专利名称：用于带内调制解调器中的同步化跟踪的系统和方法
用于带内调制解调器中的同步化跟踪的系统和方法
相关串请案
1.优先权的主张
主张以下美国临时申请案的优先权
2010年7月28日申请的标题为“用于带内调制解调器中的同步化跟踪的系统和方法(SYSTEM AND METHOD FOR SYNCHRONIZATION TRACKING IN AN IN-BANDMODEM) ” 的第 61/368，624号美国临时申请案，且其转让给本案受让人，并特此以引用的方式明确地并入本文中。
I1.对共同待决专利申请案的参考
相关的共同待决美国专利申请案包含
2009年6月3日申请的标题为“用于数字无线通信网络上的数据通信的带内调制解调器的系统和方法(SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATAC0MMUNICATI0NS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS) ”的第 12/477，544号美国专利申请案， 且其转让给本案受让人。
2009年6月3日申请的标题为“用于数字无线通信网络上的数据通信的带内调制解调器的系统和方法(SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATAC0MMUNICATI0NS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS) ”的第 12/477，561 号美国专利申请案， 且其转让给本案受让人。
2009年6月3日申请的标题为“用于数字无线通信网络上的数据通信的带内调制解调器的系统和方法(SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATAC0MMUNICATI0NS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS) ”的第 12/477，574号美国专利申请案， 且其转让给本案受让人。
2009年6月3日申请的标题为“用于数字无线通信网络上的数据通信的带内调制解调器的系统和方法(SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATAC0MMUNICATI0NS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS) ”的第 12/477，590 号美国专利申请案， 且其转让给本案受让人。
2009年6月3日申请的标题为“用于数字无线通信网络上的数据通信的带内调制解调器的系统和方法(SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATAC0MMUNICATI0NS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS) ”的第 12/477，608号美国专利申请案， 且其转让给本案受让人。
2009年6月3日申请的标题为“用于数字无线通信网络上的数据通信的带内调制解调器的系统和方法(SYSTEM AND METHOD OF AN IN-BAND MODEM FOR DATAC0MMUNICATI0NS OVER DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS) ”的第 12/477，626 号美国专利申请案， 且其转让给本案受让人。
2010年6月15日申请的标题为“用于支持带内调制解调器中的高层协议消息接发的系统和方法(SYSTEM AND METHOD FOR SUPPORTING HIGHER-LAYERPR0T0C0L MESSAGING IN AN IN-BAND MODEM) ”的第12/816，197号美国专利申请案，且其转让给本案受让人。
2010年6月15日申请的标题为“用于支持带内调制解调器中的高层协议消息接发的系统和方法(SYSTEM AND METHOD FOR SUPPORTING HIGHER-LAYERPR0T0C0L MESSAGING IN AN IN-BAND MODEM) ”的第12/816，252号美国专利申请案，且其转让给本案受让人。技术领域
本发明大体上涉及经由语音信道的数据发射。更具体地说，本发明涉及一种用于支持通信网络中经由语音编解码器(带内)的同步化跟踪的系统和方法。
背景技术：
自从固定线电话和无线电台出现开始，语音的发射就已成为通信系统中的支柱。 通信系统研究和设计中的进步已经使该产业向基于数字的系统前进。数字通信系统的一个好处是通过对待传送的数据实施压缩来减少所需的发射带宽的能力。因此，许多研究和开发已经进入压缩技术，尤其是语音译码领域中。常见的语音压缩设备是“声码器”，且还可互换地称为“语音编解码器”或“语音译码器”。声码器接收经数字化的语音样本，并产生称为“语音包”的数据位集合。存在若干标准化声音译码算法以支持需要语音通信的不同数字通信系统，且事实上，语音支持是如今大多数通信系统中的最小和基本要求。第3代合作伙伴计划2(3GPP2)是实例标准化组织，其指定IS-95、CDMA2000IxRTT (Ix无线电发射技术)、CDMA2000 EV-DO (经优化的演进数据)以及CDMA2000EV-DV (演进数据/话音)通信系统。第3代合作伙伴计划(3GPP)是另一实例标准化组织，其指定GSM(全球 移动通信系统)、UMTS (全球移动电信系统)、HSDPA (高速下行链路包接入)、HSUPA (高速上行链路包接入)、HSPA+(高速包接入演进)以及LTE(长期演进)。VoIP(因特网协议话音)是用于 3GPP和3GPP2以及其它中所定义的通信系统中的实例协议。此些通信系统和协议中所使用的声码器的实例包含ITU-T G. 729(国际电信联盟)、AMR(自适应多速率语音编解码器) 以及EVRC (高级可变速率编解码器语音服务选项3、68、70)。
信息共享是如今的支持对即时和无所不在的连接性的需求的主要目标。如今的通信系统的用户传送语音、视频、文本消息和其它数据以保持连接。正开发的新应用程序趋向于超过网络的演进速度，且可能需要对通信系统调制方案和协议的升级。在一些偏远地理区域中，仅语音服务可为可用，因为缺乏对系统中的高级数据服务的基础设施支持。或者， 因为经济原因，用户可选择仅在其通信装置上启用语音服务。在一些国家，在通信网络(例如紧急911(E911)或eCall)中托管公共服务支持。在这些紧急应用实例中，快速数据传送是优先权，但不总是现实的，尤其是在用户终端处高级数据服务不可用时。先前技术已提供了对经由语音编解码器发射数据的解决方案，但归因于尝试用声码器编码非语音信号时引发的译码低效，这些解决方案仅能够支持低数据速率传送。
经由语音信道发射数据通常称为“带内”发射数据，其中将所述数据并入到从语音编解码器输出的一个或一个以上语音包中。若干技术在语音频带内的预定频率下使用音频调以表示所述数据。归因于系统中所使用的声码器，使用预定频调来经由语音编解码器传送数据(尤其是以较高数据速率)是不可靠的。声码器经设计以使用有限数目的参数来对语音信号进行建模。有限的参数不足以有效地对音调信号进行建模。当试图通过快速改变音调来增加发射数据速率时，声码器对音调进行建模的能力进一步降低。这影响检测准确性，且导致需要增加复杂方案来最小化数据错误，这又进一步降低通信系统的总体数据速率。因此，对经由通信网络中的语音编解码器来高效且有效地发射数据的需要增加。
转让给本案受让人的第12/477，544号美国专利申请案中详细描述一种高效的带内调制解调器。带内调制解调器允许eCall应用中的信息(例如紧急信息)从源发送到目的地，且允许目的地在带内调制解调器层处发送指示所发射信息的恰当接收的低层确认。
第12/816，252号美国专利申请案中详细描述具有高层确认协议的带内调制解调器。
称为样本滑移的现象可能发生于源与目的地通信终端之间，例如在其中目的地通信终端连接到实施预取样的模拟线的情况下或者归因于两个不同时钟源之间的漂移。这可潜在地导致带内调制解调器中的同步损失。样本滑移的其它潜在源可包含缓冲超限或低限，其可能由系统越区切换或抖动缓冲器的实施引起。
因此，提供用于经由支持同步跟踪的语音信道进行通信的改进的系统将是有利的。
发明内容
本文所揭示的实施例通过使带内调制解调器中的样本滑移条件同步并跟踪样本滑移条件来解决上述需要。
在一个实施例中，一种用于识别带内调制解调器的发射信道中的样本滑移的方法包括接收同步序列；使接收到的同步序列与参考信号相关；当同步被锁定在接收器处时， 基于重复的伪随机序列计算多个相关峰；以及基于所述相关峰识别样本滑移。
在另一实施例中，一种识别带内调制解调器的发射信道中的样本滑移的方法包括接收数据位；使接收到的数据位与参考信号相关；以及基于所述相关识别样本滑移。
通过参看结合附图进行的以下详细描述将更容易明白本文所描述的实施例的方面和伴随优点，其中
图1是远程信息处理紧急呼叫系统的实施例的图。
图2是源和目的地终端的实施例的图，所述终端使用带内调制解调器来经由无线通信网络中的语音编解码器发射消息。
图3A是经由模拟接口介接到声卡的源终端的实施例的图。
图3B是经由模拟接口介接到声卡的目的地终端的实施例的图。
图4是第一时钟源的时序的实施例的图。
图5是具有比第一时钟源高的频率从而导致样本滑移(额外脉冲)条件的第二时钟源的时序的实施例的图。
图6A是具有比第一时钟源低的频率的第二时钟源的时序的实施例的图。
图6B是具有比第一时钟源低的频率且在时间上相对于第一时钟源漂移的第二时钟源的时序的实施例的图。
图6C是具有比第一时钟源低的频率且在时间上相对于第一时钟源漂移到导致样本滑移(遗失的脉冲)条件的点的第二时钟源的时序的实施例的图。
图7是在目的地通信终端中在下行链路上发射的数据请求序列与在源通信终端中在上行链路上发射的数据响应序列的交互的实施例的图，其中所述交互是由目的地终端起始，其中下行链路发射由低层确认消息和高层应用消息组成，且上行链路发射基于高层应用消息而终止。
图8A是同步前同步码序列的实施例的图。
图8B是同步前同步码相关输出的曲线图。
图9A是同步前同步码序列的第二实施例的图。
图9B是同步前同步码序列的第二实施例的相关输出的曲线图。
图1OA是图8A的同步前同步码序列的第一峰的相关输出的实例曲线图。
图1OB是图8A的同步前同步码序列的第二峰的相关输出的实例曲线图。
图1OC是图8A的同步前同步码序列的第三峰的相关输出的实例曲线图。
图1OD是图8A的同步前同步码序列的第四峰的相关输出的实例曲线图。
图1OE是图8A的同步前同步码序列的第五峰的相关输出的实例曲线图。
图1OF是由图8A的同步前同步码序列的第五峰的经缩放总和组成的参考脉冲的相关输出的曲线图。
图1lA是下行链路样本滑移检测的准备的流程图。
图1lB是下行链路样本滑移检测的准备的方法MlOO的流程图。
图1lC是根据下行链路样本滑移检测的准备的第一配置的设备AlOO的第一组装置的流程图。·
图12是用于带内通信系统中的发射数据调制解调器的实施例的图。
图13是包括第一、第二和第三冗余版本的复合同步和发射数据消息格式的实施例的图。
图14a是在目的地通信终端中在下行链路上发射的数据请求序列与在源通信终端中在上行链路上发射的数据响应序列的交互的实施例的图，其中静音、同步和数据包括每一冗余版本。
图14b是在目的地通信终端中在下行链路上发射的数据请求序列与在源通信终端中在上行链路上发射的数据响应序列的交互的另一实施例的图，其中静音、同步和数据包括每一冗余版本。
图14c是在目的地通信终端中在下行链路上发射的数据请求序列与在源通信终端中在上行链路上发射的数据响应序列的交互的又一实施例的图，其中静音、同步和数据包括每一冗余版本。
图15是稀疏脉冲数据符号表不的实施例的图。
图16A是上行链路同步解调器的流程图。
图16B是针对上行链路同步解调器的第一相关计算的流程图。
图16C是针对上行链路同步解调器的第二相关计算的流程图。
图16D是上行链路同步解调器的方法M200的流程图。
图16E是根据上行链路同步解调器的第一配置的设备A200的第一组装置的流程图。
图17A是梳状脉冲的实施例的图。
图17B是梳状脉冲的另一实施例的图。
图18A是形成有长度15PN加权序列索引O到7的一系列梳状脉冲的图。
图18B是形成有长度15PN加权序列索引8到14的一系列梳状脉冲的图。
图19A是根据第一配置的设备的实施方案的框图。
图19B是根据第二配置的设备的实施方案的框图。
具体实施方式
除非受其上下文明确限制，否则术语“信号”在本文中用以指示其普通意义中的任一者，包含如在导线、总线或其它传输媒体上表达的存储器位置(或存储器位置集合)的状态。除非由其上下文明确限制，否则本文中使用术语“产生”来指示其普通意义中的任一者， 例如计算或以另外方式产生。除非受其上下文明确限制，否则术语“计算”在本文中用以指示其普通意义中的任一者，例如运算、评估、估计及/或从多个值中进行选择。除非由其上下文明确限制，否则使用术语“获得”来指示其普通意义中的任一者，例如计算、导出、接收 (例如，从外部装置)及/或检索(例如，从存储元件阵列)。除非由其上下文明确限制，否则使用术语“选择”来指示其普通意义中的任一者，例如识别、指示、应用和/或使用一组两个或两个以上中的至少一个且少于全部。在术语“包含”用于本描述及权利要求书中的情况下，其不排除其它元件或操作。使用术语“基于”(如在“A基于B”中)来指示其普通意义中的任一者，包含情况(i) “从……导出”(例如，“B是A的前趋”)，(ii) “至少基于”(例如，“A至少基于B”)；以及如果在特定上下文中为恰当，(iii) “等于”(例如，“A等于B”)。 类似地，使用术语“响应于”来指示其普通意义中的任一者，包含“至少响应于” 。
除非另外指出，否则对具有特定特征的设备的操作的任何揭示内容还明确地希望揭示具有类似特征的方法(且反之亦然)，且对根据特定配置的设备的操作的任何揭示内容还明确地希望揭示根据类似配置的方法(且反之亦然)。如由其特定上下文指示，可参考方法、设备和/或系统使用术语“配置”。一般地且可互换地使用术语“方法”、“过程”、“程序”和“技术”，除非特定上下文另有指示。一般地且可互换地使用术语“设备”和“装置”， 除非特定上下文另有指示。通常使用术语“元件”和“模块”来指示较大配置的一部分。除非由其上下文明确限制，否则在本文中使用术语“系统”来指示其普通意义中的任一者，包含“交互以用于共同目的的元件群组”。参考文献的一部分的任何并入也将被理解为并入有所述部分内所参考的术语或变量的定义(其中此些定义出现在文献中的其它地方)以及所并入部分中所参考的任何图。
在典型的应用中，使用一种系统、方法或设备来控制来自带内通信系统中的源或目的地终端的发射。所述系统、方法或设备可包含用以在源与目的地终端之间发射和接收数据的协议。所述协议可包含用以使在源与目的地终端之间传送的数据同步的信号。所述信号可能归因于源与目的地终端之间的取样时序的差异(例如，由不同的计时机制、小区基站之间的越区切换或抖动缓冲器控制所导致)而未使数据充分同步，这可导致针对预定量(例如帧)的数据的额外或丢失的样本和/或不正确的样本索引。或者，所述信号可最初使数据正确地同步，但一段时间之后，同步可能丧失。可使用一种系统、方法或设备来增强和/或检测且跟踪同步信号。
图1表示紧急呼叫(eCall)系统的典型实例。将车辆事件950展示为两个车辆之间的事故。车辆事件950的其它合适实例包含多车辆事故、单车辆事故、单车辆爆胎、单车辆引擎故障，或其中车辆发生故障或用户需要帮助的其它情形。车载系统(IVS)951位于车辆事件950中所涉及的车辆中的一者或一者以上中，或可位于用户自身上。车载系统951 可由源和目的地终端组成。车载系统951经由无线信道进行通信，所述无线信道可由上行链路通信信道501和下行链路通信信道502组成。对数据发射的请求可由车载系统经由通信信道接收，或可在车载系统处自动或手动产生。无线塔955接收来自车载系统951的发射，并介接到由有线上行链路962和有线下行链路961组成的有线网络。无线塔955的合适实例为蜂窝式电话通信塔，其由天线、收发器和回程设备(都是此项技术中众所周知的)组成，用于介接到无线上行链路501和下行链路502。有线网络介接到公共安全应答点 (PSAP) 960，其中由车载系统951发射的紧急信息可被接收，且控制和数据可被发射。或者， PSAP 960可集成在移动交换中心内，从而去除了有线网络接口。公共安全应答点960可由本文所述的目的地终端600组成。车载系统951与公共安全应答点960之间的通信可通过并入有同步增强和/或跟踪方案的发射和接收协议实现。车辆事件950的其它合适实例还可包含车辆检查、保养、诊断，或其中可能发生来自车辆的带内数据传送的其它情形。在此情况下，公共安全应答点(PSAP) 960可由目的地终端服务器代替。
图2展示如可在无线源终端100内实施的带内数据通信系统的实施例。输入数据 S200由发射基带200处理，且作为发射基带数据S201输出。发射基带200的处理可包含消息格式化、调制以及声码器编码。输入数据S200可包含用户接口(UI)信息、用户位置/ 定位信息、时戳、设备传感器信息或其它合适数据。将发射基带数据S201输入到发射器295 和天线296，以经由通信信道501发射。数据由接收器495经由通信信道502接收，且作为接收基带数据S401输出。将接收基带数据S401输入到接收基带400进行处理且作为输出数据S300和输出音频S310而输出。接收基带400的处理可包含声码器解码、时序恢复、解调、消息去格式化以及同步检测和控制。源终端100经由通信信道501和502、网络500以及通信信道503与目的地终端600通信。合适的无线通信系统的实例包含根据全球移动通信系统(GSM)、第三代合作伙伴计划全球移动电信系统(3GPP UMTS)、第三代合作伙伴计划 2码 分多址(3GPP2 CDMA)、时分同步码分多址(TD-SCDMA)以及全球微波互联接入(WiMAX) 标准而操作的蜂窝式电话系统。所属领域的技术人员将认识到，本文所描述的技术可同等适用于不涉及无线信道的带内数据通信系统。通信网络500包含适合于建立源终端100与目的地终端600之间的通信链路的路由和/或切换设备、通信链路以及其它基础结构的任何组合。举例来说，通信信道503可不为无线链路。源终端100通常充当话音通信装置。
图3A展示说明源终端100与声卡300之间的单独样本计时机制的实例配置，其中音频输入信号S210和音频输出信号S310通过模拟接口介接到声卡300。ST时钟101为源终端100中的时钟产生器，且可用以驱动音频信号S210的(例如)模/数转换器的取样速率。SC时钟301为与源终端100分离的声卡300中的时钟产生器，且同样地可用以驱动模 /数转换器的取样速率。图3B展示用于目的地终端600的类似配置，其中DT时钟601为目的地终端600中的时钟产生器。
图4展示实例时钟信号，时钟源1，其中脉冲相隔周期V在图中，在预定周期(例如，一帧)内展示N个脉冲。
图5展示另一实例时钟信号，时钟源2，其中脉冲相隔周期1\。在此实例中，T1小于时钟源I的Td S卩，时钟源2是比时钟源I高频率的时钟)。在图中，在一帧内展示N+1 个脉冲，从而说明其中与时钟源I相比所述帧中存在一个额外脉冲的情况。此条件通常被称为“具有额外脉冲的样本填塞或样本滑移”。
图6A展示另一实例时钟信号，时钟源3，其中脉冲相隔周期T2。在此实例中，T2大于时钟源I的TcX S卩，时钟源3是比时钟源I低频率的时钟)。图6Β展示当帧被视为锁定到时钟源I时序但未锁定到时钟源3时序时可能存在的时钟“漂移”或“歪斜”条件(即， 时钟源3在时间上相对于时钟源I漂移)。图6C展示使得N-1脉冲在帧边界外部从而导致与时钟源I相比帧中少一个脉冲的另一时钟漂移条件。此条件通常被称为“样本滑移”。 在替代实例中，时钟漂移与整个信号的再取样相关联。
下行链路
图7是源终端100与目的地终端600之间的同步和数据发射序列的实例交互图。 下行链路发射序列800表示同步和数据消息从目的地终端600到源终端100的发射，且上行链路发射序列810表示同步和数据消息从源终端100到目的地终端600的发射。在此实例中，上行链路发射序列810由目的地终端600起始。下行链路发射序列800由具有第一同步序列801的目的地终端600在时间t0 850处起始。第一同步序列801的合适实例包括如图8A中展示的同步前同步码输出(Sync Preamble Out),其产生图8B中所示的相关峰模式。在第一同步序列801之后，目的地终端600发射“开始”消息802，以命令源终端100 开始发射其上行链路发射810序列。目的地终端600继续发射交替的第一同步801和“开始”消息802，且等待来自源终端100的响应。在时间tl 851处，已接收到来自目的地终端 600的“开始”消息802的源终端100开始发射其自己的同步序列811。在同步序列811之后，源终端10 0将最小数据集合或“MSD”消息812发射到目的地终端600。在时间t2 852 处，已接收到来自源终端100的同步消息811的目的地终端600开始将否认或“NACK”消息 803发射到源终端100。目的地终端600继续发射交替的第一同步801和“NACK”消息803， 直到其成功接收到来自源终端100的MSD消息812为止。成功接收MSD消息812的合适实例包含检验对MSD消息812执行的循环冗余校验。在时间t3 853处，已成功接收到MSD消息的目的地终端600开始发射低层确认或“LLACK信号”，所述低层确认或“LLACK信号”由第一同步801和低层确认“LLACK”消息804组成。在时间t5 855处，目的地终端600开始发射高层消息或“HLMSG信号”，所述高层消息或“HLMSG信号”由第二同步893和高层消息 HLMSG894组成。第二同步信号893的合适实例为245中所示序列的反转序列(“ + ”和极性位交换)，如图9A中所示，这产生图9B中所示的交替相关峰模式。源终端100可尝试多次发送MSD消息812 (813、814)，直到其接收到LLACK消息为止。在替代实施例中，源终端 100可尝试多次发送MSD消息812 (813,814)，直到其接收到HLMSG消息或LLACK和HLMSG消息两者为止。在时间t6 856处，已接收到来自目的地终端600的HLMSG信号的源终端100 中止MSD消息的发射。在合适实例中，目的地终端600经由在目的地终端600已发送预定数目的HLMSG信号之后再次发射开始消息802来请求重新发射。在合适实例中，目的地终端600所发送的HLMSG信号的预定数目为五。在合适实例中，图7的交互可含有HLMSG信号，包括第二同步893和高层消息HLMSG894，但无LLACK信号(即，在没有前面的LLACK信号的情况下检测到HLMSG信号)。
基于同步序列的同步跟踪解调
由于下行链路中每个反馈消息(例如，START、NACK、LLACK和HLMSG消息)包含一同步序列(前同步码)，因此可针对反馈消息中的每一者进行校验以便检验并跟踪同步。然而，决策规则应考虑同步序列还用于将较高层(HL)小于与较低层(LL)消息区分开。因此， 相对于相关峰的正负号，应避免含糊性。举例来说，归因于发射信道的低通/带通特性，在先前位置的邻域中的峰搜索可导致较高层与较低层消息之间的含糊性，且在存在时钟漂移的情况下变得更重要。
为了避免含糊性，当在下行链路接收器处锁定同步时，可计算参考相关峰形状。在合适实例中，确定在同步被锁定时哪些相关峰为有效。组合所有有效(例如，检测到的)峰可确定参考峰形状。在合适的实例中，对所有有效峰进行求和并缩放结果可确定参考峰形状。对所有有效峰求平均也可确定参考峰形状。参考峰形状的实例长度可为5个样本，其中实际所要峰为峰形状的中心样本。图10A、10B、10CU0D和IOE展示多个峰的实例相关峰。 图1OA到IOE中展示的5个峰对应于在5个样本上来自图8A中所示的实例前同步码的5 个检测到的峰，其中索引O指示主要所检测峰，且索引-2、-1、1、2指示与主要所检测峰的相应样本偏移。图1OA到IOE中的每一者描述个别峰的峰形状，其中实际峰为中心的相关值 (即，图中的索引O)。图1OF展示由图1OA到IOE的经组合的一组(例如，经缩放总和或平均)峰组成的参考脉冲。组合(例如，经由经缩放总和或平均)峰是有利的，因为其趋向于平滑个别峰可能归因于尤其因语音信道而导致的失真而观察到的变化。另外，仅在检测到的峰上进行组合产生所计算值，其并不受非所检测峰不利地影响。因此，有利的是且优选执行组合(例如，经缩放总和或平均)，且执行仅检测到的峰上的组合。可使用此方法来跟踪较广范围的样本，例如，可在下行链路中跟踪一范围[-480，..+480]的样本。
图1lA展示样本滑移检测的准备中的处理的实例的流程图。在1110中接收同步信号(例如801或893)，并在1120中使其与本地参考信号相关。如果确定同步未锁定，1130， 那么流程移回以接收同步序列1110。如果确定同步被锁定，那么在1140中通过组合所有有效(即，检测到的)峰来计算参考峰形状。
在合适实例中，可从接收到的同步前同步码和/或经反转同步前同步码计算峰。 如果检测到同步和经反转 同步前同步码，那么使用以下在跟踪阶段期间使用的决策逻辑来作出决策以确定检测到的同步是经反转还是未经反转
IF((正同步峰的数目 > =负同步峰的数目AND与原始脉冲形状的正峰互相关> 与原始脉冲形状的负峰互相关)0R(正同步峰的数目>负同步峰的数目AND与原始脉冲形状的正峰互相关> 经缩放(例如，除以2)与原始脉冲形状的负峰互相关AND在假设尚未发生样本滑移的预期位置处的负峰的数目==O)) THEN有效峰为正
ELSE IF((正同步峰的数目< =负同步峰的数目)AND与原始脉冲形状的正峰互相关<与原始脉冲形状的负峰互相关)0R(正同步峰的数目 <负同步峰的数目)AND(经缩放(例如，除以2)与原始脉冲形状的正峰互相关<与原始脉冲形状的负峰互相关AND在假设尚未发生样本滑移的预期位置处的正峰的数目==O)) THEN有效峰为负。
ELSEIF(在假设尚未发生样本滑移的预期位置处的正峰的数目 >在假设尚未发生样本滑移的预期位置处的负峰的数目)THEN有效峰为正。
ELSEIF(在假设尚未发生样本滑移的预期位置处的负峰的数目 >在假设尚未发生样本滑移的预期位置处的正峰的数目)THEN有效峰为负。
如果仅检测到一个峰，那么其被视为有效的，除非在预期位置处已经检测到至少够多的峰。
对于参考峰形状的计算，可根据以下同步算法来识别有效峰。同步算法选择参考峰，并检查预期位置处任何额外峰的存在；例如I个参考峰和4个额外峰。在合适实例中， 检测到的峰存储在向量中；例如
将指示已检测到除第一个以外的所有峰。取决于此向量中有多少个1，同步算法将继续额外测试。在合适实例中，额外测试是基于振幅值。 在额外测试之后，同步算法决定其是否为有效同步。如果所有测试均成功；即同步前同步码被标记为检测到，那么在用向量中的I标记的那些峰上组合(例如，经缩放总和或平均)所述向量。在合适实例中，组合所述峰，而不管其振幅如何。
图1lB展示根据第一配置的样本滑移检测的准备中的处理的实例的方法MlOO的流程图。任务TlllO接收同步信号(例如，801或893)。任务T1120使接收到的同步信号与参考信号相关。任务T1140计算参考峰形状，其中通过组合所有有效峰来计算参考峰形状。
图1lC展示设备AlOO的框图。设备AlOO包含用于接收同步信号的装置F1110、 用于使接收到的同步信号与参考信号相关的装置F1120，以及用于计算参考峰形状的装置 F1140，其中通过组合所有有效峰来计算参考峰形状。
上行链路
发射基带200通常经由声码器路由用户语音，但还能够响应于源自源终端或通信网络的请求而经由声码器路由非语音数据。经由声码器路由非语音数据是有利的，因为其消除了对源终端经由单独的通信信道请求和发射数据的需要。将非语音数据格式化为消息。将消息数据(仍为数字形式)转换为由脉冲组成的类噪声信号。将消息数据信息建立到类噪声信号的脉冲位置和脉冲正负号中。类噪声信号由声码器编码。声码器并不依据输入是用户语音还是非语音数据而不同地配置，因此有利的是将消息数据转换成可通过分配给声码器的发射参数集合有效地编码的信号。经由通信链路在带内发射经编码类噪声信号。因为所发射的信息是建立在类噪声信号的脉冲位置中，因此可靠检测取决于脉冲相对于语音编解码器帧边界的时序的恢复。为了帮助接 收器检测带内发射，在发射消息数据之前，通过声码器来编码预定同步信号。发射同步、控制和消息的协议序列以确保非语音数据在接收器处的可靠检测和解调。
图12是发射数据调制解调器230的合适实例框图，Tx数据调制解调器230可驻留在图2中所示的发射基带200内。三个信号(同步输出S245、静音输出S240以及Tx调制输出S235)可通过多路复用器259在时间上多路复用到Tx数据S230输出信号上，图2中的发射基带数据S201基于所述输出信号。应认识到，可将不同次序和组合的信号同步输出 S245、静音输出S240以及Tx调制输出S235输出到Tx数据S230上。举例来说，在每一 Tx 调制输出S235数据段之前，可发送同步输出S245。或者，在具有静音输出S240的完整Tx 调制输出S235在每一 Tx调制输出S235数据段之间发送之前，可发送一次同步输出S245。 在图12中，经格式化的输入数据S220可基于输入数据S200。
基于同步序列的同步跟踪调制
再次参看图7，TxMSD原始消息812、TxMSD尝试I 813以及TxMSD尝试2 814可全部基于Tx数据S230。可发射额外的TxMSD尝试(例如，尝试3)。每一 TxMSD尝试可并入有额外的静音和同步消息，且可被称为冗余版本，其中每一尝试、静音和同步对应于一不同冗余版本。支持上行链路同步跟踪的一个合适实例是通过在静音周期期间插入额外的参考脉冲。这使调制帧保持不变，但延长了每一冗余版本的总体长度。图13中展示定义三个实例冗余版本的经静音、同步和Tx调制的数据的复合组。Twul 701、Tspl 702和Tdl 703 表示每一信号在第一冗余版本中发射的持续时间(以帧计)。Twul的合适实例为2个帧， Tspl为4个帧，且Tdl为15个帧。Twu2 711、Tsp2 712和Td2 713表示每一信号在第二冗余版本中发射的持续时间(以帧计)。Twu2的合适实例为4个帧，Tsp2为4个帧，且Td2为 16个帧。Twu3 721、Tsp3 722和Td3 723表示每一信号在第三冗余版本中发射的持续时间 (以帧计)。Twu3的合适实例为2个巾贞，Tsp3为4个巾贞，且Td3为16个帧。图14a中展示上行链路发射协议的对图7的优选替代物，其并入有图13中所示的复合同步、静音和数据。 或者，图14b和图14c展示静音和同步信号的不同配置(例如，静音在同步或静音/同步/ 静音序列之前)。复合静音、同步和数据通过实现样本滑移条件的更稳固检测和跟踪而提供优势。在图14a到c中，TxMSD原始消息812、TxMSD尝试1813以及TxMSD尝试2814可全部基于Tx数据S230。图7和图14a到c的上行链路发射之间的区别在于静音815a、815b 以及同步816a、816b是连同TxMSD尝试一起发送以形成冗余版本。
图15展示可用以使用基于脉冲位置调制(PPM)的方案来发射数据的稀疏脉冲的合适实例。将时轴划分为持续时间Tmf的调制帧。在每一此调制帧内，相对于调制帧边界定义时刻V h.....V1的数目，其识别基本脉冲P⑴的潜在位置。举例来说，将位置t3处的脉冲237表示为P (t-t3)。根据映射表将输入到调制器235的经格式化的输入数据S220 信息位映射到具有到脉冲位置的对应平移的符号。还可用极性变换土P(t)来使脉冲成形。 因此，符号可由调制帧内的2m个不同信号中的一者表示，其中m表示针对所述调制帧定义的时刻的数目，且乘法因子2表示正和负极性。
表I中展示合适的脉冲位置映射的实例。在此实例中，调制器每调制帧映射一 3 位符号。依据脉冲形状p(n-k)的位置k以及脉冲的正负号来表示每一符号。在此实例中， 长度为16个样本的调制帧内存在原始发射脉冲的16个可能移位。基于16个可能移位的实例，表I定义各自由预定数目个时刻隔开的4个可能的PPM位置。在此实例中，将初始偏移设定为I个时刻，且脉冲各自相隔4个时刻，从而产生1、5、9和13个时刻的移位。将总共8个不同的脉冲位置与极性组合映射到所述符号。
表I
权利要求
1.一种用于识别带内调制解调器的发射信道中的样本滑移的方法，其包括 接收数据位，其中所述所接收数据位包括位于帧中的多个预定位置中的一者处的脉冲； 使所述所接收数据位与参考信号相关；以及 基于所述相关识别样本滑移。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述识别包括 确定当前帧的决策度量，其中所述决策度量包括相对于零偏移下的相关确定所述帧中的所有可能偏移的最大相关； 确定第一预定数目的后续帧的所述决策度量； 确定针对所述当前和后续帧而确定的所述决策度量是否大于第二预定值；以及基于所述确定针对所述当前和后续帧而确定的所述决策度量是否大于所述第二预定值来识别样本滑移。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述识别包括 确定当前帧的决策度量，其中所述决策度量包括相对于零偏移下的所述相关确定所述中贞中的所有可能偏移的所述最大相关； 确定第一预定数目的后续帧的所述决策度量； 将从所述当前和后续帧确定的所述决策度量进行比较以产生多个决策差； 确定所述决策差是否落在第一预定范围内；以及 基于所述确定所述决策差是否落在所述第一预定范围内来识别样本滑移。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述识别进一步包括忽略具有低于第三预定阈值的决策差的帧。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述参考信号包括梳状脉冲，其中所述梳状脉冲是由多个叠加脉冲组成。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述相关包括二阶段搜索， 其中所述二阶段搜索的第一阶段包括在帧中第一预定数目个脉冲中的每一者周围的第一预定范围内找出多个可能的最大相关，且 其中所述二阶段搜索的第二阶段包括在所述可能的最大相关中找出所述最大相关。
7.一种用于识别带内调制解调器的发射信道中的样本滑移的设备，其包括 接收器，其用于接收数据位，其中所述所接收数据位包括位于帧中的多个预定位置中的一者处的脉冲； 相关器，其用于使所述所接收数据位与参考信号相关；以及 处理器，其用于基于所述相关识别样本滑移。
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述处理器进一步包括 确定当前帧的决策度量，其中所述决策度量包括相对于零偏移下的相关确定所述帧中的所有可能偏移的最大相关； 确定第一预定数目的后续帧的所述决策度量； 确定针对所述当前和后续帧而确定的所述决策度量是否大于第二预定值；以及基于所述确定针对所述当前和后续帧而确定的所述决策度量是否大于所述第二预定值来识别样本滑移。
9.根据权利要求7所述的设备，其中所述处理器进一步包括 确定当前帧的决策度量，其中所述决策度量包括相对于零偏移下的所述相关确定所述中贞中的所有可能偏移的所述最大相关； 确定第一预定数目的后续帧的所述决策度量； 将从所述当前和后续帧确定的所述决策度量进行比较以产生多个决策差； 确定所述决策差是否落在第一预定范围内；以及 基于所述确定所述决策差是否落在所述第一预定范围内来识别样本滑移。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述处理器进一步包括忽略具有低于第三预定阈值的决策差的帧。
11.根据权利要求7所述的设备，其中所述参考信号包括梳状脉冲，其中所述梳状脉冲由多个叠加脉冲组成。
12.根据权利要求7所述的设备，其中所述相关器包括二阶段搜索器， 其中所述二阶段搜索器的第一阶段包括在帧中第一预定数目个脉冲中的每一者周围的第一预定范围内找出多个可能的最大相关，且 其中所述二阶段搜索器的第二阶段包括在所述可能的最大相关中找出所述最大相关。
13.一种用于识别带内调制解调器的发射信道中的样本滑移的设备，其包括 用于接收数据位的装置，其中所述所接收数据位包括位于帧中的多个预定位置中的一者处的脉冲； 用于使所述所接收数据位与参考信号相关的装置；以及 用于基于所述相关识别样本滑移的装置。
14.根据权利要求13所述的设备，其中所述用于识别的装置包括 用于确定当前帧的决策度量的装置，其中所述决策度量包括相对于零偏移下的相关确定所述巾贞中的所有可能偏移的最大相关； 用于确定第一预定数目的后续帧的所述决策度量的装置； 用于确定针对所述当前和后续帧而确定的所述决策度量是否大于第二预定值的装置；以及 用于基于所述确定针对所述当前和后续帧而确定的所述决策度量是否大于所述第二预定值来识别样本滑移的装置。
15.根据权利要求13所述的设备，其中所述用于识别的装置包括 用于确定当前帧的决策度量的装置，其中所述决策度量包括相对于零偏移下的所述相关确定所述巾贞中的所有可能偏移的所述最大相关； 用于确定第一预定数目的后续帧的所述决策度量的装置； 用于将从所述当前和后续帧确定的所述决策度量进行比较以产生多个决策差的装置； 用于确定所述决策差是否落在第一预定范围内的装置；以及 用于基于所述确定所述决策差是否落在所述第一预定范围内来识别样本滑移的装置。
16.根据权利要求15所述的设备，其中所述用于识别的装置进一步包括用于忽略具有低于第三预定阈值的决策差的帧的装置。
17.根据权利要求13所述的设备，其中所述参考信号包括梳状脉冲，其中所述梳状脉冲由多个叠加脉冲组成。
18.根据权利要求13所述的设备，其中所述用于相关的装置包括二阶段搜索， 其中所述二阶段搜索的第一阶段包括用于在帧中第一预定数目个脉冲中的每一者周围的第一预定范围内找出多个可能的最大相关的装置，且 其中所述二阶段搜索的第二阶段包括用于在所述可能的最大相关中找出所述最大相关的装置。
19.一种存储计算机程序的存储器，所述计算机程序在执行时致使计算机执行以下动作 接收数据位，其中所述所接收数据位包括位于帧中的多个预定位置中的一者处的脉冲； 使所述所接收数据位与参考信号相关；以及 基于所述相关识别样本滑移。
20.根据权利要求19所述的存储器，其进一步包括在执行时致使计算机执行以下动作的计算机程序 确定当前帧的决策度量，其中所述决策度量包括相对于零偏移下的相关确定所述帧中的所有可能偏移的最大相关； 确定第一预定数目的后续帧的所述决策度量； 确定针对所述当前和后续帧而确定的所述决策度量是否大于第二预定值；以及基于所述确定针对所述当前和后续帧而确定的所述决策度量是否大于所述第二预定值来识别样本滑移。
21.根据权利要求19所述的存储器，其进一步包括在执行时致使计算机执行以下动作的计算机程序 确定当前帧的决策度量，其中所述决策度量包括相对于零偏移下的所述相关确定所述中贞中的所有可能偏移的所述最大相关； 确定第一预定数目的后续帧的所述决策度量； 将从所述当前和后续帧确定的所述决策度量进行比较以产生多个决策差； 确定所述决策差是否落在第一预定范围内；以及 基于所述确定所述决策差是否落在所述第一预定范围内来识别样本滑移。
22.根据权利要求21所述的存储器，其进一步包括在执行时致使计算机执行以下动作的计算机程序忽略具有低于第三预定阈值的决策差的帧。
23.根据权利要求19所述的存储器，其进一步包括在执行时致使计算机执行以下动作的计算机程序执行二阶段搜索， 其中所述二阶段搜索的第一阶段包括在帧中第一预定数目个脉冲中的每一者周围的第一预定范围内找出多个可能的最大相关，且 其中所述二阶段搜索的第二阶段包括在所述可能的最大相关中找出所述最大相关。
全文摘要
本发明揭示处理带内调制解调器的同步以检测样本滑移条件。相关和决策逻辑可靠地检测所述样本滑移条件，同时最小化假报警的数目。
文档编号H04B1/7085GK103026655SQ201180036908
公开日2013年4月3日 申请日期2011年7月27日 优先权日2010年7月28日
发明者克里斯蒂安·斯格拉雅, 克里斯蒂安·伯恩哈德·皮奇, 马克·W·维尔纳, 克里斯托夫·A·约滕 申请人:高通股份有限公司