CN113949614A - 用于接收数据分组的方法、接收机和计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

实施例提供了一种接收机，包括接收单元和同步单元。接收单元被配置为接收包括导频序列的数据分组。同步单元被配置为将导频序列与至少两个部分参考序列分别相关，以获得针对至少两个部分参考序列中的每一个的部分相关结果，该至少两个部分参考序列对应于所述数据分组的导频序列的参考序列，其中同步单元被配置为将部分相关结果非相干地相加，以获得数据分组的粗相关结果。

Description

用于接收数据分组的方法、接收机和计算机可读存储介质
本申请是申请日为2016年3月31日、国际申请号为PCT/EP2016/057014、中国申请号为“201680086358.8”、发明名称为“用于接收数据分组的方法、接收机和计算机可读存储介质”的申请的分案申请。
技术领域
实施例涉及接收机。其他实施例涉及用于接收数据分组的方法。一些实施例涉及优化前导码。一些实施例涉及干扰鲁棒检测。一些实施例涉及前导码分割。一些实施例涉及非相干相关。一些实施例涉及导频信令。
背景技术
已知用于从大量节点(例如，暖气表、电表或水表)向基站发送少量数据(例如，传感器数据)的系统。基站接收(并且可以控制)大量节点。在基站处，可获得更多的算力和更复杂的硬件，即更高性能的接收机。在节点中只有廉价的晶体可用，其通常具有10ppm或更高的频率偏移。
在文献[G.Kilian，H.Petkov，R.Psiuk，H.Lieske，F.Beer，J.Robert和A.Heuberger，“Improved coverage for low-power telemetry systems using telegramsplitting”，Proceedings of 2013European Conference on Smart Objects，Systemsand Technologies(SmartSysTech)，2013]中，提出了使用报文(telegram)分割来提高的低功率遥测系统的覆盖范围。
在文献[G.Kilian，M.Breiling，H.H.Petkov，H.Lieske，F.Beer，J.Robert和A.Heuberger，“Increasing Transmission Reliability for Telemetry Systems UsingTelegram Splitting”，IEEE Transactions on Communications，vol.63，no.3，pp.949-961，2015年3月]中，提出了使用报文分割来提高遥测系统的传输可靠性。
在文献[R.De Gaudenzi，F.Giannetti和M.Luise，“Signal recognition andsignature code acquisition in CDMA mobile packet communications”，IEEETransactions on Vehicular Tecohnology，vol.47，no.1，pp.196-208，1998年2月]中，讨论了CDMA(码分多址)移动分组通信中的信号识别和签名码获取。
在文献[J.Block和E.W.Huang，“Packet Acquisition Performance ofFrequency-Hop Spread-Spectrum Systems in Partial-Band Interference”，IEEEMilitary Communications Conference，2007.MILCOM 2007，2007，pp.1-7]中，讨论了部分频带干扰中跳频扩频系统的分组获取性能。
WO2013/030303A2提出了具有单向数据传输的电池操作的固定传感器组件。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种改进发射机和接收机之间的通信的发明构思。
该目的通过本发明的实施例来实现。
实施例提供了一种接收机，包括接收单元和同步单元。接收单元被配置为接收包括导频序列的数据分组。同步单元被配置为将导频序列与至少两个部分参考序列分别相关，以获得针对至少两个部分参考序列中的每一个的部分相关结果，该至少两个部分参考序列对应于所述数据分组的导频序列的参考序列，其中同步单元被配置为将部分相关结果非相干地相加，以获得数据分组的粗相关结果。
本发明的构思在于，通过将数据分组(或数据分组的导频序列)与至少两个部分参考序列(每个部分参考序列短于数据分组中包含的导频序列)相关来同步数据分组，以获得针对至少两个部分参考序列中的每一个的部分相关结果，其中，将部分相关结果非相干地相加，从而降低了数据分组减少的传输信道的一些影响，以提高同步性能。
其他实施例提供了一种用于接收数据分组的方法，包括：
-接收包括导频序列的数据分组；
-将所述导频序列与至少两个部分参考序列分别相关，以获得针对所述至少两个部分参考序列的部分相关结果，所述至少两个部分参考序列对应于所述数据分组的导频序列的参考序列；以及
-将所述部分相关结果非相干地相加，以获得所述数据分组的相关结果。
其他实施例提供了一种接收机，包括接收单元和同步单元。接收单元被配置为接收数据分组(例如，至少两个数据分组)，所述数据分组中的至少第一数据分组包括至少两个部分导频序列中的第一部分导频序列，以及所述数据分组中的至少第二数据分组包括至少两个部分导频序列中的第二部分导频序列。同步单元被配置为将部分导频序列与至少两个部分参考序列分别相关，以获得针对至少两个部分参考序列中的每一个的部分相关结果。由此，同步单元被配置为将部分相关结果非相干地相加，以获得数据分组的粗相关结果。
其他实施例提供了一种用于接收数据分组的方法，包括：
-接收至少两个数据分组，所述至少两个数据分组中的至少第一数据分组包括至少两个部分导频序列中的第一部分导频序列，以及所述至少两个数据分组中的第二数据分组包括至少两个部分导频序列中的第二部分导频序列；
-将部分导频序列与至少两个部分参考序列分别相关，以获得针对至少两个部分参考序列中的每一个的部分相关结果；以及
-将部分相关结果非相干地相加，以获得两个数据分组的粗相关结果。
其他实施例提供了一种接收机，包括接收单元和同步单元。接收单元被配置为接收包括导频序列的数据分组。同步单元被配置为将所述导频序列与参考序列相关，以获得相关结果。由此，同步单元被配置为对数据分组的符号应用权重因子，或者对导频序列的符号应用权重因子，或者对导频序列的每个符号应用权重因子。
其他实施例提供了一种接收机，包括接收单元和同步单元。接收单元被配置为接收包括导频序列的数据分组。同步单元被配置为将所述导频序列与参考序列相关，以获得相关结果。由此，同步单元被配置为使用相关窗口来检测数据分组，其中，通过检测相关窗口内超过预定阈值的所有相关峰值中的最高峰值来检测数据分组。
在以下实施例中提出了有利的实施方式。
在一些实施例中，将部分相关结果非相干地相加包括：例如通过将部分相关结果的绝对值或绝对值平方或近似绝对值相加，在相关之后丢弃相位信息。
在一些实施例中，同步单元可以被配置为通过将部分相关结果的绝对值或绝对值平方或近似值绝对值相加，将部分相关结果非相干地相加。
在一些实施例中，至少两个部分参考序列可以是参考序列的至少两个不同部分。
在一些实施例中，数据分组可包括至少两个部分导频序列作为导频序列。
在一些实施例中，接收单元可以被配置为接收至少两个数据分组，其中，仅至少两个数据分组的一部分包括导频序列，例如，接收单元可以被配置为接收没有导频序列的数据分组。
在一些实施例中，接收单元可以被配置为接收至少两个数据分组，其中至少两个数据分组中的每一个可以包括导频序列。同步单元可以被配置为将至少两个数据分组中的每一个的导频序列与至少两个部分参考序列分别相关，以针对至少两个数据分组中的每一个，获得针对至少两个部分参考序列中的每一个的部分相关结果，其中所述至少两个部分参考序列对应于相应的数据分组的导频序列的参考序列。此外，同步单元可以被配置为：将至少两个数据分组中的每一个的部分相关结果非相干地相加，以获得至少两个数据分组中的每一个的粗相关结果，并组合至少两个数据分组的粗相关结果，以获得组合后的粗相关结果。
同步单元可以被配置为：通过使用至少两个数据分组的粗相关结果的理想Neyman-Pearson检测器的和或近似值，来组合至少两个数据分组的粗相关结果。
在一些实施例中，至少两个数据分组可以是报文的各部分，该报文可以被分成至少两个数据分组来进行发送。接收机还可以包括数据分组组合单元，其被配置为组合至少两个数据分组以获得报文。
同步单元还可以被配置为将部分相关结果相干地相加，以获得数据分组的精细相关。
此外，如果组合后的粗相关结果超过预定阈值，则同步单元还可以被配置为将至少两个数据分组中的每一个的部分相关结果相干地相加，以获得至少两个数据分组中的每一个的精细相关结果。例如，同步单元可以被配置为组合至少两个数据分组的精细相关结果，以获得组合后的精细相关结果。
同步单元可以被配置为对至少两个数据分组的粗相关结果进行归一化，并组合至少两个数据分组的归一化粗相关结果，以获得报文的粗相关结果。
此外，同步单元可以被配置为对至少两个数据分组的精细相关结果进行归一化，并组合至少两个数据分组的归一化精细相关结果，以获得组合后的精细相关结果。
在一些实施例中，同步单元可以被配置为估计数据分组的频率偏移。
例如，同步单元可以被配置为在大偏移(例如，大于或等于数据速率)的情况下，通过频域中的过采样和多个频率上的并行相关来估计频率偏移。具有最高峰值的相关结果提供粗频率偏移。
此外，同步单元可以被配置为在小偏移(例如，小于数据速率)的情况下基于相邻符号之间的相位差估计频率偏移。
此外，同步单元可以被配置为在足够大的部分导频序列(例如，取决于信噪比)的情况下直接基于这些部分导频序列来估计频率偏移。
此外，同步单元可以被配置为基于粗相关结果来估计频率偏移以获得粗频率偏移，或者基于精细相关结果来估计频率偏移来获得精细频率偏移。
接收机可以包括报头提取单元，该报头提取单元被配置为通过使用估计的频率偏移对数据分组应用频率校正并估计导频序列的相移，从以导频序列的相移编码的数据分组中提取报头信息。
在一些实施例中，同步单元可以被配置为对导频序列的符号进行归一化以获得归一化导频序列，并将归一化导频序列与至少两个部分参考序列分别相关。
在一些实施例中，同步单元可以被配置为计算数据分组的部分相关结果的方差，并在所述数据分组的部分相关结果的方差小于或等于预定阈值的情况下检测所述数据分组。
在一些实施例中，同步单元可以被配置为对数据分组的符号应用权重因子，或者对至少两个部分导频序列中的每一个的符号应用单独的权重因子，或者对至少两个部分导频序列的每个符号应用单独的权重因子，或者对至少两个部分参考序列中的每一个应用单独的权重因子，或者对数据分组的每个符号应用单独的权重因子。
在一些实施例中，同步单元可以被配置为检测相关的主瓣和旁瓣，并使用主瓣和旁瓣之间的已知距离来提供所检测的主瓣作为相关结果。
在一些实施例中，同步单元可以被配置为使用相关窗口来检测数据分组，其中，通过检测相关窗口内超过预定阈值的所有相关峰值中的最高峰值来检测数据分组。
实施例通过使用子分组内的前导码的部分相关性以及在多个子分组上进行组合，来提供计算高效的频率不敏感的报文检测。
其他实施例通过使用相移来传输子分组的导频的部分前同步码部分(部分前同步码)，使用检测和同步导频来提供(附加的)报头信息的鲁棒传输，而对接收机性能没有影响或影响很小。
其他实施例提供干扰鲁棒检测。
附图说明
参照附图来描述本发明的实施例。
图1示出了根据实施例的接收机的示意性框图；
图2a示出了根据实施例的数据分组(子分组)的示意图；
图2b示出了根据另一实施例的数据分组(子分组)的示意图；
图2c示出了根据另一实施例的数据分组(子分组)的示意图；
图2d示出了根据另一实施例的数据分组(子分组)的示意图；
图2e示出了根据另一实施例的数据分组(子分组)的示意图；
图2f示出了根据另一实施例的数据分组(子分组)的示意图；
图3示出了根据EP 2914039 A1的数据分组的同步的示意图；
图4示出了根据实施例的数据分组的同步的示意图；
图5在图中示出了Barker-7码的自相关函数随时间绘制的幅度；
图6在图中示出了具有由干扰源(interferer)引起的较高旁瓣的Barker-7码的自相关函数随时间绘制的幅度；
图7a示出了针对三个不同时隙的具有两个部分导频序列和数据序列的数据分组、以及覆盖数据分组的长干扰源的示意图；
图7b在图中示出了对于三个不同时隙中的每一个的、随时间绘制的子分组或报文宽归一化的接收功率和归一化接收功率；
图8a示出了针对三个不同时隙的具有两个部分导频序列和数据序列的数据分组、以及覆盖数据分组的短干扰源的示意图；
图8b在图中示出了对于三个不同时隙中的每一个的、随时间绘制的子分组或报文宽归一化的接收功率和归一化接收功率；
图9a示出了针对三个不同时隙的具有两个部分导频序列和数据序列的数据分组、以及覆盖数据分组的短干扰源的示意图；
图9b在图中示出了对于三个不同时隙中的每一个的、随时间绘制的符号宽归一化的接收功率和归一化接收功率；
图10在图中示出了根据实施例的作为在通信信道上分成多个数据分组进行发送的报文的一部分的多个数据分组、以及在所有(或至少一部分)数据分组上计算方差的示意图；
图11示出了根据实施例的三个数据分组的示意图，每个数据分组具有两个部分导频序列，并且示出了通过将各个权重因子应用于每个数据分组的每个导频序列来执行对导频序列的加权的示意图；
图12在图中示出了根据实施例的随时间绘制的相关函数的幅度；
图13示出了根据实施例的检测窗口的示意图；
图14示出了根据实施例的用于使用检测窗口来检测数据分组的方法的流程图；
图15在三幅图中示出了根据实施例的针对三个不同时隙的随时间绘制的相关结果的幅度、以及用于检测数据分组的阈值和检测窗口；
图16在图中示出了根据实施例的作为在通信信道上分成多个数据分组进行发送的报文的一部分的多个数据分组、以及在其中三个数据分组上计算部分相关的示意图；
图17示出了根据实施例的用于接收数据分组的方法的流程图；
图18示出了根据实施例的接收机的示意性框图；以及
图19示出了根据实施例的用于接收数据分组的方法的流程图；
在以下描述中，通过相同或等同附图标记来表示相同或等同元件或者具有相同或等同功能的元件。
具体实施方式
在以下描述中，阐述了多个细节以提供对本发明的实施例的更透彻的解释。然而，本领域技术人员将清楚的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明的实施例。在其他实例中，以框图形式而不是具体地示出了公知的结构和设备，以避免对本发明的实施例造成混淆。此外，除非另外具体指示，否则下文所述的不同实施例的特征可以彼此组合。
图1示出了根据实施例的接收机100的示意性框图；接收机100包括接收单元102和同步单元104。接收单元102被配置为接收包括导频序列108的数据分组106。
例如，接收单元102可以被配置为通过通信信道接收和解调从发射机发送到接收机100的信号，并且基于其提供包括数据分组106的数据流。
数据分组106可以包括导频序列108和布置在导频序列108之前、之后或之间的一个或多个数据序列110(图1中未示出，参见例如图2a-图2f)。数据分组106可以是报文的一部分，报文被分成多个数据分组(或子分组)进行发送。
同步单元104被配置为将导频序列108与至少两个部分参考序列112_1至112_n分别相关(n可以是大于或等于2的自然数)，以获得针对至少两个部分参考序列112_1至112_n中的每一个的部分相关结果116_1至116_n，其中，同步单元104被配置为将部分相关结果116-1至116_n非相干地相加，以获得数据分组106的粗相关结果118。
例如，同步单元104可以被配置为分别将接收单元102提供的数据流与至少两个部分参考序列112_1至112_n相关。
至少两个部分参考序列112_1至112_n中的每一个可以短于数据分组的导频序列106。
至少两个部分参考序列112_1至112_n可以与数据分组106的导频序列108的参考序列114相对应，即，至少两个部分参考序列112_1至112_n可以是数据分组的导频序列108的参考序列114的一部分。假设在发射机和接收机100之间是理想通信信道，则参考序列114和导频序列是相同的。至少两个部分参考序列112_1至112_n中的每一个可以比参考序列114短。例如，参考序列114可以被分为至少两个(或n个)部分(或集合)，以获得至少两个(或n个)部分参考序列112_1至112_n，即，参考序列114的第一部分是至少两个部分参考序列112_1至112_n中的第一个，并且参考序列114的第二部分是至少两个部分参考序列112_1至112_n中的第二个，以此类推(如适用)。
同步单元104可以被配置为通过将部分相关结果的绝对值或绝对值平方或近似值绝对值相加，将部分相关结果非相干地相加。
可以在数据分组或子分组内发送导频(或导频符号序列(导频序列))。导频可以用于分组检测、时间同步和频率同步中的至少一个。
存在不同的方式来对子分组内导频进行定位，通过以下对图2a至2f的讨论，这将变得清楚。
图2a示出了根据实施例的数据分组(子分组)106的示意图。数据分组106包括导频序列108和布置在导频序列108之前和之后的两个数据序列110。使用复向量图示来指示数据分组106的符号，即，每个箭头可以示出用于发送数据分组的调制方法的一个符号。
如图2a所示，在实施例中，导频序列108可以包括至少两个部分导频序列108_1至108_n，即，导频序列108可以被分成至少两个部分导频序列108_1至108_n。因此，部分导频序列108_1至108_n中的每一个可以具有对应的部分参考序列112_1至112_n，例如，第一部分参考序列112_1可以具有对应的第一部分导频序列108_1(即，当将第一部分参考序列112_1和第一部分导频序列108_1相关时，相关峰值可以最大)，以及，第二部分参考序列112_2可以具有对应的第二部分导频序列108_2(即，当将第二部分参考序列112_2和第二部分导频序列108_2相关时，相关峰值可以最大)，以此类推(如适用)。
图2b示出了根据实施例的数据分组(子分组)106的示意图。数据分组106包括两个部分导频序列108_1和108_2以及布置在两个部分导频序列108_1和108_2之间的数据序列110。使用复向量图示来指示数据分组106的符号，即，每个箭头可以示出用于发送数据分组的调制方法的一个符号。
图2c示出了根据实施例的数据分组(子分组)106的示意图。数据分组106包括两个部分导频序列108_1和108_2以及布置在两个部分导频序列108_1和108_2之间的数据序列110。由此，第二部分导频序列108_2长于第一导频序列108_1(例如，两倍长)。使用复向量图示来指示数据分组106的符号，即，每个箭头可以示出用于发送数据分组的调制方法的一个符号。
图2d示出了根据实施例的数据分组(子分组)106的示意图。数据分组106包括两个部分导频序列108_1和108_2以及布置在两个部分导频序列108_1和108_2之前、之后和之间的三个数据序列110。使用复向量图示来指示数据分组106的符号，即，每个箭头可以示出用于发送数据分组的调制方法的一个符号。
图2e示出了根据实施例的数据分组(子分组)106的示意图。数据分组106包括两个部分导频序列108_1和108_2以及布置在两个部分导频序列108_1和108_2之前、之后和之间的三个数据序列110。使用复向量图示来指示数据分组106的符号，即，每个箭头可以示出用于发送数据分组的调制方法的一个符号。
图2f示出了根据实施例的数据分组(子分组)106的示意图。数据分组106包括导频序列108，其被分成(或可以被接收机100分成)两个部分导频序列108_1和108_2。使用复向量图示来指示数据分组106的符号，即，每个箭头可以示出用于发送数据分组的调制方法的一个符号。
但是，导频108不必使用与数据部分110相同的调制方案。每个数据分组106的导频108可以至少分成两部分，这里作为示例，p1(108_1)和p2(108_2)。但是，至少两个部分p1(108_1)和p2(108_2)可以不必是时间上分开的。接收机100可以知道p1(108_1)和p2(108_2)随时间的信号。在接收机100处接收的信号可能受到诸如噪声的信道损害的影响。由于发射机和接收机100所使用的晶体的偏移，接收机100最初不知道接收信号的准确时间、频移和相移。
为了检测信号，接收机100可以执行整个信号p1(108_1)和p2(108_2)与接收信号的互相关。在存在频率偏移的情况下，这将降低相关峰值。
EP2914039A1提出使用子分组版本以减少这些影响，这将从图3的讨论变得清楚。
详细地，图3示出了根据EP2914039A1的数据分组106的同步的示意图。接收到的数据分组106对应于图2b中所示的数据分组106。然而，数据分组106受到频率偏移的影响，图3中通过用于描述数据分组的符号的向量的旋转示出了该频率偏移。
此外，在图3中示出了参考序列(或相关序列)112_1和112_2、通过将参考序列(或相关序列)112_1和112_2与数据分组106相关而获得的相关积115_1和115_2、以及作为所有相关积之和的相关结果118。因此，由于频率偏移，相关峰的长度减小。
对于较大的频率偏移，甚至可以以显著的方式减小图2a中所示的子分组的相关峰值。
检测组合部分前导码相关
与图3相比，实施例提供检测组合部分前导码相关(cppc)。因此，可以使用小的子分组内的至少两个接收的部分前导码部分(rp1，rp2，...)的非相干组合。
例如，一些实施例提出了码匹配滤波器输出的非相干组合用于CDMA检测。在长数据流中，可以组合单CDMA符号的多个匹配滤波器输出。
此外，实施例提出了跳频扩频系统的单跳的相关结果的非相干组合的不同方式。可以组合单跳的相关结果。
从下面的讨论中可以清楚地看出，首先，可以使用子分组(或HOP)级别上的非相干组合(参见图4)，其次，可以使用已经组合的子分组级别的组合，来产生整体结果。
图4示出了根据实施例的数据分组106的同步的示意图。接收到的数据分组106对应于图2b中所示的数据分组106。然而，数据分组106受到频率偏移的影响，图4中通过用于描述数据分组的符号的向量的旋转示出了该频率偏移。
此外，在图4中示出了至少两个部分参考序列(或相关序列)rp1(112_1)和rp2(112_2)、通过将至少两个部分参考序列(或相关序列)112_1和112_2与数据分组106相关获得的相关积cp1(115_1)和cp2(115_2)、通过将各个相关积cp1(115_1)和cp2(115_2)(例如，使用等式cp1＝rp1*conj(p1)和cp2＝rp2*conj(p2))相加获得的部分相关结果c1(116_1)和c2(116_2)、以及通过将部分相关结果c1(116_1)和c2(116_2)非相干相加获得的数据分组106的粗相关结果spm(118)。
换句话说，如图4所示，分别执行第一部分导频序列p1(108_1)和第二部分导频序列p2(108_2)与第一部分参考序列rp1(112_1)和第二部分参考序列rp2(112_2)的相关。这产生了部分相关结果c1(116_1)和c2(116_2)。
此外，诸如abs()、abs()的近似的非线性运算或任何其他非线性运算可以应用于子分组的部分前导部分的部分相关结果c1(116_1)和c2(116_2)、或理想的Neyman-Pearson检测器的任何近似值。这产生了值11和l2。将这些值相加产生子分组前导码度量spm＝l1+l2。在存在频率偏移的情况下，即使对于图2a中所示的子分组，spm＝l1+12也比直接相关cdirect＝abs(c1+c2)长。
这提供了以下优点：方法对频率偏移具有鲁棒性。在发射机和接收机之间存在大的晶体偏移的情况下，必须搜索较少的子带以找到前导码。
如上所述，数据分组106可以是报文的一部分，报文被分成多个数据分组(或子分组)进行发送。
接收单元102可以被配置为接收至少两个数据分组106，其中至少两个数据分组106中的每一个包括导频序列108，其中至少两个数据分组106是分成至少两个数据分组106发送的报文的一部分。同步单元104可以被配置为将至少两个数据分组中的每一个的导频序列108与至少两个部分参考序列rp1(112_1)和rp2(112_2)分别相关，其中所述至少两个部分参考序列对应于相应的数据分组106的导频序列的参考序列，以针对至少两个数据分组106中的每一个，获得针对至少两个部分参考序列rp1(112_1)和rp2(112_2)中的每一个的部分相关结果c1(116_1)和c2(116_2)。此外，同步单元104可以被配置为针对至少两个数据分组106中的每一个，将部分相关结果c1(116_1)和c2(116_2)非相干地相加，以获得至少两个数据分组106中的每一个的粗相关结果spm(118)。此外，同步单元104可以被配置为组合至少两个数据分组106的粗相关结果spm(118)，以获得报文的粗相关结果。
换句话说，子分组的粗相关结果spm(118)(其也可以仅基于一个部分相关)可以被组合成报文前导码度量(或报文的粗相关结果)tpm。例如，可以通过简单求和，或通过理想的Neyman-Pearson检测器的其他近似来执行组合。
其优点是需要较少的算力。
例如，可以使用30个子分组，在每个子分组中具有两个部分前导码，例如，图2a所示的子分组版本a)重复15次，以及图2b所示的子分组版本b)重复15次。在每个时间步长中仅使用一次求和，需要60次加法，即30个子分组乘以2个部分前同步码。如果如所提出的那样使用两个连续的和，则可以减少算力。在每个时间步长中，可以计算子分组版本a)上的spm和子分组版本b)上的一次求和。得到的spm a)和spm b)可以存储在存储器中。然后，可以在存储在存储器中的相应值上计算预先计算的spm a)和spm b)的和。在这种情况下，只需要两次预计算的加法和求最终总和的30次加法。
同步单元104可以进一步被配置为：如果报文的粗相关结果超过预定阈值，则将至少两个数据分组106中的每一个的部分相关结果c1(116_1)和c2(116_2)相干地相加，以获得至少两个数据分组106中的每一个的精细相关结果。此外，同步单元104可以被配置为组合至少两个数据分组的精细相关结果，以获得报文的精细相关结果。
换句话说，采用非相干加法的第一搜索(或者阶段)可以与采用相干加法的第二搜索(或阶段)组合。
可以使用先前描述的将一个子分组的至少两个同步部分非相干相加的技术。之后，可以计算所有子分组的总和。可以将该值与阈值进行比较，并且如果该值高于阈值，则可以进行第二相关。
第二阶段可以计算子分组内的所有部分或报文的所有跳的相干相加的相关性。将其完成，作为许多不同假设频率偏移的假设检验。还将与子相关结果的相干相加得到的值与阈值进行比较。如果该值在检测范围内，则检测到分组的开始。第一阶段(非相干相加)产生粗频率偏移，这是第二阶段所必需的。第二阶段提供更精确的频率偏移，其可以用于以下解码器。
该技术需要两级检测。第二相关比第一相关更加频率敏感，因此需要对不同的频率偏移进行更多计算。为了减少算力，仅在第一阶段检测到分组时才进行第二相关。因此，算力的增加非常少。
该技术还提供精细估计频率偏移，这对解码器有帮助。解码器节省了算力，因为它不必再次计算频率偏移。
使用导频来发信号通知报头信息
以下实施例中描述了使用导频来发信号通知报头信息的实施例。
数据分组106可以包括以导频序列108的相移编码的报头信息。接收机100可以包括报头提取单元，报头提取单元被配置为通过使用数据分组106的估计的频率偏移对数据分组应用频率校正并估计导频序列的相移，从数据分组提取报头信息。
如果使用组合的部分前同步码相关(cppc)或其他方案，则前导码检测器的性能可以是完全不敏感的，或是以可容忍所发送的部分导频序列p1(108_1)和p2(108_2)的相位旋转的方式不敏感的。
发射机可以将[-pi，pi]范围内的任意相移phi加至部分导频序列p1(108_1)和p2(108_2)。
提出的各种相移方案
-p1′＝p1*exp(2*pi*phi)，p2′＝p2*exp(-2*pi*phi)，即，p1和p2在相反方向上移位；
-p1′＝p1，p2′＝p2*exp(-2*pi*phi)，即，只有p2移位；
-p1′＝p1*exp(2*pi*phi)，p2′＝p2，即，只有p1移位；
其中p1′是p1的相移版本，p2′是p2的相移版本。
此外，所描述的方案的组合也是可能的。可以使用所有差分相位调制方案。可以通过利用前向纠错(FEC)码对要发送的报头比特进行编码来计算部分导频序列/子分组的全部或子集的相移，从而得到发射机码符号c。可以使用Golay码、BCH码、卷积码或Turbo码或LDPC码或其他码。可以将码符号映射到针对部分导频序列/子分组i的索引i的相移phi_i。
如果前导码是MSK/GMSK调制的，则生成p1到p2相移
随后，描述MSK(最小移位键控)或GMSK(高斯滤波最小移位键控)调制前导码108的部分导频序列p1(108_1)和p2(108_2)的相移的生成。
如果系统对分组使用MSK或GMSK调制，则可以容易地采用发射机来为部分导频序列p1(108_1)或p2(108_2)引入相移。接下来我们将专注于p2。
如果使用差分MSK/GMSK，则可以将p2的第一个比特反转，和/或可以将p2之后的数据部分的第一个符号反转，如果存在的话。
如果使用预编码MSK/GMSK，则可以将p2的所有符号反转。
对接收的相移进行解码
接收机100(或同步单元104)可以被配置为：
1.通过检查部分前导码来执行接收信号的频率偏移f_r的大致估计(例如，可以分析cp1和cp2中的接收符号的相位差)；
2.执行粗频率校正rp1′＝rp1*exp(-2*p*f_r)和rp2′＝rp2*exp(-2*p*f_r)
3.估计rp1′和rp2′之间的相移phi′(例如，通过计算phi′＝arg(c1*conj(c2))，注意，可以对p1和p2进行设计，使得在大多数情况下大致频率校正可以足以估计phi′，且没有相位歧义)；
4.计算对数似然性llr_i，或所传输的phi_i的简化估计；以及
5.通过信道解码器对llr_i中的传输报头比特向量h_e进行解码。
去除前导码中的传输相移
当向量h_e已经在接收机处解码时，它可以被再次编码。这给出了相移列表phi_e_i。
该相移phi_e_i可用于去除接收信号中接收的部分前同步码(此处为rp2)的相移。因此，解码器可以以不传输报头信息的相同方式继续解码接收的子分组。
干扰鲁棒检测
传输通常在非授权频带(例如，ISM(工业、科学和医疗)频带)中完成和/或传感器节点与基站不同步。因此，将发生与使用相同时隙的其他系统的干扰。如果系统与基站不同步，则还会发生与其他传感器节点的干扰。
这种干扰会对接收机中的检测性能产生负面影响。一方面，它会减少主瓣相关性的相关结果，另一方面它会增加不需要的旁瓣。对于长度为7的barker码，这些旁瓣如图5所示。旁瓣是峰值，它们不在自相关函数的中间并且不等于零。
为避免旁瓣处的错误检测，阈值必须大于最高旁瓣。
在自相关函数13中计算值，因此一个时隙等于一个符号时间。还可以使用更多的时隙(例如，一个时隙等于1/2符号时间)或更少的时隙(例如，一个时隙等于2个符号时间)。
如果在接收机处具有强功率的干扰源在空中，则在大多数情况下在该时隙处的相关结果非常高并且可能发生错误检测。在图6中示出了该示例。干扰源增加了相关结果并产生了“干扰峰值”，因此该值高于定义的阈值，这导致错误检测。
在干扰的情况下和/或对于非理想的相关序列，存在一些减少错误检测数量的技术，其将在下面描述。它们可以单独使用，也可以组合使用以获得更好的效果。
归一化
如果在有用信号的使用频带中发生干扰，则可能有传输符号的失真。在这种情况下，失真是在干扰源的发送时间内每个符号上的任意相位偏移和幅度偏移。
为了减少这种干扰的影响，进行归一化。这种非线性运算使得一个子分组、报文上的功率或每个传输符号的功率相等。
换句话说，对于逐子分组进行的归一化，例如，计算一个子分组长度上的平均功率。分别对每个时隙进行该计算。Pmean[m]＝sum(Pin)/N(Pin是子分组长度内的符号的幂，N是一个子分组的以符号为单位的长度，m是每个时隙的索引)。
该值应用于相应时隙内的一个子分组长度的所有符号。例如，每个符号的接收功率除以一个子分组的平均功率(Pout[k]＝Pin[k]/Pmean[m]，k＝子分组长度内的符号数)。
图7a示出了具有两个部分导频序列108_1和108_2以及数据序列110的数据分组106的示意图，其中数据分组106被长干扰源130覆盖(或叠加)。图7b在图中示出了针对图7a的三个时隙中的每一个的随时间绘制的接收功率和归一化接收功率。
详细地，图7a和图7b示出了该技术的具有三个不同时隙的示例。对于每个时隙，一个子分组的以符号为单位的长度被切割。第二个时隙示出了完整时隙，其中子分组的所有符号都在切割区域内。第一个和最后一个则太早或太晚。
在所有三个时隙上，干扰源是整个时间有效的，并且假设干扰源的功率远高于符号功率。在图7b的图中的所有三种情况下，接收功率(信号加上使用频带中的干扰源的总和)显示为线132。
在切割之后，针对每个时隙利用上述等式计算平均功率。在每个时隙中，每个符号除以用上面的等式描述的该平均功率值。因此，每个时隙中的平均功率现在等于1。如果在空中传输期间没有干扰源，则归一化后的平均功率也等于1。对完全受干扰的子分组和不受干扰的子分组的影响现在是相同的。在图7b的图中的所有三种情况下，归一化的接收功率如线134所示。
还可以计算归一化值，以切割超过一个子分组的长度，例如，两个子分组的长度。在这种情况下，我们也切割了在子分组之前和之后的1/2的长度。计算归一化值的使用长度越长，对短干扰源的结果越好。短干扰源仅增加了区域内用于计算的符号子集。如果仅干扰了一小部分符号子集，则这些符号的影响非常小。
如果干扰源的持续时间远大于一个子分组的持续时间，则此方法可以很好地工作。如果持续时间在相同区域内或短于子分组持续时间，则该归一化会产生不可用的结果。使用图8a和图8b中的示例来解释这个问题。
图8a示出了具有两个部分导频序列108_1和108_2以及数据序列110的数据分组106的示意图，其中数据分组106被短干扰源130覆盖(或叠加)。图8b在图中示出了针对图8a的三个时隙中的每一个的随时间绘制的接收功率和归一化接收功率。在图8b的图中的所有三种情况下，接收功率(信号加上使用频带中的干扰源的总和)显示为线132。在图8b的图中的所有三种情况下，归一化的接收功率如线134所示。
如图8a和图8b所示，干扰源130仅用于子分组持续时间有效的部分时间，因此并非所有符号具有相同的接收功率。
在该时隙中，针对所有符号计算归一化因子。然后，将该因子应用于子分组长度内的所有符号。因此，在归一化之后，受干扰的符号具有高得多的幅度。
在第一个时隙中，干扰源仅用于有效符号的一小部分子集，并且归一化因子中的干扰源功率的影响非常低。在其他两种情况下，干扰源的影响更大。归一化减少了该时隙中的所有符号，使得该时隙内的平均功率分布为1。不受干扰的符号和受干扰的符号一样减少。然后，在相关中，正确符号受到压制，而低于受干扰的符号。在图8b中，用线134示出了归一化后的输出。如果受干扰的符号对相关结果具有更大的影响，则可以进行错误检测。
如果干扰源长度未知，或者长度不是远大于子分组的持续时间，则可以逐个符号进行归一化，以解决之前描述的问题。
除了归一化因子之外，逐个符号进行归一化与逐个子分组进行归一化同样有用。这些都是针对子分组长度内的每个符号分别计算的，而不是仅针对整个子分组长度进行计算。图9a和图9b示出了这种技术。
图9a示出了具有两个部分导频序列108_1和108_2以及数据序列110的数据分组106的示意图，其中数据分组106被短干扰源130覆盖(或叠加)。图9b在图中示出了针对图9a的三个时隙中的每一个的随时间绘制的接收功率和归一化接收功率。在图9b的图中的所有三种情况下，接收功率(信号加上使用频带中的干扰源的总和)显示为线132。在图9b的图中的所有三种情况下，归一化的接收功率如线134所示。
每个符号被归一化为相同的功率，例如，通过除以自身的符号功率。此外，相关的输出仅取决于同步序列的接收相位。
在相关中，所有符号都是被压制为相等，并且受干扰符号的影响小于没有归一化的情况。
可以不在相关前进行归一化，而是对相关积进行归一化。
可以在每个时隙中使用cp1＝rp1*conj(p1)导出相关积，rp1是接收的同步(或导频)序列，p1是已知的理想同步(或导频)序列，cp1是相关结果。如前所述，该技术可以利用整个序列上的一个相关来完成，或者可以利用子相关来完成。
然而，输出信号cp1可能不提供任何信号是否存在的明确信息，因为强噪声脉冲也可能导致高水平的cp1。因此，一种可能性是通过norm1＝abs(rp1)*abs(p1)对输出信号进行归一化。
然后，通过cp1norm＝cp1/norm1给出归一化输出。如果导频序列108具有恒定功率(在下面假设如此)，则cplnorm的值可以取0到1的值。值1表示完全相关。在信号不包括信号p1的情况下，cp1的绝对值将总是小于norm1。
备选地，norm1可以计算为norm1＝abs(rp1)*c，其中c是可调整的使cplnorm达到最大值1的常数。
备选地，norm1可以计算为norm1＝sqrt(abs(rp1^2))*c，或者norm1＝sqrt((abs(rp1)*abs(p1))^2)。
可以完成输入符号的归一化。归一化是一种非线性技术，例如，使用绝对值或幂。存在取决于干扰场景的不同技术：
-逐个子分组进行归一化；
-逐个报文进行归一化；以及
-逐个符号进行归一化
其优点是，减少了干扰源在相关结果中的影响。因此，减少了错误检测的数量。如果发生错误检测，则解码器尝试解码该分组，但CRC(循环冗余校验)失败。如果减少错误检测的次数，则减少了使用的CPU时间，并且其他应用可以使用CPU时间，或者设备的功耗变低。
方差
如上所述，分组检测计算所有同步序列的相关性，并且将所有子相关的绝对值相加以产生输出。如果仅使用一个序列，则可以如前所述将该序列分成子部分。如果相关值超过定义的阈值，则检测到新的分组。如果通道中没有干扰源，该技术可以很好地工作。
另一种技术基于子分组相关的方差。离散有限长度的方差可以通过var＝1/n*sum((xi-μ)2)来计算。平均值可以通过μ＝1/n*sum(xi)来计算。在这种情况下，n是使用的子相关的数量，μ是先前计算的平均值，xi是子相关i的相关结果。
部分相关结果被归一化为接收功率和相关部分的长度。因此，一个子相关的相关结果在0和1之间。
如果没有施加噪声并且没有施加对信号的干扰源，则在完整时隙处的每个子相关的相关性产生相同的值，并且可以观察到子相关的相关结果之间的没有方差。最佳时隙位于自相关函数的中间，其中峰值具有最高值。在其他时隙中，存在有未知数据引起的高方差。
在下图中，作为示例，示出了针对逐个子分组的相关的方差的计算。
如果信道上存在噪声，则完整时隙处的方差随着SNR的降低而增加。可以在尽可能最低的SNR处实现最大方差，在最低SNR处可以将分组正确解码。该值可用作阈值。如果计算的方差低于此阈值，则检测到分组。
该阈值可以单独用于分组检测，或者可以与正常检测结合使用，作为判断第一阶段的检测是否错误的第二阶段。
图10在图中示出了作为在通信信道上分成多个数据分组106进行发送的报文的一部分的多个数据分组(或子分组或跳)106、以及在所有(或至少一部分)数据分组(子分组)106上计算方差的示意图。在图10中，纵坐标表示频率，横坐标表示时间。
该算法还可以用于检测相关中的旁瓣，其不一定来自干扰。例如，它们可以通过非理想相关序列发生。
作为两阶段检测的示例，首先可以使用归一化符号来计算相关。如果第一阶段检测到分组，则可以使用检测到的时隙中的所有子相关的相关结果来计算方差。如果该方差小于阈值，则可以触发分组检测。
通常，第一阶段的阈值可以选择为低于旁瓣的峰值。如果检测到高于阈值的值，则可以计算方差。仅当两个值都在检测范围内时，检测到新的数据分组。
整个分组的相关可以分成子相关。如果整个分组中只有一个相关序列，则也可以使用这些子相关。在这种情况下，可以分割前导码以用于子相关。可以在所有子相关上计算方差，并将其与阈值进行比较。
该技术的优点在于，在受干扰的情况下，可以减少错误检测到的分组的数量。此外，阈值可以减小，这产生了低SNR(信噪比)的更好的检测率。
加权同步符号
此外，可以在相关之前对前导符号(或导频符号)进行加权。有三种不同的技术：
-用于所有同步符号的权重因子；
-用于每个子分组106的权重因子；以及
-用于每个前导码部分的权重因子。
也可以在子分组上或相关序列的一部分上进行相关之后进行加权。因此，完成部分相关，然后乘以权重因子。
作为示例，可以通过时隙中的假设同步符号的方差来计算权重因子。或者，可以根据时隙内的所有符号的幂方差或基于所确定的信噪比获得它们。
在完成相关之前，可以将权重因子应用于同步符号。受干扰的同步符号具有较低的权重因子，因此这些符号对相关结果的影响较小。
图11示出了三个数据分组106的示意图，每个数据分组106具有两个部分导频序列108_1和108_2，并且示出了通过将各个权重因子应用于每个数据分组106的导频序列108_1和108_2来执行对每个部分导频序列108_1和108_2的加权的示意图。
换句话说，图11示出了按照前导码部分进行加权的这一构思。在前导码部分求和以及非线性运算之后乘以这些因子。如果在相关之前进行加权，则在完成计算绝对值之前将图中的值乘以所述因子。
如果仅使用一个相关序列，则该序列可以分成子序列。因此，每个子序列都有自己的权重因子。
同步符号可以与权重因子相乘。也可能只有前导码部分被加权，而不是按照符号进行加权。可以在相关之前或在子相关之后应用权重因子。
其优点是，可以在受干扰的信道中减少错误检测的数量。因此，可以降低接收机的功耗。
旁瓣检测
由非理想的相关序列引起，在相关输出中出现旁瓣。这些旁瓣是确定性的，并且相对于主瓣具有特定偏移。如果相关序列是已知的(接收机中几乎总是已知)，则接收机可以计算这些位置。
如下图所示，其中显示了主瓣和两个旁瓣。这些旁瓣的峰值低于主瓣。为避免错误检测，将阈值设置为高于最大旁瓣峰值。
如果阈值设置为低于最高旁瓣峰值，会发生错误检测。为了避免这种错误检测，则接收机在已知的旁瓣时间距离内查找是否出现了较高的峰值。如果是，则检测到旁瓣，如果否，则接收机已经找到主瓣。
这些旁瓣也可以出现在不同的频率偏移上。接收机通过在不同频率偏移上执行自相关函数来获得旁瓣。
图12在图中示出了随时间绘制的相关输出的幅度。换句话说，图12示出了典型的相关输出。在横坐标上绘制时间，在纵坐标上示出了相关输出。图12中示出了主瓣136、两个旁瓣138和噪声基底140。
额外的算力非常低，因为在相关中较早地计算出了旁瓣相关值，并且可以将其保存在历史(或存储器)中。
可以完成旁瓣检测。如果找到高于阈值的值，则将旁瓣距离中的相关值与实际相关值进行比较。如果旁瓣距离中的值较高，则检测到旁瓣138。否则，主瓣136处于实际时隙中。
其优点是，可以将检测阈值设置在旁瓣138的最高峰值之下。因此，即使对于低信噪比，也可以实现改进的检测率。与没有旁瓣检测的相同阈值相比，可以减少错误检测的数量。
检测窗口
如先前在图12中所示，主瓣136周围没有理想相关。这是由非理想相关序列通过将相关部分分成数据部分和干扰而导致的。因此，为了避免错误检测，必须将阈值设置为高于除主瓣136之外的最高值，这导致了有噪信道中的差的检测性能。在降低SNR时，相关结果的值变低。仅当相关值高于定义的阈值时才采用分组检测。
为了获得更好的抗噪声性能，可以引入检测窗口。该窗口通常使区域的大小在主瓣136之前和之后。如果检测到高于阈值的值，则搜索窗口内的最高峰值，而不是不直接触发新的数据分组检测。可以在检测窗口内的最高峰值的索引获得预定义值(检测索引)之前，阻止分组检测输出。如果相关值高于阈值并且索引正好处于定义值，则可以触发分组检测。
图13显示了这样的检测窗口。该示例中它有11个元素。检测索引可以设置在窗口中部。
图14示出了根据实施例的用于使用检测窗口来检测数据分组的方法160的流程图。在第一步骤162中，可以增加时隙(索引)。在第二步骤164中，可以针对实际时隙来计算相关。在第三步骤166中，可以将(相关)结果插入检测窗口中。在第四步骤168中，可以确定检测窗口中的最大值。在第五步骤170中，可以确定最大值是否大于阈值。如果最大值不大于阈值，则重复第一至第五步骤162至170。如果最大值大于阈值，则在第六步骤172中确定最大值的索引。在第七步骤174中，确定索引是否等于检测索引。如果索引不等于检测索引，则重复第一步骤162到第七步骤174。如果索引等于检测索引，则在第八步骤176中检测新分组。
换句话说，图14示出了如何进行检测的示意图。在开始检测之前，创建窗口并设置初始值(例如，所有值都为零)。然后开始连续检测。
在第一步骤162中，更新时隙的索引。然后，164完成实际时隙中的相关。对于这种相关，可以使用上述技术，或者所有其他技术也可以正常工作。将相关结果保存在最新时间索引166的检测窗口中。因此，从数组中删除最旧的一个(将所有值向右移一个，并在左侧插入新值)。
在此窗口内，查找最大峰值168。如果窗口内的最大峰值低于阈值170，则处理返回到第一步骤162。否则，提取172最大值的索引，并与检测索引进行比较174。如果两个值相同，则检测到新分组176。
图15在三幅图中示出了根据实施例的针对三个不同时隙的随时间绘制的相关输出170的幅度、以及用于检测数据分组的阈值171和检测窗口172。
换句话说，图15示出了在三个不同时隙处的该方法。在第一部分中，可以检测到高于阈值的值，其不在检测索引处。如果在该时隙中进行分组检测，则发生错误检测。
在检测窗口172中，获得最高值。现在证明该窗口172内的最高值是否高于阈值。
这是图15中针对第一个时隙的情况。但是，最高值的索引必须正好是检测索引，而第一种情况则不然。该索引大于检测索引，因此该峰值距检测索引若干步长。如果有，则必须是窗口内的最高值才能触发数据分组检测。在它接近检测索引之前，将其他相关值加至窗口。在该示例中，具有较高的相关值，因此最大值的索引不等于检测索引。
在第二种情况下，最高值正好处于检测索引处并且该值高于阈值，采用分组检测。
在最后一种情况下，最大值索引低于窗口中间。
如果最大值的索引高于检测索引，则时隙对于检测来说太早，将在稍后被检测。如果该值低于检测索引，则在此之前已触发了分组检测。
可以引入检测窗口172。如果检测到高于阈值171的值，则不立即触发分组检测。相反，可以在检测窗口171内的最大值的索引达到定义的检测索引之前，阻止分组检测。
其优点是，可以将阈值设置得更低，这在低SNR下产生更好的检测率，且具有更少的错误检测率。
部分相关
可以仅计算所有相关序列中的一部分上的相关，而不计算所有子相关上的相关。如果仅使用一个相关序列，则该技术也起作用。在这种情况下，可以如前所述将相关序列分成子部分。
图16在图中示出了作为在通信信道上分成多个数据分组106进行发送的报文的一部分的多个数据分组(或子分组或跳)106、以及在所有三个数据分组(子分组)106上的部分相关的示意图。在图16中，纵坐标表示频率，横坐标表示时间。
换句话说，图16给出了按照子分组进行相关的该技术的示例。可以仅计算三个子分组上的相关，而不计算所有子分组上的相关。之后，子集的总和产生相关输出。
阈值可以适配用于较低数量的子相关。
不幸的是，最小化的相关序列具有由干扰或噪声引起的更高的错误检测概率。为了获得改进的(甚至是最佳的)性能，可以使用两阶段决策。在第一步中，可以在相关序列的子集上进行相关。如果在第一步中检测到分组，则在第二步中可以在所有相关部分上进行相关。仅当第二相关性也高于阈值时，才可以触发分组检测。
第一阶段的相关输出可用于计算整个相关。因此，计算剩余相关序列上的相关，并将其加到第一阶段的结果中。
可以仅在同步序列的子集上计算相关。如果通过该方法检测到分组，则可以对所有序列进行第二次相关。
其优点是，可以降低接收机的功耗，因为算法不能计算所有部件的相关。仅当子相关检测到分组时，才计算整个相关。
方法
图17示出了用于接收数据分组的方法200的流程图。该方法包括：步骤202，接收包括导频序列的数据分组；步骤204，将所述导频序列与至少两个部分参考序列分别相关，以获得针对所述至少两个部分参考序列的部分相关结果，所述至少两个部分参考序列对应于所述数据分组的导频序列的参考序列；步骤206，将所述部分相关结果非相干地相加，以获得所述数据分组的相关结果。
虽然已经在装置的上下文中描述了一些方面，但是将清楚的是，这些方面还表示对应方法的描述，其中，块或设备对应于方法步骤或方法步骤的特征。类似地，在方法步骤的上下文中描述的方面也表示对相应块或项或者相应装置的特征的描述。可以由(或使用)硬件装置(诸如，微处理器、可编程计算机或电子电路)来执行一些或全部方法步骤。在一些实施例中，可以由这种装置来执行最重要方法步骤中的一个或多个方法步骤。
其他实施例
图18示出了根据实施例的接收机100的示意性框图；接收机100包括接收单元102和同步单元104。接收单元102被配置为接收数据分组106(例如，至少两个数据分组)，数据分组106中的至少两个(例如，至少两个数据分组中的每一个)包括至少两个部分导频序列中的部分导频序列(注意，接收机可以接收不具有部分导频序列的附加数据分组)。
例如，接收单元102可以被配置为通过通信信道接收和解调从发射机发送到接收机100的信号，并且基于其提供包括至少两个数据分组106的数据流。
至少两个数据分组106的第一数据分组106可以包括至少两个部分导频序列10g_1-108_n中的第一部分导频序列108_1，并且，第二数据分组106可以包括至少两个部分导频序列108_1-108中的第二部分导频序列108_2。此外，至少两个数据分组106可以包括在部分导频序列108_1和108_2之前或之后布置的一个或多个数据序列110。
同步单元104被配置为将部分导频序列108_1-108_n与至少两个部分参考序列112_1-112_n分别相关，以获得针对至少两个部分参考序列112_1-112_n中的每一个的部分相关结果116_1-116_n，其中同步单元104被配置为将部分相关结果112_1-112_n非相干地相加，以获得两个数据分组106的粗相关结果118。
例如，同步单元104可以被配置为将第一数据分组106的部分导频序列108_1与第一部分参考序列112_1相关，以获得针对第一部分参考序列112_1的部分相关结果116_1，并且将第二数据分组106的部分导频序列108_2与第二部分参考序列112_2相关，以获得针对第二部分参考序列112_2的部分相关结果116_2。
同步单元104可以被配置为：通过将部分相关结果116_1-116_n的绝对值或绝对值平方或近似绝对值或任何其他非线性运算相加，以将部分相关结果116_1-116_n非相干地相加。
至少两个部分参考序列112_1-112_n可以是参考序列114的至少两个不同部分，并且其中，该至少两个部分导频序列108_1-108_n可以是导频序列108的至少两个不同部分。
因此，与参照图1至图16描述的接收机100的实施例相比，替代包括至少两个部分导频序列108_1-108_n的数据分组106，接收数据分组106(例如，至少两个数据分组)，该数据分组106中的至少两个(例如，至少两个数据分组中的每一个)包括至少两个部分导频序列中的部分导频序列。然而，同步单元104的功能实际上是相同的，即，可以将部分相关结果116_1-116_n非相干地相加，以获得粗相关结果118。如果接收到至少两个其他数据分组，则以相同的方式，可以将至少两个其他数据分组的部分相关结果非相干地相加，以获得至少两个其他数据分组的粗相关结果。此外，可以组合至少两个数据分组和至少两个其他数据分组的粗相关结果，以获得组合后的粗相关结果。
显而易见的是，参照图1至图16示出和解释的接收机的描述也可以应用于图18所示的接收机，反之亦然。
图19示出了一种接收方法210的流程图。方法210包括：步骤212，接收数据分组(例如，至少两个数据分组)，数据分组中的至少两个(例如，至少两个数据分组中的每一个)包括至少两个部分导频序列中的部分导频序列。步骤214，将部分导频序列与至少两个部分参考序列分别相关，以获得针对至少两个部分参考序列中的每一个的部分相关结果；以及步骤216，将部分相关结果非相干地相加，以获得两个数据分组的粗相关结果。
概述
实施例可以用于从大量节点(例如，暖气表、电表或水表)向基站发送少量数据(例如，传感器数据)的系统。基站接收(并且可以控制)大量节点。在基站处，可获得更多的算力和更复杂的硬件，即更高性能的接收机。在节点中只有廉价的晶体可用，其通常具有10ppm或更高的频率偏移。然而，实施例也可以应用于其他应用场景。
实施例提供多个优化前导码(或导频序列)分割，其改善了干扰源鲁棒性。
实施例提供了一种对频率偏移具有鲁棒性的相关方法。因此，使用部分相关，之后将其非相干地相加。部分相关的非相干相加可以用于在前导码中发送其他信息，例如长度信息。
实施例提供了几种方法，通过使用这些方法，即使通信信道受到干扰也可以以良好的性能执行分组检测。这些方法中的一些实现了相对于噪声的额外增益。
取决于某些实现要求，可以在硬件中或在软件中实现本发明的实施例。可以使用其上存储有电子可读控制信号的数字存储介质(例如，软盘、DVD、蓝光、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM或闪存)来执行实现，该电子可读控制信号与可编程计算机系统协作(或者能够与之协作)从而执行相应方法。因此，数字存储介质可以是计算机可读的。
根据本发明的一些实施例包括具有电子可读控制信号的数据载体，该电子可读控制信号能够与可编程计算机系统协作从而执行本文所述的方法之一。
通常，本发明的实施例可以实现为具有程序代码的计算机程序产品，程序代码可操作以在计算机程序产品在计算机上运行时执行方法之一。程序代码可以例如存储在机器可读载体上。
其他实施例包括存储在机器可读载体上的计算机程序，该计算机程序用于执行本文所述的方法之一。
换言之，本发明方法的实施例因此是具有程序代码的计算机程序，该程序代码用于在计算机程序在计算机上运行时执行本文所述的方法之一。
因此，本发明方法的另一实施例是其上记录有计算机程序的数据载体(或者数字存储介质或计算机可读介质)，该计算机程序用于执行本文所述的方法之一。数据载体、数字存储介质或记录介质通常是有形的和/或非瞬时性的。
因此，本发明方法的另一实施例是表示计算机程序的数据流或信号序列，所述计算机程序用于执行本文所述的方法之一。数据流或信号序列可以例如被配置为经由数据通信连接(例如，经由互联网)传送。
另一实施例包括处理装置，例如，计算机或可编程逻辑器件，所述处理装置被配置为或适于执行本文所述的方法之一。
另一实施例包括其上安装有计算机程序的计算机，该计算机程序用于执行本文所述的方法之一。
根据本发明的另一实施例包括被配置为向接收机(例如，以电子方式或以光学方式)传输计算机程序的装置或系统，该计算机程序用于执行本文所述的方法之一。接收机可以是例如计算机、移动设备、存储设备等。装置或系统可以例如包括用于向接收机传送计算机程序的文件服务器。
在一些实施例中，可编程逻辑器件(例如，现场可编程门阵列)可以用于执行本文所述的方法的功能中的一些或全部。在一些实施例中，现场可编程门阵列可以与微处理器协作以执行本文所述的方法之一。通常，方法优选地由任意硬件装置来执行。
本文描述的装置可以使用硬件装置、或者使用计算机、或者使用硬件装置和计算机的组合来实现。
本文描述的装置或本文描述的装置的任何组件可以至少部分地在硬件和/或软件中实现。
本文描述的方法可以使用硬件装置、或者使用计算机、或者使用硬件装置和计算机的组合来执行。
本文描述的方法或本文描述的装置的任何组件可以至少部分地由硬件和/或由软件执行。
上述实施例对于本发明的原理仅是说明性的。应当理解的是：本文所述的布置和细节的修改和变形对于本领域其他技术人员将是显而易见的。因此，旨在仅由所附专利权利要求的范围来限制而不是由借助对本文实施例的描述和解释所给出的具体细节来限制。

Claims (19)

1.一种接收机(100)，包括：
接收单元(102)，被配置为接收包括导频序列(108)的数据分组(106)；以及
同步单元(104)，被配置为将所述导频序列(108)与参考序列相关，以获得相关结果；
其中，所述同步单元(104)被配置为：对所述数据分组(106)的符号应用权重因子，或者对所述导频序列(108)的符号应用权重因子，或者对所述导频序列(108)的每个符号应用单独的权重因子。
2.根据权利要求1所述的接收机(100)，
其中，通过时隙中的假设同步符号的方差来计算权重因子。
3.根据权利要求1所述的接收机(100)，
其中，根据时隙内的所有符号的幂方差来获得权重因子。
4.根据权利要求1所述的接收机(100)，
其中，基于所确定的信噪比来获得权重因子。
5.根据权利要求1所述的接收机(100)，
其中，将单独的权重因子应用于导频序列的每个符号，
其中，导频序列的受干扰的符号具有较低的权重因子，因此这些符号对相关结果的影响较小。
6.根据权利要求1所述的接收机(100)，
其中，
所述同步单元(104)被配置为将导频序列(108)与至少两个部分参考序列(112_1-112_n)分别相关，以获得针对所述至少两个部分参考序列(112_1-112_n)中的每一个的部分相关结果(116_1-116_n)；
其中，所述同步单元(104)被配置为将所述部分相关结果(116_1-116_n)非相干地相加，以获得所述数据分组(106)的粗相关结果(118)。
7.根据权利要求6所述的接收机(100)，其中，所述同步单元(104)被配置为：通过将所述部分相关结果(116_1-116_n)的绝对值或绝对值平方或近似绝对值或任何其他非线性运算结果相加，以将所述部分相关结果(116_1-116_n)非相干地相加。
8.根据权利要求6所述的接收机(100)，其中，所述至少两个部分参考序列(112_1-112_n)是所述数据分组(106)的导频序列(108)的参考序列(114)的至少两个不同部分。
9.根据权利要求6所述的接收机(100)，其中，所述数据分组(106)包括至少两个部分导频序列(108_1-108_n)作为所述导频序列(108)。
10.根据权利要求6所述的接收机(100)，其中，所述同步单元(104)还被配置为：将所述部分相关结果(116_1-116_n)相干地相加，以获得所述数据分组(106)的精细相关结果。
11.根据权利要求6所述的接收机(100)，其中，所述同步单元(104)被配置为估计所述数据分组(106)的频率偏移。
12.根据权利要求11所述的接收机(100)，其中，所述数据分组(106)包括以所述导频序列(108)的相移编码的报头信息；
其中，所述接收机(100)包括报头提取单元，所述报头提取单元被配置为：通过使用估计的频率偏移对数据分组(106)应用频率校正并估计所述导频序列(108)的相移，从所述数据分组(106)中提取所述报头信息。
13.根据权利要求6所述的接收机(100)，其中，所述同步单元(104)被配置为：对所述至少两个部分参考序列的所述粗相关结果进行归一化，并组合所述至少两个部分参考序列的所述归一化粗相关结果，以获得组合后的粗相关结果。
14.根据权利要求6所述的接收机(100)，其中，所述同步单元(104)被配置为：对所述导频序列的符号进行归一化以获得归一化导频序列，并将所述归一化导频序列与所述至少两个部分参考序列(112_1-112_n)分别相关。
15.根据权利要求6所述的接收机(100)，其中，所述同步单元(104)被配置为：计算所述数据分组(106)的所述部分相关结果(116_1-116_n)的方差，并在所述数据分组(106)的部分相关结果的方差小于或等于预定阈值的情况下检测所述数据分组(106)。
16.根据权利要求6所述的接收机(100)，其中，所述同步单元(104)被配置为：检测所述相关的主瓣和旁瓣，并使用主瓣和旁瓣之间的已知距离来提供所检测的主瓣作为相关结果。
17.根据权利要求6所述的接收机(100)，其中，所述同步单元(104)被配置为使用相关窗口来检测所述数据分组(106)，其中，通过检测所述相关窗口内超过预定阈值的所有相关峰值中的最高峰值来检测所述数据分组(106)。
18.一种方法，包括：
接收包括导频序列(108)的数据分组(106)；以及
将所述导频序列(108)与参考序列相关，以获得相关结果；
其中，对所述数据分组(106)的符号应用权重因子，或者对所述导频序列(108)的符号应用权重因子，或者对所述导频序列(108)的每个符号应用单独的权重因子。
19.一种计算机程序，用于执行根据权利要求18所述的方法。
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