CN101273524A - 帧同步 - Google Patents

Abstract

公开了适合于包通信系统，特别地适合于时频跳转包通信系统的帧同步方法和系统。通过在所接收符号的信息上执行第一相关和通过在第一相关的结果上执行第二相关来执行帧同步。在具有由覆盖序列调制的重复帧信息的系统中，第二相关的结果可以被用来判定包中符号的符号序号。

Description

帧同步

技术领域

【0001】本发明一般地涉及无线通信系统和方法，以及更具体地涉及在超宽带正交频分复用通信系统中的帧同步。

背景技术

【0002】超宽带(UWB)多频带正交频分复用(MB-OFDM)系统在多频子带上传输OFDM符号的包，这些多频子带是宽带谱的部分。这些宽带谱典型地提供高达480Mbps的传输率。但是，鉴于诸如数据和视频通信类的带宽密集型通信的增加，正在开发用于在这些频谱上提供高于480Mbps的传输率的系统和方法。然而，在UWBMB-OFDM系统中以这么高的数据率接收数据可能需要提高帧同步技术。

【0003】此外，这些计划的系统包括时频跳转特征，在这些特征中组成包的符号可以在不同的频率上传输。当在随时间变化的频率上传输符号时，包的取帧(例如判定包中符号相对于包中其它符号的位置)可能更困难。

发明内容

【0004】本发明的各方面提供了帧同步的方法和系统。在一个方面中，本发明提供一种用于执行对于包的帧同步的方法，其包括：使多个符号对的信息相关从而获得由多个第一相关结果组成的串；使由第一相关结果组成的多个串对相关从而获得由多个第二相关结果组成的串；以及针对指示在包前导部分中的已知位置的一个模式，检查由所述多个第二相关结果组成的所述串。

【0005】在另一个方面中，本发明提供一种执行帧同步的方法，其包括：对于多个所接收符号，通过比较一个所接收符号的信息和一个之前所接收符号的信息执行第一比较；通过将所述之前接收符号的信息与再之前所接收符号的信息作比较来执行第二比较；通过将所述第一比较的结果与所述第二比较的结果作比较来执行第三比较；以及将所述第一比较结果与所述第二比较结果作比较的结果与第一预定义值的集合作比较从而判定是否达到帧同步。

【0006】在另一个方面，本发明提供一种用于执行对于包的帧同步系统，其包括：用于使多个符号对的信息相关从而获得由多个第一相关结果组成的串的装置；用于使由所述第一相关结果组成的多个所述串对相关从而获得由多个第二相关结果组成的串的装置；以及用于针对指示在包前导部分中的已知位置的一个模式，检查由所述多个第二相关结果组成的所述串的装置。

【0007】在另一个方面，本发明提供一种具有用于执行对于包的帧同步的电路模块的帧同步单元，该帧同步单元包括：一阶相关模块，其被配置成使多个符号对的信息相关从而获得由多个第一相关结果组成的串；二阶相关模块，其被配置成使由所述多个第一相关结果组成的多个所述串对相关从而获得由多个第二相关结果组成的串；以及判定模块，所述判定模块被配置成针对指示在所述包的前导部分中的已知位置的一个模式，检查由所述多个第二相关结果组成的所述串。

【0008】在另一个方面，本发明提供一种用于执行帧同步的接收机，该接收机包括：射频处理单元，其用于将信号从模拟格式转换成数字格式；耦合至所述射频处理单元的信号处理单元，所述信号处理单元用于判定要被丢弃的第一多个符号样本和保留待通过的第二多个样本，其中所述信号处理单元包括具有执行帧同步的电路的帧同步单元，所述帧同步是基于由多个第二相关结果组成的串和指示着在其中传输所述一个或多个符号的方式的预定序列执行的，所述由多个第二相关结果组成的串从由多个第一相关结果组成的串派生而得；以及快速傅立叶变换单元，其被耦合至信号处理单元，用于接收所述第二多个样本并将该第二多个样本从时域变换到频域。

【0009】在另一个方面，本发明提供一种用于执行帧同步的系统，所述系统包括帧同步单元，所述帧同步单元包括：一阶相关模块，其被配置成使多个符号对的信息相关从而获得由多个第一相关结果组成的串；第二相关模块，其被配置成使由所述多个第一相关结果组成的多个所述串对相关从而获得由多个第二相关结果组成的串；以及判定模块，所述判定模块被配置成对于指示在所述包的前导部分中的已知位置的一个模式，检查由所述多个第二相关结果组成的所述串。

【0010】通过本公开，包括构成本公开部分的附图，可以更充分地理解本发明的这些或其它方面。

附图说明

【0011】图1是根据本发明的各方面的接收机的框图；

【0012】图2是根据本发明的各方面的帧同步电路的框图；

【0013】图3是根据本发明的各方面的用于执行帧同步过程的流程图；

【0014】图4是根据本发明的各方面的用作一阶相关器的相关器框图；

【0015】图5是根据本发明的各方面的用于执行一阶相关过程的流程图；

【0016】图6是根据本发明的各方面的用作二阶相关器的相关器框图；

【0017】图7是判定模块的框图；

【0018】图8是根据本发明的各方面的相关器有效电路的框图；

【0019】图9是时频码与随时间变化的频率子带使用的匹配表；

【0020】图10是根据本发明的各方面的接收机操作的状态图。

具体实施方式

【0021】图1是根据本发明的各方面的接收系统的框图。该接收系统包括被配置成经天线103接收信号的RF接收机105。RF接收机放大由天线接收的信号并将该信号下变频到基带。在不同的实施例中RF接收机包括以不同的频率用随时间变化的方式对信号进行下变频的电路。基带信号由模数转换器(ADC)107进行数字化。信号处理器109对数字化的基带信号进行操作。信号处理器执行帧同步，以及一般地执行与信号处理器相关联的其它功能，比如包检测和零前缀移除等。

【0022】信号处理器将时域符号流提供给处理链113。如图1中所说明的，该处理链包括快速傅立叶变换(FFT)模块117、解映射器119、单音解交织器121、符号解交织器123以及维特比解码器(VBD，Viterbidecoder)125。FFT模块将时域信号变换到频域，解映射器恢复对流的编码位或比特的软可靠性位估计，单音解交织器解交织位或比特流，以及符号解交织器解交织来自数据流的符号。符号解交织器也将数据模块提供给Viterbi解码器模块(VD)125，在一些实施例中，解删截(depuncture)之后，VD对数据进行解码，并将VD的输出提供给媒体接入控制器或介质访问控制器(MAC)127。MAC被配置成将有关指示时频跳转模式的时频码(TFC)的信息提供给信号处理器，包括符号的信号经时频跳转模式传输。

【0023】在许多实施例中，处理链也包括用于执行信道估计的电路和用于执行相位估计的电路，其结果被用于补偿多径衰落信道以及相/频偏移。在一些实施例中，处理链也包括用于在由解映射器进行解映射之前执行频率和/或共轭对称解扩展的电路。

【0024】图2是根据本发明的各方面的帧检测电路的框图。在许多实施例中，帧检测电路是比如图1的信号处理器109的信号处理器的一部分。帧检测电路包括一阶相关模块211、二阶相关模块213和判定模块215。通常一阶相关模块使不同符号的对应样本相关，特别是使包前导部分的那些符号相关，而二阶相关模块使由一阶相关模块提供的信息相关。判定模块215将二阶相关的结果与预定义的序列作比较。在一些实施例中，一阶相关模块211和二阶相关模块213每个被配置成用于接收TFC。

【0025】在大多数实施例中，包前导部分包括由形成同步序列的预定样本值组成的多个符号，这些符号由一般包括1和-1的覆盖序列进行调制。因而，使由1调制的等于同步序列的样本值与也等于同步序列的值相关应该导致相关值为1(假设为理想的无噪声系统)。在本实施例中，值为1表示最大相关而值为-1表示最不相关。相反地，使由-1调制的等于同步序列的样本值相关应该导致正相反的结果，即相关值为-1。类似地，当这些符号用相同的值被调制时，执行两个前导部分同步符号的延迟相关应该导致相关值为1，而当这些符号用不同的值进行调制时，相关值为-1(假设为理想的无噪声系统)。

【0026】一阶相关模块211接收所接收的数据流并且在所接收的数据上执行相关操作。在大多数实施例中，相关是延迟相关，其中一阶相关模块将信号流中的数据与信号流中具有预定时滞的之前的数据相关。在一些实施例中，该时滞被设定以便一阶相关模块使来自所接收信息的对应符号部分的信息相关。因此，在一些实施例中，每个符号由165个样本组成，而相关模块通过使用对应于165个样本或它们的某些倍数的时滞来比较不同符号的对应样本。

【0027】一阶相关模块在对应于组成一个符号的至少一部分样本的窗上累加相关结果。在一些实施例中，该窗包括样本的可用部分，例如该窗是样本大小减去包括保护间隔样本和前缀样本的样本数。

【0028】二阶相关模块213使一阶相关模块的输出相关。在一些实施例中，一阶相关模块为所接收符号流的实部和虚部提供各自的输出，而二阶相关模块分别使实数部分和虚数部分的信息相关，之后合并实数部分和虚数部分。二阶相关模块也可以执行延迟相关，从而将一阶相关与之前的一阶相关作比较。

【0029】二阶相关模块将符号相关的指示提供给判定模块215。判定模块被配置成接收表示时频跳转模式的TFC的信号指示。判定模块将二阶相关的结果与预定义序列相比较。例如，在一些实施例中，包包括多符号前导部分，其中同步序列由数个1和-1的序列进行调制。因此，如果滑动窗比较由相同覆盖(cover)调制的包同步信息，一阶相关模块将指示较高的相关或相关性较高；而如果包同步序列已经由不同覆盖调制，一阶相关模块将指示较低的相关或相关性较低。类似地，二阶相关模块将指示带有较高值的类似符号并且将指示由不同覆盖调制的带有低值的同步序列。

【0030】因此，判定模块将由指示高或低值的二阶相关模块提供的序列与指示包前导部分内特定位置的序列相比较。判定模块提供帧同步信号(或者更一般地提供相反的，帧失步(OOF)信号)，该帧同步信号表明是否已经找到指示包前导部分中特定位置的特定预定序列。

【0031】在一些实施例中，包同步电路也包括有效性模块217。有效性模块接收一阶相关的结果并判定该相关是否是表示高匹配程度或低匹配程度的足够大的绝对量值。

【0032】有效性模块和判定模块的输出由AND电路219来接收。在包括有效性模块的实施例中，如果不但判定模块指示已经发现了前导部分序列而且有效性模块指示一阶相关是足够大的量值，就设定帧同步信号。

【0033】在一些实施例中，样本根据比如跳频OFDM的时频交织协议来传输。在接收的包中每个传输的OFDM符号的中心频率可以随时间改变，如由根据其被发送的TFC规定的。例如，7个不同逻辑信道的每一个可以定义跳频模式，即TFC。图9图示说明用于包括在超带宽中的子带1，2和3的子带组的TFC的实施例，其中，每个时间单位k对应于时间样本在特定的子带上被传输时的时间，所述样本对应于OFDM符号。逻辑信道利用频率子带，而任何一个逻辑信道在一个时间点至多使用单个频率子带。在不同的实施例中，TFC可以并入较少或较多个数的子带，并且该TFC可以包括通过子带集合的不同的时频交织模式。然而很明显，在许多实施例中，不同的覆盖序列被用于不同的TFC或TFC的不同组。示例性覆盖序列在表1和2中被提供，稍后将讨论。

【0034】在一些实施例中，在相同子带上接收的符号上执行相关操作。这可以通过选择被关联的样本之间的时滞D来实现。时滞D的值基于时频码来判定，通过时频码来传输OFDM符号。例如，对于TFC＝1或2，D是在528MHz处的495个样本(即包括零前缀和保护间隔样本的3个OFDM符号的长度)。如图2中图示说明的，对于TFC＝1或2，每3个OFDM符号在相同子带上进行传输。因此，为传输到接收机每第三个OFDM符号执行延迟相关，即为在特定的子带上接收的每个符号执行延迟相关。

【0035】例如对于TFC＝3，4，D等于在528MHz处的165个样本(即包括零前缀和保护间隔样本的1个OFDM符号的长度)。如图2中图示说明的，对于TFC为3和4，由于接收的符号之间的周期对于所选的OFDM符号传输是1个符号而对于其它OFDM符号传输是5个符号，在子带上接收一个OFDM符号的周期不为常数。在这个实施例中，对传输到接收机的每个符号计算一阶相关(性)，其结果当在不同的子带上接收的信号之间作对比时被丢弃，而且计算在一阶相关的每6个结果之间的二阶相关性。所以，在第一和第二符号之间执行相关操作，其中第二符号是第一符号后的6个符号。

【0036】在另一实施例中，其中TFC＝5，6或7，D等于在528MHz处的165个样本(即包括零前缀和保护间隔样本的1个OFDM符号的长度)。如图2中图示说明，对于TFC＝5，6或7，在子带上接收的OFDM符号的周期是1个符号。在本实施例中，由于在本实施例中全部符号在相同子带上被接收，因此，接收的每对符号之间的延迟相关得以计算。

【0037】图3是根据本发明的各方面执行帧同步的方法的一个实施例的流程图。该方法可以由比如图1中所描述的接收机来执行，例如由信号处理器111，或者由诸如图2的电路的电路来执行。例如，信息可以存储在接收机的存储器中，而信号处理器111则可以由编程指令或由电路来配置成执行使用该信息的计算并在存储器中存储计算结果以及取回之前存储的结果。

【0038】在基于包的OFDM通信系统的环境中，帧同步被执行以判定一个包内的OFDM符号编号(numbering)。OFDM符号编号提供诸如信道估计符号或数据符号的相对计时信息。例如，在大多数实施例中，在接收机端接收对于一个OFDM符号的165个样本。所有这些样本中，128个样本是要由FFT模块变换到频域的数据样本，其中32个样本包括零前缀而5个样本包括保护间隔。保护符号通常被定位以允许由接收机进行时间对频率的跳转，以及希望保护符号是无效的并且不被使用。在叠加或重叠且相加运算中可以使用零前缀，以改进FFT处理，但通常不使用。

【0039】一般地，图3的过程使用来自所接收符号的信息判定第一相关，使用第一相关的结果判定第二相关，可选地判定这两种相关的有效性，以及判定这两种相关是否指示了包中符号的预定义位置。这两种相关的每一种相关都可以被认为是对所接收符号中的信息的相同性(或不同性)的测量，以及由此可以被当作所接收信息的派生形式(derivative)。因此，第一相关可以被当成提供所接收信息的第一派生形式，而第二相关可以被当成提供所接收信息的第二派生形式或信息。

【0040】参看图3，在块311中该过程判定在所接收符号中信息的第一相关。在一些实施例中，这一点通过将所接收符号的信息与预定义的信息相比较来执行。但在一些实施例中，该过程通过将第一所接收符号的信息与之前所接收符号的信息相比较来判定第一相关。在一些实施例中，所接收符号和之前所接收符号是包前导部分的包同步符号。这些符号可以在相邻时间中被接收。但在许多实施例中，特别地在时频跳转系统中，所接收符号和之前所接收符号是在相同子带上接收的相同包的包前导部分符号。

【0041】在一个实施例中，第一相关通过将所接收符号的样本与之前所接收符号的样本相比较来完成。对于复数样本，比如既包括I-信道信息又包括Q-信道信息的样本，第一相关可以例如通过将所述符号之一的样本与另一符号的相关样本的复共轭相乘来完成，而相乘结果的大小或量值指示样本相似性的度量。这个结果经滑动窗进行累加。该窗可以覆盖组成符号的样本数目，或者可以是被用于FFT目的的样本数目。可方便地对相乘结果的实数部分和虚数部分分别求和。

【0042】在一些实施例中，包的前导部分符号包括包同步符号，而包同步符号包括用1和-1的覆盖序列来调制的相同信息。从而，用1或者-1调制的包同步符号之间的比较应该指示高的匹配程度。相似地，用1调制的包同步符号与用-1调制的包同步符号的比较应该指示高的差异程度。

【0043】在块313中，该过程判定在所接收符号中信息的第二相关。在一些实施例中，这一点通过将一个符号的第一相关的累加结果与先前判定的一个之前符号的累加结果相比较来执行。例如，在第一符号和第二符号上处理的累加结果可以与在第二符号和第三符号上处理的累加结果相比较。通常第一符号是最近接收的符号(第一、第二和第三符号)，第二符号是先于第一符号立即被接收到的符号，而第三符号是先于第二符号立即被接收到的符号。当然，在一些实施例中，这些符号可以被限于在跳频系统的单个子带上提供的符号，而干扰符号可以在其它子带上或相同子带上从不相关发射机被接收。

【0044】在一些实施例中，第二相关通过将一个第一相关结果的累加的实部与另一个第一相关结果的累加的实部相乘来执行，而虚部同样相乘在一起。之后合并两个相乘结果的结果。在一些实施例中，经由相加来合并这些结果。

【0045】在块315中，该过程可选地判定相关操作结果的有效性。例如，在一个实施例中，该过程判定一阶相关结果的量值是否比某个预置或可编程值更大，或者判定一阶相关的实部或虚部的累加结果是否比某个预置或可编程值更大。在一些实施例中，该过程判定对结果个数(比如要用作帧同步目的的相关结果的个数)而言，一阶相关结果是否比某个预置或可编程值更大。

【0046】在块317中，该过程判定多个第二相关结果是否表明包中的特定位置。例如，在一些实施例中，包前导部分包括由用覆盖序列调制的重复信息形成的符号，而覆盖序列比如由1和-1形成。从而，包前导部分的接收符号基于覆盖序列可望在已知位置中相同和在已知位置中不同，并且在包前导部分中的符号的第一派生符号和第二派生符号将同样可望在某些已知位置上相同和在某些已知位置上不同。因此，在一些实施例中，第二相关的结果序列与指示在包前导部分的包同步符号上相关的希望结果的值序列相比较。

【0047】如果判定块317指示包中特定的位置，该过程就判定包中符号的位置，以及此后返回。否则该过程返回到块311。

【0048】图4是根据本发明的各方面的一阶相关器的框图。在大多数实施例中，相关器在电路中被实施，虽然在一些实施例中相关器在被配置成执行相关器功能的处理器中被实现。在一个实施例中，相关器执行图3的块311的方法，而在一些实施例中形成图2的一阶相关器。

【0049】如在图4中图示说明的，相关器是延迟相关器，其在滑动窗上起作用。延迟相关器判定所接收符号和之前所接收符号的复共轭之间相关性的度量。在一个实施例中，所接收符号和之前所接收符号都是跳频系统中在相同子带上接收的包前导部分符号。

【0050】如图4中图示说明的，延迟相关器包括第一相关器411、第二相关器413、差分模块415和累加器417。

【0051】第一相关器执行所接收符号对之间的相关。第一相关器使所接收符号的样本x(n)与之前所接收符号的样本的复共轭x*(n-D)相关。所接收符号x(n)在样本x(n-D)被接收后时滞为D时被接收。

【0052】在一个实施例中，D的值被选择以使样本x(n)对特定TFC对应于在相同子带上接收的之前所接收符号的相同样本。例如，在一些实施例中，每个符号包括165个样本而每第三个所接收样本对于特定TFC，在相同子带上被接收。因此，D＝495个样本，以便在所接收符号的相应样本之间执行延迟相关。在其它实施例中，每个所接收符号可以在相同子带上被接收。因此，对于每个符号的165个样本，D＝165，以便延迟相关在所接收符号的相应样本之间被执行。

【0053】还在另一实施例中，当TFC＝3或4时，D＝165个样本并且在样本x(n)和之前所接收符号的相应样本之间执行相关操作。然而，在本实施例中，使样本x(n)与之前所接收符号的样本相关建立了在某些情况下不同子带上接收的符号之间的相关或相关性。这些相关性可以产生无效的延迟相关。如关于图7所讨论的，以后用之前有效的延迟相关代替无效的结果。通过将样本x(n)与x*(n-D)的值相乘来执行该相关。

【0054】在本发明的一些实施例中，在形成所接收符号的FFT窗的样本上执行相关。例如，每个符号可以包括128个数据样本，这128个数据样本后跟组成保护间隔和前缀(其可能实际上是后缀)的37个零值样本。因此，对于样本x(n)和x*(n-D)在n值取128时执行延迟相关。对相关的值求和并且该和的实部和虚部从第一相关器输出到差分模块615。本领域普通技术人员可以理解在本发明的其它实施例中，相关样本的个数可以不同于128个。

【0055】延迟相关器在滑动窗上执行相关。根据实施方式，过去128个相关的结果可以在处理每个新样本时简单地求和。但是如图3中图示说明的，延迟相关器包括第二相关器，而第二相关器被用于判定移到该滑动窗之外的值。例如对于128个样本的窗，当第一相关器判定x(n)x*(n-D)时，第二相关器判定x(n-128)x*(n-D-128)。第二相关器对相关值求和并且将该和的实部和虚部输出到差分模块415。

【0056】差分模块415计算第一相关器输出和第二相关器输出的实部和虚部之间的差，从而实现延迟相关器的滑动窗。差分模块415的操作可以以任意多种方式执行。举例而言但不限于此，在累加器模块417累加延迟相关的实部和虚部后，差分模块415移除模块411中由来自之前相关操作的样本贡献计算的对当前相关的样本贡献。差分模块615的输出的实部和虚部对可以称作延迟相关，为方便起见分别标记为dc_re和dc_im。

【0057】图5提供了执行一阶相关过程的实施例的流程图。在块511中所接收OFDM符号的样本x(n)乘以具有时滞或延迟D的样本的复共轭形式x*(n-D)。为了实施累加值滑动窗，例如对于包括128个样本的窗的x(n-128)和x*(n-128-D)，退出窗的样本的乘积也被计算。在块513中乘积x(n)x*(n-D)加上累加值而乘积x(n-128)x*(n-128-D)被从累加值中减去。在块515中，存储累加值的实部和虚部。产生的结果是延迟相关，例如是带有实分量和虚分量的一阶自相关，也为了方便起见分别当作dc_re和dc_im。

【0058】图6是根据本发明的各方面的二阶相关器的框图。如图示说明的，二阶相关器接收一阶相关结果的实部和虚部dc_re(k)和dc_im(k)。二阶相关器也接收之前的一阶相关结果的实部和虚部dc_re(k-C)和dc_im(k-C)。在前述中，符号k表示OFDM符号索引，来自第一相关器的复数样本更新每个OFDM符号。类似地，在OFDM符号中符号C表示时滞。当只有一个OFDM符号时非跳频系统具有时滞C。在跳频系统中，时滞C可以对应于时间延迟以便之前计算的一阶相关结果是用于在相同子带上接收的符号。

【0059】实部dc_re在乘法器611中被相乘在一起。类似地，虚部dc_im在乘法器613中被相乘在一起。在一些实施例中，这两个乘法器被看作提供简单的频率偏移补偿，例如被当作试图补偿发射机和接收机之间的频率偏移。乘法器的输出在模块615中合并在一起，模块615的输出表示二阶相关结果。在一些实施例中，该合并被执行作加法。

【0060】图7是判定模块的框图。判定模块包括正负号位或符号位模块711、存储器模块713和比较器715。

【0061】模块711接收二阶相关器的输出。模块711提取二阶相关的正负号位或符号位(sign bit)并且将该正负号位提供给存储器713。

【0062】因而，正负号位s(k)可以被看作从每个频率偏移补偿二阶自相关dcf2(k)中被提取，而预定数量的正负号位存储在缓冲器中。在一个实施例中，对应于计算的之前5个二阶自相关的5个正负号位存储在缓冲器中。

【0063】对于使用TFC 3和4的实施例，比如正负号位s(k-3)和s(k-1)的一些正负号位可能由于跳频而无效，正负号位s(k-3)和s(k-1)可以从二阶自相关结果dcf2(k-3)和dcf2(k-1)中提取。对于这些TFC，正负号位s(k-3)和s(k-1)用针对一阶相关结果dc_re(k-2)和dc_re(k)的相应正负号位来替代。

【0064】存储器模块713接收模块711的输出正负号位。比较器模块715将存储的正负号位串与预定序列相比较。在一些实施例中，预定序列是和时频码相关的。因此，在一些实施例中，比较器模块715被配置成接收TFC。换句话说，在一些实施例中，不同的前导部分覆盖序列被用于使用不同时频码传输的不同符号。比较器由此检查正负号位序列从而判定预定序列是否已经被定位。因此，在本发明的实施例中，帧同步能够通过使覆盖序列的第二派生形式e(k)的唯一片断和OFDM符号互相关而获得。在大多数实施例中，该片断是5比特的串。

【0065】图8是根据本发明的各方面的有效性模块的实施例的框图。有效性模块包括第一比较器811和第二比较器813。第一比较器模块将一阶相关的实部与阈值相比较。在一些实施例中，比较器模块将实部的绝对的量值或绝对值与阈值进行比较。类似地，第二比较器模块813将一阶相关的虚部与阈值相比较。在许多实施例中，由比较器模块811和比较器模块813使用的阈值是相同的阈值，而在一些实施例中，是通过使用可编程寄存器可编程的阈值。

【0066】比较器的输出被提供给OR门815。如果实部的绝对值或虚部的绝对值大于阈值，OR门的输出是高电平，其表明一阶相关的结果是有效的。

【0067】OR门的输出被提供给AND模块817和延迟模块819。延迟模块819实施C个OFDM符号的延迟。在非跳频系统中，C值等于1，即对于每个OFDM符号的结果被保留。而在跳频系统中，C值等于在特定子带上的符号接收重复进行过程中的符号周期数。延迟模块的输出也被提供给AND模块817。因此，AND模块既判定当前一阶相关是否有效也判定之前的一阶相关是否有效。AND模块的输出基于每个符号被存储在存储器821中。该存储器因此保留一阶相关的有效性指示器序列。在一些实施例中，存储器包括至少足够的存储空间以供存储在判定帧同步中使用的预定序列中的项数。比较器823判定存储的指示器是否指示有效的相关结果。

【0068】在一些实施例中，比如对于TFC为3和4，值mg(k-3)和mg(k-1)由于跳频是无效的，从而，代替使用的是相应的结果dc_good(k-2)和dc_good(k)。

【0069】因而，互相关可以在正负号位和覆盖序列c(k)的第二派生形式e(k)的片断之间被执行，该覆盖序列c(k)被用来调节包前导部分符号。

【0070】表1和2说明对应于图9中图示说明的TFC的覆盖序列和它们的第一与第二派生形式的实施例。因此，由于覆盖序列的派生形式被定义成关于在特定子带上所传输符号的接收，表1和2应结合图9一起参看。

表1

表2

【0071】表1说明对于具有长前导部分的包的覆盖序列，而表2说明对于具有短前导部分的包的覆盖序列值和相应第一和第二派生形式。表1和2说明覆盖序列、相应第一和相应第二派生形式的一个实施例。其它覆盖序列和相应第一和第二派生形式也是可能的。

【0072】利用其对正负号位进行互相关的e(k)的相应符号值根据其中放置着所接收OFDM符号的包是具有长前导部分还是短前导部分来定。在一个实施例中，其中5个正负号位被缓冲，e(k)的最后5个值被与正负号位进行相关操作或运算。因此，符号值k＝19，...，23被用于长前导部分而符号值k＝7，...，11被用于短前导部分。例如，参看表1，对于TFC为1，2，如果-1表示0值位，而1表示1值位，与符号位进行相关操作的部分e(k)是{1，1，0，0，0}。无论前导部分是长的还是短的，e(k)的相应片断是相同的。在一个实施例中，通过执行对于两个序列的相应符号值之间的异或操作来执行这两个序列之间的互相关。在另一些实施例中，这序列之间的相似性可以用任何合适的形式来判定。

【0073】如表1和2所示，对于TFC为3，4，e(k)的片断的一些项由于跳频是无效的结果(用“x”表示)。由于在两个不同子带上的自相关结果c(k)或d(k)，无效的结果发生。在一个实施例中，在对应于无效结果的符号位置处将0位插入e(k)序列中。下一个正负号位与e(k)_的片断作比较。在一个实施例中，执行互相关。在另一个实施例中，可以使用将正负号位与e(k)的片断比较的其它方法。

【0074】在可替换实施例中，利用两个接收机天线的接收系统可以被用来提高帧同步查询信号的可靠性和准确度。每个接收机天线可以与具有从RF到基带的分离下变频的RF处理链、分立的ADC和具有分立延迟相关的数字基带处理相连接，该数字基带处理在来自两个接收天线的不同ADC输出上工作。在本发明的实施例中，这一点可以例如以下述方式实现。分别来自接收机天线1和2的两个频率偏移补偿二阶自相关结果dcf2₁(k)和dcf2₂(k)可以分别相加在一起。在如之前所描述的和上执行后续处理(即，应用来自过去的5个OFDM符号的结果窗和带有覆盖序列的第二派生形式的片断的互相关进行的正负号位提取)。

【0075】分别来自天线1和2的可靠性指示器mg₁(k)和mg₂(k)也可以使用逻辑OR运算进行合并。因而，在本实施例中，来自任一个接收机天线的只有一个延迟相关器输出(即只有一个一阶自相关)是可靠的已经足够。后续处理(应用来自过去的5个OFDM符号的结果窗)在合并的结果上被执行，如在之前的部分所描述。多链处理的好处是可以对任意个接收天线进行扩展。

【0076】图10是根据本发明的各方面的图1的接收系统的操作方法的状态图。该系统可以处于7种状态的任何一种状态，包括空闲状态1010。该系统从空闲状态1010移动到检测状态1020从而试图检测接收的包。

【0077】如果包被检测到，该包的出现就在确认状态1030中被确认。初始互相关波峰已经在检测状态1020被检测到后，利用附加计算的互相关、能量计算和设阈值的进一步处理来确认初始检测。如果在确认状态1030中没有检测到包，接收机就移回到检测状态1020。

【0078】确认检测到包后，接收机移转移到粗调AGC状态1040，在粗调AGC状态1040期间执行粗调AGC。如果包检测不能被确认，接收机从确认状态1030转移到空闲状态1010。完成粗调AGC后，接收机转移到粗调AGC延迟状态1050。等待指定量的延迟后，接收机转移进入微调AGC状态1060。使用互相关和前面计算的能量计算结果来执行粗调AGC和微调AGC。相应控制信号被产生来控制LNA、混频器和PGA的增益设置。该控制信号作为反馈信号发给这些元件。

【0079】执行微调AGC后，接收机转移到帧同步状态1070，在该帧同步状态1070期间帧同步被执行。帧同步成功完成后，产生帧同步寻找信号并且接收机从帧同步状态1070转移到数据处理状态1080。如果没有成功地完成帧同步，接收机可能从帧同步状态1070转移到空闲状态1010。在可替换实施例中，接收机可以从空闲状态1010转移到确认状态1030或者同时转移到检测状态1020和确认状态1030。还可以使用操作接收机方法的状态图的其它实施例。

【0080】为了图示说明和描述的目的，已经对本发明的实施例进行了前述描述。这些描述并不是穷尽的或将本发明限制为所公开的精确形式，并且根据以上教导可以进行修改和变化，或者可以从本发明的实践中获得修改和变化。为了解释本发明的原理和其实际应用，选择和描述了一些实施例以使本领域技术人员能够在各种实施例中利用本发明，其中各种修改形式适用于设想到的特定用途。

Claims (32)

1.一种用于执行对于包的帧同步的方法，包括：

使多个符号对的信息相关从而获得由多个第一相关结果组成的串；

使由所述第一相关结果组成的多个所述串对相关从而获得由多个第二相关结果组成的串；以及

针对指示在所述包的前导部分中的已知位置的一个模式，检查由所述多个第二相关结果组成的所述串。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个所述符号对的每个符号是所述包的前导部分的符号。

3.根据权利要求2所述的方法，其中多个所述符号对的至少一个符号包括表示同步序列的信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其中表示所述同步序列的所述信息由覆盖序列在每个符号基上被调制。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述模式指示在所述覆盖序列中的改变中的改变。

6.根据权利要求1所述的方法，其中多个符号对在时频跳转通信方案的相同子带上被接收。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括判定由所述多个第一相关结果组成的所述串的至少一部分的有效性。

8.根据权利要求1所述的方法，其中判定由所述多个第一相关结果组成的所述串的至少一部分的所述有效性包括：将所述第一相关结果的量值与阈值作比较。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述多个第一相关结果包括每个相关的实部和虚部。

10.根据权利要求8所述的方法，其中将所述第一相关结果的量值与所述阈值作比较包括：将所述第一相关结果的实部的量值或者将所述第一相关结果的虚部的量值与所述阈值作比较。

11.一种执行帧同步的方法，包括：

对于多个所接收符号，

通过比较一个所接收符号的信息和一个之前所接收符号的信息执行第一比较；

通过将所述之前所接收符号的信息与再之前所接收符号的信息作比较执行第二比较；

通过将所述第一比较结果与所述第二比较结果作比较执行第三比较；以及

通过将所述第一比较结果与所述第二比较结果作比较的结果与第一预定义值的集合作比较从而判定是否达到帧同步。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述所接收符号和所述之前所接收符号在所述相同子带上被接收。

13.根据权利要求11所述的方法，其中比较所述所接收符号的信息和所述之前所接收符号的信息包括使所述所接收符号的信息内的多个值与所述之前所接收符号的信息内的多个值相关。

14.根据权利要求13所述的方法，其中在所述所接收符号中的信息内的所述多个值和所述之前所接收符号的信息内的所述多个值包括数量等于快速傅立叶变换窗的值。

15.根据权利要求11所述的方法，其中执行所述第二比较包括：

使所述第一比较结果的实部与所述第二比较结果的实部相关，以及使所述第一比较结果的虚部与所述第二比较结果的虚部相关；以及

对使所述第一比较结果的所述实部与所述第二比较结果的所述实部相关的结果求和，以及对使所述第一比较结果的所述虚部与所述第二比较结果的所述虚部相关的结果求和。

16.根据权利要求11所述的方法，其中第一预定义值的所述集合表示包同步覆盖序列。

17.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一预定义值是包同步覆盖序列的二阶派生形式或二阶导数。

18.根据权利要求11所述的方法，进一步包括判定所述第一比较结果是否可靠。

19.根据权利要求18所述的方法，其中判定所述第一比较结果是否可靠包括：

将所述第一比较结果的量值与阈值作比较。

20.一种用于执行对于包的帧同步的系统，包括：

用于使多个符号对的信息相关从而获得由多个第一相关结果组成的串的装置；

用于使由所述第一相关结果组成的多个所述串对相关从而获得由多个第二相关结果组成的串的装置；以及

用于针对指示在所述包的前导部分中的所知位置的一个模式，检查由所述多个第二相关结果组成的所述串的装置。

21.根据权利要求20所述的系统，其中至少多个所述符号包括表示由覆盖序列在每个符号基上调制的同步序列的信息。

22.根据权利要求20所述的系统，其中所述多个符号对在时频跳转通信方案的相同子带上被接收。

23.根据权利要求20所述的系统，其中所述多个第一相关结果包括每个相关的实部和虚部。

24.根据权利要求23所述的系统，其中用于将所述第一相关结果的量值与所述阈值作比较的装置包括：用于将所述第一相关结果的实部的量值或者将所述第一相关结果的虚部的量值与所述阈值作比较的装置。

25.一种具有用于执行对于包的帧同步的电路模块的帧同步单元，所述帧同步单元包括：

一阶相关模块，其被配置成使多个符号对的信息相关从而获得由多个第一相关结果组成的串；

二阶相关模块，其被配置成使由所述多个所述第一相关结果组成的多个所述串对相关从而获得由多个第二相关结果组成的串；以及

判定模块，所述判定模块被配置成针对指示在所述包的前导部分中的已知位置的一个模式，检查由所述多个第二相关结果组成的所述串。

26.根据权利要求25所述的帧同步单元，其中所述判定模块包括：

正负号模块，其被配置成提取指示着所述多个第二相关结果的相应正负号的多个信号；

存储器模块，其被配置成存储指示着所述多个第二相关结果的正负号的预定数量的所述信号；

比较器模块，其被配置成将所存储的信号与所述模式作比较从而判定所述模式是否已经被定位。

27.根据权利要求25所述的帧同步单元，其中所述模式指示用于传输所述多个所述符号对的方式。

28.根据权利要求25所述的帧同步单元，进一步包括：

有效性模块，其被配置成检查由所述多个第一相关结果组成的所述串从而判定所述多个第一相关结果是否有效。

29.根据权利要求28所述的帧同步单元，其中当所述多个第一相关结果之和大于预定有效阈值时，所述多个第一相关结果是有效的。

30.根据权利要求28所述的帧同步单元，进一步包括：

帧同步判定模块，其被配置成判定在以下时候达到帧同步：

所述判定模块判定所述模式指示在所述包的前导部分中的已知位置；以及

所述有效性模块判定所述多个所述第一相关结果是有效的。

31.一种用于执行帧同步的接收机，所述接收机包括：

射频处理单元，其用于将所述信号从模拟格式转换成数字格式；

耦合至所述射频处理单元的信号处理单元，所述信号处理单元用于判定要被丢弃的所述符号的第一多个样本和保留待通过的第二多个样本，其中所述信号处理单元包括具有执行帧同步电路的帧同步单元，所述帧同步是基于由多个第二相关结果组成的串和指示着在其中传输所述一个或多个符号的方式的预定序列执行的，所述由多个第二相关结果组成的串从由多个第一相关结果组成的串派生而得；以及

快速傅立叶变换单元，其被耦合至所述信号处理单元，用于接收所述第二多个样本并将所述第二多个样本从时域变换到频域。

32.一种用于执行帧同步的系统，所述系统包括：

帧同步单元，所述帧同步单元包括：

一阶相关模块，其被配置成使多个符号对的信息相关从而获得由多个第一相关结果组成的串；

二阶相关，其被配置成使由所述多个所述第一相关结果组成的多个串对相关从而获得由多个第二相关结果组成的串；以及

判定模块，所述判定模块被配置成针对指示在所述包的前导部分中的已知位置的一个模式，检查由所述多个第二相关结果组成的所述串。

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