CN117938319A - 一种信号到达检测方法、系统及现场可编程门阵列 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例公开了一种信号到达检测方法、系统及现场可编程门阵列。其中，信号到达检测方法包括基于连续相位调制方法，获取对发送符号连续相位调制处理后的第一信号；对第一信号进行延时；将第一信号与第一信号对应的延时信号进行互相关处理；基于第一PN序列，将若干采样时刻分别对应的互相关信号分别与第一PN序列进行相乘后累加处理；确定若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果对应的到达检测相关结果平均值；当当前采样时刻对应的到达检测相关结果以及到达检测相关结果平均值之间满足相关值条件时，输出信号到达标志，并确定出信号到达位置。本说明书实施例提高信号到达检测精度的同时，降低了到达检测误检率。

Description

一种信号到达检测方法、系统及现场可编程门阵列

技术领域

本说明书的一个或多个实施例涉及无线通信技术领域，具体涉及一种信号到达检测方法、系统及现场可编程门阵列。

背景技术

信号到达检测是无线信系统中的一项关键技术，在无线通信系统中，信号在传输过程中可能会受到各种干扰和衰减，如多径效应、噪声等。通过信号到达检测，可以确定信号是否成功传输到接收端，从而采取相应的措施来保证通信的可靠性。在某些应用场景中，如卫星通信、航海和航空导航等，信号到达检测不仅能够确认信号的到达，还能够帮助进行定位和追踪，确保通信和导航的精确性。

例如，专利公开文献CN201910420389.2，公开了“一种信号幅值检测装置及方法及其到达时间修正方法”，该发明包括：脉冲信号发射机，发射脉冲信号；脉冲信号接收机，接收所述脉冲信号，脉冲信号接收机包括射频衰减器，对接收到的脉冲信号的幅度进行不同衰减幅度的衰减直到衰减后的脉冲信号幅度小于预设的幅值门限；其根据射频衰减器的衰减幅度和预设的幅值门限获得脉冲信号接收机接收到的脉冲信号的幅度信息。然而，该发明通过测量接收到的脉冲信号的幅值信息，以获得到达时刻修正值，该方式通过检测信号幅值容易遭受多种类型的干扰和衰减，导致信号到达检测准确率比较低。因此，亟需一种能够提高信号到达检测准确率的信号到达检测方法。

发明内容

本说明书实施例提供了一种信号到达检测方法、系统及现场可编程门阵列，其技术方案如下：

第一方面，本说明书实施例提供了一种信号到达检测方法，包括：基于连续相位调制方法，获取对发送符号连续相位调制处理后的第一信号，发送符号中包含第一PN序列；将第一信号输入第一移位寄存器，第一移位寄存器用于对第一信号进行延时，以得到第一信号对应的延时信号；基于若干采样时刻，将第一信号与第一信号对应的延时信号进行互相关处理，得到若干采样时刻分别对应的互相关信号，互相关信号与发送符号成正比，若干采样时刻包括第一信号的当前采样时刻以及当前采样时刻之前的若干时刻；基于第一PN序列，将若干采样时刻分别对应的互相关信号分别与第一PN序列进行相乘后累加处理，得到若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果；确定若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果对应的到达检测相关结果平均值；当当前采样时刻对应的到达检测相关结果以及到达检测相关结果平均值之间满足相关值条件时，输出信号到达标志，并确定出信号到达位置。

第二方面，本说明书实施例提供了一种信号到达检测系统，包括：信号输入电路，用于基于连续相位调制方法，获取对发送符号连续相位调制处理后的第一信号，发送符号中包含第一PN序列；信号延时电路，用于将第一信号输入第一移位寄存器，第一移位寄存器用于对第一信号进行延时，以得到第一信号对应的延时信号；互相关电路，用于基于若干采样时刻，将第一信号与第一信号对应的延时信号进行互相关处理，得到若干采样时刻分别对应的互相关信号，互相关信号与发送符号成正比，若干采样时刻包括第一信号的当前采样时刻以及当前采样时刻之前的若干时刻；到达检测电路，用于基于第一PN序列，将若干采样时刻分别对应的互相关信号分别与第一PN序列进行相乘后累加处理，得到若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果；平均值确定电路，用于确定若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果对应的到达检测相关结果平均值；信号输出电路，用于当当前采样时刻对应的到达检测相关结果以及到达检测相关结果平均值之间满足相关值条件时，输出信号到达标志，并确定出信号到达位置。

第三方面，本说明书实施例提供了一种现场可编程门阵列 ，包括第二方面的信号到达检测系统。

本说明书一些实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本说明书实施例可基于连续相位调制技术获取第一信号，给整个系统提供了高数据传输速率和良好的抗干扰性能，并提供较强的鲁棒性；而且本说明书实施例将第一信号与第一信号对应的延时信号进行互相关处理，从而能获取与发送符号成正比的互相关信号，处理后即可利用第一PN序列良好的自相关性进行到达检测，本说明书实施例确定信号的时域结构的同时，为后续与第一PN序列做相乘后累加运算做基础；本说明书实施例获取到互相关信号后，将互相关信号分别与第一PN序列进行相乘后累加处理，降低运算量的同时提高了信号到达检测精度，并且本说明书实施例基于当前采样时刻对应的到达检测相关结果以及到达检测相关结果平均值进行相关值条件判定，提高信号到达检测精度的同时，还降低了到达检测出现误检的概率。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些实施例，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的附图。

图1是本说明书提供的一种信号到达检测系统的应用场景示意图。

图2是本说明书提供的一种信号到达检测装置的结构示意图。

图3是本说明书提供的一种信号到达检测方法的流程示意图。

图4是本说明书提供的将第一信号与第一信号对应的延时信号进行互相关处理的流程示意图。

图5是本说明书提供的确定信号到达位置的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本说明书中的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”以及它的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

本说明书多个实施例提供的信号到达检测方法，该信号到达检测方法的执行主体可以是本发明实施例提供的信号到达检测装置，本发明实施例提供的信号到达检测方法的应用场景的硬件还可以包括：信号到达检测装置对应的现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)的信号输入电路、信号延时电路、互相关电路、到达检测电路、平均值确定电路和信号输出电路等。

本说明书在结合一个或多个实施例对信号到达检测方法进行详细阐述之前，先介绍该信号到达检测方法应用的场景。

请参阅图1，图1为本发明实施例所提供的信号到达检测系统的场景示意图，信号到达检测系统可以包括信号接收器100、信号到达检测装置110等。信号到达检测装置110与信号接收器100之间通信连接。信号接收器100对应于发送端，信号到达检测装置110对应于接收端，发送端与接收端可以基于通信协议约定好一个相同的第一PN序列，信号接收器100可以接收发送符号，并基于发送符号中的预设位置向发送符号中添加第一PN序列，得到添加第一PN序列后的发送符号；发送端还可以通过连续相位调制方法对添加第一PN序列后的发送符号进行连续相位调制处理，得到对发送符号连续相位调制处理后的第一信号，并将第一信号发送至接收端。信号到达检测装置110对应的接收端可以接收第一信号，并基于第一信号进行后续信号到达检测处理过程。其中，PN序列可以为伪随机序列，伪随机序列为通过确定的算法周期性生成的序列。

在一些实施例中，请参阅图2，图2为本发明实施例所提供的一种信号到达检测装置110的结构示意图。如图2所示，信号到达检测装置110可以包括信号输入电路1100、信号延时电路1110、互相关电路1120、到达检测电路1130、平均值确定电路1140和信号输出电路1150，其中：

信号输入电路1100，用于基于连续相位调制方法，获取对发送符号连续相位调制处理后的第一信号，发送符号中包含第一PN序列；

信号延时电路1110，用于将第一信号输入第一移位寄存器，第一移位寄存器用于对第一信号进行延时，以得到第一信号对应的延时信号；

互相关电路1120，用于基于若干采样时刻，将第一信号与第一信号对应的延时信号进行互相关处理，得到若干采样时刻分别对应的互相关信号，互相关信号与发送符号成正比，若干采样时刻包括第一信号的当前采样时刻以及当前采样时刻之前的若干时刻；

到达检测电路1130，用于基于第一PN序列，将若干采样时刻分别对应的互相关信号分别与第一PN序列进行相乘后累加处理，得到若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果；

平均值确定电路1140，用于确定若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果对应的到达检测相关结果平均值；

信号输出电路1150，用于当当前采样时刻对应的到达检测相关结果以及到达检测相关结果平均值之间满足相关值条件时，输出信号到达标志，并确定出信号到达位置。

本实施例中，信号到达检测装置110设置有若干移位寄存器等，移位寄存器可以用于对信号进行延时处理或存储处理等。对信号进行延时处理时，移位寄存器可以用于实现特定的时序逻辑，例如，移位寄存器可以用于控制数据的采样和保持、同步信号的处理等。对信号进行存储处理时，移位寄存器可以存储一串数据位（bit），这些数据位可以在寄存器内部按位顺序移动。

在一些实施例中，第一移位寄存器的深度为一个符号周期，第一移位寄存器用于对第一信号进行一个符号周期的延时。

在一些实施例中，互相关电路1120，包括初始信号获取端口、延时信号获取端口以及互相关处理子电路，其中：初始信号获取端口，用于确定第一信号在当前采样时刻对应的初始信号，所述当前采样时刻对应的初始信号为I₀+jQ₀，I₀、Q₀分别表示当前采样时刻对应的初始信号中的实部信号以及虚部信号；确定第一信号在当前采样时刻对应的延时信号，当前采样时刻对应的延时信号为I₁+jQ₁，I₁、Q₁分别表示当前采样时刻对应的延时信号中的实部信号以及虚部信号；将第一信号在当前采样时刻对应的初始信号以及第一信号在当前采样时刻对应的延时信号进行互相关处理，得到第一信号在当前采样时刻对应的互相关信号，第一信号在当前采样时刻对应的互相关信号为遍历若干采样时刻，得到若干采样时刻分别对应的互相关信号。

在一些实施例中，到达检测电路1130，包括第一存储电路、相乘累加电路以及第二存储电路，其中：第一存储电路，用于将若干采样时刻分别对应的互相关信号分别存入第二移位寄存器中；相乘累加电路，用于将第二移位寄存器当前采样时刻对应的互相关信号与第一PN序列进行相乘后累加处理，得到当前采样时刻对应的到达检测相关结果；遍历若干采样时刻，得到若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果；第二存储电路，用于将若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果分别存入第三移位寄存器中。

在一些实施例中，平均值确定电路1140包括相关结果获取端口以及求和平均电路，其中，相关结果获取端口，用于从第三移位寄存器获取若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果；求和平均电路，用于将若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果求和后取平均，得到到达检测相关结果平均值。

在一些实施例中，信号输出电路1150包括阈值确定电路、条件判定电路、最大值确定电路以及输出子电路，其中：阈值确定电路，用于根据到达检测相关结果平均值确定相关值阈值；条件判定电路，用于当当前采样时刻对应的到达检测相关结果大于相关值阈值时，获取当前采样时刻之后的若干时刻分别对应的到达检测相关结果；最大值确定电路，用于确定第一最大值以及第一最大值对应的位置，第一最大值为当前采样时刻之后且包含当前采样时刻的若干时刻分别对应的到达检测相关结果中的最大值；输出子电路，用于输出信号到达标志，确定出信号到达位置，信号到达位置为第一最大值对应的位置。

在一些实施例中，阈值确定电路，包括系数获取电路以及乘积处理电路，其中：系数获取电路，用于确定比例系数；乘积处理电路，用于将到达检测相关结果平均值与比例系数进行乘积处理，得到相关值阈值。

基于本说明书多个实施例中的信号到达检测系统内容，可知，本说明书实施例可基于连续相位调制技术获取第一信号，给整个系统提供了高数据传输速率和良好的抗干扰性能，并提供较强的鲁棒性；而且本说明书实施例将第一信号与第一信号对应的延时信号进行互相关处理，从而能获取与发送符号成正比的互相关信号，处理后即可利用第一PN序列良好的自相关性进行到达检测，本说明书实施例确定信号的时域结构的同时，为后续与第一PN序列做相乘后累加运算做基础；本说明书实施例获取到互相关信号后，将互相关信号分别与第一PN序列进行相乘后累加处理，降低运算量的同时提高了信号到达检测精度，并且本说明书实施例基于当前采样时刻对应的到达检测相关结果以及到达检测相关结果平均值进行相关值条件判定，提高信号到达检测精度的同时，还降低了到达检测出现误检的概率。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分相互参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于信号到达检测系统实施例而言，由于其基本相似于信号到达检测方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

需要说明的是，图1所示的信号到达检测系统的场景示意图，仅仅是一个示例，本发明实施例描述的信号到达检测系统以及场景是为了更加清楚的说明本发明实施例的技术方案，并不构成对于本发明实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着信号到达检测系统的演变和新场景的出现，本发明实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

请参阅图3，图3是本发明实施例提供的一种信号到达检测方法的流程示意图，该信号到达检测方法可以由图1所示的信号到达检测装置110执行。该信号到达检测方法至少可以包括以下步骤：

300、基于连续相位调制方法，获取对发送符号连续相位调制处理后的第一信号，发送符号中包含第一PN序列。

本实施例中，第一信号可以为对发送符号连续相位调制处理后的信号。发送符号为待进行信号到达检测的信号，发送符号可以为一段较长的数字序列，其中发送符号包含第一PN序列，第一PN序列可以为一个或多个PN序列，其中，PN序列可以为伪随机序列，伪随机序列为通过确定的算法周期性生成的序列。本实施例后续得到的互相关信号与发送符号中的每个符号值成正比，当信号到达检测装置110对应的接收端接收到的发送信号恰好包含第一PN序列时，接收端得到的到达检测相关结果因第一PN序列良好的自相关性会得到一个峰值，便可以输出信号到达标志等信号。

CPM（Continue Phase Modulation，连续相位调制）是一种相位调制技术，通过改变载波的相位来携带信息，其相位变化连续，频谱特性优良。CPM调制通常被用于通信系统中，能够提供高数据传输速率和良好的抗干扰性能。连续相位调制适合于无线通信和卫星通信，在这些场合中，信号可能会遭受多种类型的干扰和衰减，本实施例通过连续相位调制方法获取第一信号，能够给整个系统提供较强的鲁棒性。

在一些实施例中，基于连续相位调制方法，获取对发送符号连续相位调制处理后的第一信号的过程，应用于信号到达检测系统中的发送端以及接收端，发送端与接收端基于通信协议约定好一个相同的第一PN序列，还包括：

发送端基于发送符号中的预设位置向发送符号中添加第一PN序列，得到添加第一PN序列后的发送符号；发送端通过连续相位调制方法对添加第一PN序列后的发送符号进行连续相位调制处理，得到对发送符号连续相位调制处理后的第一信号，并将第一信号发送至接收端；接收端接收对发送符号连续相位调制处理后的第一信号。

本实施例中，信号接收器100对应于发送端，信号到达检测装置110对应于接收端，发送端与接收端可以基于通信协议约定好一个相同的第一PN序列，信号接收器100可以接收发送符号，并基于发送符号中的预设位置向发送符号中添加第一PN序列，得到添加第一PN序列后的发送符号；发送端还可以通过连续相位调制方法对添加第一PN序列后的发送符号进行连续相位调制处理，得到对发送符号连续相位调制处理后的第一信号，并将第一信号发送至接收端。信号到达检测装置110对应的接收端可以接收第一信号，并基于第一信号进行后续信号到达检测处理过程。

本实施例中，发送符号从发送端发出到接收端收到需要经过CPM调制的过程。另外，由于接收端为了能准确解调发送端发出的经CPM调制后信号，需要知道接收到的信号中有效信号开始的位置。因此，本实施例发送端和接收端可以基于通信协议约定好相同的PN序列（即第一PN序列），发送端在每组有效数据之前额外添加一组第一PN序列，接收端用到达检测算法检测到第一PN序列后，可以计算出第一PN序列结束的位置，即可明确有效信号开始的位置，本实施例能够提供高数据传输速率和良好的抗干扰性能，增强了整个系统的鲁棒性。

310、将第一信号输入第一移位寄存器，第一移位寄存器用于对第一信号进行延时，以得到第一信号对应的延时信号。

本实施例中，移位寄存器可以为一种基础的存储元件，移位寄存器具有一定长度的先进先出的队列。本实施例每一个系统时钟周期（或多个系统时钟周期）可以将一个数据移入队列头部，队列中间的所有数据依次向队伍尾部移动一个位置，并将队伍尾部的数据移出队伍。因此，本实施例在进行后续互相关处理过程中将当前时刻的数据与第一移位寄存器队伍末尾的数据做互相关，即可实现当前时刻的数据与一段时间之后的数据做互相关运算。

在一些实施例中，第一移位寄存器的深度为一个符号周期，第一移位寄存器用于对第一信号进行一个符号周期的延时。

本实施例中，移位寄存器的深度可以为移位寄存器在一个符号周期内能够存储的数据量。符号周期可以为数据信号中一个符号的持续时间。一个符号可以携带一定的信息量，例如在数字调制中，一个符号可以表示一个比特（bit）。本实施例第一移位寄存器的深度为一个符号周期，即第一移位寄存器能够存储的数据位数等于一个符号周期所包含的位数。

320、基于若干采样时刻，将第一信号与第一信号对应的延时信号进行互相关处理，得到若干采样时刻分别对应的互相关信号。

本实施例中，若干采样时刻包括第一信号的当前采样时刻以及当前采样时刻之前的若干时刻。采样时刻是指在采样过程中，对信号进行采样的具体时间点。

在一些实施例中，请参阅图4，图4示出了将第一信号与第一信号对应的延时信号进行互相关处理的流程示意图。如图4所示，基于若干采样时刻，将第一信号与第一信号对应的延时信号进行互相关处理，得到若干采样时刻分别对应的互相关信号，包括：

3200、确定第一信号在当前采样时刻对应的初始信号；

3210、确定第一信号在当前采样时刻对应的延时信号；

3220、将第一信号在当前采样时刻对应的初始信号以及第一信号在当前采样时刻对应的延时信号进行互相关处理，得到第一信号在当前采样时刻对应的互相关信号；

3230、遍历若干采样时刻，得到若干采样时刻分别对应的互相关信号，互相关信号与发送符号成正比。

本实施例中，互相关处理得到的结果并不是相邻两个符号之间的相位差，而是一个与发送符号成正比的值，即互相关信号可以为第一PN序列中的每个符号乘以一个正常数，互相关处理后可利用第一PN序列良好的自相关性进行到达检测。本实施例降低运算量的同时还提高了信号到达检测精度。

本实施例中，初始信号为当前采样时刻对应的信号。当前采样时刻对应的初始信号为I₀+jQ₀，I₀、Q₀分别表示当前采样时刻对应的初始信号中的实部信号以及虚部信号；当前采样时刻对应的延时信号为I₁+jQ₁，I₁、Q₁分别表示当前采样时刻对应的延时信号中的实部信号以及虚部信号；将第一信号在当前采样时刻对应的初始信号以及第一信号在当前采样时刻对应的延时信号进行互相关处理后，得到第一信号在当前采样时刻对应的互相关信号为

本实施例中，第一信号为复信号，即，第一信号对应的初始信号可表示为表示相位角，初始信号对应的实部信号I₀为/>，初始信号对应的虚部信号Q₀为/>，实部信号与虚部信号相互正交。本实施例在传输复信号时，可将复信号的实部和虚部分别传输。

330、基于第一PN序列，将若干采样时刻分别对应的互相关信号分别与第一PN序列进行相乘后累加处理，得到若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果。

本实施例中，第一PN序列可以为信号到达检测装置110通过本地信号生成的一种伪随机序列。第一PN序列（伪随机序列）可以采用自相关性良好的m序列伪码组成。m序列是一种特殊的第一PN序列，m序列为由线性反馈移位寄存器（LFSR）产生的最长线性序列的一种，m序列具有良好的自相关特性。

在一些实施例中，基于第一PN序列，将若干采样时刻分别对应的互相关信号分别与第一PN序列进行相乘后累加处理，得到若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果，包括：将若干采样时刻分别对应的互相关信号分别存入第二移位寄存器中；将第二移位寄存器当前采样时刻对应的互相关信号与本地第一PN序列进行相乘后累加处理，得到当前采样时刻对应的到达检测相关结果；遍历若干采样时刻，得到若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果；将若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果分别存入第三移位寄存器中。

本实施例中，相邻两组有效的到达检测相关结果的间隔为1个符号周期，故第二移位寄存器中仅有部分单元在计算相关值的过程中被读取。第二移位寄存器的深度与用于到达检测的第一PN序列长度成正比。

本实施例中，数字系统往往会在一个符号的持续时间（即符号周期）进行多次采样，即1个符号往往对应多个连续的接收信号（即1个符号包含多个采样点）。本实施例将相邻两个符号差分后的互相关信号与本地第一PN序列进行相乘后累加，得到到达检测相关结果，而每1个采样点即可产生一个到达检测相关结果，因此将若干采样时刻分别对应的互相关信号分别存入第二移位寄存器中后，第二移位寄存器中相邻两个与本地第一PN序列相乘的数据之间应保持一定间隔，以保证两个数据之间的间隔为1个符号周期。

340、确定若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果对应的到达检测相关结果平均值。

在一些实施例中，确定若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果对应的到达检测相关结果平均值，包括：从第三移位寄存器获取若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果；将若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果求和后取平均，得到到达检测相关结果平均值。

本实施例中，将第三移位寄存器中的所有相关值（即若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果）求和后取平均，即得到到达检测相关结果平均值。由于信号到达时的相关值远远大于非第一PN序列的相关值，故信号到达时的到达检测相关结果平均值可能出现较大浮动，本实施例还可以通过增加平均值统计的相关值数量，或是增加延时，使用于比较的相关值平均值中不包含当前时刻的相关值结果，以提高到达检测相关值平均值的稳定性。

350、当当前采样时刻对应的到达检测相关结果以及到达检测相关结果平均值之间满足相关值条件时，输出信号到达标志，并确定出信号到达位置。

在一些实施例中，当当前采样时刻对应的到达检测相关结果以及到达检测相关结果平均值之间满足相关值条件时，输出信号到达标志，并确定出信号到达位置，包括：根据到达检测相关结果平均值确定相关值阈值；当当前采样时刻对应的到达检测相关结果大于相关值阈值时，获取当前采样时刻之后的若干时刻分别对应的到达检测相关结果；确定第一最大值以及第一最大值对应的位置，第一最大值为当前采样时刻之后且包含当前采样时刻的若干时刻分别对应的到达检测相关结果中的最大值；输出信号到达标志，确定出信号到达位置，信号到达位置为第一最大值对应的位置。

本实施例中，超过相关值阈值的时刻往往不是到达检测相关结果的最大值，即信号到达的准确位置，故需要在超过相关值阈值的时刻继续记录接下来一段时间相关峰的最大值和最大值的位置，以确定信号到达的准确位置。本实施例中，位置可以为信号到达的准确时间点或相关峰的最大值所对应的时间坐标。

本实施例中，记录接下来一段时间相关峰的最大值和最大值的位置，既要保证能搜索到到达检测相关结果的最大值，也不能太长导致更大的运算结果延时。因此，当前采样时刻之后且包含当前采样时刻的若干时刻对应的时长可以由到达检测相关结果超过阈值的时刻与到达检测相关结果最大值的时刻之间的时间差决定。这个时间差与第一PN序列的长度、相关值阈值的设定、本地第一PN序列的自相关性等相关，本实施例可在算法实现前期仿真中，通过绘制到达检测相关峰曲线来确定。

在一些实施例中，根据到达检测相关结果平均值确定相关值阈值，包括：确定比例系数；将到达检测相关结果平均值与比例系数进行乘积处理，得到相关值阈值。

在一些实施例中，请参阅图5，图5示出了确定信号到达位置的流程示意图。如图5所示，当当前采样时刻对应的到达检测相关结果以及到达检测相关结果平均值之间满足相关值条件时，输出信号到达标志，并确定出信号到达位置，包括：

3500、根据到达检测相关结果平均值确定相关值阈值；

3510、判断当前采样时刻对应的到达检测相关结果是否大于相关值阈值，若是，则进入步骤3520；若否，则返回步骤3500；

3520、获取当前采样时刻之后的若干时刻分别对应的到达检测相关结果；确定第一最大值以及第一最大值对应的位置，第一最大值为当前采样时刻之后且包含当前采样时刻的若干时刻分别对应的到达检测相关结果中的最大值；

3530、输出信号到达标志，确定出信号到达位置，信号到达位置为第一最大值对应的位置。

本说明书实施例可基于连续相位调制技术获取第一信号，给整个系统提供了高数据传输速率和良好的抗干扰性能，并提供较强的鲁棒性；接着本说明书实施例可以基于连续相位调制技术获取第一信号，给整个系统提供了高数据传输速率和良好的抗干扰性能，并提供较强的鲁棒性；而且本说明书实施例将第一信号与第一信号对应的延时信号进行互相关处理，从而能获取与所述发送符号成正比的互相关信号，处理后即可利用第一PN序列良好的自相关性进行到达检测，本说明书实施例确定信号的时域结构的同时，为后续与第一PN序列做相乘后累加运算做基础；本说明书实施例获取到互相关信号后，将互相关信号分别与第一PN序列进行相乘后累加处理，降低运算量的同时提高了信号到达检测精度，并且本说明书实施例基于当前采样时刻对应的到达检测相关结果以及到达检测相关结果平均值进行相关值条件判定，提高信号到达检测精度的同时，还降低了到达检测出现误检的概率。

上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分相互参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于信号到达检测系统实施例而言，由于其基本相似于信号到达检测方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本发明在另一实施例提供一种现场可编程门阵列，包括：上述任一实施例提供的信号到达检测系统。现场可编程门阵列是一种集成度很高的新型高性能可编程芯片。FPGA内部电路功能是可编程的，可以通过硬件描述语言(英文名称：Hardware DescriptionLanguage，简称：HDL)和专用设计工具，在FPGA内部灵活地实现极其复杂的电路功能，适用于高速、高密度的高端数字逻辑电路设计领域。当将上述实施例中的缓存管理装置实现在FPGA内部实现时，占用逻辑资源少，且在不使用中央处理器等第三方控制器件的情况下，以最低的成本实现了FPGA的主动升级，并且提供了单板双功能的效果。

基于上述实施例提供的信号到达检测方法、系统以及FPGA，本发明实施例可以利用FPGA丰富的可编程逻辑门资源和内部移位寄存器等多种电路资源，通过连续相位调制技术能够提供第一信号的高数据传输速率和良好的抗干扰性能，而且本说明书实施例将第一信号与第一信号对应的延时信号进行互相关处理，得到的互相关结果与发送符号成正比，确定信号的时域结构的同时，为后续与第一PN序列做相乘后累加运算做基础；本说明书实施例获取到互相关信号后，将互相关信号分别与第一PN序列进行相乘后累加处理，降低运算量的同时提高了信号到达检测精度，并且本说明书实施例基于当前采样时刻对应的到达检测相关结果以及到达检测相关结果平均值进行相关值条件判定，提高信号到达检测精度的同时，降低了到达检测出现误检的概率。

以上的实施例仅仅是本说明书的优选实施例方式进行描述，并非对本说明书的范围进行限定，在不脱离本说明书的设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本说明书的技术方案作出的各种变形及改进，均应落入本说明书的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种信号到达检测方法，包括：

基于连续相位调制方法，获取对发送符号连续相位调制处理后的第一信号，所述发送符号中包含第一PN序列；

将所述第一信号输入第一移位寄存器，所述第一移位寄存器用于对所述第一信号进行延时，以得到所述第一信号对应的延时信号；

基于若干采样时刻，将所述第一信号与所述第一信号对应的延时信号进行互相关处理，得到若干采样时刻分别对应的互相关信号，所述互相关信号与所述发送符号成正比，所述若干采样时刻包括所述第一信号的当前采样时刻以及所述当前采样时刻之前的若干时刻；

基于所述第一PN序列，将所述若干采样时刻分别对应的互相关信号分别与所述第一PN序列进行相乘后累加处理，得到所述若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果；

确定所述若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果对应的到达检测相关结果平均值；

当所述当前采样时刻对应的到达检测相关结果以及所述到达检测相关结果平均值之间满足相关值条件时，输出信号到达标志，并确定出信号到达位置。

2.根据权利要求1所述的方法，所述基于连续相位调制方法，获取对发送符号连续相位调制处理后的第一信号的过程，应用于信号到达检测系统中的发送端以及接收端，所述发送端与所述接收端基于通信协议约定好一个相同的第一PN序列，还包括：

所述发送端基于所述发送符号中的预设位置向所述发送符号中添加所述第一PN序列，得到添加所述第一PN序列后的发送符号；

所述发送端通过连续相位调制方法对添加所述第一PN序列后的发送符号进行连续相位调制处理，得到对发送符号连续相位调制处理后的第一信号，并将所述第一信号发送至接收端；

所述接收端接收所述对发送符号连续相位调制处理后的第一信号。

3.根据权利要求1所述的方法，所述第一移位寄存器的深度为一个符号周期，所述第一移位寄存器用于对所述第一信号进行一个符号周期的延时。

4.根据权利要求1或3所述的方法，所述基于若干采样时刻，将所述第一信号与所述第一信号对应的延时信号进行互相关处理，得到若干采样时刻分别对应的互相关信号，包括：

确定所述第一信号在当前采样时刻对应的初始信号，所述当前采样时刻对应的初始信号为I₀+jQ₀，I₀、Q₀分别表示当前采样时刻对应的初始信号中的实部信号以及虚部信号；

确定所述第一信号在当前采样时刻对应的延时信号，所述当前采样时刻对应的延时信号为I₁+jQ₁，I₁、Q₁分别表示当前采样时刻对应的延时信号中的实部信号以及虚部信号；

将所述第一信号在当前采样时刻对应的初始信号以及所述第一信号在当前采样时刻对应的延时信号进行互相关处理，得到所述第一信号在当前采样时刻对应的互相关信号，所述第一信号在当前采样时刻对应的互相关信号为

遍历若干采样时刻，得到若干采样时刻分别对应的互相关信号。

5.根据权利要求1所述的方法，所述基于所述第一PN序列，将所述若干采样时刻分别对应的互相关信号分别与所述第一PN序列进行相乘后累加处理，得到所述若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果，包括：

将所述若干采样时刻分别对应的互相关信号分别存入第二移位寄存器中；

将所述第二移位寄存器当前采样时刻对应的互相关信号与所述第一PN序列进行相乘后累加处理，得到所述当前采样时刻对应的到达检测相关结果；

遍历若干采样时刻，得到若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果；

将所述若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果分别存入第三移位寄存器中。

6.根据权利要求5所述的方法，所述确定所述若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果对应的到达检测相关结果平均值，包括：

从所述第三移位寄存器获取若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果；

将所述若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果求和后取平均，得到到达检测相关结果平均值。

7.根据权利要求6所述的方法，所述当所述当前采样时刻对应的到达检测相关结果以及所述到达检测相关结果平均值之间满足相关值条件时，输出信号到达标志，并确定出信号到达位置，包括：

根据所述到达检测相关结果平均值确定相关值阈值；

当所述当前采样时刻对应的到达检测相关结果大于所述相关值阈值时，获取所述当前采样时刻之后的若干时刻分别对应的到达检测相关结果；

确定第一最大值以及所述第一最大值对应的位置，所述第一最大值为所述当前采样时刻之后且包含所述当前采样时刻的若干时刻分别对应的到达检测相关结果中的最大值；

输出信号到达标志，确定出信号到达位置，所述信号到达位置为所述第一最大值对应的位置。

8.根据权利要求7所述的方法，所述根据所述到达检测相关结果平均值确定相关值阈值，包括：

确定比例系数；

将所述到达检测相关结果平均值与所述比例系数进行乘积处理，得到所述相关值阈值。

9.一种信号到达检测系统，包括：

信号输入电路，用于基于连续相位调制方法，获取对发送符号连续相位调制处理后的第一信号，所述发送符号中包含第一PN序列；

信号延时电路，用于将所述第一信号输入第一移位寄存器，所述第一移位寄存器用于对所述第一信号进行延时，以得到所述第一信号对应的延时信号；

互相关电路，用于基于若干采样时刻，将所述第一信号与所述第一信号对应的延时信号进行互相关处理，得到若干采样时刻分别对应的互相关信号，所述互相关信号与所述发送符号成正比，所述若干采样时刻包括所述第一信号的当前采样时刻以及所述当前采样时刻之前的若干时刻；

到达检测电路，用于基于所述第一PN序列，将所述若干采样时刻分别对应的互相关信号分别与所述第一PN序列进行相乘后累加处理，得到所述若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果；

平均值确定电路，用于确定所述若干采样时刻分别对应的到达检测相关结果对应的到达检测相关结果平均值；

信号输出电路，用于当所述当前采样时刻对应的到达检测相关结果以及所述到达检测相关结果平均值之间满足相关值条件时，输出信号到达标志，并确定出信号到达位置。

10.一种现场可编程门阵列 ，其特征在于，包括：权利要求9所述的信号到达检测系统。