CN115001928B - 帧检测方法、自动增益控制的锁定方法及其系统和芯片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通信领域，公开一种帧检测方法、自动增益控制的锁定方法及其系统和芯片。所述帧检测方法包括：根据接收到的短训练序列域中的包括当前采样点数据在内的预设数目个基带采样数据段，确定每两个相邻基带采样数据段的自相关运算结果的加权总和，基带采样数据段的长度为FFT序列的长度的一半；分别确定每两个相邻基带采样数据段中的前数据段的信号功率和的总和与后数据段的信号功率和的总和；以及在加权总和、前数据段的信号功率和的总和及后数据段的信号功率和的总和满足检测条件的情况下，确定预设数目个基带采样数据段中存在帧信号。本发明可针对不同带宽选项的传输数据采用同一检测方式来实现帧信号的检测。

Description

帧检测方法、自动增益控制的锁定方法及其系统和芯片
技术领域
本发明涉及通信领域，具体地涉及一种帧检测方法、自动增益控制的锁定方法及其系统和芯片。
背景技术
目前，越来越多的通信系统具有突发模式的特征，正交频分复用（OFDM）是一种多载波调制方式，由于其能够抵抗频率选择性衰落信道，并且具有频谱效率高和信道均衡简单等优点，因此被广泛运用到IEEE802.11以及802.15 .4g等标准中。对于突发OFDM系统而言，接收机的首要工作就是帧信号检测。帧信号检测的作用是在突发系统中检测帧的到来，以便确定信道是否忙闲，也可以作为AGC锁定的判据、初步符号定时同步来找到粗的符号边界。
目前，针对不同带宽选项的传输数据，需要采用不同方式或设备才能实现帧信号的检测。当传输数据的带宽选项发生改变时，只有需要切换不同方式或设备才能执行帧检测操作。
发明内容
本发明的目的是提供一种帧检测方法、自动增益控制的锁定方法及其系统和芯片，其可针对不同带宽选项的传输数据采用同一检测方式来实现帧信号的检测，由此不同带宽选项的传输数据的帧检测过程可共用相同的硬件设计来实现，即使传输数据的带宽选项发生变化，也无需切换检测方式或设备，可维持传输过程的稳定性，此外，还可以适应例如从-10dB左右到30dB宽信噪比范围的帧检测。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种突发OFDM系统的帧检测方法，所述帧检测方法包括：根据接收到的短训练序列域中的包括当前采样点数据在内的预设数目个基带采样数据段，确定所述预设数目个基带采样数据段中的每两个相邻基带采样数据段的自相关运算结果的加权总和，其中，所述基带采样数据段的长度为所述突发OFDM系统的FFT序列的长度的一半；分别确定所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和的总和与所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和的总和，其中，所述第一基带采样数据段的接收时间早于所述第二基带采样数据段的接收时间；以及在所述加权总和、所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和的总和及所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和的总和满足检测条件的情况下，确定所述预设数目个基带采样数据段中存在帧信号。
优选地，所述确定所述预设数目个基带采样数据段中的每两个相邻基带采样数据段的自相关运算结果的加权总和包括：根据所述每两个相邻基带采样数据段中的所述第一基带采样数据段中的每个采样点数据及与其间隔一个基带采样数据段的所述第二基带采样数据段中的对应采样点数据，确定所述每两个相邻基带采样数据段的自相关运算结果；以及将所述每两个相邻基带采样数据段各自对应的扰码的乘积作为权重，对所述每两个相邻基带采样数据段的自相关运算结果进行加权求和。
优选地，所述分别确定所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和的总和与所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和的总和包括：根据所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段中的每个采样点数据，确定所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和；根据所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段中的每个采样点数据，确定所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和；对所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和进行求和；以及对所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和进行求和。
优选地，所述预设数目大于或等于2且小于或等于所述短训练序列域中的基带采样数据段的数目。
优选地，所述预设数目大于或等于4且小于或等于所述短训练序列域中的基带采样数据段的数目。
优选地，所述检测条件为
Figure 178193DEST_PATH_IMAGE001
，其中，
Figure 273188DEST_PATH_IMAGE002
为所述加权总和；
Figure 394728DEST_PATH_IMAGE003
为所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和的总和；
Figure 748217DEST_PATH_IMAGE004
为所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和的总和；以及To为阈值。
通过上述技术方案，本发明创造性地根据接收到的短训练序列域中的包括当前采样点数据在内的预设数目个基带采样数据段，确定所述预设数目个基带采样数据段中的每两个相邻基带采样数据段的自相关运算结果的加权总和，其中，所述基带采样数据段的长度为所述突发OFDM系统的FFT序列的长度的一半；分别确定所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和的总和与所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和的总和，其中，所述第一基带采样数据段的接收时间早于所述第二基带采样数据段的接收时间；以及在所述加权总和、所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和的总和及所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和的总和满足检测条件的情况下，确定所述预设数目个基带采样数据段中存在帧信号。由于用于自相关运算的基带采样数据段的长度为FFT序列的长度的一半，故本发明针对不同带宽选项（例如，某标准中的1/2周期、1/4周期、1/8周期）的传输数据而言，可采用同一检测方式来实现帧信号的检测，由此不同带宽选项的传输数据的帧检测过程可共用相同的硬件设计来实现，即使传输数据的带宽选项发生变化，也无需切换检测方式或设备，可维持传输过程的稳定性，此外，还可以适应例如从-10dB左右到30dB宽信噪比范围的帧检测。
本发明第二方面提供一种自动增益控制的锁定方法，所述锁定方法包括：在根据所述的突发OFDM系统的帧检测方法确定预设数目个基带采样数据段中存在帧信号的情况下，执行自动增益控制的锁定操作。
综上所述，本发明在根据所述的突发OFDM系统的帧检测方法确定预设数目个基带采样数据段中存在帧信号的情况下，执行自动增益控制的锁定操作，由此，可维持传输过程的稳定性。
本发明第三方面提供一种突发OFDM系统的帧检测系统，所述帧检测系统包括：第一总和确定装置，用于根据接收到的短训练序列域中的包括当前采样点数据在内的预设数目个基带采样数据段，确定所述预设数目个基带采样数据段中的每两个相邻基带采样数据段的自相关运算结果的加权总和，其中，所述基带采样数据段的长度为所述突发OFDM系统的FFT序列的长度的一半；第二总和确定装置，用于分别确定所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和的总和与所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和的总和，其中，所述第一基带采样数据段的接收时间早于所述第二基带采样数据段的接收时间；以及帧信号确定装置，用于在所述加权总和、所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和的总和及所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和的总和满足检测条件的情况下，确定所述预设数目个基带采样数据段中存在帧信号。
优选地，所述第一总和确定装置包括：自相关运算模块，用于根据所述每两个相邻基带采样数据段中的所述第一基带采样数据段中的每个采样点数据及与其间隔一个基带采样数据段的所述第二基带采样数据段中的对应采样点数据，确定所述每两个相邻基带采样数据段的自相关运算结果；以及第一求和模块，用于将所述每两个相邻基带采样数据段各自对应的扰码的乘积作为权重，对所述每两个相邻基带采样数据段的自相关运算结果进行加权求和。
优选地，所述第二总和确定装置包括：第一功率和确定模块，用于根据所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段中的每个采样点数据，确定所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和；第二功率和确定模块，用于根据所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段中的每个采样点数据，确定所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和；第二求和模块，用于对所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和进行求和；以及第三求和模块，用于对所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和进行求和。
优选地，所述预设数目大于或等于2且小于或等于所述短训练序列域中的基带采样数据段的数目。
优选地，所述预设数目大于或等于4且小于或等于所述短训练序列域中的基带采样数据段的数目。
优选地，所述检测条件为
Figure 373234DEST_PATH_IMAGE001
，其中，
Figure 904709DEST_PATH_IMAGE005
为所述加权总和；
Figure 247966DEST_PATH_IMAGE006
为所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和的总和；
Figure 155879DEST_PATH_IMAGE007
为所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和的总和；以及To为阈值。
有关本发明提供的突发OFDM系统的帧检测系统的具体细节及益处可参阅上述针对突发OFDM系统的帧检测方法的描述，于此不再赘述。
本发明第四方面提供一种自动增益控制的锁定系统。所述锁定系统用于在根据所述的突发OFDM系统的帧检测方法确定预设数目个基带采样数据段中存在帧信号的情况下，执行自动增益控制的锁定操作。
有关本发明提供的自动增益控制的锁定系统的具体细节及益处可参阅上述针对自动增益控制的锁定方法的描述，于此不再赘述。
本发明第五方面提供一种芯片，用于执行指令，该指令被所述芯片执行时实现上述的突发OFDM系统的帧检测方法。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明一实施例提供的突发OFDM帧结构；
图2是本发明一实施例提供的某标准的三种带宽选项的STF内部结构；
图3是本发明一实施例提供的突发OFDM系统的帧检测方法的流程图；以及
图4是本发明一实施例提供的帧检测与AGC锁定系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在突发OFDM系统中，物理层帧结构由同步头和后续的加窗OFDM符号序列组成，用于承载信令及数据，如图1所示。每一帧的开始都有一个标准的同步头。这个同步头包含：由多个重复的短训练序列（STF）组成的STF域；以及由多个重复的长训练序列（LTF）组成的LTF域，如图1所示。所述同步头主要用于帧检测、帧同步、自动增益控制（AGC）、载波频偏估计、符号定时同步和信道估计。
下面针对图2所示的某标准中的不同带宽选项的STF域进行简要描述。
如图2所示，对于不同的带宽选项1（1/8周期）、2（1/4周期）、3（1/2周期），STF（基本重复序列，例如
Figure 900981DEST_PATH_IMAGE008
）长度为FFT长度（即有用OFDM符号长度）的1/8、1/4、1/2；若基带采样速率分别为4倍、2倍、1倍，则突发OFDM系统的FFT长度（用N表示）分别为128、64、32。STF域的总长度为5个FFT长度，即对不同的带宽选项1、2、3，STF域中的基本重复序列的数目分别为40、20、10。
图3是本发明一实施例提供的突发OFDM系统的帧检测方法的流程图。如图3所示，所述帧检测方法可包括以下步骤S301-S303。
步骤S301，根据接收到的短训练序列域中的包括当前采样点数据在内的预设数目个基带采样数据段，确定所述预设数目个基带采样数据段中的每两个相邻基带采样数据段的自相关运算结果的加权总和。
其中，所述基带采样数据段的长度为所述突发OFDM系统的FFT序列的长度的一半。即，对于带宽选项1、2、3而言，所述基带采样数据段的长度均为1/2个FFT长度，其分别对应于4、2、1个STF长度（即基本重复序列）。
其中，所述预设数目大于或等于2且小于或等于所述短训练序列域中的基带采样数据段的数目。
以图2所示的短训练序列（STF）域为例，所述短训练序列域中的基带采样数据段的数目为10，则所述预设数目P+1可满足2≤P+1≤10。在实际应用中，可自定义P值，只要P值满足上述范围即可。例如，可在截止至当前采样点数据共接收3个基带采样数据段的情况下，根据接收到的3个基带采样数据段，确定其中的每两个相邻基带采样数据段的自相关运算结果的加权总和。
P越小，可能会因采用的数据不足而导致虚警检测，P越大，可能会导致晚判决。由此，为了可达到晚判决和虚警检测之间的一种折衷和平衡，在一优选实施例中，所述预设数目大于或等于4且小于或等于所述短训练序列域中的基带采样数据段的数目。
以图2所示的短训练序列（STF）域为例，所述短训练序列域中的基带采样数据段的数目为10，则所述预设数目P+1可满足4≤P+1≤10。例如，P+1=7。由于本实施例采用多个基带采样数据段中的每两个相邻数据段之间的自相关运算来实现帧检测，故其可以适应例如从-10dB左右到30dB宽信噪比范围的帧检测。
对于步骤S301，所述确定所述预设数目个基带采样数据段中的每两个相邻基带采样数据段的自相关运算结果的加权总和可包括：根据所述每两个相邻基带采样数据段中的所述第一基带采样数据段中的每个采样点数据及与其间隔一个基带采样数据段的所述第二基带采样数据段中的对应采样点数据，确定所述每两个相邻基带采样数据段的自相关运算结果；以及将所述每两个相邻基带采样数据段各自对应的扰码的乘积作为权重，对所述每两个相邻基带采样数据段的自相关运算结果进行加权求和。其中，所述预设数目个基带采样数据段是连续的。
以带宽选项3的传输数据为例进行说明，y k 为基带一倍速率的IQ复采样数据，根据每两个相邻基带采样数据段（例如，第p个基带采样数据段与第p+1个基带采样数据段）中的第一基带采样数据段中的每个采样点数据y k 及与其间隔一个基带采样数据段的第二基带采样数据段中的对应采样点数据y k+N/2 ，确定所述每两个相邻基带采样数据段的自相关运算结果aSum(p,i)，
Figure 603358DEST_PATH_IMAGE009
其中，i为所述基带采样数据段的起始点的编号，conj(y k )为复数y k 的共轭运算，N为突发OFDM系统的FFT长度，p=0,1……，P-1。
然后，例如可使用扰码层C=[C0, C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9]=[-1，-1，-1，-1，1，1，-1，-1，-1，1]对STF域中的10个等分长度的所述基带采样数据段进行加扰。
将所述每两个相邻基带采样数据段各自对应的扰码（例如，第p个基带采样数据段与第p+1个基带采样数据段各自对应的扰码分别为C p 、C p+1 ）的乘积作为权重，对所述每两个相邻基带采样数据段的自相关运算结果（例如，第p个基带采样数据段与第p+1个基带采样数据段的自相关运算结果aSum(p,i)）进行加权求和，
Figure 433911DEST_PATH_IMAGE010
上述公式（2）得到的ASum(i)为P+1个基带采样数据段对应的自相关运算结果的加权总和。
步骤S302，分别确定所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和的总和与所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和的总和。
其中，所述第一基带采样数据段的接收时间早于所述第二基带采样数据段的接收时间。
对于步骤S302，所述分别确定所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和的总和与所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和的总和可包括：根据所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段中的每个采样点数据，确定所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和；根据所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段中的每个采样点数据，确定所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和；对所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和进行求和；以及对所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和进行求和。
以带宽选项3的传输数据为例进行说明，下面将介绍如何确定每两个相邻基带采样数据段中的前数据段的信号功率和的总和与后数据段的信号功率和的总和。
首先，根据所述每两个相邻基带采样数据段（例如，第p个基带采样数据段与第p+1个基带采样数据段）中的第一基带采样数据段（例如，第p个基带采样数据段）中的每个采样点数据y k ，确定所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段（例如，第p个基带采样数据段）的信号功率和PtSum(p,i)，
Figure 129203DEST_PATH_IMAGE011
其中，i为所述基带采样数据段的起始点的编号，conj(y k )为复数y k 的共轭运算，N为突发OFDM系统的FFT长度，p=0,1……，P-1。
然后，根据所述每两个相邻基带采样数据段（例如，第p个基带采样数据段与第p+1个基带采样数据段）中的第二基带采样数据段（例如，第p+1个基带采样数据段）中的每个采样点数据y k+N/2 ，确定所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段（例如，第p+1个基带采样数据段）的信号功率和PhSum(p,i)，
Figure 728812DEST_PATH_IMAGE012
其中，i为所述基带采样数据段的起始点的编号，conj(y k+N/2 )为复数y k+N/2 的共轭运算，N为突发OFDM系统的FFT长度，p=0,1……，P-1。
接着，对公式（3）确定的PtSum(p,i)进行求和，以得到所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和的总和PTSum(p,i)，
Figure 602090DEST_PATH_IMAGE013
最后，对公式（4）确定的PhSum(p,i)进行求和，以得到所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和的总和PHSum(p,i)，
Figure 919939DEST_PATH_IMAGE014
其中，P+1为所述预设数目，其可根据上文描述内容进行设定。
需要说明的是，本发明并不限于采用上述公式(1)、(3)-(4)来计算各个量，还可分别采用以下三式分别计算所述加权总和、所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和与所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和。
Figure 904075DEST_PATH_IMAGE015
Figure 623769DEST_PATH_IMAGE016
Figure 667949DEST_PATH_IMAGE017
另外，虽然上述仅以带宽选项3的一倍采样速率为例进行说明，但不同的采样速率，仅使得每个基带采样数据段中的数据点的数目不同，关于上述各个量的计算过程是类似的，可参考上述过程执行，于此不再赘述。
步骤S303，在所述加权总和、所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和的总和及所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和的总和满足检测条件的情况下，确定所述预设数目个基带采样数据段中存在帧信号。
其中，所述检测条件为
Figure 473094DEST_PATH_IMAGE001
，其中，
Figure 510189DEST_PATH_IMAGE005
为所述加权总和；
Figure 84390DEST_PATH_IMAGE006
为所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和的总和；
Figure 299470DEST_PATH_IMAGE007
为所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和的总和；以及To为阈值。当然，可根据实际需要针对上述三种带宽选项将将To设定为不同的阈值。
经检测，若
Figure 326332DEST_PATH_IMAGE001
，则表明帧信号到来（即在P个基带采样数据段中存在帧信号），此时接收机接收到的采样点数据的索引为i+P*N/2（即，P个基带采样数据段的起始点的编号为i，终点的编号为i+P*N/2）；否则继续逐采样点进行采样，重复上述过程直至检测到帧信号为止，或者直到满足一个设定的搜索时间仍然不满足上述检测条件，则停止搜索。
当然，所述检测条件还可为
Figure 917850DEST_PATH_IMAGE018
。
另外，在上述各个实施例中，针对三种带宽选项1、2、3，其基带采样速率为4倍、2倍、1倍。由于采用的检测方式相同，故针对上中带宽选项，可采用统一的硬件来实现帧检测，节省接收机的硬件实现成本。
然而，为更节省硬件资源，在一实施例中，可以对带宽选项1、2分别进行4倍、2倍下采样，以使其采样速率与带宽选项3的采样速率相同，统一对三种带宽选项采用相同的N=32的处理和运算，共用一套完全相同的硬件实现，节省接收机硬件资源。
在另一实施例中，可以对带宽选项2、3分别进行2倍、4倍上采样，以使其采样速率与带宽选项1的采样速率相同，统一对三种带宽选项采用相同的N=128的处理和运算，共用一套完全相同的硬件实现，节省接收机硬件资源。
在又一实施例中，可以对带宽选项1、3分别进行2倍下采样、2倍上采样，以使其与带宽选项2的采样速率相同，统一对三种带宽选项采用相同的N=64的处理和运算，共用一套完全相同的硬件实现，节省接收机硬件资源。
在上述三个实施例中，具体实施帧检测过程与上文的具体描述内容相同，于此不再进行赘述。只不过因采样速率不同，使得每个基带采样数据段中的数据点的数目不同。
虽然上述各个实施例以某标准的三种带宽选项为例进行说明，但本发明并不限于某标准，其可适用于任何标准的不同带宽选项的传输数据。
因此，在每个基带采样点，可进行间隔为N/2的滑动自相关运算及P段自相关运算的合并，同时计算采样点合并的自相关判决统计量，满足大于给定阈值时，则判断帧信号到来同时给出AGC锁定信号（将于下文描述）。
综上所述，本发明创造性地根据接收到的短训练序列域中的包括当前采样点数据在内的预设数目个基带采样数据段，确定所述预设数目个基带采样数据段中的每两个相邻基带采样数据段的自相关运算结果的加权总和，其中，所述基带采样数据段的长度为所述突发OFDM系统的FFT序列的长度的一半；分别确定所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和的总和与所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和的总和，其中，所述第一基带采样数据段的接收时间早于所述第二基带采样数据段的接收时间；以及在所述加权总和、所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和的总和及所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和的总和满足检测条件的情况下，确定所述预设数目个基带采样数据段中存在帧信号。由于用于自相关运算的基带采样数据段的长度为FFT序列的长度的一半，故本发明针对不同带宽选项（例如，某标准中的1/2周期、1/4周期、1/8周期）的传输数据而言，可采用同一检测方式来实现帧信号的检测，由此不同带宽选项的传输数据的帧检测过程可共用相同的硬件设计来实现，即使传输数据的带宽选项发生变化，也无需切换检测方式或设备，可维持传输过程的稳定性，此外，还可以适应例如从-10dB左右到30dB宽信噪比范围的帧检测。
本发明一实施例还提供一种自动增益控制的锁定系统。所述锁定系统用于在根据所述的突发OFDM系统的帧检测方法确定预设数目个基带采样数据段中存在帧信号的情况下，执行自动增益控制的锁定操作。
具体地，如图4所示，天线1接收的信号经由动增益控制（AGC）单元2进行放大；放大的信号被传送到下变频处理单元3，经射频信道变换到零中频或者低中频；然后经AD采样单元4得到基带采样数据；该基带采样数据被传送到帧检测与AGC锁定判决单元5，经检测确定帧信号有无的判决，如果判决为有帧信号，则同时送出AGC锁定信号给射频前端的AGC单元2锁定其模拟增益，以便于后处理单元6执行帧同步及针对该帧数据的信道估计、解调译码操作。
帧数据解调期间，通常要将前端的AGC单元锁定以保持突发数据前后段时间上的增益稳定不变、方便同步后信道估计期间（通常在突发帧的LTF域期间）和后续的数据解调期间（突发帧的OFDM符号序列期间）接收机基带看到的信道增益保持稳定，由此，可维持传输过程的稳定性。
综上所述，本发明在根据所述的突发OFDM系统的帧检测方法确定预设数目个基带采样数据段中存在帧信号的情况下，执行自动增益控制的锁定操作，由此，可维持传输过程的稳定性。
本发明一实施例提供一种突发OFDM系统的帧检测系统，所述帧检测系统包括：第一总和确定装置，用于根据接收到的短训练序列域中的包括当前采样点数据在内的预设数目个基带采样数据段，确定所述预设数目个基带采样数据段中的每两个相邻基带采样数据段的自相关运算结果的加权总和，其中，所述基带采样数据段的长度为所述突发OFDM系统的FFT序列的长度的一半；第二总和确定装置，用于分别确定所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和的总和与所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和的总和，其中，所述第一基带采样数据段的接收时间早于所述第二基带采样数据段的接收时间；以及帧信号确定装置，用于在所述加权总和、所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和的总和及所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和的总和满足检测条件的情况下，确定所述预设数目个基带采样数据段中存在帧信号。
优选地，所述第一总和确定装置包括：自相关运算模块，用于根据所述每两个相邻基带采样数据段中的所述第一基带采样数据段中的每个采样点数据及与其间隔一个基带采样数据段的所述第二基带采样数据段中的对应采样点数据，确定所述每两个相邻基带采样数据段的自相关运算结果；以及第一求和模块，用于将所述每两个相邻基带采样数据段各自对应的扰码的乘积作为权重，对所述每两个相邻基带采样数据段的自相关运算结果进行加权求和。
优选地，所述第二总和确定装置包括：第一功率和确定模块，用于根据所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段中的每个采样点数据，确定所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和；第二功率和确定模块，用于根据所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段中的每个采样点数据，确定所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和；第二求和模块，用于对所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和进行求和；以及第三求和模块，用于对所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和进行求和。
优选地，所述预设数目大于或等于2且小于或等于所述短训练序列域中的基带采样数据段的数目。
优选地，所述预设数目大于或等于4且小于或等于所述短训练序列域中的基带采样数据段的数目。
优选地，所述检测条件为
Figure 346558DEST_PATH_IMAGE001
，其中，
Figure 732540DEST_PATH_IMAGE005
为所述加权总和；
Figure 512277DEST_PATH_IMAGE006
为所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和的总和；
Figure 891175DEST_PATH_IMAGE007
为所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和的总和；以及To为阈值。
有关本发明提供的突发OFDM系统的帧检测系统的具体细节及益处可参阅上述针对突发OFDM系统的帧检测方法的描述，于此不再赘述。
本发明一实施例提供一种自动增益控制的锁定系统。所述锁定系统用于在根据所述的突发OFDM系统的帧检测方法确定预设数目个基带采样数据段中存在帧信号的情况下，执行自动增益控制的锁定操作。
有关本发明提供的自动增益控制的锁定系统的具体细节及益处可参阅上述针对自动增益控制的锁定方法的描述，于此不再赘述。
本发明一实施例提供一种芯片，用于执行指令，该指令被所述芯片执行时实现上述的突发OFDM系统的帧检测方法。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器（processor）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (11)

1.一种突发OFDM系统的帧检测方法，其特征在于，所述帧检测方法包括：
根据接收到的短训练序列域中的包括当前采样点数据在内的预设数目个基带采样数据段，确定所述预设数目个基带采样数据段中的每两个相邻基带采样数据段的自相关运算结果的加权总和，其中，所述基带采样数据段的长度为所述突发OFDM系统的FFT序列的长度的一半；
分别确定所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和的总和与所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和的总和，其中，所述第一基带采样数据段的接收时间早于所述第二基带采样数据段的接收时间；以及
在所述加权总和、所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和的总和及所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和的总和满足检测条件的情况下，确定所述预设数目个基带采样数据段中存在帧信号，其中，所述确定所述预设数目个基带采样数据段中的每两个相邻基带采样数据段的自相关运算结果的加权总和包括：
根据所述每两个相邻基带采样数据段中的所述第一基带采样数据段中的每个采样点数据及与其间隔一个基带采样数据段的所述第二基带采样数据段中的对应采样点数据，确定所述每两个相邻基带采样数据段的自相关运算结果；以及
将所述每两个相邻基带采样数据段各自对应的扰码的乘积作为权重，对所述每两个相邻基带采样数据段的自相关运算结果进行加权求和，
其中，所述检测条件为
Figure 782111DEST_PATH_IMAGE001
，其中，
Figure 713158DEST_PATH_IMAGE002
为所述加权总和；
Figure 405170DEST_PATH_IMAGE003
为所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和的总和；
Figure 345444DEST_PATH_IMAGE004
为所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和的总和；以及To为阈值。
2.根据权利要求1所述的帧检测方法，其特征在于，所述分别确定所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和的总和与所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和的总和包括：
根据所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段中的每个采样点数据，确定所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和；
根据所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段中的每个采样点数据，确定所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和；
对所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和进行求和；以及
对所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和进行求和。
3.根据权利要求1所述的帧检测方法，其特征在于，所述预设数目大于或等于2且小于或等于所述短训练序列域中的基带采样数据段的数目。
4.根据权利要求3所述的帧检测方法，其特征在于，所述预设数目大于或等于4且小于或等于所述短训练序列域中的基带采样数据段的数目。
5.一种自动增益控制的锁定方法，其特征在于，所述锁定方法包括：
在根据权利要求1-4中任一项所述的突发OFDM系统的帧检测方法确定预设数目个基带采样数据段中存在帧信号的情况下，执行自动增益控制的锁定操作。
6.一种突发OFDM系统的帧检测系统，其特征在于，所述帧检测系统包括：
第一总和确定装置，用于根据接收到的短训练序列域中的包括当前采样点数据在内的预设数目个基带采样数据段，确定所述预设数目个基带采样数据段中的每两个相邻基带采样数据段的自相关运算结果的加权总和，其中，所述基带采样数据段的长度为所述突发OFDM系统的FFT序列的长度的一半；
第二总和确定装置，用于分别确定所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和的总和与所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和的总和，其中，所述第一基带采样数据段的接收时间早于所述第二基带采样数据段的接收时间；以及
帧信号确定装置，用于在所述加权总和、所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和的总和及所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和的总和满足检测条件的情况下，确定所述预设数目个基带采样数据段中存在帧信号，其中，所述第一总和确定装置包括：
自相关运算模块，用于根据所述每两个相邻基带采样数据段中的所述第一基带采样数据段中的每个采样点数据及与其间隔一个基带采样数据段的所述第二基带采样数据段中的对应采样点数据，确定所述每两个相邻基带采样数据段的自相关运算结果；以及
第一求和模块，用于将所述每两个相邻基带采样数据段各自对应的扰码的乘积作为权重，对所述每两个相邻基带采样数据段的自相关运算结果进行加权求和，
其中，所述检测条件为
Figure 134409DEST_PATH_IMAGE001
，其中，
Figure 499007DEST_PATH_IMAGE002
为所述加权总和；
Figure 943894DEST_PATH_IMAGE003
为所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和的总和；
Figure 156701DEST_PATH_IMAGE004
为所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和的总和；以及To为阈值。
7.根据权利要求6所述的帧检测系统，其特征在于，所述第二总和确定装置包括：
第一功率和确定模块，用于根据所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段中的每个采样点数据，确定所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和；
第二功率和确定模块，用于根据所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段中的每个采样点数据，确定所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和；
第二求和模块，用于对所述每两个相邻基带采样数据段中的第一基带采样数据段的信号功率和进行求和；以及
第三求和模块，用于对所述每两个相邻基带采样数据段中的第二基带采样数据段的信号功率和进行求和。
8.根据权利要求6所述的帧检测系统，其特征在于，所述预设数目大于或等于2且小于或等于所述短训练序列域中的基带采样数据段的数目。
9.根据权利要求8所述的帧检测系统，其特征在于，所述预设数目大于或等于4且小于或等于所述短训练序列域中的基带采样数据段的数目。
10.一种自动增益控制的锁定系统，其特征在于，所述锁定系统包括：根据权利要求6-9中任一项所述的突发OFDM系统的帧检测系统，
所述锁定系统用于在确定预设数目个基带采样数据段中存在帧信号的情况下，执行自动增益控制的锁定操作。
11.一种芯片，其特征在于，用于执行指令，该指令被所述芯片执行时实现上述权利要求1-4中任一项所述的突发OFDM系统的帧检测方法。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101730121A (zh) * 2009-11-06 2010-06-09 山东大学 一种正交频分复用接入下行链路的帧检测方法
CN102255832A (zh) * 2011-09-02 2011-11-23 东南大学 一种正交频分复用超宽带系统的帧检测方法
CN107438040A (zh) * 2016-05-26 2017-12-05 上海高清数字科技产业有限公司 前导符号检测解析装置和方法
CN108449300A (zh) * 2018-03-16 2018-08-24 成都力合微电子有限公司 一种ofdm系统帧同步方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2387840B1 (en) * 2009-01-16 2013-06-05 Abilis Systems Sarl Interpolated channel estimation for mobile ofdm systems
US10845453B2 (en) * 2012-08-03 2020-11-24 Polte Corporation Network architecture and methods for location services
US20140294124A1 (en) * 2013-03-28 2014-10-02 Sony Corporation Transmitter and method of transmitting and receiver and method of detecting ofdm signals
EP2806610A1 (en) * 2013-05-21 2014-11-26 ST-Ericsson SA Coarse symbol boundary detection in ofdm receivers

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101730121A (zh) * 2009-11-06 2010-06-09 山东大学 一种正交频分复用接入下行链路的帧检测方法
CN102255832A (zh) * 2011-09-02 2011-11-23 东南大学 一种正交频分复用超宽带系统的帧检测方法
CN107438040A (zh) * 2016-05-26 2017-12-05 上海高清数字科技产业有限公司 前导符号检测解析装置和方法
CN108449300A (zh) * 2018-03-16 2018-08-24 成都力合微电子有限公司 一种ofdm系统帧同步方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Algorithm and Performance Analysis for Frame Detection Based on Matched Filtering;ZHANG WEILE 等;《IEEE ACCESS》;20200309;第8卷;全文 *
突发OFDM系统的同步技术研究;孙健;《博士学位论文》;20050228;全文 *

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