專(zhuān)利名稱(chēng)：多載波通信系統(tǒng)中的信號(hào)檢測(cè)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
地涉及一種在能夠接收和處理根據(jù)多載波數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制傳輸?shù)男盘?hào) 的無(wú)線電接收器中的信號(hào)檢測(cè)。
背景技術(shù)：
多載波數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制已經(jīng)被廣泛地研究并且在某一程度上用 作為在兩個(gè)獨(dú)立通信設(shè)備之間或者在無(wú)線電信系統(tǒng)中的高速無(wú)線數(shù) 據(jù)傳輸機(jī)制。這樣的多載波數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制例如包括正交頻分復(fù)用
(OFDM )機(jī)制。在多載波系統(tǒng)中通常在多個(gè)子載波上并行傳輸數(shù)個(gè) 數(shù)據(jù)符號(hào)。為了實(shí)現(xiàn)在發(fā)射器與接收器之間的數(shù)據(jù)傳輸，接收器必 須能夠檢測(cè)發(fā)射器傳輸?shù)慕o定同步或者導(dǎo)頻信號(hào)。同步或者導(dǎo)頻信 號(hào)可能由于無(wú)線電信道引起的衰落而衰減、因此可能以很低的功率 水平到達(dá)接收器。因此，需要一種用于檢測(cè)在無(wú)線電接收器中接收 的多載波信號(hào)內(nèi)的同步信號(hào)和/或?qū)ьl信號(hào)的高效信號(hào)檢測(cè)方法。
在OFDM系統(tǒng)中可以在時(shí)域或者頻域中實(shí)現(xiàn)信號(hào)檢測(cè)。信號(hào)檢 測(cè)通?；跒榱藱z測(cè)而處理的接收信號(hào)的相關(guān)度。信號(hào)檢測(cè)過(guò)程可 能是盲目的或者由導(dǎo)頻輔助的。在盲目信號(hào)檢測(cè)中通常利用接收的 信號(hào)的自相關(guān)性質(zhì)、特別是通過(guò)使用循環(huán)前綴而造成的相關(guān)性質(zhì)。 在由導(dǎo)頻輔助的信號(hào)檢測(cè)中，接收的信號(hào)與已知信號(hào)相關(guān)，而如果 兩個(gè)信號(hào)具有足夠相關(guān)度，則確定已經(jīng)檢測(cè)到信號(hào)。
信號(hào)檢測(cè)通?；诮邮盏男盘?hào)的計(jì)算相關(guān)度值與閾值的比較。 由于根據(jù)具有給定的接收功率電平的信號(hào)采樣來(lái)計(jì)算相關(guān)度值，所
以相關(guān)度值受接收信號(hào)的接收功率影響。因此，必須通過(guò)將接收信 號(hào)的接收功率納入考慮之中來(lái)計(jì)算閾值。在實(shí)踐中，必須為每個(gè)信號(hào)檢測(cè)過(guò)程計(jì)算閾值。這增加了信號(hào)處理量，并因此增加了實(shí)現(xiàn)信 號(hào)檢測(cè)過(guò)程的無(wú)線電接收器的復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種用于在無(wú)線電接收器中信號(hào) 檢測(cè)的改進(jìn)解決機(jī)制。
根據(jù)本發(fā)明的 一 個(gè)方面，提供 一 種在無(wú)線電接收器中的信號(hào)檢
測(cè)方法。該方法包括接收第一無(wú)線電信號(hào)；將接收的第一無(wú)線電 信號(hào)變換到頻域中；選擇已變換的第一無(wú)線電信號(hào)的一個(gè)或者多個(gè) 具體頻率分量，由此獲得位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的信號(hào)的 頻域表示；將位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的信號(hào)的頻域表示與 參考信號(hào)相關(guān)，由此產(chǎn)生相關(guān)度值，該相關(guān)度值描述了在位于所選 一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的信號(hào)與參考信號(hào)之間的相似度；為位于所 選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的信號(hào)估計(jì)接收功率值；根據(jù)相關(guān)度值和 接收功率值來(lái)計(jì)算判決度量；以及基于判決度量來(lái)確定位于所選一 個(gè)或者多個(gè)頻率分量的信號(hào)是所需信號(hào)還是噪聲。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種無(wú)線電接收器。該無(wú)線電接 收器包括通信接口，其配置用于接收無(wú)線電信號(hào)；以及處理單元。 該處理單元被配置用于通過(guò)通信接口接收第一無(wú)線電信號(hào)；將接 收的第一無(wú)線電信號(hào)變換到頻域中；選擇已變換的第一無(wú)線電信號(hào) 的一個(gè)或者多個(gè)具體頻率分量，由此獲得位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻 率分量的信號(hào)的頻域表示；將位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的信 號(hào)的頻域表示與參考信號(hào)相關(guān)，由此產(chǎn)生相關(guān)度值，該相關(guān)度值描 述了在位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的信號(hào)與參考信號(hào)之間的相 似度；為位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的信號(hào)估計(jì)接收功率值； 根據(jù)相關(guān)度值和接收功率值來(lái)計(jì)算判決度量；以及基于判決度量來(lái) 確定位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的信號(hào)是所需信號(hào)還是噪聲。
根據(jù)本發(fā)明的另 一 方面，提供 一 種用于在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中使用 的移動(dòng)終端。該移動(dòng)終端包括無(wú)線電接收器，該無(wú)線電接收器被配置用于接收第一無(wú)線電信號(hào)；將接收的第一無(wú)線電信號(hào)變換到頻 域中；選擇已變換的第一無(wú)線電信號(hào)的一個(gè)或者多個(gè)具體頻率分量， 由此獲得位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的信號(hào)的頻域表示；將位 于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的信號(hào)的頻域表示與參考信號(hào)相關(guān)， 由此產(chǎn)生相關(guān)度值，該相關(guān)度值描述了在位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻 率分量的信號(hào)與參考信號(hào)之間的相似度；為位于所選一個(gè)或者多個(gè) 頻率分量的信號(hào)估計(jì)接收功率值；根據(jù)相關(guān)度值和接收功率值來(lái)計(jì) 算判決度量；以及基于判決度量來(lái)確定位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率 分量的信號(hào)是所需信號(hào)還是噪聲。
根據(jù)本發(fā)明的另 一方面，提供一種計(jì)算機(jī)可讀的計(jì)算機(jī)程序分 發(fā)介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)程序分發(fā)介質(zhì)對(duì)用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)過(guò)程的計(jì)算機(jī)程 序指令進(jìn)行編碼，該計(jì)算機(jī)過(guò)程用于在無(wú)線電接收器中的信號(hào)檢測(cè)。 該過(guò)程包括接收第一無(wú)線電信號(hào)；將接收的第一無(wú)線電信號(hào)變換 到頻域中；選擇已變換的第 一無(wú)線電信號(hào)的一個(gè)或者多個(gè)具體頻率 分量，由此獲得位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的信號(hào)的頻域表示； 將位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的信號(hào)的頻域表示與參考信號(hào)相 關(guān)，由此產(chǎn)生相關(guān)度值，該相關(guān)度值描述了在位于所選一個(gè)或者多 個(gè)頻率分量的信號(hào)與參考信號(hào)之間的相似度；為位于所選一個(gè)或者 多個(gè)頻率分量的信號(hào)估計(jì)接收功率值；根據(jù)相關(guān)度值和接收功率值 來(lái)計(jì)算判決度量；以及基于判決度量來(lái)確定位于所選一個(gè)或者多個(gè) 頻率分量的信號(hào)是所需信號(hào)還是噪聲。
本發(fā)明提供若干優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)對(duì)在給定的子栽波上與在其 它子載波上傳輸?shù)钠渌粋€(gè)或者多個(gè)信號(hào)已經(jīng)同時(shí)傳輸?shù)男盘?hào)的更 魯棒檢測(cè)。此外，本發(fā)明無(wú)論為了檢測(cè)而處理的信號(hào)的接收功率電 平如何都實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化的信號(hào)檢測(cè)。


在下文中將參照實(shí)施方式和附圖更具體地描述本發(fā)明，在附圖
中框圖2圖示了在根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的無(wú)線電接收器中接收 的多載波信號(hào)的頻率頻譜的示例；
圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式在無(wú)線電接收中實(shí)現(xiàn)的信 號(hào)檢測(cè)；
圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式在無(wú)線電接收器中實(shí)現(xiàn)的 信號(hào)檢測(cè)；
圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式在無(wú)線電接收器中實(shí)現(xiàn)的 信號(hào)^r測(cè)；以及
圖6是圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的信號(hào)檢測(cè)過(guò)程的流程圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1,考察本發(fā)明實(shí)施方式可以應(yīng)用于其中的通信系統(tǒng)的 示例。通信系統(tǒng)可以是諸如通用移動(dòng)電信系統(tǒng)(UMTS)、無(wú)線局域 網(wǎng)(WLAN)等移動(dòng)通信系統(tǒng)?？蛇x地，通信系統(tǒng)可以包括兩個(gè)獨(dú) 立通信設(shè)備，例如相互無(wú)線通信的兩個(gè)移動(dòng)電話。通信系統(tǒng)可以利 用多載波數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制、比如正交頻分復(fù)用(OFDM)。
器100的結(jié)構(gòu)示例。圖1中的無(wú)線電接收器100是能夠無(wú)線通信并 且能夠至少接收通過(guò)無(wú)線電信道傳輸?shù)男畔⒌臒o(wú)線電接收器100。無(wú) 線電接收器100可以能夠接收根據(jù)OFDM技術(shù)傳輸?shù)男畔?。無(wú)線電 接收器100可以例如是個(gè)人移動(dòng)通信或者信息處理設(shè)備，比如計(jì)算 機(jī)、PDA (個(gè)人數(shù)字助理)或者無(wú)線通信系統(tǒng)的移動(dòng)終端。無(wú)線電 接收器100也可以是通信網(wǎng)絡(luò)的單元，比如移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站或 者通向WLAN的接入點(diǎn)。另外，無(wú)線電接收器可以是電子設(shè)備中根 據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式來(lái)接收和處理無(wú)線電信號(hào)的部件。
無(wú)線電接收器100包括用于接收通過(guò)無(wú)線電信道傳輸?shù)男畔⒌?br> 10通信接口 108。通信接口 108可以是配置用于接收通過(guò)使用上述任何 通信技術(shù)傳輸?shù)男畔⒌慕邮諉卧?。通信接?108可以被配置用于將 接收的信息信號(hào)處理到某一程度。通信接口 108可以被配置用于對(duì) 接收的信息信號(hào)進(jìn)行濾波和放大以及將模擬信息信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字形 式。除了接收信息信號(hào)之外，通信接口 108可以被配置用于通過(guò)無(wú) 線電信道傳輸信息信號(hào)。
無(wú)線電接收器IOO還包括配置用于控制無(wú)線電接收器100的操 作的處理單元104。處理單元104可以被配置用于處理通過(guò)通信接口 108接收的信息。具體而言，處理單元104可以被配置用于對(duì)接收的 信息執(zhí)行數(shù)字信號(hào)處理算法以便可靠地檢測(cè)傳輸?shù)男畔⑿盘?hào)?？梢?利用具有計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上嵌入的適當(dāng)軟件的數(shù)字信號(hào)處理器或者 利用分立邏輯電路、例如利用ASIC (專(zhuān)用集成電路)來(lái)實(shí)施處理單 元104。
無(wú)線電接收器IOO還可以包括用于存儲(chǔ)信息的存儲(chǔ)器單元106。 存儲(chǔ)器單元106可以是任何非易失性存儲(chǔ)器類(lèi)型。存儲(chǔ)器單元106 可以存儲(chǔ)無(wú)線電接收器的操作所必需的軟件、也存儲(chǔ)無(wú)線電信號(hào)的 接收和處理所必需的具體參數(shù)。
無(wú)線電接收器IOO還可以包括用于在無(wú)線電接收器與無(wú)線電接 收器100的用戶(hù)之間交互的用戶(hù)接口 102。用戶(hù)"l妻口 102可以包括輸 入設(shè)備，比如鍵盤(pán)或者鍵區(qū)、顯示設(shè)備、麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器。
無(wú)線電接收器100可以具有與包括通信接口 114和處理單元 112的無(wú)線電發(fā)射器110的連接。無(wú)線電發(fā)射器110可以具有根據(jù) OFDM技術(shù)傳輸信息的能力，即具有傳輸多載波OFDM信號(hào)的能力。
接著將參照?qǐng)D2至圖5描述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式在無(wú)線電 接收器100中實(shí)現(xiàn)的信號(hào)檢測(cè)。
圖2圖示了在無(wú)線電接收器100中可以接收的OFDM信號(hào)的頻 域表示示例。如本領(lǐng)域中所知，OFDM信號(hào)是包括居中于不同頻率 的多個(gè)子載波的多載波信號(hào)。如圖2所示，子載波的頻率頻譜可以 重疊。根據(jù)OFDM傳輸技術(shù)，在OFDM符號(hào)間隔期間在多個(gè)子載波
ii上傳輸數(shù)據(jù)?？梢栽诙噍d波O F D M信號(hào)的每個(gè)子載波上或者僅在給 定的子載波上、例如在每第N個(gè)子載波上傳輸給定的信號(hào)。根據(jù)后 一機(jī)制，多載波OFDM信號(hào)的子載波可以在OFDM符號(hào)間隔中分配 給多個(gè)不同信號(hào)。在圖2中，多載波OFDM信號(hào)的子載波已經(jīng)分配 給三個(gè)信號(hào)S1、 S2和S3。信號(hào)Sl位于中心頻率為fl、 f4和f7的 子載波，信號(hào)S2位于中心頻率為f2、 f5和f8的子載波，而信號(hào)S3 位于中心頻率為f3和f6的子載波。信號(hào)Sl、 S2和S3之一可以是無(wú) 線電接收器100例如出于同步目的而嘗試檢測(cè)的所需信號(hào)。因而， 所需信號(hào)可以例如是同步信號(hào)或者導(dǎo)頻信號(hào)。為了實(shí)現(xiàn)在發(fā)射器與 接收器之間的數(shù)據(jù)傳輸，接收器必須檢測(cè)發(fā)射器傳輸?shù)男盘?hào)。當(dāng)已 經(jīng)檢測(cè)到發(fā)射器傳輸?shù)男盘?hào)如同步信號(hào)時(shí)，接收器激活數(shù)據(jù)接收所 需的其它過(guò)程。這樣的過(guò)程可以例如包括與同步信號(hào)的同步。
可以按照正確信號(hào)檢測(cè)相對(duì)于假警報(bào)的數(shù)量來(lái)確定信號(hào)檢測(cè) 機(jī)制的性能。假警報(bào)意味著已經(jīng)將其它信號(hào)如噪聲檢測(cè)為所需信號(hào) (例如同步信號(hào))。在這樣的情況中，接收器嘗試與錯(cuò)誤信號(hào)或者 甚至與噪聲同步，這造成接收器中不必要的操作。如上文提到的那 樣，信號(hào)檢測(cè)通常基于接收的信號(hào)的相關(guān)性質(zhì)與闊值的比較。基于 該比較，將接收的信號(hào)確定為所需信號(hào)或者噪聲。閾值應(yīng)當(dāng)設(shè)置為 使得信號(hào)檢測(cè)器一方面能夠檢測(cè)甚至弱信號(hào)而另 一方面使假警報(bào)最 少、即使將噪聲檢測(cè)為所需信號(hào)的這種檢測(cè)最少。為了減少無(wú)線電 接收器中信號(hào)檢測(cè)算法的計(jì)算復(fù)雜度，無(wú)論接收信號(hào)的接收功率如 何都可以使用的通用閾值將是有利的。
圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的信號(hào)檢測(cè)機(jī)制。在無(wú)線 電接收器(例如無(wú)線電接收器100)中接收無(wú)線電信號(hào)。接收的無(wú)線 電信號(hào)可以是具有圖2中所示結(jié)構(gòu)的多載波OFDM無(wú)線電信號(hào)或者 它可以是噪聲。無(wú)線電接收器100并不知道這一點(diǎn)，因此它執(zhí)行信 號(hào)檢測(cè)過(guò)程。無(wú)線電接收器100處理接收的無(wú)線電信號(hào)就如同它是 多載波OFDM信號(hào)一樣處理。因而，多載波OFDM信號(hào)中的不同信 號(hào)將分配給多載波信號(hào)的不同子載波。通過(guò)無(wú)線電接收器10的天線接收的無(wú)線電信號(hào)先被濾波、放大并且轉(zhuǎn)換到基帶(未圖示)。然
后在A/D轉(zhuǎn)換器300中對(duì)接收的無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換。 數(shù)字化的無(wú)線電信號(hào)然后在傅立葉變換器302中通過(guò)傅立葉變換而 變換到頻域中，由此產(chǎn)生接收的無(wú)線電信號(hào)的頻域表示?？梢酝ㄟ^(guò) 利用快速傅立葉(FFT)算法來(lái)執(zhí)行傅立葉變換。
接收的無(wú)線電信號(hào)的頻域表示然后饋送到子載波選擇器304, 該子載波選擇器選擇接收的無(wú)線電信號(hào)的一個(gè)或者多個(gè)具體頻率分 量或者子載波上的信號(hào)。選擇一個(gè)或者多個(gè)具體頻率分量上的信號(hào) 以供信號(hào)檢測(cè)。子載波選擇器304可以例如選擇已知包含如下子載 波的那些頻率分量，這些子載波攜帶同步信號(hào)或者導(dǎo)頻信號(hào)?；氐?圖2,假設(shè)無(wú)線電接收器嘗試檢測(cè)同步信號(hào)Sl。因而，子載波選擇 器304選擇中心頻率為fl、 f4和f7、而帶寬與已知的OFDM子載波 帶寬對(duì)應(yīng)的頻率分量。因而，無(wú)線電接收器獲得具有頻率分量fl、 f4和f7的信號(hào)S。子載波選擇器304可以例如通過(guò)濾除不需要的頻 率分量來(lái)選擇所需頻率分量。應(yīng)當(dāng)注意無(wú)線電接收器可以知道為了 檢測(cè)同步信號(hào)而應(yīng)當(dāng)檢驗(yàn)?zāi)囊粋€(gè)或者多個(gè)分量。
位于所選頻率分量的信號(hào)S從子載波選擇器304饋送到相關(guān)器 308和功率估計(jì)器306。相關(guān)器308將從子載波選擇器304接收的信 號(hào)與參考信號(hào)相關(guān)以便計(jì)算相關(guān)度值。參考信號(hào)可以預(yù)先存儲(chǔ)于無(wú) 線電接收器100的存儲(chǔ)器單元106中。如果從子載波選擇器接收的 信號(hào)為S(n)而參考信號(hào)為SR(n),其中二者均包括N (n=l至N)個(gè)
采樣，則可以根據(jù)下式來(lái)計(jì)算相關(guān)度值
(、i;郝R(n) 《1)
采樣n可以是信號(hào)S和SR的頻域采樣。因此，信號(hào)S的頻域表示與 參考信號(hào)SR的頻域表示相關(guān)。相關(guān)器308隨即輸出相關(guān)度值C。在 這一階段應(yīng)當(dāng)注意無(wú)線電接收器100知道它嘗試檢測(cè)的傳輸同步信 號(hào)的波形并且參考信號(hào)具有對(duì)應(yīng)波形。在理想情況中，當(dāng)接收的信 號(hào)實(shí)際上是無(wú)線電接收器嘗試檢測(cè)的信號(hào)時(shí)S(n)=SR(n)。如果無(wú)線 電接收器100不知道接收的信號(hào)S(n)的相位，則相關(guān)器100可以按照在信號(hào)S(n)與SR(n)之間的不同時(shí)間移位來(lái)計(jì)算方程(1)并且選 擇最大值。相關(guān)器308可以是稱(chēng)為滑動(dòng)相關(guān)器的這一類(lèi)型。
功率估計(jì)器306估計(jì)從子載波選擇器304接收的信號(hào)S的接收 功率、即信號(hào)S在所選頻率分量fl、 f4和f7上的接收功率。功率估 計(jì)器306可以根據(jù)下式來(lái)計(jì)算接收功率值P:
P,《 (2)
功率估計(jì)器306然后輸出信號(hào)在所選頻率分量上的計(jì)算接收功率值。 除法器310接收來(lái)自相關(guān)器308的相關(guān)度值C和來(lái)自功率估計(jì) 器306的接收功率值P。除法器310將相關(guān)度值C除以接收功率值P, 由此標(biāo)準(zhǔn)化相關(guān)度值C的功率并且因此消除接收功率對(duì)相關(guān)度值C 的影響。作為結(jié)果，310除法器輸出向比較器312饋送的判決度量。 比較器312比較判決度量與閾值以便確定接收的信號(hào)S是否具有與 參考信號(hào)SR的足夠相關(guān)度。閾值可以預(yù)先存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器單元106中。 如果判決度量高于闊值，則比較器312確定接收的信號(hào)S是否為所 需信號(hào)(同步信號(hào)S1)。因而，比較器可以輸出如下信號(hào)，該信號(hào) 激活無(wú)線電接收器100中的同步過(guò)程，使得無(wú)線電接收器100可以 開(kāi)始將自身與同步信號(hào)同步。另一方面，如果判決度量低于閾值， 則比較器312確定接收的信號(hào)S為噪聲。因而，比較器312可以輸 出如下信號(hào)，該信號(hào)指示了在接收的信號(hào)中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)所需信號(hào)。
除法器310與功率估計(jì)器3 06 —起實(shí)現(xiàn)的功率規(guī)范化簡(jiǎn)化了信 號(hào)檢測(cè)過(guò)程，使得無(wú)論接收的信號(hào)的接收功率如何都可以應(yīng)用同一 固定闊值。因此無(wú)需為各信號(hào)檢測(cè)過(guò)程分別計(jì)算閾值。這明顯簡(jiǎn)化 信號(hào)檢測(cè)過(guò)程。
在上文參照?qǐng)D3描述的實(shí)施方式中，以及針對(duì)位于多個(gè)頻率分 量的信號(hào)來(lái)計(jì)算相關(guān)過(guò)程和接收功率估計(jì)過(guò)程。這表示已經(jīng)聯(lián)合地 處理多個(gè)頻率分量。如上文提到的那樣，無(wú)線電接收器100嘗試檢 測(cè)的信號(hào)Sl的各子載波(頻率分量)在OFDM符號(hào)間隔期間攜帶 一個(gè)符號(hào)。因而，中心頻率為fl、 f4和f7的子載波上的信號(hào)Sl在 OFDM符號(hào)間隔期間攜帶三個(gè)符號(hào)。因此，信號(hào)Sl是三個(gè)符號(hào)之和。因而，在相關(guān)過(guò)程中使用的參考信號(hào)SR可以是三個(gè)對(duì)應(yīng)符號(hào)之和。 圖4圖示了本發(fā)明的另一實(shí)施方式，其中分別在相關(guān)器400中 和在功率估計(jì)器402中處理子載波選擇器304選擇的頻率分量。相 關(guān)器400將各所選頻率分量上的信號(hào)分別與對(duì)應(yīng)參考信號(hào)相關(guān)，由 此產(chǎn)生與所選頻率分量的數(shù)目 一樣多的相關(guān)度值。同樣假設(shè)子載波 選擇器304已經(jīng)選擇中心頻率為fl、f4和f7的頻率分量上的信號(hào)S。 根據(jù)本發(fā)明的這一實(shí)施方式，信號(hào)S劃分成各自分別與中心頻率為 fl、 f4和f7的頻率分量關(guān)聯(lián)的信號(hào)Sl、 S2和S3。然后，相關(guān)器400 將各信號(hào)si、 S2和S3分別與對(duì)應(yīng)參考信號(hào)SR1、 SR2和SR3相關(guān)。 可以根據(jù)方程(1 )實(shí)現(xiàn)相關(guān)。例如，信號(hào)Sl與如下參考信號(hào)相關(guān)， 該參考信號(hào)代表已知將要在中心頻率為fl的子載波上傳輸?shù)男盘?hào)。 因而，相關(guān)器400輸出分別與信號(hào)S1、S2和S3關(guān)聯(lián)的相關(guān)度值C1、 C4、 C7。
類(lèi)似地，功率估計(jì)器402分別為各頻率分量、即分別為信號(hào)Sl、 S2和S3估計(jì)信號(hào)S的接收功率。可以根據(jù)方程(2)實(shí)現(xiàn)接收功率 估計(jì)。因而，功率估計(jì)器302分別輸出用于信號(hào)Sl、 S2和S3的相 關(guān)功率值P1、 P4、 P7。
相關(guān)度值C1、 C4和C7以及接收功率值Pl、 P4和P7饋送到 組合器404，該組合器組合相關(guān)度值Cl、 C4和C7以及接收功率值 Pl、 P4和P7以^更產(chǎn)生一個(gè)相關(guān)度值C和一個(gè)接收功率值P。組合 器404可以簡(jiǎn)單地是求和器，將相關(guān)度值C1、 C4和C7—起求和。 組合器404可以用相似方式將"t妄收功率^i Pl、 P4和P7 —起求和。 相關(guān)度值C和接收功率值然后饋送到除法器310以便產(chǎn)生用以實(shí)現(xiàn) 確定接收的信號(hào)是所需信號(hào)Sl還是噪聲的判決度量。
圖5圖示了本發(fā)明的又一實(shí)施方式。如果將無(wú)線電接收器100 嘗試檢測(cè)的同一信號(hào)分集傳輸如數(shù)次傳輸，則無(wú)線電接收器100可 以通過(guò)進(jìn)行平均來(lái)提高判決度量的準(zhǔn)確度。子載波選擇器304同樣 選擇已知包含所需信號(hào)(同步信號(hào))的頻率分量。因而，子載波選 擇器304可以針對(duì)新接收的無(wú)線電信號(hào)選擇與為先前接收的無(wú)線電信號(hào)選擇的頻率分量相同的頻率分量。另一方面，子載波選擇器304 可以針對(duì)新接收的無(wú)線電信號(hào)選擇與為先前接收的無(wú)線電信號(hào)選擇 的頻率分量不同的頻率分量。例如，可以使用在不同時(shí)間的不同頻 率分量以便利用頻率分集、由此提高信號(hào)檢測(cè)過(guò)程的性能。可以根 據(jù)上述任何方法來(lái)計(jì)算各自與不同的接收無(wú)線電信號(hào)關(guān)聯(lián)的多個(gè)判
決度量并且將這些判決度量從除法器310輸入到平均單元500。平均 單元500然后可以通過(guò)平均多個(gè)接收的判決度量來(lái)計(jì)算平均判決度 量。對(duì)多個(gè)判決度量進(jìn)行平均提高了信號(hào)檢測(cè)機(jī)制的性能。例如， 如果先傳輸?shù)耐叫盘?hào)由于無(wú)線電信道中的嚴(yán)重衰落而為弱，則接 收的同步信號(hào)可能未與參考信號(hào)充分地相關(guān)以便被檢測(cè)到。但是如 果隨后傳輸?shù)耐?一 同步信號(hào)未受?chē)?yán)重衰落的影響，則這 一 接收的同
上升到閾值水平以上從而檢測(cè)到同步信號(hào)。
接著將參照?qǐng)D6中的流程圖來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式在 無(wú)線電接收器中實(shí)現(xiàn)的信號(hào)檢測(cè)過(guò)程。該過(guò)程在方框600中開(kāi)始。
在方框602中，在無(wú)線電接收器中接收無(wú)線電信號(hào)。在方框604 中通過(guò)FFT將接收的無(wú)線電信號(hào)變換到頻域中，由此獲得接收的無(wú) 線電信號(hào)的頻域表示。在方框606中選擇接收和變換的無(wú)線電信號(hào) 的一個(gè)或者多個(gè)具體頻率分量。如果無(wú)線電接收器嘗試檢測(cè)已知將 要在多載波信號(hào)如OFDM信號(hào)的多個(gè)子載波上傳輸?shù)男盘?hào)，則選擇 與攜帶所需信號(hào)的子載波對(duì)應(yīng)的頻率分量。
在方框608中，比較所選頻率分量上的信號(hào)與參考信號(hào)，由此 獲得如下相關(guān)度值，該相關(guān)度值描述在所選頻率分量上的信號(hào)與參 考信號(hào)之間的相似度?？梢酝ㄟ^(guò)將包括所選頻率分量的單個(gè)信號(hào)與 對(duì)應(yīng)參考信號(hào)相關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)?？蛇x地，可以通過(guò)將各頻率分量分
別與同一頻率分量的參考信號(hào)相關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)。在前一情況中獲得 一個(gè)相關(guān)度值，而在后一情況中獲得多個(gè)相關(guān)度值?？梢愿鶕?jù)具體 組合機(jī)制組合多個(gè)相關(guān)度值。
在方框610中，為所選頻率分量計(jì)算接收功率值。同樣，可以
16通過(guò)計(jì)算代表每個(gè)所選頻率分量的信號(hào)的功率來(lái)計(jì)算接收功率，或 者可以分別為各頻率分量計(jì)算接收功率。在后一情況中，可以根據(jù) 具體組合機(jī)制組合頻率分量的接收功率值。
根據(jù)在方框608中計(jì)算的相關(guān)度值和在方框610中計(jì)算的所選 頻率分量的接收功率值，在方框612中計(jì)算判決度量?？梢酝ㄟ^(guò)將 相關(guān)度值除以接收功率值來(lái)計(jì)算判決度量，由此標(biāo)準(zhǔn)化相關(guān)度值的 功率、即從相關(guān)度值消除接收功率的影響。
在方框614中，確定是否要計(jì)算另一判決度量。如果無(wú)線電接 收器知道無(wú)線電接收器嘗試檢測(cè)的所需信號(hào)被多次傳輸，則無(wú)線電 接收器可以選擇利用這 一 分集傳輸?shù)膬?yōu),A以便提高判決度量的準(zhǔn)確 度。如果在方框614中確定要計(jì)算另一度量，則該過(guò)程回到方框602。 如果在方框614中確定將不計(jì)算另一判決度量，則該過(guò)程進(jìn)行到方 框616,其中計(jì)算所計(jì)算的判決度量的平均值。如果已經(jīng)計(jì)算僅單個(gè) 判決度量，則無(wú)需執(zhí)行方框616。
然后，該過(guò)程進(jìn)行到方框618,其中判決度量(或者判決度量 的平均值)與閾值做比較。如果判決度量高于閾值，則該過(guò)程進(jìn)行 到方框622,其中確定接收的信號(hào)為所需信號(hào)。另一方面，如果判決 度量低于閾值，則該過(guò)程進(jìn)行到方框620，其中確定接收的信號(hào)為噪 聲。該過(guò)程在方框624中結(jié)束。
可以在如下無(wú)線電接收器中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方式，該無(wú)線電 接收器包括通信接口和以操作方式連接到通信接口 108的處理單元 104。處理單元104可以被配置用于執(zhí)行結(jié)合圖6的流程圖和結(jié)合圖 3至圖5描述的至少一些步驟。實(shí)施方式可以實(shí)施為如下計(jì)算機(jī)程 序，該計(jì)算機(jī)程序包括用于執(zhí)行如下計(jì)算機(jī)過(guò)程的指令，該計(jì)算機(jī) 過(guò)程用于在無(wú)線電接收器中的信號(hào)檢測(cè)。
計(jì)算機(jī)程序可以存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)或者處理器可讀的計(jì)算機(jī)程序 分發(fā)介質(zhì)上。計(jì)算機(jī)程序介質(zhì)可以例如是但不限于電、；茲、光、紅 外線或者半導(dǎo)體系統(tǒng)、設(shè)備或者傳輸介質(zhì)。計(jì)算機(jī)程序介質(zhì)可以包 括以下介質(zhì)中的至少一個(gè)介質(zhì)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)、程序存儲(chǔ)介質(zhì)、記錄介質(zhì)、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、可擦除可編程制 度存儲(chǔ)器、計(jì)算機(jī)可讀軟件分發(fā)包、計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)、計(jì)算機(jī)可讀 電信信號(hào)、計(jì)算機(jī)可讀印刷物和計(jì)算機(jī)可讀壓縮軟件包。
盡管上文根據(jù)附圖參照示例已經(jīng)描述了本發(fā)明，但是不言而喻 本發(fā)明不限于此，而是可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)用若干方式修 改本發(fā)明。
權(quán)利要求
1. 一種在無(wú)線電接收器中的信號(hào)檢測(cè)方法，所述方法包括接收第一無(wú)線電信號(hào)；將所述接收的第一無(wú)線電信號(hào)變換到頻域中；選擇所述已變換的第一無(wú)線電信號(hào)的一個(gè)或者多個(gè)具體頻率分量，由此獲得位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的信號(hào)的頻域表示；將位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的所述信號(hào)的所述頻域表示與參考信號(hào)相關(guān)，由此產(chǎn)生相關(guān)度值，所述相關(guān)度值描述在位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的所述信號(hào)與所述參考信號(hào)之間的相似度；為位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的所述信號(hào)估計(jì)接收功率值；根據(jù)所述相關(guān)度值和所述接收功率值來(lái)計(jì)算判決度量；以及基于所述判決度量來(lái)確定位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的所述信號(hào)是所需信號(hào)還是噪聲。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過(guò)將所述相關(guān)度值除以 所述接收功率值來(lái)計(jì)算所述判決度量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過(guò)比較所述判決度量與 固定閾值并且基于所述比較來(lái)判決位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量 的所述信號(hào)是所需信號(hào)還是噪聲來(lái)實(shí)現(xiàn)所述確定。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中如果所述判決度量高于所 述閾值，則將位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的所述信號(hào)確定為所 需信號(hào)，而如果所述判決度量低于所述閾值，則將位于所選一個(gè)或 者多個(gè)頻率分量的所述信號(hào)確定為噪聲。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻 率分量的所述信號(hào)的頻域表示與所述參考信號(hào)的頻域表示相關(guān)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中選擇多個(gè)頻率分量，并且 分別為各頻率分量實(shí)現(xiàn)所述相關(guān)、所述接收功率估計(jì)和所述判決度量計(jì)算，由此獲得多個(gè)判決度量，而所述方法還包括組合所述多個(gè) 判決度量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中選擇多個(gè)頻率分量，并且 分別為各頻率分量實(shí)現(xiàn)所述相關(guān)、所述接收功率估計(jì)和所述判決度 量計(jì)算，由此獲得多個(gè)判決度量，而所述方法還包括組合所述多個(gè) 判決度量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括 接收至少一個(gè)其它無(wú)線電信號(hào)；為所述至少一個(gè)其它無(wú)線電信號(hào)執(zhí)行與為所述接收的第一無(wú)線 電信號(hào)執(zhí)行的操作相同的頻率分量選擇、相關(guān)、接收功率估計(jì)和判 決度量計(jì)算操作，由此獲得多個(gè)判決度量；以及為所述多個(gè)判決度量計(jì)算平均值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中為所述接收的至少一個(gè)其 它無(wú)線電信號(hào)選擇與為所述第一無(wú)線電信號(hào)選擇的頻率分量至少部 分不同的一個(gè)或者多個(gè)頻率分量。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無(wú)線電接收器被配 置用于接收多載波無(wú)線電信號(hào)。
11. 一種無(wú)線電接收器，包括 通信接口，配置用于接收無(wú)線電信號(hào)，以及處理單元，配置用于通過(guò)所述通信接口接收第一無(wú)線電信號(hào)； 將所述接收的第 一無(wú)線電信號(hào)變換到頻域中；選擇所述已變換的第 一無(wú)線電信號(hào)的一個(gè)或者多個(gè)具體頻率分量，由此獲得位于所選一 個(gè)或者多個(gè)頻率分量的信號(hào)的頻域表示；將位于所選一個(gè)或者多個(gè) 頻率分量的所述信號(hào)的所述頻域表示與參考信號(hào)相關(guān)，由此產(chǎn)生相 關(guān)度值，所述相關(guān)度值描述在位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的所 述信號(hào)與所述參考信號(hào)之間的相似度；為位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的所述信號(hào)估計(jì)接收功率值；根據(jù)所述相關(guān)度值和所述接收 功率值來(lái)計(jì)算判決度量；以及基于所述判決度量來(lái)確定位于所選一 個(gè)或者多個(gè)頻率分量的所述信號(hào)是所需信號(hào)還是噪聲。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的無(wú)線電接收器，其中所述處理單元 還被配置用于通過(guò)將所述相關(guān)度值除以所述接收功率值來(lái)計(jì)算所述 判決度量。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的無(wú)線電接收器，其中所述處理單元 還被配置用于通過(guò)比較所述判決度量與閾值并且基于所述比較來(lái)判 決位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的所述信號(hào)是所需信號(hào)還是噪聲 來(lái)實(shí)現(xiàn)所述確定。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的無(wú)線電接收器，其中所述處理單元 還被配置用于如果所述判決度量高于所述閾值則將位于所選一個(gè)或 者多個(gè)頻率分量的所述信號(hào)確定為所需信號(hào)、而如果所述判決度量 低于所述閾值則將位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的所述信號(hào)確定 為噪聲。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的無(wú)線電接收器，其中所述處理單元 還被配置用于通過(guò)所述通信接口接收多載波無(wú)線電信號(hào)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的無(wú)線電接收器，其中所述處理單元 還被配置用于將位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的所述信號(hào)的頻域 表示與所述參考信號(hào)的頻域表示相關(guān)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的無(wú)線電接收器，其中所述處理單元 被配置用于選擇多個(gè)頻率分量，并且分別為各頻率分量實(shí)現(xiàn)所述 相關(guān)、所述接收功率估計(jì)和所述判決度量計(jì)算，由此獲得多個(gè)判決 度量；以及組合所述多個(gè)判決度量。
18. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的無(wú)線電接收器，其中所述處理單元 還被配置用于選擇多個(gè)頻率分量，并且分別為各頻率分量實(shí)現(xiàn)所 述相關(guān)、所述接收功率估計(jì)和所述判決度量計(jì)算，由此獲得多個(gè)判 決度量；以及組合所述多個(gè)判決度量。
19. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的無(wú)線電接收器，其中所述處理單元 還被配置用于通過(guò)所述通信接口接收至少一個(gè)其它無(wú)線電信號(hào)； 為所述至少一個(gè)其它無(wú)線電信號(hào)執(zhí)行與為所述接收的第一無(wú)線電信 號(hào)執(zhí)行的操作相同的頻率分量選擇、相關(guān)、接收功率估計(jì)和判決度量計(jì)算操作，由此獲得多個(gè)判決度量；以及為所述多個(gè)判決度量計(jì) 算平均值。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的無(wú)線電接收器，其中所述處理單元還被配置用于為所述接收的至少一個(gè)其它無(wú)線電信號(hào)選擇與為所述 第一無(wú)線電信號(hào)選擇的頻率分量至少部分不同的一個(gè)或者多個(gè)頻率分量。
21. —種用于在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中使用的移動(dòng)終端，所述移動(dòng)終 端包括無(wú)線電接收器，所述無(wú)線電接收器被配置用于接收第一無(wú) 線電信號(hào)；將所述接收的第一無(wú)線電信號(hào)變換到頻域中；選擇所述 已變換的第一無(wú)線電信號(hào)的一個(gè)或者多個(gè)具體頻率分量，由此獲得 位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的信號(hào)的頻域表示；將位于所選一 個(gè)或者多個(gè)頻率分量的所述信號(hào)的所述頻域表示與參考信號(hào)相關(guān)， 由此產(chǎn)生相關(guān)度值，所述相關(guān)度值描述在位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻 率分量的所述信號(hào)與所逸參考信號(hào)之間的相似度；為位于所選一個(gè) 或者多個(gè)頻率分量的所述信號(hào)估計(jì)接收功率值；根據(jù)所述相關(guān)度值 和所述接收功率值來(lái)計(jì)算判決度量；以及基于所述判決度量來(lái)確定 位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的所述信號(hào)是所需信號(hào)還是噪聲。
22. —種無(wú)線電接收器，包括 裝置，其用于接收第一無(wú)線電信號(hào)；裝置，其用于將所述接收的第一無(wú)線電信號(hào)變換到頻域中； 裝置，其用于選擇所述已變換的第一無(wú)線電信號(hào)的一個(gè)或者多個(gè)具體頻率分量、由此獲得位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的信號(hào)的頻域表示；裝置，其用于將位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的所述信號(hào)的 所述頻域表示與參考信號(hào)相關(guān)、由此產(chǎn)生相關(guān)度值，所述相關(guān)度值 描述在位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的所述信號(hào)與所述參考信號(hào) 之間的相似度；裝置，其用于為位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的所述信號(hào)估 計(jì)接收功率值；裝置，其用于根據(jù)所述相關(guān)度值和所述接收功率值來(lái)計(jì)算判決度量；以及裝置，其用于基于所述判決度量來(lái)確定位于所選一個(gè)或者多個(gè) 頻率分量的所述信號(hào)是所需信號(hào)還是噪聲。
23. —種計(jì)算機(jī)可讀的計(jì)算機(jī)程序分發(fā)介質(zhì)，對(duì)用于執(zhí)行計(jì)算 機(jī)過(guò)程的計(jì)算機(jī)程序指令進(jìn)行編碼，所述計(jì)算機(jī)過(guò)程用于在無(wú)線電 接收器中的信號(hào)檢測(cè)，所述過(guò)程包括接收第一無(wú)線電信號(hào)；將所述接收的第一無(wú)線電信號(hào)變換到頻域中；選擇所述已變換的第一無(wú)線電信號(hào)的一個(gè)或者多個(gè)具體頻率分 量，由此獲得位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的信號(hào)的頻域表示；將位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的所述信號(hào)的所述頻域表示 與參考信號(hào)相關(guān)，由此產(chǎn)生相關(guān)度值，所述相關(guān)度值描述在位于所 選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的所述信號(hào)與所述參考信號(hào)之間的相似 度；為位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的所述信號(hào)估計(jì)接收功率值；根據(jù)所述相關(guān)度值和所述接收功率值來(lái)計(jì)算判決度量；以及 基于所述判決度量來(lái)確定位于所選一個(gè)或者多個(gè)頻率分量的所 述信號(hào)是所需信號(hào)還是噪聲。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的計(jì)算機(jī)程序分發(fā)介質(zhì)，所述分發(fā)介 質(zhì)包括以下介質(zhì)中的至少一個(gè)介質(zhì)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)、程序存儲(chǔ)介 質(zhì)、記錄介質(zhì)、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器、計(jì)算機(jī)可讀軟件分發(fā)包、計(jì)算 機(jī)可讀信號(hào)、計(jì)算機(jī)可讀電信信號(hào)和計(jì)算機(jī)可讀壓縮軟件包。
全文摘要
本發(fā)明提供一種信號(hào)檢測(cè)機(jī)制。根據(jù)提供的信號(hào)檢測(cè)機(jī)制，接收的信號(hào)在頻域中與參考信號(hào)相關(guān)。因而，計(jì)算接收的信號(hào)的接收功率并且利用接收功率來(lái)標(biāo)準(zhǔn)化相關(guān)度值。因此，當(dāng)將在接收的信號(hào)與參考信號(hào)之間的相關(guān)度與閾值進(jìn)行比較以便確定接收的信號(hào)是所需信號(hào)還是噪聲時(shí)無(wú)論接收的信號(hào)的接收功率如何都可以使用單個(gè)閾值。
文檔編號(hào)H04L27/26GK101467412SQ200780021607
公開(kāi)日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月27日
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