專利名稱：用于檢測直接序列展頻信號(hào)的編碼的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢測直接序列展頻信號(hào)的編碼的裝置及方法，更具體地，涉及一種當(dāng)通過使用碼分多址(Code DivisionMultiple Access，CDMA)通信系統(tǒng)中的三重相關(guān)函數(shù)檢測不具有關(guān)于PN(偽噪聲)編碼信息的直接序列展頻信號(hào)的偽噪聲(PN)編碼時(shí)，能夠減小噪聲和數(shù)據(jù)影響的直接序列展頻信號(hào)編碼的檢測裝置及方法。
背景技術(shù)：
韓國作為主要無線移動(dòng)通信方法采用的碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)基于頻帶擴(kuò)展通信技術(shù)。由于其很難被竊聽和對(duì)無線電波有很強(qiáng)的抗干擾性的特性，頻帶擴(kuò)展通信技術(shù)已經(jīng)用在軍用設(shè)備中。根據(jù)頻帶擴(kuò)展通信技術(shù)，通過使用預(yù)定編碼對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼來發(fā)送在發(fā)送器中將要發(fā)送的數(shù)據(jù)，從而擴(kuò)展數(shù)據(jù)的頻譜以及生成展頻信號(hào)，并發(fā)送該展頻信號(hào)。接收器通過使用該編碼將接收的展頻信號(hào)解擴(kuò)展來接收該數(shù)據(jù)，從而恢復(fù)該數(shù)據(jù)。
通常，接收器包括商用CDMA通信系統(tǒng)中所傳輸?shù)恼诡l信號(hào)的PN編碼信息，其利用該P(yáng)N編碼解擴(kuò)展所接收的信號(hào)來接收所需的數(shù)據(jù)。然而，軍用通信系統(tǒng)或頻譜監(jiān)視系統(tǒng)應(yīng)該通過檢測來自所接收的展頻信號(hào)的PN編碼從所接收的展頻信號(hào)獲取數(shù)據(jù)，其中，在假設(shè)所接收的展頻信號(hào)存在于接收器的寬帶寬中的條件下，所接收的展頻信號(hào)不具有關(guān)于所接收的展頻信號(hào)中使用的PN編碼的信息。
盡管展頻信號(hào)具有竊聽低可能性(LPI)的特性，研究者們已經(jīng)檢測PN編碼以從不具有PN編碼信息的展頻信號(hào)提取數(shù)據(jù)。
傳統(tǒng)的PN編碼檢測方法包括使用攔截接收器或輻射接收器的方法、基于循環(huán)穩(wěn)態(tài)的加德納(Gardner)法、及高階統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理方法。
傳統(tǒng)的使用攔截接收器或輻射接收器的方法具有PN編碼檢測性能差的缺點(diǎn)。
加德納提出的方法是基于展頻信號(hào)中編碼被重復(fù)的循環(huán)穩(wěn)態(tài)的。加德納法表現(xiàn)出了優(yōu)于使用攔截接收器或輻射接收器的方法的檢測性能。然而，加德納法只能確認(rèn)展頻信號(hào)的存在，而不能精確地從所接收的展頻信號(hào)中提取PN編碼。
相反，高階統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理方法具有這樣的優(yōu)點(diǎn)其能夠檢驗(yàn)展頻信號(hào)的存在并從展頻信號(hào)提取PN編碼。高階統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理方法的典型形式是使用三重相關(guān)函數(shù)(TCF)。
下面，將描述通過使用三重相關(guān)函數(shù)提取PN編碼的傳統(tǒng)方法。
下列等式1是三重相關(guān)函數(shù)。
Rmi(τ1,τ2)=1NΣn=1Nrmi(n)rmi(n+τ1)rmi(n+τ2)]]>等式1
其中，mi表示任意PN編碼；rmi(n)表示通過mi擴(kuò)展的展頻信號(hào)的采樣離散信號(hào)；τ1和τ2表示離散時(shí)間延遲；以及N表示用于相關(guān)的離散采樣的數(shù)目。
基于等式1中示出的三重相關(guān)函數(shù)得出的三重相關(guān)函數(shù)值具有與所有τ1和τ2相關(guān)的值1或-1/N。其中，1是用于PN編碼的三重相關(guān)函數(shù)值的最大值。當(dāng)對(duì)任意離散序列進(jìn)行三重相關(guān)函數(shù)運(yùn)算時(shí)，PN編碼的三重相關(guān)函數(shù)不產(chǎn)生任何最大值圖案。所以，可以通過比較計(jì)算結(jié)果和所接收的離散信號(hào)的三重相關(guān)函數(shù)的理想最大值圖案，檢驗(yàn)給定帶寬中是否存在展頻信號(hào)。
在通過使用三重相關(guān)函數(shù)值檢驗(yàn)是否存在展頻信號(hào)后，檢測PN編碼的長度。當(dāng)用于相關(guān)的離散采樣數(shù)目N足夠大時(shí)，三重相關(guān)函數(shù)值具有以預(yù)定間隔重復(fù)的圖案。重復(fù)圖案的周期變?yōu)镻N編碼的長度。
接下來，當(dāng)存在三重相關(guān)函數(shù)值的最大值時(shí)，可以通過使用離散時(shí)間延遲序列對(duì)(τ1，τ2)檢測PN編碼。首先，當(dāng)存在三重相關(guān)函數(shù)值的最大值時(shí)，獲取離散時(shí)間延遲序列對(duì)(τ1，τ2)。該對(duì)被稱為最大值位置，并且可以將該組最大值位置表示為下列等式2。
Pmi={(τ1,τ2)|Rmi(τ1,τ2)=1}]]>等式2基于任意PN編碼mi確定該組Pmi。由于該組是根據(jù)每個(gè)PN編碼而不同地預(yù)先確定的，所以可以確定PN編碼。
如上所述，可以使用傳統(tǒng)的PN編碼檢測方法來檢測沒有PN編碼信息的展頻信號(hào)中的PN編碼。然而，存在一個(gè)問題由于三重相關(guān)函數(shù)值處于噪聲和由PN編碼擴(kuò)展的數(shù)據(jù)的強(qiáng)影響下，所以可靠性較差。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明旨在提供一種用于檢測直接序列展頻信號(hào)的編碼的裝置及方法，從而消除由于相關(guān)技術(shù)的局限和缺點(diǎn)導(dǎo)致的一個(gè)或多個(gè)問題。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種當(dāng)通過使用碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)中的三重相關(guān)函數(shù)檢測不具有關(guān)于PN編碼的信息的直接序列展頻信號(hào)的偽噪聲(PN)編碼時(shí)，用于檢測能減小噪聲和數(shù)據(jù)影響的直接序列展頻信號(hào)的編碼的裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種當(dāng)通過使用CDMA通信系統(tǒng)中的三重相關(guān)函數(shù)檢測不具有關(guān)于PN編碼的信息的直接序列展頻信號(hào)的PN編碼時(shí)，用于檢測能減小噪聲和數(shù)據(jù)影響的直接序列展頻信號(hào)的編碼的方法。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目的、和特性將部分地在下文的說明中闡述，且本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員基于對(duì)下文的分析可以部分地變得顯而易見，并且可以從本發(fā)明的實(shí)施中獲知。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過說明書、權(quán)利要求、及附圖中特別指出的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)并獲得。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于檢測利用預(yù)定編碼通過直接序列展頻方法擴(kuò)展數(shù)據(jù)獲得的直接序列展頻信號(hào)的編碼以解擴(kuò)展該直接序列展頻信號(hào)的裝置，該裝置包括模擬-數(shù)字(AD)轉(zhuǎn)換器，用于將直接序列展頻信號(hào)以預(yù)定采樣率轉(zhuǎn)換為離散信號(hào)；串-并轉(zhuǎn)換器，用于至少一次地將離散信號(hào)分割(window)為預(yù)定長度的信號(hào)；三重相關(guān)器，用于通過使用任意離散時(shí)間延遲計(jì)算分割的離散信號(hào)的三重相關(guān)函數(shù)值；數(shù)據(jù)依賴去除器，用于從由三重相關(guān)器輸出的多個(gè)三重相關(guān)函數(shù)值去除由數(shù)據(jù)導(dǎo)致的數(shù)據(jù)依賴；以及平均值計(jì)算器，用于計(jì)算從數(shù)據(jù)依賴去除器輸出的沒有數(shù)據(jù)依賴的多個(gè)相關(guān)函數(shù)值的平均值，其中，通過使用一組離散時(shí)間延遲序列對(duì)檢測用于展頻信號(hào)的擴(kuò)展編碼，其中，在離散時(shí)間延遲序列對(duì)處，從平均值計(jì)算器輸出的平均相關(guān)函數(shù)值變?yōu)樽畲笾怠?br> 編碼可以是偽噪聲(PN)編碼。
在串-并轉(zhuǎn)換器中被分割的離散信號(hào)的長度可以至少為編碼長度的兩倍。
三重相關(guān)器基于下列等式計(jì)算分割的離散信號(hào)的三重相關(guān)函數(shù)值Rmik(τ1,τ2)=1LΣn=1Lrmik(n)rmik(n+τ1)rmik(n+τ2)]]>其中，Rmik(τ1，τ2)表示三重相關(guān)函數(shù)值；L表示用于三重相關(guān)的離散采樣的長度；mi表示任意PN編碼；rmik表示通過mi擴(kuò)展的展頻信號(hào)的采樣離散信號(hào)中的第k個(gè)分割的離散信號(hào)；以及τ1和τ2表示任意離散時(shí)間延遲。
當(dāng)直接序列展頻信號(hào)是通過二進(jìn)制相移鍵控(Binary PhaseShift Keying，BPSK)調(diào)制獲得的信號(hào)時(shí)，數(shù)據(jù)依賴去除器可以對(duì)從三重相關(guān)器輸出的每個(gè)三重相關(guān)函數(shù)值的絕對(duì)值求平方，并輸出該平方值。
直接序列展頻信號(hào)編碼檢測裝置進(jìn)一步包括波段測定器，用于通過比較從平均值計(jì)算器輸出的平均相關(guān)函數(shù)值的最大值圖案和標(biāo)理想最大值圖案，確定波段中是否存在展頻信號(hào)；編碼長度測量器，用于通過使用重復(fù)從平均值計(jì)算器輸出的平均相關(guān)函數(shù)值的最大值的圖案測量編碼的長度；以及編碼識(shí)別器，用于通過使用一組離散時(shí)間延遲序列對(duì)，檢測用于展頻信號(hào)的擴(kuò)展編碼，其中，在離散時(shí)間延遲序列對(duì)處，從平均值計(jì)算器輸出的平均三重相關(guān)函數(shù)值變?yōu)樽畲笾怠?br> 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于檢測利用預(yù)定編碼通過直接序列展頻方法擴(kuò)展數(shù)據(jù)獲得的直接序列展頻信號(hào)編碼以解擴(kuò)展直接序列展頻信號(hào)的方法，該方法包括以下步驟a)以預(yù)定采樣率將直接序列展頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散信號(hào)；b)至少一次地將離散信號(hào)分割為預(yù)定長度的信號(hào)；c)通過使用任意離散時(shí)間延遲，計(jì)算多個(gè)分割的離散信號(hào)的三重相關(guān)函數(shù)值；d)從多個(gè)三重相關(guān)函數(shù)值去除由數(shù)據(jù)導(dǎo)致的數(shù)據(jù)依賴；以及e)計(jì)算沒有數(shù)據(jù)依賴的多個(gè)相關(guān)函數(shù)值的平均值，其中，通過使用一組離散時(shí)間延遲序列對(duì)，檢測用于展頻信號(hào)的擴(kuò)展編碼，其中，在離散時(shí)間延遲序列對(duì)處，平均相關(guān)函數(shù)值變?yōu)樽畲笾怠?br> 編碼可以是偽噪聲(PN)編碼，且在分割步驟b)中被分割的離散信號(hào)的長度可以至少為編碼長度的二倍。
在步驟c)中，可以基于下列等式計(jì)算分割的離散信號(hào)的三重相關(guān)函數(shù)值Rmik(τ1,τ2)=1LΣn=1Lrmik(n)rmik(n+τ1)rmik(n+τ2)]]>其中，Rmik(τ1，τ2)表示三重相關(guān)函數(shù)值；L表示用于三重相關(guān)的離散采樣長度；mi表示任意PN編碼；rmik表示通過mi擴(kuò)展的展頻信號(hào)的采樣離散信號(hào)中的第k個(gè)分割的離散信號(hào)；以及τ1和τ2表示隨機(jī)離散時(shí)間延遲。
當(dāng)直接序列展頻信號(hào)可以是通過二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)調(diào)制獲得的信號(hào)時(shí)，在數(shù)據(jù)依賴去除步驟的d)中，可以對(duì)每個(gè)三重相關(guān)函數(shù)值的絕對(duì)值求平方并輸出。
直接序列展頻信號(hào)編碼檢測方法進(jìn)一步包括以下步驟g)當(dāng)在編碼檢測步驟f)中不存在一組對(duì)應(yīng)于平均相關(guān)函數(shù)值變?yōu)樽畲笾档碾x散時(shí)間延遲序列對(duì)的編碼時(shí)，重新設(shè)定采樣率、分割的離散信號(hào)的長度、及分割的數(shù)目中的至少一個(gè)。
該方法進(jìn)一步包括以下步驟h)通過比較在平均值獲得步驟e)中輸出的平均相關(guān)函數(shù)值的最大值圖案和理想最大值圖案，確定波段中是否存在展頻信號(hào)；以及i)通過使用重復(fù)從平均值獲取步驟e)輸出的平均相關(guān)函數(shù)值的最大值的重復(fù)圖案，測量編碼的長度。
該方法進(jìn)一步包括以下步驟j)當(dāng)在確定是否存在展頻信號(hào)的步驟h)中不存在展頻信號(hào)時(shí)，重新設(shè)定采樣率、分割的離散信號(hào)的長度、和分割的頻率數(shù)目中的至少一個(gè)。
該方法進(jìn)一步包括以下步驟k)當(dāng)在編碼長度測量步驟i)中不存在重復(fù)平均相關(guān)函數(shù)值的最大值的重復(fù)圖案時(shí)，重新設(shè)定采樣率、分割的離散信號(hào)的長度、以及分割的頻率數(shù)目中的至少一個(gè)。
可以理解，本發(fā)明的前述概括說明和下面的詳細(xì)說明是示例性的和解釋性的，以提供所要求的本發(fā)明的進(jìn)一步說明。


所包括的附圖用于提供本發(fā)明的進(jìn)一步理解，且結(jié)合在本發(fā)明中組成本發(fā)明的一部分，并與說明書一起描述本發(fā)明的實(shí)施例以解釋本發(fā)明的原理。附圖中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于檢測直接序列展頻信號(hào)的編碼的裝置的框圖；圖2A和圖2B分別是示出三重相關(guān)函數(shù)值的實(shí)例的三維和二維圖表；圖3是示出當(dāng)增加離散采樣數(shù)目時(shí)，三重函數(shù)值的實(shí)例的圖表；以及圖4A和圖4B是描述本發(fā)明的噪聲特性改進(jìn)的圖表。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，本發(fā)明的實(shí)施例可以改變成各種形式，并且本實(shí)施例不限于在此描述的具體實(shí)施例。描述本實(shí)施例僅為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本發(fā)明。所以，為了清楚描述，可以放大附圖中描述的組成元件的形狀和尺寸。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于檢測直接序列展頻信號(hào)的編碼的裝置的框圖。在圖中，將描述通過使用碼分多址(CDMA)系統(tǒng)中的偽噪聲(PN)編碼擴(kuò)展的展頻信號(hào)。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說很明顯，本發(fā)明可以應(yīng)用于通過不同于PN編碼的編碼來擴(kuò)展的展頻信號(hào)。
參考圖1，本發(fā)明中提出的用于檢測直接序列展頻信號(hào)的編碼的裝置，包括模擬-數(shù)字(AD)轉(zhuǎn)換器11、串-并轉(zhuǎn)換器12、三重相關(guān)器13、數(shù)據(jù)依賴去除器(data dependency remover，也稱數(shù)據(jù)相關(guān)去除器)14、平均值計(jì)算器15。其還包括波段測定器16、PN編碼長度測量器17、及PN編碼識(shí)別器18。
AD轉(zhuǎn)換器11以預(yù)定的采樣率將直接序列展頻信號(hào)rmi(t)轉(zhuǎn)換為離散信號(hào)rmi(n)。所接收的直接序列展頻信號(hào)rmi(t)是通過使用預(yù)定編碼以直接序列展頻方法擴(kuò)展由發(fā)送器發(fā)送的數(shù)據(jù)獲得的信號(hào)。由于以通過信道發(fā)送模擬信號(hào)的形式調(diào)制和發(fā)送所接收的直接序列展頻信號(hào)，所以接收器接收模擬信號(hào)。因此，在AD轉(zhuǎn)換器11中，以預(yù)定采樣率將所接收的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散信號(hào)。該離散信號(hào)是通過擴(kuò)展從發(fā)送器發(fā)送的數(shù)據(jù)而獲得的信號(hào)。
串-并轉(zhuǎn)換器12對(duì)從AD轉(zhuǎn)換器輸出的離散信號(hào)進(jìn)行不止一次的分割(windowing)，以產(chǎn)生預(yù)定長度的信號(hào)并輸出分割的離散信號(hào)rmi1(n)，rmi2(n)，...，rmik(n)。簡而言之，串-并轉(zhuǎn)換器12將輸入的連續(xù)信號(hào)分割為預(yù)定長度的信號(hào)，并并行輸出這些信號(hào)。其中，由串-并轉(zhuǎn)換器12分割的離散信號(hào)的長度應(yīng)該至少為編碼長度的兩倍，以基于相關(guān)函數(shù)的最大值的重復(fù)圖案(repeating pattern)檢測編碼的長度。
與傳統(tǒng)技術(shù)不同，本發(fā)明的特征在于包括下列步驟將所輸入的展頻離散信號(hào)分割為預(yù)定長度的信號(hào)，即分割的離散信號(hào)；獲取用于每個(gè)分割的離散信號(hào)的三重相關(guān)函數(shù)值；以及計(jì)算三重相關(guān)函數(shù)值的平均值。所以，盡管由于噪聲而不能精確地獲取某些分割的離散信號(hào)的三重相關(guān)函數(shù)值，但是可以減小噪聲的影響。
三重相關(guān)器13基于任意離散時(shí)間延遲計(jì)算分割的離散信號(hào)的三重相關(guān)函數(shù)值。三重相關(guān)器13可以包括用于計(jì)算離散信號(hào)的三重相關(guān)函數(shù)值的第一至第k相關(guān)單元13-1至13-k。該相關(guān)單元基于下列等式3計(jì)算所輸入的離散信號(hào)的三重相關(guān)函數(shù)值。
Rmik(τ1,τ2)=1LΣn=1Lrmik(n)rmik(n+τ1)rmik(n+τ2)]]>等式3其中，Rmik(τ1，τ2)表示三重相關(guān)函數(shù)值；L表示用于三重相關(guān)的離散采樣的長度；mi表示任意PN編碼；rmik表示通過mi擴(kuò)展的展頻信號(hào)的采樣離散信號(hào)中的第k個(gè)分割的離散信號(hào)；以及τ1和τ2表示任意離散時(shí)間延遲。
基于等式3得出串-并轉(zhuǎn)換器12中分割的K個(gè)離散信號(hào)的三重相關(guān)函數(shù)值。
數(shù)據(jù)依賴去除器14去除來自由三重相關(guān)器13輸出的三重相關(guān)函數(shù)值的數(shù)據(jù)依賴。數(shù)據(jù)依賴去除器14可以包括用于從由三重相關(guān)器13的相關(guān)單元13-1至13-K輸出的相關(guān)函數(shù)值去除數(shù)據(jù)依賴的第一至第K數(shù)據(jù)依賴去除單元。所接收的包括噪聲和數(shù)據(jù)的信號(hào)的三重相關(guān)函數(shù)值的范圍為-0.6至0.6。然而，由于PN編碼的三重相關(guān)函數(shù)值應(yīng)該僅為1或-1/N，所以很難判斷具有展頻信號(hào)的三重相關(guān)函數(shù)值的展頻信號(hào)的存在，其中，該展頻信號(hào)是通過利用PN編碼擴(kuò)展數(shù)據(jù)獲得的展頻信號(hào)。為了解決這個(gè)問題，使用數(shù)據(jù)依賴去除器14來去除數(shù)據(jù)依賴，從而增加PN編碼檢測的可靠性。
例如，當(dāng)離散信號(hào)是在發(fā)送器通過二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)調(diào)制得到的信號(hào)時(shí)，數(shù)據(jù)依賴去除器14對(duì)從三重相關(guān)器13輸出的每個(gè)三重相關(guān)函數(shù)值的絕對(duì)值求平方，并輸出該平方值。已知的是，當(dāng)對(duì)BPSK調(diào)制信號(hào)的三重相關(guān)函數(shù)值的絕對(duì)值求平方時(shí)，數(shù)據(jù)依賴被去除。簡而言之，本發(fā)明的數(shù)據(jù)依賴去除器14執(zhí)行如等式4中所示的運(yùn)算，以從BPSK調(diào)制信號(hào)去除數(shù)據(jù)依賴。
g(Rmik(τ1,τ2))=|Rmik(τ1,τ2)|2]]>等式4其中，g(x)是用于去除數(shù)據(jù)依賴的函數(shù)。本發(fā)明的詳細(xì)說明部分說明了BPSK調(diào)制的實(shí)例。然而，當(dāng)使用其他調(diào)制時(shí)，可以使用對(duì)應(yīng)于該調(diào)制方法的數(shù)據(jù)依賴去除等式。
平均值計(jì)算器15計(jì)算從數(shù)據(jù)依賴去除器14輸出的多個(gè)沒有數(shù)據(jù)依賴的相關(guān)函數(shù)值的平均值。換而言之，平均值計(jì)算器15基于下列等式5計(jì)算從數(shù)據(jù)依賴去除器14輸出的所有沒有數(shù)據(jù)依賴的三重相關(guān)函數(shù)值的平均值。
Emik=1KΣk=1Kg(Rmik(τ1,τ2))]]>等式5波段測定器16通過比較從平均值計(jì)算器15輸出的平均相關(guān)函數(shù)值的最大值圖案和理想最大值圖案，確定波段中是否存在展頻信號(hào)。
圖2A和圖2B是分別示出三重相關(guān)函數(shù)值的實(shí)例的三維和二維圖表。參考圖2A和圖2B，在某些τ1和τ2序列對(duì)中，三重相關(guān)函數(shù)值為值1，在其他序列對(duì)中，三重相關(guān)函數(shù)值為值-1/N。簡而言之，如上所述，從等式3的三重相關(guān)函數(shù)得出的使用PN編碼的展頻信號(hào)的三重相關(guān)函數(shù)值具有與所有τ1和τ2序列對(duì)相關(guān)的值1或-1/N。其中，‘1’是用于PN編碼的三重相關(guān)函數(shù)的最大值。當(dāng)對(duì)沒有通過使用PN編碼擴(kuò)展的離散信號(hào)執(zhí)行三重相關(guān)函數(shù)運(yùn)算時(shí)，圖2A中所示的PN編碼的三重相關(guān)函數(shù)的最大值圖案不存在。所以，可以通過比較所接收的離散信號(hào)的三重相關(guān)函數(shù)運(yùn)算結(jié)果和理想最大值圖案，來檢驗(yàn)給定帶寬內(nèi)是否存在展頻信號(hào)。
波段測定器16通過附加的運(yùn)算處理，將從平均值計(jì)算器15輸出的沒有數(shù)據(jù)依賴的三重相關(guān)函數(shù)值轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換值，并比較轉(zhuǎn)換值和預(yù)定閾值γ1De。當(dāng)轉(zhuǎn)換值大于預(yù)定閾值γ1De時(shí)，確定存在展頻值。當(dāng)轉(zhuǎn)換值小于閾值γ1De時(shí)，命令A(yù)D轉(zhuǎn)換器11改變采樣率。這是因?yàn)椴蓸又械木炔粔驎?huì)導(dǎo)致檢測不到展頻信號(hào)。另外，當(dāng)相關(guān)函數(shù)值的轉(zhuǎn)換值小于閾值γ1De時(shí)，波段測定器16可以命令串-并轉(zhuǎn)換器12改變分割的長度L或分割的頻率數(shù)目K。這是因?yàn)榫拖窀淖儾蓸勇室粯?，可能由于分割長度(L)短和分割頻率數(shù)目K不充足而不能檢測到展頻信號(hào)。
PN編碼長度測量器17通過使用重復(fù)從平均值計(jì)算器15輸出的平均相關(guān)函數(shù)值的最大值的重復(fù)圖案，測量編碼的長度。圖3是示出當(dāng)增加離散采樣數(shù)目時(shí)三重函數(shù)值的實(shí)例的圖表。如圖3所示，當(dāng)充分增加用于相關(guān)函數(shù)值的計(jì)算的采樣數(shù)目L時(shí)，重復(fù)以預(yù)定周期出現(xiàn)最大值的圖案。該圖案的周期變?yōu)镻N編碼的長度。圖3示出了當(dāng)L＝70時(shí)，二維的三重相關(guān)函數(shù)最大值的圖案。由于三重相關(guān)函數(shù)的最大值以周期31重復(fù)出現(xiàn)，所以PN編碼的長度為31。
像波段測定器16一樣，PN編碼長度測量器17能夠?qū)钠骄涤?jì)算器15輸出的沒有數(shù)據(jù)依賴的三重相關(guān)函數(shù)值轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換值，并能夠比較轉(zhuǎn)換值與預(yù)定閾值γ2Es，當(dāng)轉(zhuǎn)換值大于閾值γ2Es時(shí)，檢測PN編碼的長度。當(dāng)轉(zhuǎn)換值小于閾值γ2Es時(shí)，PN編碼長度測量器17可以命令A(yù)D轉(zhuǎn)換器11改變采樣率。這是因?yàn)椴蓸又芯炔粔驎?huì)導(dǎo)致不能檢測PN編碼長度。另外，當(dāng)轉(zhuǎn)換值小于閾值γ2Es時(shí)，PN編碼長度測量器17可以命令串-并轉(zhuǎn)換器12改變分割的長度L或分割的頻率數(shù)目K。這是因?yàn)橄窀淖儾蓸勇室粯樱指铋L度(L)短和分割數(shù)目K不充足會(huì)導(dǎo)致不能檢測PN編碼的長度。
PN編碼識(shí)別器18通過使用一組離散時(shí)間延遲序列對(duì)檢測用于展頻信號(hào)擴(kuò)展的編碼，其中，在該離散時(shí)間延遲序列對(duì)集處，由平均值計(jì)算器15輸出的平均相關(guān)函數(shù)值變?yōu)樽畲笾怠?br> 如上所示，當(dāng)存在三重相關(guān)函數(shù)的最大值時(shí)，可以通過使用離散時(shí)間延遲序列對(duì)(τ1，τ2)檢測PN編碼。首先，當(dāng)存在三重相關(guān)函數(shù)值的最大值時(shí)，獲取離散時(shí)間延遲序列對(duì)(τ1，τ2)。將該對(duì)稱作最大值位置，且可以將一組最大值位置表示為下列等式2。
Pmi={(τ1,τ2)|Rmi(τ1,τ2)=1}]]>等式2基于任意PN編碼mi確定該組Pmi。由于根據(jù)每個(gè)PN編碼不同地確定該組，所以可以確定PN編碼。
就像PN編碼長度測量器17一樣，PN編碼識(shí)別器18能夠?qū)钠骄涤?jì)算器15輸出的沒有數(shù)據(jù)依賴的三重相關(guān)函數(shù)值轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換值，比較轉(zhuǎn)換值和預(yù)定閾值γ3Id，以及當(dāng)轉(zhuǎn)換值大于閾值γ3Id時(shí)檢測PN編碼。當(dāng)轉(zhuǎn)換值小于閾值γ3Id時(shí)，PN編碼識(shí)別器18可以命令A(yù)D轉(zhuǎn)換器11改變采樣率。這是因?yàn)椴蓸又芯炔粔蚩梢詫?dǎo)致不能檢測PN編碼。另外，當(dāng)轉(zhuǎn)換值小于閾值γ3Id時(shí)，PN編碼識(shí)別器18可以命令串-并轉(zhuǎn)換器12改變分割的長度L或分割的頻率數(shù)目K。這是因?yàn)橄窀淖儾蓸勇室粯樱指铋L度(L)短和分割頻率數(shù)目K不充足會(huì)導(dǎo)致不能檢測PN編碼。
本發(fā)明還提供了一種用于直接序列展頻信號(hào)編碼檢測裝置的檢測直接序列展頻信號(hào)的編碼的方法。下面將參考圖1描述本發(fā)明的方法。在描述本發(fā)明的方法時(shí)，將省略在描述直接序列展頻信號(hào)編碼檢測裝置時(shí)已經(jīng)描述過的內(nèi)容。
首先，在AD轉(zhuǎn)換器11中，以預(yù)定的采樣率將直接序列展頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成離散信號(hào)。
在串-并轉(zhuǎn)換器12中，將該離散信號(hào)分割成預(yù)定長度的信號(hào)。
接下來，在三重相關(guān)器13中，基于任意離散時(shí)間延遲獲取分割的離散信號(hào)的三重相關(guān)函數(shù)值。三重相關(guān)器13包括用于基于分割的離散信號(hào)獲取三重相關(guān)函數(shù)值的多個(gè)相關(guān)單元13-1至13-K。
然后，在數(shù)據(jù)依賴去除器14中，將由數(shù)據(jù)導(dǎo)致的數(shù)據(jù)依賴從每個(gè)三重相關(guān)函數(shù)值去除。數(shù)據(jù)依賴去除器14包括多個(gè)用于從三重相關(guān)函數(shù)值去除數(shù)據(jù)依賴的數(shù)據(jù)依賴去除單元14-1至14-K。
接下來，在平均值計(jì)算器15中，獲取沒有數(shù)據(jù)依賴的相關(guān)函數(shù)值的平均值。
隨后，在波段測定器16中，通過比較平均相關(guān)函數(shù)值的最大值圖案和理想最大值圖案，確定波段中是否存在展頻信號(hào)。當(dāng)波段中不存在展頻信號(hào)時(shí)，重新設(shè)定采樣率、分割的離散信號(hào)的長度、和/或分割的頻率數(shù)目，并重復(fù)上述步驟。
當(dāng)證明波段測定器16中存在展頻信號(hào)時(shí)，在PN編碼長度測量器17中，通過使用重復(fù)平均相關(guān)函數(shù)值的最大值的重復(fù)圖案來測量編碼的長度。當(dāng)不存在最大值重復(fù)圖案時(shí)，重新設(shè)定采樣率、分割的離散信號(hào)的長度、和/或分割的頻率數(shù)目，并重復(fù)上述步驟。
接下來，當(dāng)通過使用重復(fù)平均相關(guān)函數(shù)值的最大值的圖案成功地測量編碼的長度時(shí)，通過使用一組離散時(shí)間延遲序列對(duì)檢測用于擴(kuò)展展頻信號(hào)的編碼，其中，在離散時(shí)間延遲序列對(duì)處，平均相關(guān)函數(shù)值變?yōu)樽畲笾?。通過這種方式，完成了從沒有PN編碼信息的展頻信號(hào)檢測PN編碼。
圖4A和圖4B是描述本發(fā)明的噪聲特性改進(jìn)的圖表。圖4A是說明當(dāng)信號(hào)-噪聲比(SNR)為-9dB時(shí)的檢測概率的圖表。圖4B是說明當(dāng)信號(hào)-噪聲比(SNR)為-5dB時(shí)的檢測概率的圖表。
該兩個(gè)圖表示出了當(dāng)不包括數(shù)據(jù)(即，PN編碼)時(shí)的最佳檢測特性(參見41a和41b)。反之，在該兩個(gè)圖表中，當(dāng)分割的頻率數(shù)目K為200時(shí)的檢測特性比分割的頻率數(shù)目K小于200時(shí)的檢測特性好(見42a和42b)。
簡而言之，從圖4A和圖4B的圖表可以看出，分割的頻率數(shù)目增加的越多，數(shù)據(jù)造成的影響越小。所以，當(dāng)展頻信號(hào)不包括數(shù)據(jù)時(shí)，可以獲得接近理想檢測特性的結(jié)果。也就是說，本發(fā)明減小了數(shù)據(jù)的影響。
另外，可以通過增加分割的頻率數(shù)目K來去除噪聲環(huán)境中的噪聲的影響，從而接近理想檢測特性。
如上所述，本發(fā)明能夠通過不止一次地分割所接收的展頻信號(hào)并獲得多個(gè)分割的展頻信號(hào)的三重相關(guān)函數(shù)值，來防止由包括在展頻數(shù)據(jù)中的噪聲和數(shù)據(jù)降低PN編碼檢測性能。
所以，本發(fā)明能夠改善從不包括PN編碼的信號(hào)中檢測PN編碼的可靠性。
根據(jù)本發(fā)明的上述方法可以具體化為存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)中的程序。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)是能夠存儲(chǔ)以后能被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀取的數(shù)據(jù)的任何數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、CD-ROM、軟盤、硬盤、光學(xué)磁盤、及諸如通過網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的載波等。還可以將計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)分布在網(wǎng)絡(luò)-連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，使得計(jì)算機(jī)可讀編碼以分布式方式存儲(chǔ)和執(zhí)行。另外，本技術(shù)領(lǐng)域的程序設(shè)計(jì)員容易分析與本發(fā)明相關(guān)的用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的功能性程序、編碼、和程序段。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和改變。所以本發(fā)明旨在在權(quán)利要求及其等價(jià)物的范圍內(nèi)，覆蓋本發(fā)明的各種修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測利用預(yù)定編碼通過直接序列展頻法擴(kuò)展數(shù)據(jù)得到的直接序列展頻信號(hào)的編碼以解擴(kuò)展所述直接序列展頻信號(hào)的裝置，包括模擬-數(shù)字(AD)轉(zhuǎn)換器，用于以預(yù)定采樣率將所述直接序列展頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散信號(hào)；串-并轉(zhuǎn)換器，用于至少一次地將所述離散信號(hào)分割為預(yù)定長度的信號(hào)；三重相關(guān)器，用于通過使用任意離散時(shí)間延遲計(jì)算所述分割的離散信號(hào)的三重相關(guān)函數(shù)值；數(shù)據(jù)依賴去除器，用于從由所述三重相關(guān)器輸出的多個(gè)所述三重相關(guān)函數(shù)值去除由所述數(shù)據(jù)導(dǎo)致的數(shù)據(jù)依賴；以及平均值計(jì)算器，用于計(jì)算從所述數(shù)據(jù)依賴去除器輸出的沒有數(shù)據(jù)依賴的所述多個(gè)相關(guān)函數(shù)值的平均值，其中，通過使用一組離散時(shí)間延遲序列對(duì)檢測用于擴(kuò)展所述展頻信號(hào)的所述編碼，其中，在所述離散時(shí)間延遲序列對(duì)處，從所述平均值計(jì)算器輸出的所述平均相關(guān)函數(shù)值變?yōu)樽畲笾怠?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述編碼是偽噪聲(PN)編碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，在所述串-并轉(zhuǎn)換器中被分割的所述離散信號(hào)的長度至少為所述編碼的長度的兩倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述三重相關(guān)器基于下列等式計(jì)算所述分割的離散信號(hào)的所述三重相關(guān)函數(shù)值Rmik(τ1,τ2)=1LΣn=1Lrmik(n)rmik(n+τ1)rmik(n+τ2)]]>其中，Rmik(τ1，τ2)表示三重相關(guān)函數(shù)值；L表示用于三重相關(guān)的離散采樣的長度；mi表示任意PN編碼；rmik表示通過mi擴(kuò)展的所述展頻信號(hào)的采樣離散信號(hào)中的第k個(gè)分割的離散信號(hào)；以及τ1和τ2表示任意離散時(shí)間延遲。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，當(dāng)所述直接序列展頻信號(hào)是通過二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)調(diào)制獲得的信號(hào)時(shí)，所述數(shù)據(jù)依賴去除器對(duì)由所述三重相關(guān)器輸出的每個(gè)三重相關(guān)函數(shù)值的絕對(duì)值求平方，并輸出所述平方值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括波段測定器，用于通過比較從所述平均值計(jì)算器輸出的所述平均相關(guān)函數(shù)值的最大值圖案和理想最大值圖案，確定波段中是否存在所述展頻信號(hào)；編碼長度測量器，用于通過使用重復(fù)從所述平均值計(jì)算器輸出的所述平均相關(guān)函數(shù)值的所述最大值的圖案，測量所述編碼的長度；以及編碼識(shí)別器，用于通過使用一組離散時(shí)間延遲序列對(duì)檢測用于擴(kuò)展所述展頻信號(hào)的所述編碼，其中，在所述離散時(shí)間延遲序列對(duì)處，從所述平均值計(jì)算器輸出的所述平均相關(guān)函數(shù)值變?yōu)樽畲笾怠?br> 7.一種用于檢測利用預(yù)定編碼通過直接序列展頻法擴(kuò)展數(shù)據(jù)得到的直接序列展頻信號(hào)的編碼以解擴(kuò)展該直接序列展頻信號(hào)的方法，所述方法包括以下步驟a)以預(yù)定采樣率將所述直接序列展頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散信號(hào)；b)將所述離散信號(hào)分割為預(yù)定長度的信號(hào)至少一次；c)通過使用任意離散時(shí)間延遲計(jì)算所述分割的離散信號(hào)的三重相關(guān)函數(shù)值；d)從多個(gè)所述三重相關(guān)函數(shù)值去除由所述數(shù)據(jù)導(dǎo)致的數(shù)據(jù)依賴；以及e)計(jì)算沒有數(shù)據(jù)依賴的多個(gè)所述相關(guān)函數(shù)值的平均值，其中，通過使用一組離散時(shí)間延遲序列對(duì)檢測用于所述展頻信號(hào)的擴(kuò)展的所述編碼，其中，在所述離散時(shí)間延遲序列對(duì)處，所述平均相關(guān)函數(shù)值變?yōu)樽畲笾怠?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述編碼是偽噪聲(PN)編碼。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，在所述分割步驟b)中被分割的所述離散信號(hào)的長度是所述編碼長度的至少兩倍。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，在所述步驟c)中，基于下列等式計(jì)算所述分割的離散信號(hào)的所述三重相關(guān)函數(shù)值，Rmik(τ1,τ2)=1LΣn=1Lrmik(n)rmik(n+τ1)rmik(n+τ2)]]>其中，Rmik(τ1，τ2)表示三重相關(guān)函數(shù)值；L表示用于三重相關(guān)的離散采樣的長度；mi表示任意PN編碼；rmik表示通過mi擴(kuò)展的展頻信號(hào)的采樣離散信號(hào)中的第k個(gè)分割的離散信號(hào)；以及τ1和τ2表示任意離散時(shí)間延遲。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，當(dāng)所述直接序列展頻信號(hào)是通過二進(jìn)制相移鍵控(BSPK)調(diào)制獲得的信號(hào)時(shí)，在所述數(shù)據(jù)依賴去除步驟d)中計(jì)算每個(gè)三重相關(guān)函數(shù)值的絕對(duì)值的平方并輸出。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括下列步驟g)當(dāng)在所述編碼檢測步驟f)中不存在對(duì)應(yīng)于一組離散時(shí)間延遲序列對(duì)的編碼時(shí)，重新設(shè)定所述采樣率、所述分割的離散信號(hào)的長度、以及所述分割的頻率數(shù)目中的至少一個(gè)，其中，在所述離散時(shí)間延遲序列對(duì)處，所述平均相關(guān)函數(shù)值變?yōu)樽畲笾怠?br> 13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟h)通過比較在所述平均值獲取步驟e)中輸出的所述平均相關(guān)函數(shù)值的最大值圖案和理想最大值圖案，確定波段中是否存在所述展頻信號(hào)；以及i)通過使用重復(fù)所述平均值獲取步驟e)輸出的所述平均相關(guān)函數(shù)值的所述最大值的重復(fù)圖案，測量所述編碼的長度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟j)當(dāng)在確定是否存在展頻信號(hào)的步驟h)中不存在展頻信號(hào)時(shí)，重新設(shè)定所述采樣率、所述分割的離散信號(hào)的長度、和所述分割的頻率數(shù)目中的至少一個(gè)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟k)當(dāng)在所述編碼長度測量步驟i)中不存在重復(fù)所述平均相關(guān)函數(shù)值的最大值的重復(fù)圖案時(shí)，重新設(shè)定所述采樣率、所述分割的離散信號(hào)的長度、和所述分割的頻率數(shù)目中的至少一個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于檢測利用預(yù)定編碼通過直接序列展頻法擴(kuò)展數(shù)據(jù)得到的直接序列展頻信號(hào)的編碼以解擴(kuò)展該直接序列展頻信號(hào)的裝置和方法。該裝置包括模擬－數(shù)字(AD)轉(zhuǎn)換器、串－并轉(zhuǎn)換器、三重相關(guān)器、數(shù)據(jù)依賴去除器、以及平均值計(jì)算器。其中，通過使用一組離散時(shí)間延遲序列對(duì)檢測用于擴(kuò)展展頻信號(hào)的編碼，其中，在離散時(shí)間延遲序列對(duì)處，從平均值計(jì)算器輸出的平均相關(guān)函數(shù)值變?yōu)樽畲笾怠?br> 文檔編號(hào)H04B1/707GK1956343SQ20061014060
公開日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2006年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月26日
發(fā)明者曹永夏 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社