CN115065986B - Wi-Fi信号处理方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种Wi‑Fi信号处理方法、装置、电子设备及存储介质,该方法包括:获取Wi‑Fi时域信号中的L‑SIG字段和第一信号字段;其中,所述L‑SIG字段与所述第一信号字段相邻,且所述第一信号字段位于所述L‑SIG字段之后,所述L‑SIG字段和所述第一信号字段的长度一致;确定所述L‑SIG字段和所述第一信号字段的相似度;根据所述相似度确定所述第一信号字段是否为RL‑SIG字段,用以解决现有技术进行RL‑SIG检测时,检测步骤繁琐、处理时延较大的问题。
Description
技术领域
本申请涉及无线通信领域,具体而言,涉及一种Wi-Fi信号处理方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
随着IEEE 802.11系列无线局域网的迅速发展,当前Wi-Fi协议正在从第六代Wi-Fi向第七代Wi-Fi发展。在进行无线局域网通信时,需要进行Wi-Fi信号帧类型检测,确定接收到的Wi-Fi信号帧类型。重复的非高吞吐量信号域(Repeated Non-HT SIGNAL field,RL-SIG)检测是Wi-Fi信号帧类型检测的重要一步。当前对RL-SIG进行检测的方式主要是通过频域检测方式实现,即将RL-SIG的时域信号转换为频域信号,再通过解调、解交织、解码后,与非高吞吐量信号域(Non-HT SIGNAL field,L-SIG)解码后的信息进行对比,从而确定Wi-Fi信号帧中是否存在RL-SIG。然而,上述检测RL-SIG的方式存在步骤繁琐、处理时延较大的问题。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种Wi-Fi信号处理方法、装置、电子设备及存储介质,用以解决现有技术进行RL-SIG检测时,检测步骤繁琐、处理时延较大的问题。
第一方面,本发明提供一种Wi-Fi信号处理方法,所述方法包括:获取Wi-Fi时域信号中的L-SIG字段和第一信号字段;其中,所述L-SIG字段与所述第一信号字段相邻,且所述第一信号字段位于所述L-SIG字段之后,所述L-SIG字段和所述第一信号字段的长度一致;确定所述L-SIG字段和所述第一信号字段的相似度;根据所述相似度确定所述第一信号字段是否为RL-SIG字段。
在上述实现过程中,相较于现有技术中在接收到Wi-Fi信号帧后,需要将Wi-Fi信号帧中RL-SIG字段和L-SIG字段转换为频域信号,然后进行解调、解交织、解码,确定Wi-Fi信号帧是否存在RL-SIG字段。通过上述方式,接收端在接收到Wi-Fi信号帧后,无需将Wi-Fi信号帧中的相关字段的时域信号转换为频域信号,直接获取该Wi-Fi信号帧中L-SIG字段和第一信号字段(这两个字段均为时域信号),在时域上确定L-SIG字段和第一信号字段的相似度,进而根据相似度确定该Wi-Fi信号帧中的第一信号字段是否为RL-SIG字段,上述方式具有处理过程简单、处理时延低的优点。
在可选的实施方式中,所述确定所述L-SIG字段和所述第一信号字段的相似度,包括:基于公式:确定所述L-SIG字段和所述第一信号字段的相似度;其中,Y为所述L-SIG字段和所述第一信号字段的相似度,Y为一复数值,ri 1为经过采样后的所述第一信号字段,ri L-SIG为经过采样后的所述L-SIG字段,N为所述L-SIG字段和所述第一信号字段的采样点数量。
在上述实现过程中,采用共轭相关运算可以快速地计算并确定出L-SIG字段和第一信号字段的相似度,减少运算量,减低处理延时。
在可选的实施方式中,所述根据所述相似度确定所述第一信号字段是否为RL-SIG字段段,包括:计算所述相似度的模值;判断所述相似度的模值是否大于预设阈值;若大于,确定所述第一信号字段为RL-SIG字段;若小于,确定所述第一信号字段不为RL-SIG字段。
在上述实现过程中,通过设置预设阈值,将相似度与预设阈值进行比较确定第一信号字段是否为RL-SIG字段,处理简单,处理延时较低。
在上述实现过程中,在确定第一信号字段为RL-SIG字段之后,由于L-SIG字段和RL-SIG字段的内容相同,通过上述公式可以计算出,Wi-Fi时域信号的频偏,以便提升对Wi-Fi信号进行频率估计与补偿的准确度。
第二方面,本发明提供一种Wi-Fi信号处理装置,所述装置包括:获取模块,用于获取Wi-Fi时域信号中的L-SIG字段和第一信号字段;其中,所述L-SIG字段与所述第一信号字段相邻,且所述第一信号字段位于所述L-SIG字段之后,所述L-SIG字段和所述第一信号字段的长度一致;处理模块,用于确定所述L-SIG字段和所述第一信号字段的相似度;根据所述相似度确定所述第一信号字段是否为RL-SIG字段。
在可选的实施方式中,所述处理模块具体用于基于公式:确定所述L-SIG字段和所述第一信号字段的相似度;其中,Y为所述L-SIG字段和所述第一信号字段的相似度,Y为一复数值,ri 1为经过采样后的所述第一信号字段,ri L-SIG为经过采样后的所述L-SIG字段,N为所述L-SIG字段和所述第一信号字段的采样点数量。
在可选的实施方式中,所述处理模块具体用于计算所述相似度的模值;判断所述相似度的模值是否大于预设阈值;若大于,确定所述第一信号字段为RL-SIG字段;若小于,确定所述第一信号字段不为RL-SIG字段。
第三方面,本发明提供一种电子设备,包括:处理器、存储器和总线;所述处理器和所述存储器通过所述总线完成相互间的通信;所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令,所述处理器调用所述程序指令能够执行如前述实施方式任一项所述的方法。
第四方面,本发明提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令,所述计算机程序指令被计算机读取并运行时,执行如前述实施方式任一项所述的方法。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种Wi-Fi信号处理方法的流程图;
图2为本申请实施例提供的第六代Wi-Fi协议和第七代Wi-Fi协议的MU帧结构的示意图;
图3为本申请实施例提供的一种Wi-Fi信号处理系统的示意图;
图4为本申请实施例提供的一种Wi-Fi信号处理装置的结构框图;
图5为本申请实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
本申请实施例提供一种Wi-Fi信号处理方法、装置、电子设备及存储介质,用以解决现有技术进行RL-SIG检测时,检测步骤繁琐、处理时延较大的问题。
请参阅图1,图1为本申请实施例提供的一种Wi-Fi信号处理方法的流程图,该Wi-Fi信号处理方法可以包括以下内容:
步骤S101:获取Wi-Fi时域信号中的L-SIG字段和第一信号字段。
步骤S102:确定L-SIG字段和第一信号字段的相似度。
步骤S103:根据相似度确定第一信号字段是否为RL-SIG字段。
本申请实施例中提供的Wi-Fi信号处理方法应用于接收端。接收端接收到发送端发送的Wi-Fi信号帧(该Wi-Fi信号帧为时域信号,即上述Wi-Fi时域信号),执行上述步骤S101-S103,确定接收到的Wi-Fi信号帧中是否存在RL-SIG字段。
相较于现有技术中在接收到Wi-Fi信号帧后,需要将Wi-Fi信号帧中RL-SIG字段和L-SIG字段转换为频域信号,然后进行解调、解交织、解码,确定Wi-Fi信号帧是否存在RL-SIG字段。通过上述方式,接收端在接收到Wi-Fi信号帧后,无需将Wi-Fi信号帧中的相关字段的时域信号转换为频域信号,直接获取该Wi-Fi信号帧中L-SIG字段和第一信号字段(这两个字段均为时域信号),在时域上确定L-SIG字段和第一信号字段的相似度,进而根据相似度确定该Wi-Fi信号帧中的第一信号字段是否为RL-SIG字段,上述方式具有处理过程简单、处理时延低的优点。
下面对上述步骤进行详细介绍。
步骤S101:获取Wi-Fi时域信号中的L-SIG字段和第一信号字段。
首先,为了方便理解本申请实施例提供的Wi-Fi信号处理方法,以下对第六代Wi-Fi协议和第七代Wi-Fi协议进行介绍。
第六代Wi-Fi协议和第七代Wi-Fi协议规定的Wi-Fi信号帧中,均存在RL-SIG字段。在进行Wi-Fi信号帧检测时,若检测到某一Wi-Fi信号帧中存在RL-SIG字段,则说明发送该Wi-Fi信号帧的设备应用第六代Wi-Fi协议或第七代Wi-Fi协议。
以多用户(Multi-User,MU)帧为例,第六代Wi-Fi协议和第七代Wi-Fi协议的物理层MU帧结构如图2所示。根据图2可知,在第六代Wi-Fi协议和第七代Wi-Fi协议中,RL-SIG字段与L-SIG字段邻接,RL-SIG字段和L-SIG字段在传输时的时长均为4μs。
第六代Wi-Fi协议和第七代Wi-Fi协议规定有:RL-SIG字段的生成方式与L-SIG字段的生成方式完全相同,都包含了数据速率和长度信息,二者的内容也完全相同。其中,RL-SIG字段和L-SIG字段的具体生成过程可以参考第六代Wi-Fi协议和第七代Wi-Fi协议中的规定,本申请对此不做赘述。
本申请实施例中,第一信号字段与L-SIG字段相邻,且第一信号字段位于L-SIG字段之后,第一信号字段和L-SIG字段的长度一致。
根据前述对第六代Wi-Fi协议和第七代Wi-Fi协议中RL-SIG字段和L-SIG字段的介绍可知,若一个Wi-Fi时域信号中存在RL-SIG字段,则RL-SIG字段在该Wi-Fi时域信号中的位置与第一信号字段在该Wi-Fi时域信号中的位置相同。
具体地,接收端可以根据Wi-Fi时域信号中的L-STF字段和L-LTF字段确定该Wi-Fi时域信号中L-SIG字段的位置,进而根据L-SIG字段的位置获取Wi-Fi时域信号中的L-SIG字段。可以理解,在确定L-SIG字段的位置后,接收端也确定了第一信号字段的位置,根据第一信号字段的位置获取Wi-Fi时域信号中的第一信号字段。
在实际应用过程中,接收端为了实现同时获取Wi-Fi时域信号中的L-SIG字段和第一信号字段,可以设置一个触发器或存储器,存储4μs时长的时域信号。接收端接收Wi-Fi时域信号时,第一路信号不进行延时处理,第二路信号经过触发器或存储器进行4s延时。当接收端接收到的第一路信号为第一信号字段时,由于第二路信号进行了4s延时,接收端接收到的第二路信号即为L-SIG字段。
步骤S102:确定L-SIG字段和第一信号字段的相似度。
步骤S103:根据相似度确定第一信号字段是否为RL-SIG字段。
本申请实施例中,在获取Wi-Fi时域信号中的L-SIG字段和第一信号字段后,在时域上确定L-SIG字段和第一信号字段的相似度。确定L-SIG字段和第一信号字段的相似度后,根据相似度确定第一信号字段是否为RL-SIG字段。
作为一种可选的实施方式,上述步骤S102可以包括如下内容:
基于公式:确定L-SIG字段和第一信号字段的相似度;其中,Y为L-SIG字段和第一信号字段的相似度,Y为一复数值,ri 1为经过采样后的第一信号字段,ri L-SIG为经过采样后的L-SIG字段,N为L-SIG字段和第一信号字段的采样点数量。
相应地,上述步骤S103可以如下内容:
计算相似度的模值;
判断相似度的模值是否大于预设阈值;
若大于,确定第一信号字段为RL-SIG字段;
若小于,确定第一信号字段不为RL-SIG字段。
本申请实施例中,由于L-SIG字段和第一信号字段均为时域信号,可以通过共轭相关运算确定两段时域信号的相似度。在使用共轭相关运算确定两段时域信号的相似度时,需要先根据预设的采样率对这两段时域信号进行采样,采样后的每段时域信号由N个采样点组成。
需要说明的是,预设的采样率可以为40MHZ、80MHZ、160MHZ等,本申请对此不作具体限定。
举例来说,L-SIG字段和第一信号字段均为4μs,采用40MHZ对L-SIG字段和第一信号字段进行采样后,L-SIG字段由160个采样点组成,第一信号字段也由160个采样点组成。
基于上述公式计算确定L-SIG字段和第一信号字段的相似度Y,Y为一复数。然后计算Y的模值。根据前述对RL-SIG字段和L-SIG字段的介绍可知,这两个字段的内容相同。因此,将Y的模值与预设阈值进行比较,若Y的模值大于预设阈值,则表示L-SIG字段和第一信号字段的相似度较高,即确定第一信号字段为RL-SIG字段;反之,若Y的模值小于预设阈值,则表示L-SIG字段和第一信号字段的相似度较低,即确定第一信号字段不为RL-SIG字段。
在一些其他实施方式中,还可以采用其他计算时域信号相似度的算法计算L-SIG字段和第一信号字段的相似度,例如:短时平均幅度差法,本申请对计算时域信号相似度的算法的选择不作具体限定。
相应的,在选择其他相似度算法计算L-SIG字段和第一信号字段的相似度后,根据计算出的相似度与预设的阈值进行比较,当相似度大于预设的阈值时,确定第一信号字段为RL-SIG字段;当相似度小于预设的阈值时,确定第一信号字段不为RL-SIG字段。
进一步地,在确定第一信号字段为RL-SIG字段之后,本申请实施例提供的Wi-Fi信号处理方法还包括:
本申请实施例中,Wi-Fi时域信号在传输过程中,会出现频率偏差,由于L-SIG字段和RL-SIG字段的内容相同,因此,可以通过上述公式计算Wi-Fi时域信号的频偏。
在上述实现过程中,在确定第一信号字段为RL-SIG字段之后,由于L-SIG字段和RL-SIG字段的内容相同,通过上述公式可以计算出,Wi-Fi时域信号的频偏,以便提升对Wi-Fi信号进行频率估计与补偿的准确度。
基于同一发明构思,本申请实施例中还提供一种Wi-Fi信号处理系统。请参阅图3,图3为本申请实施例提供的一种Wi-Fi信号处理系统的示意图。
接收端接收Wi-Fi时域信号时,将Wi-Fi时域信号输入至Wi-Fi信号处理系统。Wi-Fi时域信号分为2路信号,第一路信号不进行延时处理,第二路信号经过触发器或存储器进行4s延时。当接收端接收到的第一路信号为第一信号字段时,由于第二路信号进行了4s延时,接收端接收到的第二路信号即为L-SIG字段。两路信号输入至时域相关器,时域相关器对L-SIG字段和第一信号字段进行共轭相关运算,输出共轭相关运算的结果:L-SIG字段和第一信号字段的相似度Y。门限判决模块接收时域相关器输出共轭相关运算的结果,计算Y的模值后,与预设门限进行比较,确定Wi-Fi时域信号是否存在RL-SIG字段。当存在RL-SIG时,角度计算模块根据相似度Y计算Wi-Fi时域信号的频偏。
可以理解,上述Wi-Fi信号处理系统中各模块的具体工作步骤在前述Wi-Fi信号处理方法中已经进行了详细的介绍,为使说明书简洁,在此不做赘述。
基于同一发明构思,本申请实施例中还提供一种Wi-Fi信号处理装置。请参阅图4,图4为本申请实施例提供的一种Wi-Fi信号处理装置的结构框图,该Wi-Fi信号处理装置400可以包括:
获取模块401,用于获取Wi-Fi时域信号中的L-SIG字段和第一信号字段;其中,所述L-SIG字段与所述第一信号字段相邻,且所述第一信号字段位于所述L-SIG字段之后,所述L-SIG字段和所述第一信号字段的长度一致;
处理模块402,用于确定所述L-SIG字段和所述第一信号字段的相似度;根据所述相似度确定所述第一信号字段是否为RL-SIG字段。
在可选的实施方式中,所述处理模块402具体用于基于公式:确定所述L-SIG字段和所述第一信号字段的相似度;其中,Y为所述L-SIG字段和所述第一信号字段的相似度,Y为一复数值,ri 1为经过采样后的所述第一信号字段,ri L-SIG为经过采样后的所述L-SIG字段,N为所述L-SIG字段和所述第一信号字段的采样点数量。
在可选的实施方式中,所述处理模块402具体用于计算所述相似度的模值;判断所述相似度的模值是否大于预设阈值;若大于,确定所述第一信号字段为RL-SIG字段;若小于,确定所述第一信号字段不为RL-SIG字段。
请参阅图5,图5为本申请实施例的电子设备500的结构示意图,该电子设备500包括:至少一个处理器501,至少一个通信接口502,至少一个存储器503和至少一个总线504。其中,总线504用于实现这些组件直接的连接通信,通信接口502用于与其他节点设备进行信令或数据的通信,存储器503存储有处理器501可执行的机器可读指令。当电子设备500运行时,处理器501与存储器503之间通过总线504通信,机器可读指令被处理器501调用时执行如上述Wi-Fi信号处理方法。
处理器501可以是一种集成电路芯片,具有信号处理能力。上述处理器501可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、网络处理器(NetworkProcessor,NP)等;还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。其可以实现或者执行本申请实施例中公开的各种方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器503可以包括但不限于随机存取存储器(Random Access Memory,RAM),只读存储器(Read Only Memory,ROM),可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory,PROM),可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory,EPROM),电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory,EEPROM)等。
可以理解,图5所示的结构仅为示意,电子设备500还可包括比图5中所示更多或者更少的组件,或者具有与图5所示不同的配置。图5中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。于本申请实施例中,电子设备500可以是,但不限于台式机、笔记本电脑、智能手机、智能穿戴设备、车载设备等实体设备,还可以是虚拟机等虚拟设备。另外,电子设备500也不一定是单台设备,还可以是多台设备的组合,例如服务器集群,等等。
此外,本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质,该计算机存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被计算机运行时,执行如上述实施例中Wi-Fi信号处理方法的步骤。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露装置和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
另外,作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者,在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
需要说明的是,功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)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(Read-Only Memory,ROM)随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种Wi-Fi信号处理方法,其特征在于,所述方法包括:
获取Wi-Fi时域信号中的非高吞吐量信号域L-SIG字段和第一信号字段;其中,所述L-SIG字段与所述第一信号字段相邻,且所述第一信号字段位于所述L-SIG字段之后,所述L-SIG字段和所述第一信号字段的长度一致;
确定所述L-SIG字段和所述第一信号字段的相似度;
根据所述相似度确定所述第一信号字段是否为重复的非高吞吐量信号域RL-SIG字段;
其中,所述确定所述L-SIG字段和所述第一信号字段的相似度,包括:
其中,Y为所述L-SIG字段和所述第一信号字段的相似度,Y为一复数值,ri 1为经过采样后的所述第一信号字段,ri L-SIG为经过采样后的所述L-SIG字段,N为所述L-SIG字段和所述第一信号字段的采样点数量。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述相似度确定所述第一信号字段是否为RL-SIG字段段,包括:
计算所述相似度的模值;
判断所述相似度的模值是否大于预设阈值;
若大于,确定所述第一信号字段为RL-SIG字段;
若小于,确定所述第一信号字段不为RL-SIG字段。
4.一种Wi-Fi信号处理装置,其特征在于,所述装置包括:
获取模块,用于获取Wi-Fi时域信号中的非高吞吐量信号域L-SIG字段和第一信号字段;其中,所述L-SIG字段与所述第一信号字段相邻,且所述第一信号字段位于所述L-SIG字段之后,所述L-SIG字段和所述第一信号字段的长度一致;
5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述处理模块具体用于计算所述相似度的模值;判断所述相似度的模值是否大于预设阈值;若大于,确定所述第一信号字段为RL-SIG字段;若小于,确定所述第一信号字段不为RL-SIG字段。
7.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器、存储器和总线;所述处理器和所述存储器通过所述总线完成相互间的通信;所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令,所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1-3任一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令,所述计算机程序指令被计算机读取并运行时,执行如权利要求1-3任一项所述的方法。
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