粗略定时的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请大体上涉及用于通信系统、更具体地是用于OFDM通信系统的粗略定时。
【背景技术】
[0002] IEEE802.lip协议（又称车载环境中的无线接入（WirelessAccessin VehicularEnvironment，WAVE))是IEEE802. 11 的已获批准的修正案。它是对IEEE 802. 11的扩展，并且适应智能交通系统（IntelligentTransportationSystem，ITS)中的 对应应用。
[0003] 类似其它802. 11体系成员，802.lip的帧同步主要是取决于短和长的训练序列。 一个此类训练序列实例如图1所示。在这个实例中，存在10个短的训练序列t1(|以及 2个长的训练序列I\~T2，并且总训练时间为32ys。
[0004] 在一些常规方法中，帧同步被分成为粗略定时过程和精细定时过程。在粗略定时 过程中，数据帧的位置使用第一预设阈值以及基于所接收的信号的自相关的第一定时度量 函数来近似定位。在精细定时过程中，第一路径中传送的数据帧的位置使用第二预设阈值 以及基于所接收的信号与已知训练序列间的互相关的第二定时度量函数来定位。数据帧指 包含某些训练序列以及有效载荷的数据包。
[0005] 在此类方法中，基于互相关的第二定时度量函数仅在检测到数据帧时才使用。由 于基于自相关的计算具有低复杂性以及相对低精确性，并且基于互相关的计算具有相对高 复杂性以及高精确性，因此，通过如此组合即可实现在相对低计算复杂性下相对高精确性。
[0006] 以S&C算法为例，说明一种常规粗略定时方法。
[0007] 定时度量函数可如公式（1)定义，
[0008]
[0009] 其中d表示沿时间轴的位置。
[0010] p(d)可如公式⑵定义，
[0011]
[0012] 其中r(n)表示所接收的信号，并且N表示短训练序列的长度。
[0013] R(d)可如公式⑶定义。，
[0014]
[0015] 阈值Cth可以预设。如果存在大于Cth的预先确定数目的连续的定时度量值，这就 表明存在有数据帧，并且粗略定时结束。如果A(d) <Cth，这就表明不存在数据帧，并且粗 略定时继续。如何找出数据帧的实例如图2所示。
[0016] 然而，信号信道的相关参数可能如因不同类型衰减改变。因此，在某些情况下，预 设阈值可能造成错误。例如，在一些情况下，预设阈值可能过低，并且噪声可能被错误地识 别为数据帧。在一些情况下，预设阈值可能过高，并且帧的开始部分可能缺失。因此，需要 更稳健的粗略定时方法以及系统。
【发明内容】
[0017] 在一个实施例中，提供了一种用于通信系统的粗略定时方法。所述粗略定时方法 可以包括：计算所接收的信号样本的基于自相关的定时度量值；基于所接收的信号样本的 先前的定时度量值计算平均定时度量值；以及基于所述定时度量值和所述平均定时度量值 来确定是否存在有数据帧。
[0018] 在一些实施例中，所述方法可进一步包括：如果存在大于对应平均定时度量值的 Q个连续定时度量值，那么确定存在有数据帧，其中Q是预先确定的正整数。在一些实施例 中，Q可为足够大的，但不过大，使得数据帧不可能缺失并且噪声不可能错误地被识别为数 据帧。在一些实施例中，所述方法可进一步包括：确定数据帧基本上起始于对应于大于对应 平均定时度量值的Q个连续定时度量值的第一个值的信号样本。
[0019] 在一些实施例中，对于所接受的信号样本而言，对应平均定时度量值可为针对信 号样本来计算的平均定时度量值。在一些实施例中，对于所接受的信号样本而言，对应平均 定时度量值可为针对当前信号样本以及当前信号样本前的信号样本来计算的平均定时度 量值中的最大的值。
[0020] 在一些实施例中，所述方法可进一步包括：如果在具有预先确定长度L的时间窗 中，存在大于对应平均定时度量值的Q个定时度量值，那么确定存在有数据帧，其中L大于 Q。在一些实施例中，所述方法可进一步包括：确定数据帧起始于对应于时间窗的结束的信 号样本。
[0021] 在一些实施例中，所述定时度量值可根据公式（1)计算：
[0022]
[0023] 其中d代表时间轴上的位置，
[0024] 其中P(d)可如公式⑵定义：
[0025]
[0026] 其中r(n)表示所接收的信号，并且N为预先确定的正整数，
[0027] 并且其中R(d)可如公式⑶定义：
[0028]
[0029]N可为任何合适的正整数。例如，N可为4、5、6、7、8、9、10、16、32等等。在一些实 施例中，N可设定为短训练序列的长度。
[0030] 在一些实施例中，平均定时度量值可基于M个连续的先前定时度量值计算，其中M 是预先确定的正整数。
[0031] 在一些实施例中，所述平均定时度量值可根据公式（4)计算：
[0032]
[0033] M可为任何合适的正整数。例如，M可为2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、18、20等 等。在一些实施例中，M可设定为短训练序列的长度的一半。
[0034] 以上公式可以许多方式修改，并且并不旨在以任何方式来进行限制。例如，公式 (4)可修改成公式（5):
[0035]
[0036] 在一些实施例中，通信系统是正交频分多路复用通信（OrthogonalFrequency DivisionMultiplexing，OFDM)系统。
[0037] 在一个实施例中，提供了一种用于通信系统的粗略定时系统。所述粗略定时系统 可以包括：定时度量值计算设备，所述定时度量值计算设备用于计算所接收的信号样本的 基于自相关的定时度量值；平均定时度量值计算设备，所述平均定时度量值计算设备用于 基于所接收的信号样本的先前的定时度量值计算平均定时度量值；以及数据帧检测设备， 所述数据帧检测设备用于基于所述定时度量值和所述平均定时度量值来确定是否存在有 数据帧。
[0038] 在一些实施例中，如果存在大于对应平均定时度量值的Q个连续定时度量值，那 么所述数据帧检测设备确定存在有数据帧，其中Q是预先确定的正整数。在一些实施例中， 所述数据帧检测设备可进一步确定数据帧基本上起始于对应于Q个连续定时度量值的第 一个值的信号样本。
[0039] 在一些实施例中，如果在具有预先确定长度L的时间窗中，存在大于对应平均定 时度量值的Q个定时度量值，那么所述数据帧检测设备确定存在有数据帧，其中L大于Q。 在一些实施例中，所述数据帧检测设备可进一步确定数据帧基本上起始于对应于时间窗的 结束的信号样本。
[0040] 在一些实施例中，所述粗略定时系统可进一步包括用于对大于对应平均定时度量 值的定时度量值进行计数的计数器。
[0041] 在一个实施例中，提供了一种用于通信系统的粗略定时系统。所述粗略定时系统 可以包括：用于基于自相关来计算所接收的信号样本的定时度量值的装置；用于基于先前 的定时度量值计算所接收的信号样本的平均定时度量值的装置；以及用于基于所述定时度 量值和所述平均定时度量值来确定是否存在有数据帧的装置。
[0042] 在一个实施例中，提供一种包含计算机程序在其中的计算机可读介质。当所述计 算机程序被处理器执行时，所述处理器可被指示来：基于自相关来计算所接收的信号样本 的定时度量值；基于先前的定时度量值计算所接收的信号样本的平均定时度量值；以及基 于所述定时度量值和所述平均定时度量值来确定是否存在有数据帧。
【附图说明】
[0043] 本发明的前述和其它特征将结合附图来从以下描述和所附权利要求书更完全地 清楚。应当理解，这些附图仅仅描绘根据本发明的若干个实施例，并且因此不被认为是对本 发明范围的限制，将会通过使用附图对本发明进行更确切且更详细地描述。
[0044] 图1示出802. 11协议的完整训练序列的实例。
[0045] 图2示出如何通过常规方法检测数据帧的实例。
[0046] 图3示出根据本申请的一实施例的粗略定时系统的示意性方框图。
[0047] 图4示出根据本申请的一实施例的粗略定时系统的示意性流程图。
[0048] 图5示出在实验中常规方法及本申请的方法的差错率图。
【具体实施方式】
[0049] 在以下详细描述中，参考附图，附图形成以下详细描述的一部分。在附图中，类似 符号通常标识类似部件，除非上下文另外地指明。详细描述、附图和权利要求书中描述的说 明性实施例不意味着限制性的。在不背离在此所呈现的主题的精神或范围的情况下，可利 用其它实施例，并可做出其它改变。将容易地理解，如本文中大体描述并在附图中示出的本 发明的方面可以各种各样的不同的配置进行布置、替换、组合以及设计，所有这些都明确地 构想并形成为本发明的部分。
[0050] 图3示出通信系统中的粗略定时系统100的示意性方框图。所述系统100包括：信 号接收设备101，用于接收信号样本；定时度量值计算设备103,用于计算信号接收设备101 所接收的信号样本的基于自相关的定时度量值；平均定时度量值计算设备105,用于基于 先前的定时度量值计算所接收的信号样本的平均定时度量值；以及数据帧检测设备107， 用于基于定时度量值计算设备103计算的定时度量值和平均定时度量值计算设备105计算 的平均定时度量值来确定是否存在有数据帧。
[0051] 图4示出用于通信系统的粗略定时方法200的示意性流程图。
[0052] 在201中，接收信号样本。信号样本可通过对所接收的信号进行采样获得。在数字 信号处理中，信号样本用于表示信号。根据本申请的一实施例，信号样本是由信号接收设备 101获得。随后，信号接收设备101将所接收的信号样本发送至定时度量值计算设备103。
[0053] 在203中，计算所接收的信号样本的基于自相关的定时度量值。根据本申请的一 实施例，定时度量值计算设备103计算每个信号样本的定时度量值。基于自相关的定时度 量值可根据公式（1)计算：
[0054]
[0055] 其中d代表时间轴上的位置，