例如是发射器装置和接收器装置。但是，预期例子不限于仅在RF通信装置内实施且例子可适用于其中将确定ToF测量的任何系统，且具体适用于其中飞行时间(Time-of-Flight，ToF)距离测量为指定函数的任何系统，例如脉冲无线电超宽带(Impulse Radio-Ultra WideBand，IR-UWB)射频(RF)收发器、60GHz和更高频率的脉冲雷达以及基于脉冲的光/激光测距收发器。因此，预期例子可实施于不同通信系统的范围内，包括但不限于RF通信系统和光学(例如光/激光)通信系统等等。应用范围从汽车被动无钥匙进入(Passive Keyless Entry，PKE)系统和其它访问控制系统到(非接触式)电子付款系统，且具体地说涉及执行测距和距离限界的任何应用。

在IR-UWB RF系统中，可能需要使安全性和链路预算最大化，同时使电流消耗、等待时间和系统成本最小化。

IR-UWB物理层在IEEE标准协会，用于低速率无线个域网(Wireless PersonalArea Network，WPAN)的IEEE标准，IEEE标准802.15.4^TM-2015(下文中“IEEE标准”)中限定。所述标准中物理层的规格对于特定使用情况可具有缺点。但是，我们在本文中描述可提供针对一个或多个特定使用情况的一个或多个技术效应的物理层规范的多个方面。本文的方面中的一个或多个可提供针对特定使用情况的优于所述标准中公开的技术效应的技术效应。

相应地，本文中所描述的方面中的一个或多个描述为对IR-UWB物理层IEEE标准的改变或改进，且因此本文所使用的术语和概念可等效于IEEE标准中所限定的概念和所使用的术语。此外，IEEE标准的过程或限定可与本文所限定的特征组合。

图1示出包括至少一个发射器装置101和至少一个接收器装置102的系统100的示意性框图。至少一个发射器装置101和至少一个接收器装置102各自包括：用于信号通信的相应天线104、105和可由计算机逻辑实施以执行数字信号处理的相应处理模块106、107。

系统100可包括脉冲无线电超宽带IR-UWB装置以提供：

用于建筑物的门禁系统；

用于汽车的被动无钥匙进入和/或启动系统；

非接触式支付终端系统；或

自动取款机系统。

发射器101和接收器102的处理模块106、107被配置成交换资料封包或帧并以常规方式确定与帧相关联的飞行时间信息。以此方式，交互可交换数据以(i)启用测距和(ii)传送其它信息。

在被动无钥匙进入应用或其它测距应用中，系统通常用于多个其它系统使用类似信道来进行操作的环境中。举例来说，数个车辆可一起停在停车场中，每个车辆查找其自有钥匙。为了避免系统之间的冲突，每次系统发射可包含唯一标识符。唯一标识符可在每次发射中加密以避免第三方通过跟踪与用户相关联的唯一标识符来窥探用户。

为了确保以安全方式执行测距例如以防止蝉攻击，使用加密安全伪随机数产生器(Cryptographically Secure Pseudo Random Number Generator，CSPRNG)，每个所发射帧的目标模式可产生为安全序列或安全训练序列(secure training sequence，STS)。通过确保序列仅由发送方和既定接收方知晓来实现安全。

图2示出帧200的框图表示。帧200可用于对标记与锚之间的数据进行测距或发射标记与锚之间的数据。

帧200包括依序数据结构，所述依序数据结构包括同步码元部分202、开始帧定界符(start-frame-delimiter，SFD)204、安全序列部分206和数据有效载荷部分208。安全序列部分206提供安全训练序列(STS)。同步码元部分202可包含多个重复的预定同步码元。同步码元部分202和后续开始帧定界符204以常规方式提供同步标头(synchronizationheader，SHR)211。可考虑同步标头211和后续安全训练序列(STS)以提供可用以标识帧并执行测距的安全前导码212。

可使用例如公用加密密钥等共享密钥来同步由发射器和接收器使用的STS。一个共享密钥可用以通过使用某一算法来导出一组STS序列，所述算法例如可与一系列种子值一起使用的加密算法。在测距协议中，既定接收方会了解共享密钥和算法，但不了解已传送了所述组中的哪个STS。

举例来说，帧200的安全训练序列(STS)是可由发射器的加密安全伪随机数产生器(CSPRNG)提供的安全伪随机数。可使用已知加密方法来产生加密安全伪随机数。使用STS使得接收器能够通过比较通过参考模式接收到的STS来验证发射器的真实性。比较可由基于加密密钥和安全序列计数值(种子值)而产生参考值或预期STS的相关器执行。

接收收发器必须知晓当前安全序列计数值(种子值)以便确定预期安全序列以与接收到的安全序列进行比较。因此，为了通过IR-UWB进行安全测距，需要对预期序列的先验知识。

数据有效载荷部分208可用以通知接收方已使用了哪个STS或接下来将使用哪个STS序列。这可通过在数据有效载荷部分208中提供安全序列计数值或安全序列计数值的加密副本来得以实现。接收器可接着使用此信息以确定接下来要发送哪个STS，并在下个时机执行测距。

为了在相干接收器中获得可处理数据，对接收到的信号执行载波恢复和码元同步以便实现信道同步。载波恢复和码元同步可涉及相位恢复和时序同步，如本领域中已知，并可使用例如锁相回路等众所周知的方案来得以实施以随时间的推移跟踪信号的演进。

已识别的问题是接收器跟踪回路无法对未知STS有效地进行操作，从而引起载波恢复的降低，以使得无法可靠地接收到在STS之后发送的任何有效载荷。

跟踪回路通过比较输入信号与参考信号来进行操作。跟踪回路调整相位和取样速率使得最小化差异。一个例子是跟踪回路在先验已知STS序列的持续时间内的操作。

跟踪回路需要在数据接收期间有源。因为数据对于接收器是未知的，所以接收器必须估计参考信号。这通常通过利用解调数据的硬决策来完成。需要最小信噪比使得跟踪回路会可靠地操作。在IR-UWB或扩谱系统中，每个数据位遍及多个码片扩散。在执行硬决策之前，接收器累积对应于位的码片。此过程被称作去扩散。其大体上增大信噪比，并使得跟踪回路能够对未知数据进行操作。

STS序列的目的是实现安全测距。攻击者应不能够提前注入STS或STS的部分，并由此人为地缩短测距结果。因此极重要的是，STS由看起来对攻击者随机的脉冲序列组成。无法使用先验已知扩频码，这是因为其将允许攻击者对扩频码执行所谓的早检测晚提交攻击。攻击者将接着使用扩频序列的第一部分以检测序列的极性，提前发送剩余部分并由此人为地缩短真接收器的测距结果。扩散可因此不用于STS。对个别STS脉冲操作跟踪回路将显著地降低系统的灵敏度，从而使跟踪回路对于实际应用不切实际。

跟踪回路(例如锁相回路PLL中)可持续跟踪将在未知STS期间引起载波的随机漂移的播放轨，这是因为无法在不知晓扩频序列的情况下在码元电平上恢复载波，从而引起载波恢复性能的降低。此降低会引起信号锁丢失，使得在未知STS之后接收数据有效载荷部分的能力会丢失。虽然此类丢失的数据有效载荷部分与无法被验证以实现安全测距(这是因为帧中的STS在接收器处未知)的帧相关联，但是这些数据有效载荷部分可仍包含有用的信息，例如用以实现对后续帧中的STS的识别的安全序列计数值(种子值)信息。将因此有利的是恢复此类丢失的数据有效载荷部分。

为了提高载波恢复并因此使得能够恢复并处理未知STS的帧中的数据有效载荷部分，示例接收器的处理模块被配置成从载波恢复过程排除未知安全序列部分。从处理排除部分，这是因为未对那个部分执行处理。这可通过在时域中暂停信号跟踪过程以使得帧的安全序列部分并非载波恢复过程的对象来得以实现。可根据恢复过程状态而控制常规载波恢复过程以便实现排除安全序列部分。仍可跟踪具有未知数据的数据有效载荷部分，这是因为其扩散已知。通过在去扩散每个数据有效载荷部分码元之后进行解调，有可能以相对高的信噪比恢复载波。

转而参看图11，示出可用于操作接收器装置的处理模块的方法1100的例子。所述方法包括：

接收1102包括一个或多个帧的信号，每个帧包括同步码元部分、安全序列部分和数据有效载荷部分；以及

对信号执行载波恢复1104，其中从载波恢复排除一个或多个帧的安全序列部分的至少部分。可检查1106具有对接收器装置的处理模块未知的安全序列部分的帧的数据有效载荷部分以获得数据。获得的数据可用以确定1108后续帧的安全序列部分的目标模式。可使用帧的已知安全序列部分来对后续帧执行测距1110。

在下文参考图3到10论述各种示例物理层帧结构和相关联载波恢复状态信号以及用于在处理模块中使用的方法。

接收器装置的处理模块可具有信号中的帧的格式的先验知识，且被配置成根据预期帧格式而暂时中止或暂停载波恢复以防止帧的安全序列部分成为载波恢复过程的对象。

图3a示出帧300的示意性框图和载波恢复状态信号302的时序图，帧300还可被称作数据包。帧300包括同步码元部分304，后跟着开始帧定界符306。在开始帧定界符306之后，提供有包括以下各项的序列：可选第一保护间隔308、安全序列部分310、可选第二保护间隔312和数据有效载荷部分314。

载波恢复状态信号302指示是否针对帧300的对应部分而启用或暂停接收器装置的处理模块的载波恢复功能。在暂停的周期期间，对载波恢复过程的跟踪保持在稳定状态下，并不会响应于基本信号的改变而改变。在同步码元部分304和开始帧定界符306期间启用载波恢复。载波恢复过程可转变到在先于安全序列部分310的第一保护间隔的开始时、期间或结束时暂停，并可在第二保护间隔312的开始时、期间或结束时重新启用。一旦恢复，那么载波恢复过程在数据有效载荷部分314期间保持启用。

以此方式，为了易于实施，可从载波恢复处理排除所有安全序列部分，包括已知和未知安全序列部分两者。除安全序列部分以外的部分可能和所有其它部分包括于载波恢复过程中。

接收器装置的处理模块可被配置成通过例如使帧300的安全序列部分310与目标模式交叉相关来验证每个帧的安全序列部分是否包含已知安全序列。在此类例子中，处理模块可被配置成在载波恢复中包括一个或多个帧的已知安全序列部分的至少部分，并从载波恢复过程排除一个或多个帧的未知安全序列部分的至少部分。也就是说，在一些例子中，仅从载波恢复过程完全排除一个或多个帧的未知安全序列部分。

图3b还示出先前参考图3a所描述的帧300和经修改载波恢复状态信号303。在此例子中，处理模块响应于确定安全序列部分至少部分地匹配目标模式而重新启用载波恢复过程。

帧300的安全序列部分310与目标模式的交叉相关在安全序列部分310的开始时开始。如果在预定数目个码元之后安全序列部分310与目标模式一致，那么可在安全序列部分310期间重新启用载波恢复过程，如图3b中所示出。替代地，如果发现安全序列部分310不匹配目标模式，那么在安全序列部分310已结束之后重新启用载波恢复过程，如先前参考图3a所描述。也就是说，如果发现安全序列部分310不匹配目标模式，那么在整个安全序列部分310中载波恢复过程保持停用。

以此方式，从载波恢复排除未知安全序列部分(包含未知安全序列的部分)，同时在载波恢复中包括已知安全序列部分(包含已知安全序列的部分)。可因此通过仅排除涉及未知安全序列的安全序列部分来减少或甚至最小化对载波恢复的暂停，这会干扰载波恢复的跟踪过程，同时对包含已知安全序列的安全序列部分进行操作，这不会干扰载波恢复过程中的跟踪。

图4示出帧400和对应载波恢复状态信号402的部分。帧400的所述部分设置于开始帧定界符(未示出)之后。帧400的所述部分包括多个同步码元部分420、422和多个安全序列部分424、426、428。同步码元部分420、422可被称作再同步部分，这是因为它们设置于帧内以便在由于设置安全序列部分424、426的暂停之后重新同步载波恢复过程。同步码元部分420、422因此与安全序列部分424、426、428交错。相应可选保护间隔430到435提供于安全序列部分424、426、428与同步码元部分420、422之间。

图4中所示出的帧400的部分的格式的具体例子依序包括：第一保护间隔430、第一安全序列部分424、第二保护间隔431、第一同步码元部分420、第三保护间隔432、第二安全序列部分426、第四保护间隔433、第二同步码元部分422、第五保护间隔434、第三安全序列部分428和第六保护间隔435。

载波恢复状态信号402在同步码元部分420、422期间启用，并在安全序列部分424、426、428期间暂停。对载波恢复状态信号402的重新启用可在紧跟在安全序列部分424、426之后的可选保护间隔431、433的开始时、期间或结束时发生。而且，如果确定安全序列部分已知，那么重新启用可在安全序列部分期间发生，如先前参考图3b所描述。对载波恢复状态信号402的暂停可在紧跟在安全序列部分426、428之前的可选保护间隔432、434的开始时、期间或结束时发生。

图5示出帧500和对应载波恢复状态信号502。帧500类似于先前参考图3a或3b所描述的帧，其例外之处在于同步码元部分536设置为紧接着安全序列部分510、在保护间隔512和数据有效载荷部分514之前。在图3a、3b与5之间使用对应参考编号以描述相似特征。在安全序列部分510之后且在同步码元部分536开始时或在同步码元部分536期间重新启用载波恢复状态信号502。还可考虑此例子中的同步码元部分536以为帧提供再同步，这是因为同步部分536与安全序列部分510设置于同一帧中但在其之后。

图6示出帧600和对应载波恢复状态信号602。帧600类似于先前参考图3a或3b所描述的帧，其例外之处在于固定数据部分638设置于安全序列部分610之后。在此例子中，固定数据部分638提供为数据有效载荷部分614的部分。固定数据部分638按可选保护间隔612与安全序列部分610分离。固定数据部分638还充当重新同步元部分，并包含可由接收器装置中的处理模块使用以重新同步对载波恢复过程的跟踪的先验已知数据。

在固定数据部分638之前，在保护间隔的开始时、期间或结束时重新启用载波恢复状态信号602，以使得载波恢复过程可作用于固定数据部分638。

在一些例子中，正交或更高阶调制方案(例如正交相移键控)可用以调制导频信号，或将数据有效载荷部分调制到安全序列部分上。导频信号可由同步码元提供，同步码元由接收器先验已知。

图7示出正交调制方案的星座图。方案具有用于表示在第一维度(在此例子中正交)中提供的导频信号或有效载荷数据的第一状态702和替代性第二状态704、以及用于表示正交维度(在此例子中同相)中的安全训练序列的第三状态706和替代性第四状态708。以此方式，可同时接收帧的安全序列部分和(i)数据有效载荷部分或(ii)同步码元部分。在此类例子中，因而不暂停载波恢复过程，但可从载波恢复过程排除安全序列部分，同时允许载波恢复过程通过仅对信号的第二维度执行载波恢复过程来作用于数据有效载荷部分或同步码元部分。

图8示出类似于先前参考图3a所描述的另一帧800，其例外之处在于帧800包括在交错的安全序列/同步码元部分850中与多个安全序列子部分交错多个同步码元子部分，而非安全序列部分。交错安全序列/同步码元部分850包含分布于预定布置中的(重新)同步码元和安全序列码元。在此例子中，单个同步码元设置于安全序列码元中的每一个之间。

如果处理模块可存取与同步码元一起分布于交错部分850内的预定序列，那么同步码元或导频码元可由接收器装置的处理模块与安全序列码元分离。处理模块可因此使用此先验知识以便从载波恢复处理排除安全序列码元同时包括同步码元。

在一些例子中，接收器的处理模块可被进一步配置成使用例如动态带宽控制器跟踪回路来修改载波恢复过程的带宽。

转而参看图12，示出了用于载波相位恢复的跟踪回路。通过接收器滤波器1204将RF混频器1206馈送到信号源1202。码元相关器可设置于接收器滤波器1204中以去扩散所接收码元。

在跟踪回路中，将混频器1206的输出馈送到决策块1208。举例来说，决策块1208可对码元进行解调/解码(例如决定码元是‘0’还是‘1’)。举例来说，对于二进制相移键控(binary phase shift keyed，BPSK)载波恢复，有必要知晓载波上是否存在180°相位误差或调制后的码元是否使载波移位180°。如果调制后的码元已使载波旋转，那么决策块1208可首先在将码元馈送到误差检测器之前使码元去旋转。

相位检测器1210接收混频器1206的输出和决策块1208的输出作为其输入，并在其输出处提供相位差。相位检测器的输出通过回路滤波器1212和数字控制器振荡器1214作为第二输入被反馈到混频器1206。可通过在相位跟踪期间采用回路滤波器1212的带宽来实施动态带宽控制器跟踪回路。

图9示出类似于先前参考图3a所描述的帧和载波恢复状态信号的帧900和载波恢复状态信号902。另外，图9示出动态带宽受控跟踪回路的跟踪回路带宽904的曲线。跟踪回路带宽904穿过同步码元部分和帧的开始处的开始帧定界符进行跟踪时逐渐减小，以便减少载波恢复过程中的残余误差。在已暂停跟踪之后，在安全序列部分的开始之前，带宽904在当前帧的处理的剩余部分内保持恒定。在当前帧的处理之后和后续帧的载波恢复处理之前，可增大跟踪回路904的带宽。

图10示出类似于先前参考图9所描述的帧、载波恢复状态信号和跟踪回路带宽的相关联简档的帧1000、载波恢复状态信号1002和跟踪回路带宽1004的相关联简档，其例外之处在于跟踪回路带宽1004在帧1000的处理期间增大。具体地说，在安全序列部分之后、在有效载荷数据部分1014的开始时或在其之前增大跟踪回路带宽1004。跟踪回路带宽1004的增大与对载波恢复状态信号1002的跟踪的重新开始重合。在恢复当前帧内的跟踪之后，以此方式增大跟踪回路带宽1004会引起跟踪回路的稳定时间的减少。带宽的增大在此例子中是渐进的。在跟踪回路带宽1004增大之后，跟踪回路带宽1004可按与见于图9的例子中的速率类似的速率逐渐减小。在此例子中，跟踪回路带宽1004减小成在跟踪回路带宽1004增大之前的电平相同的电平。

除非明确陈述特定次序，否则可以任何次序执行上图中的指令和/或流程图步骤。而且，本领域的技术人员将认识到，虽然已经论述一个示例指令集/方法，但是在本说明书中的材料可以多种方式组合从而还产生其它例子，并且应在此详细描述提供的上下文内来进行理解。

在一些示例实施例中，上文描述的指令集/方法步骤实施为体现为可执行指令集的功能和软件指令，所述可执行指令集在计算机或以所述可执行指令编程和控制的机器上实现。此类指令被加载用于在处理器(例如一个或多个CPU)上执行。术语处理器包括微处理器、微处理器、处理器模块或子系统(包括一个或多个微处理器或微处理器)，或其它控制或计算装置。处理器可指代单个组件或多个组件。

在其它例子中，本文中示出的指令集/方法以及与其相关联的数据和指令存储于相应存储装置中，所述存储装置被实施为一个或多个非暂态机器或计算机可读或计算机可用存储媒体。此类计算机可读或计算机可用存储媒体被视为物品(或制品)的一部分。物品或制品可以指任何所制造的单个组件或多个组件。如本文所定义的非暂时性机器或计算机可用媒体不包括信号，但这类媒体可能能够接收并处理来自信号和/或其它瞬暂时性媒体的信号。

本说明书中论述的材料的示例实施例可整体或部分地经由网络、计算机或基于数据的装置和/或服务实施。这些可以包括云、因特网、内联网、移动装置、台式电脑、处理器、查找表、微处理器、消费者设备、基础架构，或其它致能装置和服务。如本文和权利要求书中可以使用，提供以下非排他性定义。

在一个例子中，使本文中论述的一个或多个指令或步骤自动化。术语自动的或自动地(和其类似变型)意指使用计算机和/或机械/电气装置来控制设备、系统和/或过程的操作，而不需要人类干预、观测、努力和/或决策。

应了解，称为耦合的任何组件可直接或间接地耦合或连接。在间接耦合的状况下，可在据称将耦合的两个组件之间安置另外的组件。

在本说明书中，已经依据选定的细节集合而呈现示例实施例。但是，本领域的普通技术人员将理解，可以实践包括这些细节的不同选定集合的许多其它示例实施例。希望所附权利要求书涵盖所有可能的示例实施例。

Claims (10)

1.一种接收器装置，包括处理模块，其特征在于，所述处理模块被配置成：

接收包括一个或多个帧的信号，每个帧包括同步码元部分、安全序列部分和数据有效载荷部分；以及

对所述信号执行载波恢复过程，其中从所述载波恢复过程排除所述一个或多个帧的所述安全序列部分的至少部分。

2.根据权利要求1所述的接收器装置，其特征在于，被配置成：

确定每个帧的安全序列部分是否包含已知安全序列或未知安全序列，

针对包括已知安全序列的每个帧，在所述载波恢复过程中包括已知安全序列部分的至少部分。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的接收器装置，其特征在于，从载波恢复过程排除所述一个或多个帧中的每一个的未知安全序列部分。

4.根据在前的任一项权利要求所述的接收器装置，其特征在于，被配置成通过在所述安全序列部分的所述至少部分的持续时间暂停所述载波恢复过程来从所述载波恢复过程排除所述一个或多个帧的所述安全序列部分的所述至少部分。

5.根据在前的任一项权利要求所述的接收器装置，其特征在于，每个帧包括与多个安全序列子部分交错的多个同步码元子部分。

6.根据在前的任一项权利要求所述的接收器装置，其特征在于，所述处理模块具有所述信号中的所述帧的格式的先验知识，且被配置成根据帧格式而暂停载波恢复以防止所述安全序列部分成为所述载波恢复过程的对象。

7.根据在前的任一项权利要求所述的接收器装置，其特征在于，被配置成使用动态带宽受控跟踪回路来执行载波恢复。

8.根据权利要求7所述的接收器装置，其特征在于，在每个帧中所述同步码元部分先于所述安全序列部分，其中所述处理模块被配置成在穿过所述同步码元部分进行跟踪时减小所述跟踪回路的带宽。

9.一种系统，其特征在于，包括：

至少一个接收器装置，包括根据在前的任一项权利要求所述的处理模块；以及

至少一个发射器装置，包括被配置成与所述至少一个接收器装置通信的发射器处理模块，所述发射器处理模块被配置成产生包括一个或多个帧的信号，每个帧包括同步码元部分、安全序列部分和数据有效载荷部分。

10.一种用于操作接收器装置的处理模块的方法，其特征在于，包括：

接收包括一个或多个帧的信号，每个帧包括同步码元部分、安全序列部分和数据有效载荷部分；以及

处理所述信号以执行载波恢复，并从载波恢复过程排除所述一个或多个帧的所述安全序列部分的至少部分。

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