一种前导符序列检测方法及装置与流程

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种前导符序列检测方法及装置。

背景技术：

在许多通信系统中，以ble(低功耗蓝牙)系统为例，常采用帧的形式传输数据，其中，每一帧中包含了1个字节的前导符序列，通过检测所述的前导符序列，可以来区分各帧。

现有技术中，常规采用互相关运算的前导符序列检测方法，导致了检测复杂度高、检测功耗大和检测效率低的技术问题。

技术实现要素：

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种前导符序列检测方法及装置，解决了现有技术中存在的检测复杂度高、检测功耗大和检测效率低下的技术问题，实现了降低检测复杂度和提高检测效率的技术效果。

一种前导符序列检测方法，包括以下步骤：

a1、根据n时刻接收到的基带的i/q两路的时域采样点信号，计算n时刻输入信号的功率；

a2、计算n时刻的信号相位；

a3、计算n时刻的信号瞬时频率；

a4、计算n时刻的信号瞬时频率向量的自相关值；

a5、判断所述自相关值是否超过噪声门限，超过则执行a6，否则清零自相关峰值和峰值计数值，认定未检测到前导符序列；

a6、判断所述自相关值是否超过自相关峰值，如果超过自相关峰值，则清零峰值计数值，认定未检测到前导符序列，并将所述自相关值设为自相关峰值；如果未超过自相关峰值，则峰值计数值加1；

a7、判断所述峰值计数值是否大于预先设定的阈值，若大于预先设定的阈值，则确认峰值被找到，则认定已检测到前导符序列；否则返回结果，未检测到前导符序列。

优选地，在a6之后还包括，计算所接收到的基带的i/q两路的时域采样点信号的平均功率，如果未超过预先设定的噪声门限功率，则认为接收到的信号是噪声，接着清空所有缓存数据，认定未检测到前导符序列；如果大于噪声门限功率，则返回结果检测到前导符序列，同时返回当前采样点为粗略时间同步位置。该步骤过滤了噪声，提高前导符序列检测的精度。

一种前导符序列检测装置，包括：时域到相域转换模块，用于接收基带的i/q两路的时域采样点信号，获取信号采样点的相位；相域到频域转换模块，用于获取n时刻的信号瞬时频率；自相关模块，用于获取n时刻的信号瞬时频率向量的自相关值；峰值搜寻和确认模块，用于判断所述自相关值是否超过噪声门限或自相关峰值、确认峰值是否被找到以及认定是否检测到前导符序列；所述时域到相域转换模块、相域到频域转换模块、自相关模块、峰值搜寻和确认模块依次相连。

优选地，前导符序列检测装置还包括：输入信号功率测量模块，用于计算接收的基带的i/q两路的时域采样点信号的平均功率；噪声鉴别模块，用于比较所述平均功率和预先设定的噪声门限功率，如果未超过预先设定的噪声门限功率，则认为接收到的信号是噪声，清空所有缓存数据，认定未检测到前导符序列；否则返回结果检测到前导符序列，同时返回当前采样点为粗略时间同步位置；所述输入信号功率测量模块、噪声鉴别模块、峰值搜寻和确认模块依次相连。

一种低功耗蓝牙接收机，包括前导符序列检测装置，还包括gfsk解调装置和ble解包装置，所述前导符序列检测装置、gfsk解调装置和ble解包装置依次相连。

本发明实现了降低检测复杂度和提高检测效率的效果。

附图说明

图1为前导符序列检测方法的流程图；

图2为前导符序列检测方法的另一种流程图；

图3为前导符序列检测装置的结构框图；

图4为前导符序列检测装置的另一种结构框图；

图5为低功耗蓝牙接收机的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

图1为前导符序列检测方法的流程图。

在当前n时刻收到基带的i/q两路的时域采样点信号；

计算n时刻输入信号的功率；

p(n)＝r(n)²+q(n)²-gn

计算n时刻信号相位；

计算n时刻瞬时频率；

计算n时刻瞬时频率向量的自相关值r(n)；

其中，n为前导符采样点的个数，为8×osr，osr为过采样倍数，l为估计的多径的数目；

判断n时刻自相关是否超过噪声门限；

如果未超过噪声门限，清零自相关峰值r^pk与峰值计数值pc，认定未检测到前导符序列，

如果n时刻自相关超过噪声门限，则比较自相关峰值r^pk与自相关值r(n)；

如果r(n)＞r^pk,设r^pk＝r(n)，pc＝0

如果r(n)＜r^pk,pc＝pc+1

如果pc＞m,m为预先设定的峰值确定阈值，则认为峰值已经找到，表示检测到前导符序列；否则返回结果未检测到前导符序列。

在另一种实施方式中，如图2，判断pc与阈值的关系后，计算信号向量的平均功率；

如果即平均功率大于噪声门限功率，则模块输出峰值确认和当前采样点位置为粗略同步,认定检测到前导符序列，否则认为是虚警，清空所有缓存数据,认定未检测到前导符序列。

实施例2

图3为前导符序列检测装置的一种结构框图。

前导符序列检测装置中，时域到相域转换模块、相域到频域转换模块、自相关模块和峰值搜寻和确认模块依次电连接，其中，时域到相域转换模块，用于接收基带的i/q两路的时域采样点信号，获取信号采样点的相位；相域到频域转换模块，用于获取n时刻的信号瞬时频率；自相关模块，用于获取n时刻的信号瞬时频率向量的自相关值；峰值搜寻和确认模块，用于判断所述自相关值是否超过噪声门限或自相关峰值、确认峰值是否被找到以及认定是否检测到前导符序列。

在另一种实施方式中，与图2的流程相对应，前导符序列检测装置中，除图3中所示的几种模块外，还增加了输入信号功率测量模块、噪声鉴别模块，它们与峰值搜寻和确认模块依次电性相连，用于过滤噪声，提高检测精度，如图4所示。输入信号功率测量模块，用于计算接收的基带的i/q两路的时域采样点信号的平均功率；噪声鉴别模块，用于比较所述平均功率和预先设定的噪声门限功率，如果未超过预先设定的噪声门限功率，则认为接收到的信号是噪声，则清空所有缓存数据，认定未检测到前导符序列。

实施例3

图5为低功耗蓝牙接收机的结构框图。

低功耗蓝牙接收机中，前导符序列检测模块、gfsk(高斯频移键控)解调装置和ble(低功耗蓝牙)解包装置依次电连接，其中，前导符序列检测装置用于负责前导符序列的检测和村粗略时间同步，包括时域到相域转换模块，用于接收基带的i/q两路的时域采样点信号，获取信号采样点的相位；相域到频域转换模块，用于获取n时刻的信号瞬时频率；自相关模块，用于获取n时刻的信号瞬时频率向量的自相关值；峰值搜寻和确认模块，用于判断所述自相关值是否超过噪声门限或自相关峰值，确认峰值是否被找到以及认定是否检测到前导符序列。输入信号功率测量模块，用于计算接收的基带的i/q两路的时域采样点信号的平均功率；噪声鉴别模块，用于比较所述平均功率和预先设定的噪声门限功率，如果未超过预先设定的噪声门限功率，则认为接收到的信号是噪声，则清空所有缓存数据，认定未检测到前导符序列；

成功检测到前导符序列后，接收机的gfsk(高斯频移键控)解调装置和ble(低功耗蓝牙)解包装置进行解调、接受和校验操作。