CN115102573A - 数据符号起始点捕获方法、装置、设备、介质及芯片 - Google Patents

数据符号起始点捕获方法、装置、设备、介质及芯片 Download PDF

Info

Publication number
CN115102573A
CN115102573A CN202211022337.3A CN202211022337A CN115102573A CN 115102573 A CN115102573 A CN 115102573A CN 202211022337 A CN202211022337 A CN 202211022337A CN 115102573 A CN115102573 A CN 115102573A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
target
sampling points
sampling point
ratio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202211022337.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115102573B (zh
Inventor
张晓燚
陈家国
王于波
马岩
刘福华
李德建
甘杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Smartchip Microelectronics Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Smartchip Microelectronics Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Smartchip Microelectronics Technology Co Ltd filed Critical Beijing Smartchip Microelectronics Technology Co Ltd
Priority to CN202211022337.3A priority Critical patent/CN115102573B/zh
Publication of CN115102573A publication Critical patent/CN115102573A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115102573B publication Critical patent/CN115102573B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B2001/6912—Spread spectrum techniques using chirp
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本公开涉及通信技术领域，具体涉及一种数据符号起始点捕获方法、装置、设备、介质及芯片，该方法包括：获取Chirp信号，并获取Chirp信号中多个采样点的同相信号、正交信号；根据同相信号以及正交信号获取每个采样点的目标接收信号，并根据预设的确定信号与目标接收信号进行乘累加运算，获取每个采样点的乘累加运算结果；获取每个采样点的绝对平方值；获取Chirp信号在每个采样点处的平均功率，并计算每个采样点的第二比值；确定目标采样点，并将目标采样点之后目标数个采样点确定为数据符号起始点。该方案可以消除Chirp信号的强弱变化对所获取的捕获结果即数据符号起始点的影响，使获得的捕获结果的信噪比较高，准确率较高。

Description

数据符号起始点捕获方法、装置、设备、介质及芯片
技术领域
本公开涉及通信技术领域，具体涉及一种数据符号起始点捕获方法、装置、设备、介质及芯片。
背景技术
Chirp信号是一种扩频信号，表现出线性调频的特性，信号频率随着时间的变化而线性变化，也叫线性扫频信号。Chirp信号由于其强抗干扰性、低耗、抗多径效应等能力，在雷达探测、水声通信、激光通信、超宽带通信和远距离无线电（Long Range Radio,LoRa）通信中得到了大量的应用。Chirp信号一般由前导头（preamble）、帧定界符（SFD）、数据符号构成。前导头一般用作频偏估计和信号检测，帧定界符用来确定数据的起始边界。帧定界符可以由downchirp信号构成，用于确定数据符号起始点。
其中，为了实现互不干扰或干扰比较小的通信，需要对数据符号起始点进行捕获。但是，相关技术中在确定数据符号起始点时，由于Chirp信号的强弱变化往往较为剧烈，从而导致捕获结果即确定的数据符号起始点也会受到Chirp信号的强弱变化的影响，使获得的捕获结果的准确率较低。
发明内容
为了解决相关技术中的问题，本公开实施例提供一种数据符号起始点捕获方法、装置、设备、介质及芯片。
第一方面，本公开实施例中提供了一种数据符号起始点捕获方法，所述方法包括：
获取Chirp信号，并获取Chirp信号中多个采样点的同相信号、正交信号；
根据同相信号以及正交信号获取每个采样点的目标接收信号，并根据预设的确定信号与目标接收信号进行乘累加运算，获取每个采样点的乘累加运算结果；
获取每个采样点的绝对平方值，绝对平方值为通过计算对应采样点的乘累加运算结果与采样点总数的第一比值，对第一比值取绝对值，再对绝对值进行平方运算获取；
获取Chirp信号在每个采样点处的平均功率，并计算每个采样点的第二比值，第二比值为对应采样点的绝对平方值与对应采样点的信号平均功率的比值；
确定目标采样点，并将目标采样点之后目标数个采样点确定为数据符号起始点，其中目标采样点前N个采样点对应的第二比值以及目标采样点后N个采样点对应的第二比值均小于目标采样点对应的第二比值，N≥2且N为整数，目标数为符号数与采样点总数的乘积。
在本公开的一种实现方式中，获取Chirp信号中多个采样点的同相信号、正交信号，包括：
对Chirp信号进行模数转换，以获取模数转换结果；
对模数转换结果进行数字下变频处理，以获取同相数字下变频处理结果以及正交数字下变频处理结果；
对同相数字下变频处理结果进行滤波，并对滤波后的同相数字下变频处理结果进行抽取处理，以获取多个采样点的同相信号；
对正交数字下变频处理结果进行滤波，并对滤波后的正交数字下变频处理结果进行抽取处理，以获取多个采样点的正交信号。
在本公开的一种实现方式中，目标采样点对应的第二比值大于或等于第二比值阈值。
在本公开的一种实现方式中，所述方法还包括：
将目标采样点之前目标数个采样点确定为频率估计接收信号起始点。
第二方面，本公开实施例中提供了一种数据符号起始点捕获装置，包括：
同相正交信号获取模块，被配置为获取Chirp信号，并获取Chirp信号中多个采样点的同相信号、正交信号；
乘累加运算模块，被配置为根据同相信号以及正交信号获取每个采样点的目标接收信号，并根据预设的确定信号与目标接收信号进行乘累加运算，获取每个采样点的乘累加运算结果；
绝对平方值获取模块，被配置为获取每个采样点的绝对平方值，绝对平方值为通过计算对应采样点的乘累加运算结果与采样点总数的第一比值，对第一比值取绝对值，再对绝对值进行平方运算获取；
第二比值获取模块，被配置为获取Chirp信号在每个采样点处的平均功率，并计算每个采样点的第二比值，第二比值为对应采样点的绝对平方值与对应采样点的信号平均功率的比值；
起始点确定模块，被配置为确定目标采样点，并将目标采样点之后目标数个采样点确定为数据符号起始点，其中目标采样点前N个采样点对应的第二比值以及目标采样点后N个采样点对应的第二比值均小于目标采样点对应的第二比值，N≥2且N为整数，目标数为符号数与采样点总数的乘积。
在本公开的一种实现方式中，同相正交信号获取模块，具体被配置为：
对Chirp信号进行模数转换，以获取模数转换结果；
对模数转换结果进行数字下变频处理，以获取同相数字下变频处理结果以及正交数字下变频处理结果；
对同相数字下变频处理结果进行滤波，并对滤波后的同相数字下变频处理结果进行抽取处理，以获取多个采样点的同相信号；
对正交数字下变频处理结果进行滤波，并对滤波后的正交数字下变频处理结果进行抽取处理，以获取多个采样点的正交信号。
在本公开的一种实现方式中，目标采样点对应的第二比值大于或等于第二比值阈值。
在本公开的一种实现方式中，起始点确定模块，还被配置为将目标采样点之前目标数个采样点确定为频率估计接收信号起始点。
第三方面，本公开实施例提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，其中，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现如第一方面、第一方面任一种实现方式中任一项所述的方法。
第四方面，本公开实施例中提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该计算机指令被处理器执行时实现如第一方面、第一方面任一种实现方式中任一项所述的方法。
第五方面，本公开实施例中提供了一种芯片，该芯片包括第二方面、第二方面任一种实现方式中任一项的数据符号起始点捕获装置。
根据本公开实施例提供的技术方案，通过获取Chirp信号，并获取Chirp信号中多个采样点的同相信号、正交信号；根据同相信号以及正交信号获取每个采样点的目标接收信号，并根据预设的确定信号与目标接收信号进行乘累加运算，获取每个采样点的乘累加运算结果；获取每个采样点的绝对平方值，绝对平方值为通过计算对应采样点的乘累加运算结果与采样点总数的第一比值，对第一比值取绝对值，再对绝对值进行平方运算获取；获取Chirp信号在每个采样点处的平均功率，并计算每个采样点的第二比值，第二比值为对应采样点的绝对平方值与对应采样点的信号平均功率的比值；确定目标采样点，并将目标采样点之后目标数个采样点确定为数据符号起始点，其中目标采样点前N个采样点对应的第二比值以及目标采样点后N个采样点对应的第二比值均小于目标采样点对应的第二比值，N≥2且N为整数，目标数为符号数与采样点总数的乘积。在该技术方案中，由于进行了复互相关的处理，同时对乘累加运算结果进行了归一化处理，因此上述方案可以消除Chirp信号的强弱变化对所获取的捕获结果即数据符号起始点的影响，使获得的捕获结果的信噪比较高，且准确率较高。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中。
图1示出根据本公开的实施例的数据符号起始点捕获方法的流程图。
图2示出根据本公开的实施例的数据符号起始点捕获装置的结构框图。
图3示出根据本公开的实施例的电子设备的结构框图。
图4示出适于用来实现根据本公开实施例的方法的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施例，以使本领域技术人员可容易地实现它们。此外，为了清楚起见，在附图中省略了与描述示例性实施例无关的部分。
在本公开中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不欲排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。
另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
在本公开中，如涉及对用户信息或用户数据的获取操作或向他人展示用户信息或用户数据的操作，则所述操作均为经用户授权、确认，或由用户主动选择的操作。
Chirp信号是一种扩频信号，表现出线性调频的特性，信号频率随着时间的变化而线性变化，也叫线性扫频信号。Chirp信号由于其强抗干扰性、低耗、抗多径效应等能力，在雷达探测、水声通信、激光通信、超宽带通信和远距离无线电（Long Range Radio,LoRa）通信中得到了大量的应用。Chirp信号一般由前导头（preamble）、帧定界符（SFD）、数据符号构成。前导头一般用作频偏估计和信号检测，帧定界符用来确定数据的起始边界。帧定界符可以由downchirp信号构成，用于确定数据符号起始点。
其中，为了实现互不干扰或干扰比较小的通信，需要对数据符号起始点进行捕获。但是，相关技术中在确定数据符号起始点时，由于Chirp信号的强弱变化往往较为剧烈，从而导致捕获结果即确定的数据符号起始点也会受到Chirp信号的强弱变化的影响，使获得的捕获结果的准确率较低。
为了解决上述问题，在本公开的技术方案中，通过获取Chirp信号，并获取Chirp信号中多个采样点的同相信号、正交信号；根据同相信号以及正交信号获取每个采样点的目标接收信号，并根据预设的确定信号与目标接收信号进行乘累加运算，获取每个采样点的乘累加运算结果；获取每个采样点的绝对平方值，绝对平方值为通过计算对应采样点的乘累加运算结果与采样点总数的第一比值，对第一比值取绝对值，再对绝对值进行平方运算获取；获取Chirp信号在每个采样点处的平均功率，并计算每个采样点的第二比值，第二比值为对应采样点的绝对平方值与对应采样点的信号平均功率的比值；确定目标采样点，并将目标采样点之后目标数个采样点确定为数据符号起始点，其中目标采样点前N个采样点对应的第二比值以及目标采样点后N个采样点对应的第二比值均小于目标采样点对应的第二比值，N≥2且N为整数，目标数为符号数与采样点总数的乘积。在该技术方案中，由于进行了复互相关的处理，同时对乘累加运算结果进行了归一化处理，因此上述方案可以消除Chirp信号的强弱变化对所获取的捕获结果即数据符号起始点的影响，使获得的捕获结果的信噪比较高，且准确率较高。
图1示出根据本公开的实施例的数据符号起始点捕获方法的流程图，如图1所示，所述数据符号起始点捕获方法包括以下步骤S101 - S105：
在步骤S101中，获取Chirp信号，并获取Chirp信号中多个采样点的同相信号、正交信号。
在本公开的一种实施方式中，获取Chirp信号，可以理解为通过无线通信的方式接收Chirp信号，也可以理解为读取事先储存的Chirp信号。
在本公开的一种实施方式中，获取Chirp信号中多个采样点的同相信号、正交信号，可以理解为去除Chirp信号中的中频载波，从而提取出来多个采样点的同相信号、正交信号，其中同相信号可以理解为用于指示Chirp信号的同相部分，正交信号可以理解为用于指示Chirp信号的正交部分。
在步骤S102中，根据同相信号以及正交信号获取每个采样点的目标接收信号，并根据预设的确定信号与目标接收信号进行乘累加运算，获取每个采样点的乘累加运算结果。
在本公开的一种实施方式中，根据同相信号以及正交信号获取每个采样点的目标接收信号，可以理解为通过S=I+j*Q获取目标接收信号，其中I为同相信号，Q为正交信号，j表示复数的虚部。
在本公开的一种实施方式中，Downchirp信号的基本序列可以表示为(-j*2*pi*(m.^2/2/M-1/2*m))，预设的确定信号的基本序列可以表示为exp(j*2*pi*(m.^2/2/M-1/2*m))，其中exp为以自然常数e为底的指数函数，j表示复数的虚部，pi为圆周率，m为整数且m的取值范围为[0,M-1]，其中M为采样点总数，M可以通过获取，其中SF为扩频因子。
在本公开的一种实施方式中，根据预设的确定信号与目标接收信号进行乘累加运算，获取每个采样点的乘累加运算结果，可以为，逐个采样点将确定信号与对应采样点的目标接收信号作乘累加运算，以获取每个采样点的乘累加运算结果。
在步骤S103中，获取每个采样点的绝对平方值。
其中，绝对平方值为通过计算对应采样点的乘累加运算结果与采样点总数的第一比值，对第一比值取绝对值，再对绝对值进行平方运算获取。
在步骤S104中，获取Chirp信号在每个采样点处的平均功率，并计算每个采样点的第二比值。
其中，第二比值为对应采样点的绝对平方值与对应采样点的信号平均功率的比值。
在本公开的一种实施方式中，获取Chirp信号在每个采样点处的平均功率，可以理解为根据滑动窗口法逐个计算Chirp信号在每个采样点处的平均功率，其中滑动窗口的长度可以为预先设定的。
其中，通过计算每个采样点的第二比值，可以使第二比值成为一个无量纲参数，避免Chirp信号的强弱变化对后续步骤中确定的目标采样点的准确率造成影响。
在步骤S105中，确定目标采样点，并将目标采样点之后目标数个采样点确定为数据符号起始点。
其中目标采样点前N个采样点对应的第二比值以及目标采样点后N个采样点对应的第二比值均小于目标采样点对应的第二比值，N≥2且N为整数，目标数为符号数与采样点总数的乘积。
本公开的技术方案中，通过获取Chirp信号，并获取Chirp信号中多个采样点的同相信号、正交信号；根据同相信号以及正交信号获取每个采样点的目标接收信号，并根据预设的确定信号与目标接收信号进行乘累加运算，获取每个采样点的乘累加运算结果；获取每个采样点的绝对平方值，绝对平方值为通过计算对应采样点的乘累加运算结果与采样点总数的第一比值，对第一比值取绝对值，再对绝对值进行平方运算获取；获取Chirp信号在每个采样点处的平均功率，并计算每个采样点的第二比值，第二比值为对应采样点的绝对平方值与对应采样点的信号平均功率的比值；确定目标采样点，并将目标采样点之后目标数个采样点确定为数据符号起始点，其中目标采样点前N个采样点对应的第二比值以及目标采样点后N个采样点对应的第二比值均小于目标采样点对应的第二比值，N≥2且N为整数，目标数为符号数与采样点总数的乘积。在该技术方案中，由于进行了复互相关的处理，同时对乘累加运算结果进行了归一化处理，因此上述方案可以消除Chirp信号的强弱变化对所获取的捕获结果即数据符号起始点的影响，使获得的捕获结果的信噪比较高，且准确率较高。
在本公开的一种实现方式中，获取Chirp信号中多个采样点的同相信号、正交信号，可以通过如下步骤实现：
对Chirp信号进行模数转换，以获取模数转换结果；
对模数转换结果进行数字下变频处理，以获取同相数字下变频处理结果以及正交数字下变频处理结果；
对同相数字下变频处理结果进行滤波，并对滤波后的同相数字下变频处理结果进行抽取处理，以获取多个采样点的同相信号；
对正交数字下变频处理结果进行滤波，并对滤波后的正交数字下变频处理结果进行抽取处理，以获取多个采样点的正交信号。
在本公开的一种实施方式中，对模数转换结果进行数字下变频处理，可以为通过低通滤波法，插值法和多相滤波法中任一种对模数转换结果进行数字下变频处理。
本公开的技术方案中，通过对Chirp信号进行模数转换，以获取模数转换结果；对模数转换结果进行数字下变频处理，以获取同相数字下变频处理结果以及正交数字下变频处理结果；对同相数字下变频处理结果进行滤波，并对滤波后的同相数字下变频处理结果进行抽取处理，以获取多个采样点的同相信号；对正交数字下变频处理结果进行滤波，并对滤波后的正交数字下变频处理结果进行抽取处理，以获取多个采样点的正交信号，可以提高所获取的同相信号以及正交信号的信噪比以及准确率。
在本公开的一种实现方式中，目标采样点对应的第二比值大于或等于第二比值阈值。
在本公开的一种实施方式中，第二比值阈值可以为事先设定的，也可以为经过相应仿真得到的。
本公开的技术方案中，通过限定目标采样点对应的第二比值大于或等于第二比值阈值，可以便于控制所确定的目标采样点，有助于提高所确定的目标采样点的准确率。
在本公开的一种实现方式中，所述方法还包括：
将目标采样点之前目标数个采样点确定为频率估计接收信号起始点。
在本公开的一种实施方式中，频率估计接收信号起始点，可以理解为upchirp信号的所在的位置，其中upchirp信号用于确定前导头（preamble）的起点，upchirp信号的基本序列可以表示为exp(j*2*pi*(m^2/2/M-1/2*m))，其中exp为以自然常数e为底的指数函数，j表示复数的虚部，pi为圆周率，m为整数且m的取值范围为[0,M-1]， M为采样点总数，M可以通过获取，其中SF为扩频因子。
本公开的技术方案中，通过将目标采样点之前目标数个采样点确定为频率估计接收信号起始点，可以消除Chirp信号的强弱变化对所获取的捕获结果即频率估计接收信号起始点的影响，使获得的捕获结果的信噪比较高，且准确率较高。
图2示出根据本公开的实施例的数据符号起始点捕获装置的结构框图。其中，该装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为电子设备的部分或者全部。
如图2所示，所述数据符号起始点捕获装置200包括：
同相正交信号获取模块201，被配置为获取Chirp信号，并获取Chirp信号中多个采样点的同相信号、正交信号；
乘累加运算模块202，被配置为根据同相信号以及正交信号获取每个采样点的目标接收信号，并根据预设的确定信号与目标接收信号进行乘累加运算，获取每个采样点的乘累加运算结果；
绝对平方值获取模块203，被配置为获取每个采样点的绝对平方值，绝对平方值为通过计算对应采样点的乘累加运算结果与采样点总数的第一比值，对第一比值取绝对值，再对绝对值进行平方运算获取；
第二比值获取模块204，被配置为获取Chirp信号在每个采样点处的平均功率，并计算每个采样点的第二比值，第二比值为对应采样点的绝对平方值与对应采样点的信号平均功率的比值；
起始点确定模块205，被配置为确定目标采样点，并将目标采样点之后目标数个采样点确定为数据符号起始点，其中目标采样点前N个采样点对应的第二比值以及目标采样点后N个采样点对应的第二比值均小于目标采样点对应的第二比值，N≥2且N为整数，目标数为符号数与采样点总数的乘积。
在本公开的一种实施方式中，获取Chirp信号，可以理解为通过无线通信的方式接收Chirp信号，也可以理解为读取事先储存的Chirp信号。
在本公开的一种实施方式中，获取Chirp信号中多个采样点的同相信号、正交信号，可以理解为去除Chirp信号中的中频载波，从而提取出来多个采样点的同相信号、正交信号，其中同相信号可以理解为用于指示Chirp信号的同相部分，正交信号可以理解为用于指示Chirp信号的正交部分。
在本公开的一种实施方式中，根据同相信号以及正交信号获取每个采样点的目标接收信号，可以理解为通过S=I+j*Q获取目标接收信号，其中I为同相信号，Q为正交信号，j表示复数的虚部。
在本公开的一种实施方式中，Downchirp信号的基本序列可以表示为(-j*2*pi*(m.^2/2/M-1/2*m))，预设的确定信号的基本序列可以表示为exp(j*2*pi*(m.^2/2/M-1/2*m))，其中exp为以自然常数e为底的指数函数，j表示复数的虚部，pi为圆周率，m为整数且m的取值范围为[0,M-1]，其中M为采样点总数，M可以通过获取，其中SF为扩频因子。
在本公开的一种实施方式中，根据预设的确定信号与目标接收信号进行乘累加运算，获取每个采样点的乘累加运算结果，可以为，逐个采样点将确定信号与对应采样点的目标接收信号作乘累加运算，以获取每个采样点的乘累加运算结果。
在本公开的一种实施方式中，获取Chirp信号在每个采样点处的平均功率，可以理解为根据滑动窗口法逐个计算Chirp信号在每个采样点处的平均功率，其中滑动窗口的长度可以为预先设定的。
其中，通过计算每个采样点的第二比值，可以使第二比值成为一个无量纲参数，避免Chirp信号的强弱变化对后续确定的目标采样点的准确率造成影响。
本公开的技术方案中，通过获取Chirp信号，并获取Chirp信号中多个采样点的同相信号、正交信号；根据同相信号以及正交信号获取每个采样点的目标接收信号，并根据预设的确定信号与目标接收信号进行乘累加运算，获取每个采样点的乘累加运算结果；获取每个采样点的绝对平方值，绝对平方值为通过计算对应采样点的乘累加运算结果与采样点总数的第一比值，对第一比值取绝对值，再对绝对值进行平方运算获取；获取Chirp信号在每个采样点处的平均功率，并计算每个采样点的第二比值，第二比值为对应采样点的绝对平方值与对应采样点的信号平均功率的比值；确定目标采样点，并将目标采样点之后目标数个采样点确定为数据符号起始点，其中目标采样点前N个采样点对应的第二比值以及目标采样点后N个采样点对应的第二比值均小于目标采样点对应的第二比值，N≥2且N为整数，目标数为符号数与采样点总数的乘积。在该技术方案中，由于进行了复互相关的处理，同时对乘累加运算结果进行了归一化处理，因此上述方案可以消除Chirp信号的强弱变化对所获取的捕获结果即数据符号起始点的影响，使获得的捕获结果的信噪比较高，且准确率较高。
在本公开的一种实现方式中，同相正交信号获取模块，具体可以被配置为：
对Chirp信号进行模数转换，以获取模数转换结果；
对模数转换结果进行数字下变频处理，以获取同相数字下变频处理结果以及正交数字下变频处理结果；
对同相数字下变频处理结果进行滤波，并对滤波后的同相数字下变频处理结果进行抽取处理，以获取多个采样点的同相信号；
对正交数字下变频处理结果进行滤波，并对滤波后的正交数字下变频处理结果进行抽取处理，以获取多个采样点的正交信号。
在本公开的一种实施方式中，对模数转换结果进行数字下变频处理，可以为通过低通滤波法，插值法和多相滤波法中任一种对模数转换结果进行数字下变频处理。
本公开的技术方案中，通过对Chirp信号进行模数转换，以获取模数转换结果；对模数转换结果进行数字下变频处理，以获取同相数字下变频处理结果以及正交数字下变频处理结果；对同相数字下变频处理结果进行滤波，并对滤波后的同相数字下变频处理结果进行抽取处理，以获取多个采样点的同相信号；对正交数字下变频处理结果进行滤波，并对滤波后的正交数字下变频处理结果进行抽取处理，以获取多个采样点的正交信号，可以提高所获取的同相信号以及正交信号的信噪比以及准确率。
在本公开的一种实现方式中，目标采样点对应的第二比值大于或等于第二比值阈值。
在本公开的一种实施方式中，第二比值阈值可以为事先设定的，也可以为经过相应仿真得到的。
本公开的技术方案中，通过限定目标采样点对应的第二比值大于或等于第二比值阈值，可以便于控制所确定的目标采样点，有助于提高所确定的目标采样点的准确率。
在本公开的一种实现方式中，起始点确定模块，还可以被配置为将目标采样点之前目标数个采样点确定为频率估计接收信号起始点。
在本公开的一种实施方式中，频率估计接收信号起始点，可以理解为upchirp信号的所在的位置，其中upchirp信号用于确定前导头（preamble）的起点，upchirp信号的基本序列可以表示为exp(j*2*pi*(m^2/2/M-1/2*m))，其中exp为以自然常数e为底的指数函数，j表示复数的虚部，pi为圆周率，m为整数且m的取值范围为[0,M-1]， M为采样点总数，M可以通过获取，其中SF为扩频因子。
本公开的技术方案中，通过将目标采样点之前目标数个采样点确定为频率估计接收信号起始点，可以消除Chirp信号的强弱变化对所获取的捕获结果即频率估计接收信号起始点的影响，使获得的捕获结果的信噪比较高，且准确率较高。
本公开还公开了一种电子设备，图3示出根据本公开的实施例的电子设备的结构框图。
如图3所示，所述电子设备包括存储器和处理器，其中，存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现根据本公开的实施例的方法。
本公开实施例中提供了一种数据符号起始点捕获方法，所述方法包括：
获取Chirp信号，并获取Chirp信号中多个采样点的同相信号、正交信号；
根据同相信号以及正交信号获取每个采样点的目标接收信号，并根据预设的确定信号与目标接收信号进行乘累加运算，获取每个采样点的乘累加运算结果；
获取每个采样点的绝对平方值，绝对平方值为通过计算对应采样点的乘累加运算结果与采样点总数的第一比值，对第一比值取绝对值，再对绝对值进行平方运算获取；
获取Chirp信号在每个采样点处的平均功率，并计算每个采样点的第二比值，第二比值为对应采样点的绝对平方值与对应采样点的信号平均功率的比值；
确定目标采样点，并将目标采样点之后目标数个采样点确定为数据符号起始点，其中目标采样点前N个采样点对应的第二比值以及目标采样点后N个采样点对应的第二比值均小于目标采样点对应的第二比值，N≥2且N为整数，目标数为符号数与采样点总数的乘积。
在本公开的一种实现方式中，获取Chirp信号中多个采样点的同相信号、正交信号，包括：
对Chirp信号进行模数转换，以获取模数转换结果；
对模数转换结果进行数字下变频处理，以获取同相数字下变频处理结果以及正交数字下变频处理结果；
对同相数字下变频处理结果进行滤波，并对滤波后的同相数字下变频处理结果进行抽取处理，以获取多个采样点的同相信号；
对正交数字下变频处理结果进行滤波，并对滤波后的正交数字下变频处理结果进行抽取处理，以获取多个采样点的正交信号。
在本公开的一种实现方式中，目标采样点对应的第二比值大于或等于第二比值阈值。
在本公开的一种实现方式中，所述方法还包括：
将目标采样点之前目标数个采样点确定为频率估计接收信号起始点。
图4示出适于用来实现根据本公开实施例的方法的计算机系统的结构示意图。
如图4所示，计算机系统包括处理单元，其可以根据存储在只读存储器（ROM）中的程序或者从存储部分加载到随机访问存储器（RAM）中的程序而执行上述实施例中的各种方法。在RAM中，还存储有计算机系统操作所需的各种程序和数据。处理单元、ROM以及RAM通过总线彼此相连。输入/输出（I/O）接口也连接至总线。
以下部件连接至I/O接口：包括键盘、鼠标等的输入部分；包括诸如阴极射线管（CRT）、液晶显示器（LCD）等以及扬声器等的输出部分；包括硬盘等的存储部分；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分。通信部分经由诸如因特网的网络执行通信过程。驱动器也根据需要连接至I/O接口。可拆卸介质，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分。其中，所述处理单元可实现为CPU、GPU、TPU、FPGA、NPU等处理单元。
特别地，根据本公开的实施例，上文描述的方法可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包含用于执行上述方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。
本公开实施例还提供一种芯片，所述芯片包括上述数据符号起始点捕获装置，所述芯片可以是任意一种可以实现数据符号起始点捕获的芯片，所述装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为芯片的部分或者全部。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本公开实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过可编程硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。
作为另一方面，本公开还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中电子设备或计算机系统中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，所述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本公开的方法。
以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (11)

1.一种数据符号起始点捕获方法，其特征在于，所述方法包括：
获取Chirp信号，并获取所述Chirp信号中多个采样点的同相信号、正交信号；
根据所述同相信号以及所述正交信号获取每个采样点的目标接收信号，并根据预设的确定信号与目标接收信号进行乘累加运算，获取每个采样点的乘累加运算结果；
获取每个采样点的绝对平方值，所述绝对平方值为通过计算对应采样点的乘累加运算结果与采样点总数的第一比值，对所述第一比值取绝对值，再对所述绝对值进行平方运算获取；
获取所述Chirp信号在每个采样点处的平均功率，并计算每个采样点的第二比值，所述第二比值为对应采样点的绝对平方值与所述对应采样点的信号平均功率的比值；
确定目标采样点，并将所述目标采样点之后目标数个采样点确定为数据符号起始点，其中所述目标采样点前N个采样点对应的第二比值以及所述目标采样点后N个采样点对应的第二比值均小于所述目标采样点对应的第二比值，N≥2且N为整数，所述目标数为符号数与所述采样点总数的乘积。
2.根据权利要求1所述的数据符号起始点捕获方法，其特征在于，所述获取所述Chirp信号中多个采样点的同相信号、正交信号，包括：
对所述Chirp信号进行模数转换，以获取模数转换结果；
对所述模数转换结果进行数字下变频处理，以获取同相数字下变频处理结果以及正交数字下变频处理结果；
对所述同相数字下变频处理结果进行滤波，并对滤波后的同相数字下变频处理结果进行抽取处理，以获取所述多个采样点的同相信号；
对所述正交数字下变频处理结果进行滤波，并对滤波后的正交数字下变频处理结果进行抽取处理，以获取所述多个采样点的正交信号。
3.根据权利要求1所述的数据符号起始点捕获方法，其特征在于，所述目标采样点对应的第二比值大于或等于第二比值阈值。
4.根据权利要求1所述的数据符号起始点捕获方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述目标采样点之前所述目标数个采样点确定为频率估计接收信号起始点。
5.一种数据符号起始点捕获装置，其特征在于，包括：
同相正交信号获取模块，被配置为获取Chirp信号，并获取所述Chirp信号中多个采样点的同相信号、正交信号；
乘累加运算模块，被配置为根据所述同相信号以及所述正交信号获取每个采样点的目标接收信号，并根据预设的确定信号与目标接收信号进行乘累加运算，获取每个采样点的乘累加运算结果；
绝对平方值获取模块，被配置为获取每个采样点的绝对平方值，所述绝对平方值为通过计算对应采样点的乘累加运算结果与采样点总数的第一比值，对所述第一比值取绝对值，再对所述绝对值进行平方运算获取；
第二比值获取模块，被配置为获取所述Chirp信号在每个采样点处的平均功率，并计算每个采样点的第二比值，所述第二比值为对应采样点的绝对平方值与所述对应采样点的信号平均功率的比值；
起始点确定模块，被配置为确定目标采样点，并将所述目标采样点之后目标数个采样点确定为数据符号起始点，其中所述目标采样点前N个采样点对应的第二比值以及所述目标采样点后N个采样点对应的第二比值均小于所述目标采样点对应的第二比值，N≥2且N为整数，所述目标数为符号数与所述采样点总数的乘积。
6.根据权利要求5所述的数据符号起始点捕获装置，其特征在于，所述同相正交信号获取模块，具体被配置为：
对所述Chirp信号进行模数转换，以获取模数转换结果；
对所述模数转换结果进行数字下变频处理，以获取同相数字下变频处理结果以及正交数字下变频处理结果；
对所述同相数字下变频处理结果进行滤波，并对滤波后的同相数字下变频处理结果进行抽取处理，以获取所述多个采样点的同相信号；
对所述正交数字下变频处理结果进行滤波，并对滤波后的正交数字下变频处理结果进行抽取处理，以获取所述多个采样点的正交信号。
7.根据权利要求5所述的数据符号起始点捕获装置，其特征在于，所述目标采样点对应的第二比值大于或等于第二比值阈值。
8.根据权利要求5所述的数据符号起始点捕获装置，其特征在于，所述起始点确定模块，还被配置为将所述目标采样点之前所述目标数个采样点确定为频率估计接收信号起始点。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器；其中，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现权利要求1-4中任一项所述的方法步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该计算机指令被处理器执行时实现权利要求1-4任一项所述的方法步骤。
11.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括权利要求5-8中任一项所述的数据符号起始点捕获装置。
CN202211022337.3A 2022-08-25 2022-08-25 数据符号起始点捕获方法、装置、设备、介质及芯片 Active CN115102573B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211022337.3A CN115102573B (zh) 2022-08-25 2022-08-25 数据符号起始点捕获方法、装置、设备、介质及芯片

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211022337.3A CN115102573B (zh) 2022-08-25 2022-08-25 数据符号起始点捕获方法、装置、设备、介质及芯片

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115102573A true CN115102573A (zh) 2022-09-23
CN115102573B CN115102573B (zh) 2023-01-20

Family

ID=83300676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211022337.3A Active CN115102573B (zh) 2022-08-25 2022-08-25 数据符号起始点捕获方法、装置、设备、介质及芯片

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115102573B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050105597A1 (en) * 2003-11-13 2005-05-19 Syang-Myau Hwang Chip-to-symbol receiver despreader architechtures and methods for despreading spread spectrum signals
US20070071136A1 (en) * 2005-09-29 2007-03-29 Sunplus Technology Co., Ltd. System and method for executing preamble detection, symbol timing recovery, and frequency offset estimation
CN101174849A (zh) * 2006-10-31 2008-05-07 中科院嘉兴中心微系统所分中心 无线传感网节点的扩频码片同步捕获和跟踪方法及其装置
CN101707583A (zh) * 2009-11-25 2010-05-12 北京天碁科技有限公司 确定循环前缀模式和正交频分复用符号定时的方法及装置
CN105099499A (zh) * 2015-07-15 2015-11-25 北京理工大学 类噪声Chirp扩频信号设计及快速捕获方法
CN105227392A (zh) * 2014-07-04 2016-01-06 电信科学技术研究院 一种接收定时检测方法及装置
CN105490653A (zh) * 2015-11-24 2016-04-13 西安烽火电子科技有限责任公司 一种基于正交检波的快速数字自动增益控制方法
CN114301500A (zh) * 2021-11-22 2022-04-08 北京智芯微电子科技有限公司 多用户扩频通信系统的同步方法、装置、接收及发送装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050105597A1 (en) * 2003-11-13 2005-05-19 Syang-Myau Hwang Chip-to-symbol receiver despreader architechtures and methods for despreading spread spectrum signals
US20070071136A1 (en) * 2005-09-29 2007-03-29 Sunplus Technology Co., Ltd. System and method for executing preamble detection, symbol timing recovery, and frequency offset estimation
CN101174849A (zh) * 2006-10-31 2008-05-07 中科院嘉兴中心微系统所分中心 无线传感网节点的扩频码片同步捕获和跟踪方法及其装置
CN101707583A (zh) * 2009-11-25 2010-05-12 北京天碁科技有限公司 确定循环前缀模式和正交频分复用符号定时的方法及装置
CN105227392A (zh) * 2014-07-04 2016-01-06 电信科学技术研究院 一种接收定时检测方法及装置
CN105099499A (zh) * 2015-07-15 2015-11-25 北京理工大学 类噪声Chirp扩频信号设计及快速捕获方法
CN105490653A (zh) * 2015-11-24 2016-04-13 西安烽火电子科技有限责任公司 一种基于正交检波的快速数字自动增益控制方法
CN114301500A (zh) * 2021-11-22 2022-04-08 北京智芯微电子科技有限公司 多用户扩频通信系统的同步方法、装置、接收及发送装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN115102573B (zh) 2023-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104661287B (zh) 一种支持多模的并行多通道快速扫频方法及系统
EP2182645B1 (en) Method and system for spread spectrum signal acquisition
CN107561357B (zh) 一种基于信道化的高精度瞬时测频方法和装置
JPH1188229A (ja) キャリア周波数オフセットを持つ信号の擬似ランダム雑音検出器
CN109085630B (zh) 一种信号捕获方法及装置
CN110677364B (zh) 一种检测主同步信号的方法及检测装置
CN111431560B (zh) 一种基于iir滤波器的抗强干扰装置及方法
CN115102573B (zh) 数据符号起始点捕获方法、装置、设备、介质及芯片
CN111030959A (zh) 一种nbiot的频域时频同步方法
CN113206714B (zh) 一种基于误码率的接收机脉冲信号干扰评估方法
CN117270002B (zh) 一种新体制北斗信号无模糊度快速捕获方法、系统及设备
CN112987041B (zh) 一种弱信号下的位同步方法、装置及计算机存储介质
CN111490955B (zh) 一种在大频偏下实现同步头搜索的方法及装置
CN112764063A (zh) 一种实现捕获处理的方法及接收机
JP5035728B2 (ja) ワイヤレス通信システムで整合フィルタを実施するための方法および装置
CN106980125B (zh) 一种卫星导航中xfast捕获的降计算量去模糊处理方法
CN116996166B (zh) Uwb信号重新标记位置确定方法、装置、设备及介质
CN112968719B (zh) 一种多分辨率通信信号同步捕获方法、装置、设备及介质
CN116996199B (zh) Uwb信号上升沿检测方法、装置、电子设备及存储介质
CN104581773B (zh) 移动通信系统的小区检测方法和装置
CN1390392A (zh) 通信系统中的干扰估计
CN108432196B (zh) 确定零中频无线接收机校正参数方法和零中频无线接收机
Zhang et al. Detecting LFM parameters in joint communications and radar frequency bands
CN115361108B (zh) 一种超宽带高精度接收时间戳获取方法及装置
US20130259094A1 (en) Signal quality monitor

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant