專利名稱：適用于建筑密集城區(qū)的幀信號檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種適用于建筑密集城區(qū)的高速圖像傳輸系統(tǒng)，尤其涉及其中的幀信號檢測 裝置。
背景技術：
在已有的通信系統(tǒng)中，基于幀頭序列的相關檢測技術在很多場合下都有應用。請參見圖1， 其為相關序列檢測裝置的典型結構圖。所述相關序列檢測裝置包括幀頭序列相關器、檢測門 限生成器、幀檢測器及最大徑搜索器。在所述幀信號檢測裝置中，幀頭序列相關器內(nèi)部設置 一個本地序列存儲器，用于將幀頭序列預先存儲下來。工作時，接收到的當前序列與本地序 列存儲器中存儲的幀頭序列同時送入復數(shù)相關器，進行相關，然后再由累加器將一個幀頭序 列各個樣點的相關結果進行累加，累加的結果就是幀頭序列相關的結果。所述檢測門限生成 器內(nèi)置一個門限寄存器，幀頭序列相關器每輸出一個相關結果，門限生成器就將門限寄存器 內(nèi)的值和相關結果進行加權求和，來更新門限寄存器的值，這個計算結果就作為新的門限。 幀檢測器則將相關結果和檢測門限生成器生成的新的門限值進行比較，當相關結果超過門限 時，則認為檢測到信號幀，最后使能所述幀檢測器后級的最大徑搜索器，使其從相關結果中 搜索多徑信號的最大徑。然而在建筑密集的城區(qū)，折射，擾射和散射現(xiàn)象比較嚴重，信道傳輸多徑嚴重。由于多 徑的影響，幀頭序列相關峰被分散到各個徑上，相關器輸出的相關結果中沒有尖銳的相關峰， 因此其和噪聲徑的相關結果差距不明顯，難以超過捕獲門限，容易造成失捕。因此，如何解 決現(xiàn)有幀檢測技術存在的缺點實已成為本領域技術人員亟待解決的技術課題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種適用于建筑密集城區(qū)的幀信號檢測裝置，以抵消多徑的影響， 降低幀信號的失捕率。為了達到上述目的，本發(fā)明提供的適用于建筑密集城區(qū)的幀信號檢測裝置包括用于將 當前接收的信號序列與預先存儲的序列進行相關以獲得當前的相關結果的幀頭序列相關器、 用于根據(jù)已生成的門限值與所述幀頭序列相關器獲得的當前相關結果生成當前信號徑檢測門
限值的信號徑檢測門限生成器、用于將當前所述幀頭序列相關器獲得的相關結果與所述信號 徑檢測門限生成器生成的當前信號徑檢測門限值進行比較以篩選出當前信號徑的信號徑篩選 器、用于將所述信號徑篩選器篩選出的當前信號徑的能量與已累加的信號徑能量相加以獲得 當前多徑信號的總能量的信號徑能量累加器、用于根據(jù)所述信號徑檢測門限生成器生成的當 前信號徑檢測門限值生成當前幀檢測門限值的幀檢測門限生成器、用于根據(jù)所述信號徑能量 累加器獲得的總能量及所述幀檢測門限生成器生成的當前幀檢測門限值判斷幀信號是否已經(jīng) 到達的幀檢測器、用于當所述幀檢測器判斷出幀信號已經(jīng)到達時根據(jù)所述幀頭序列相關器的 各相關結果搜索出信號最大徑的最大徑搜索器。其中，所述信號徑檢測門限生成器生成的當前信號徑檢測門限值近似為預設的時間段內(nèi) 各相關結果平均值的兩倍，所述信號徑篩選器包括第一比較器及由所述第一比較器控制的選 擇器，所述信號徑能量累加器包括利用時間滑動窗構成的積分器、與所述積分器相連接的加 法器及與所述加法器相連接的累加寄存器，所述最大徑搜索器包括搜索信號最大徑的最大徑 能量搜索單元、用于將所述幀頭序列相關器獲得的當前相關結果延時的延時線及用于將所述 延時線輸出的當前相關結果與所述最大徑能量搜索單元已搜索到的信號最大徑進行比較以判 斷是否需要更新所述最大徑能量搜索單元數(shù)據(jù)的第二比較器，其中，所述延時線采用的延時 值與所述時間滑動窗采用的延時值匹配，所述最大徑搜索器還包括根據(jù)所述第二比較器的更 新信號更新所述信號最大徑位置的最大徑位置搜索單元。綜上所述，本發(fā)明的適用于建筑密集城區(qū)的幀信號檢測裝置通過將多徑信號的信號徑從 噪聲中篩選出來，并進行累加，當信號經(jīng)能量累加器中的時間滑動窗正好包含了多徑信號的 所有徑時，累加器的輸出就是所有信號徑能量的和，由此可抵消多徑的影響，恢復出信號的 總能量，進而檢測出信號最大能量徑，降低幀信號的失捕率，同時根據(jù)搜索到的信號最大徑 位置可實現(xiàn)信號的粗同步。


圖1為現(xiàn)有的幀信號檢測裝置的整體結構圖。圖2是本發(fā)明的適用于建筑密集城區(qū)的幀信號檢測裝置的整體結構圖。圖3是本發(fā)明的適用于建筑密集城區(qū)的幀信號檢測裝置的信號徑篩選器和信號徑能量累 加器原理結構圖。圖4是本發(fā)明的適用于建筑密集城區(qū)的幀信號檢測裝置的最大徑搜索器原理結構圖。
具體實施方式
請參閱圖2，本發(fā)明的適用于建筑密集城區(qū)的幀信號檢測裝置至少包括幀頭序列相關器、 信號徑檢測門限生成器、信號徑篩選器、信號徑能量累加器、幀檢測門限生成器及幀檢測器 最大徑搜索器。所述幀頭序列相關器用于將當前接收的信號序列與預先存儲的序列進行相關以獲得當前 的相關結果，本領域技術人員對其工作原理及結構己熟知，在此不再詳述。所述信號徑檢測門限生成器用于根據(jù)已生成的門限值與當前所述幀頭序列相關器獲得的 相關結果生成當前信號徑檢測門限值，若所述己生成的門限值為^^M，獲得的當前相關結果為cor ，則所生成的當前信號徑檢測門限值^e^ —朋W為Am^—"ew = a*Amy/ +《*(l —a)*cw，其中，a和K都為常數(shù)，在本實施方式中，a的值選為63/64，可使當前門限值近似的與前64個相關結果有關，保證門限值的平穩(wěn)性；K的 值選為2，可使當前門限值近似為預設的時間段內(nèi)各相關結果平均值的兩倍，即近似為前64 個相關結果平均值的兩倍，以保證能篩選出大部分的信號徑。所述信號徑篩選器用于將所述幀頭序列相關器獲得的當前相關結果與所述信號徑檢測門 限生成器生成的當前信號徑檢測門限值進行比較以篩選出當前信號徑，請參見圖3，所述信號 徑篩選器包括第一比較器及由所述第一比較器控制的選擇器(MUX1)，所述當前相關結果和信 號徑檢測門限值同時送入第一比較器中，當當前相關結果超過信號徑檢測門限值時，第一比 較器控制選擇器輸出當前相關結果，否則，選擇器輸出0。如圖3中所示，當前相關結果包括 Pl至P7共7個大于信號徑檢測門限值的峰值，因此，所述選擇器在7個峰值處輸出相關結果， 而其余處輸出為0。所述信號徑能量累加器用于將所述信號徑篩選器篩選出的當前信號徑的能量與已累加的 信號徑能量相加以獲得當前多徑信號的總能量，其包括利用時間滑動窗構成的積分器(如圖3 所示，所述積分器由時間滑動窗和減法器構成)、與所述積分器相連接的加法器及與所述加法 器相連接的累加寄存器，其中，所述積分器的積分區(qū)間選為信道的有效多徑時延大小，也就 是使時間窗的長度盡量接近信道時延的長度，這樣可以保證能夠?qū)⒍鄰叫盘査袕降哪芰慷?累加起來。由圖3可知，篩選出的信號徑能量分別送入所述時間滑動窗和其后累加部分，對 于某個特定的時刻，累加寄存器中的值就等于時間滑動窗中所有值的和，下一時刻累加器存 器的值就為當前時刻累加器存器的值加上移入時間滑動窗的值同時減去移出時間滑動窗的 值，即累加器存器的值保持為時間滑動窗中所有值的和。
所述幀檢測門限生成器用于根據(jù)所述信號徑檢測門限生成器生成的當前信號徑檢測門限 值生成當前幀檢測門限值，在本實施方式中，所述幀檢測門限生成器生成的當前幀檢測門限 值為信號徑檢測門限生成器產(chǎn)生的結果的8倍。所述幀檢測器用于根據(jù)所述信號徑能量累加器獲得的總能量及所述幀檢測門限生成器生 成的當前幀檢測門限值判斷幀信號是否已經(jīng)到達，即所述幀檢測器將信號徑能量累加器的輸 出的總能量和當前幀檢測門限進行對比，當所述總能量超過檢測門限時，則認為幀信號到達， 即所述幀檢測器發(fā)出幀信號到達指示，請參見圖4。所述最大徑搜索器用于當所述幀檢測器判斷出幀信號已經(jīng)到達時根據(jù)所述幀頭序列相關 器的各相關結果搜索出信號最大徑，其包括搜索信號最大徑的最大徑能量搜索單元、用于將 所述幀頭序列相關器獲得的當前相關結果延時的延時線、用于將所述延時線輸出的當前相關 結果與所述最大徑能量搜索單元已搜索到的信號最大徑進行比較以判斷是否需要更新所述最 大徑能量搜索單元數(shù)據(jù)的第二比較器及根據(jù)所述第二比較器的更新信號更新所述信號最大徑 位置的最大徑位置搜索單元，其中，所述延時線采用的延時值與所述時間滑動窗采用的延時 值匹配，如圖4所示，由于幀檢測器需要信號徑能量累加器累加了多徑信號大部分徑的能量 之后才能檢測到幀，此時，信號最大徑肯定己經(jīng)出現(xiàn)，因此在最大徑搜索器中需要對相關結 果進行一個延時，延時大小選為信道的有效多徑時延大小，以保證當幀檢測指示信號到達時， 最大徑的值還在所述延時線中。所述最大徑能量搜索單元包含一個最大徑能量寄存器和一個 選擇器(MUX2)，最大徑能量寄存器的初始值為0，當延時線的當前輸出和最大徑能量寄存器 當前值輸入至第二比較器后，若延時線的當前輸出超過最大徑能量寄存器的當前值時，認為 檢測到一個更大徑，第二比較器輸出控制信號使選擇器(MUX2)選通延時線的當前輸出，進 而選擇器((MUX2)將延時線的當前輸出輸入至最大徑能量寄存器已進行更新；而若延時線 的當前輸出未超過最大徑能量寄存器的當前值時，最大徑能量寄存器繼續(xù)保持當前值。所述 最大徑位置搜索單元由一個偏移位置計數(shù)器、 一個最大徑位置寄存器和一個選擇器(MUX3) 組成。偏移計數(shù)器是一個由幀檢測器輸出的幀信號到達指示控制的計數(shù)器，當幀檢測器檢測 到幀信號之后計數(shù)器開始計數(shù)，并使其計數(shù)的值指示當前延時線輸出值相對幀檢測信號的采 樣序號。當延時線的當前輸出超過最大徑能量寄存器的當前值時，第二比較器輸出的控制信 號使選擇器(MUX3)選通偏移位置計數(shù)器的結果來更新最大徑位置寄存器。當延時線的當前 輸出未超過最大徑能量寄存器的當前值時，最大徑位置寄存器保持當前值。此外，當所述幀 檢測器發(fā)出的幀信號到達指示輸入至所述第二比較器和所述偏移位置計數(shù)器后，可使所述第 二比較器和所述偏移位置計數(shù)器不再正常工作。
綜上所述，本發(fā)明的適用于建筑密集城區(qū)的幀信號檢測裝置通過將多徑信號的信號徑從 所有的結果中篩選出來，并進行累加，當信號徑能量累加器中的時間滑動窗正好包含了多徑 信號的所有徑時，信號徑能量累加器的輸出就是所有信號徑能量的和，從而消除多徑對信號 相關峰的影響，降低在多徑嚴重的環(huán)境中的失捕概率，同時可根據(jù)獲得的信號最大徑的位置 實現(xiàn)信號的粗同步。
權利要求
1.一種適用于建筑密集城區(qū)的幀信號檢測裝置，其特征在于包括幀頭序列相關器，用于將當前接收的信號序列與預先存儲的序列進行相關以獲得當前的相關結果；信號徑檢測門限生成器，用于根據(jù)已生成的門限值與所述幀頭序列相關器獲得的當前相關結果生成當前信號徑檢測門限值；信號徑篩選器，用于將當前所述幀頭序列相關器獲得的相關結果與所述信號徑檢測門限生成器生成的當前信號徑檢測門限值進行比較以篩選出當前信號徑；信號徑能量累加器，用于將所述信號徑篩選器篩選出的當前信號徑的能量與已累加的信號徑能量相加以獲得當前多徑信號的總能量；幀檢測門限生成器，用于根據(jù)所述信號徑檢測門限生成器生成的當前信號徑檢測門限值生成當前幀檢測門限值；幀檢測器，用于根據(jù)所述信號徑能量累加器獲得的總能量及所述幀檢測門限生成器生成的當前幀檢測門限值判斷幀信號是否已經(jīng)到達；最大徑搜索器，用于當所述幀檢測器判斷出幀信號已經(jīng)到達時根據(jù)所述幀頭序列相關器的各相關結果搜索出信號最大徑。
2. 如權利要求l所述的適用于建筑密集城區(qū)的幀信號檢測裝置，其特征在于所述信號 徑檢測門限生成器生成的當前信號徑檢測門限值近似為預設的時間段內(nèi)各相關結果 平均值的兩倍。
3. 如權利要求l所述的適用于建筑密集城區(qū)的幀信號檢測裝置，其特征在于所述信號 徑篩選器包括第一 比較器及由所述第一 比較器控制的選擇器。
4. 如權利要求1所述的適用于建筑密集城區(qū)的幀信號檢測裝置，其特征在于所述信號 徑能量累加器包括利用時間滑動窗構成的積分器、與所述積分器相連接的加法器及與 所述加法器相連接的累加寄存器。
5. 如權利要求4所述的適用于建筑密集城區(qū)的幀信號檢測裝置，其特征在于所述最大 徑搜索器包括搜索信號最大徑的最大徑能量搜索單元、用于將所述幀頭序列相關器獲 得的當前相關結果延時的延時線及用于將所述延時線輸出的當前相關結果與所述最 大徑能量搜索單元已搜索到的信號最大徑進行比較以判斷是否需要更新所述最大徑 能量搜索單元數(shù)據(jù)的第二比較器，其中，所述延時線采用的延時值與所述時間滑動窗 采用的延時值匹配。
6. 如權利要求5所述的適用于建筑密集城區(qū)的幀信號檢測裝置，其特征在于所述最大徑 搜索器還包括根據(jù)所述第二比較器的更新信號更新所述信號最大徑位置的最大徑位 置搜索單元。
全文摘要
一種適用于建筑密集城區(qū)的幀信號檢測裝置，其先由幀頭序列相關器將當前接收的信號序列與預先存儲的序列進行相關以獲得當前的相關結果，然后根據(jù)當前相關結果生成當前信號徑檢測門限值從而使信號徑篩選器能將信號徑從噪聲中篩選出，再由信號徑能量累加器將篩選出的信號徑能量予以累加，同時由幀檢測門限生成器根據(jù)所述當前信號徑檢測門限值生成當前幀檢測門限值，當當前累加的信號徑能量超過當前幀檢測門限值時即認為檢測到了信號最大徑，最后由最大徑搜索器搜索出信號最大徑，如此可抵消了多徑的影響，降低幀信號的失捕率。
文檔編號H04L1/20GK101114842SQ20071004281
公開日2008年1月30日 申請日期2007年6月27日 優(yōu)先權日2007年6月27日
發(fā)明者萬溢萍, 劉海濤, 華 姜, 建 姜, 施玉松, 晨 陳 申請人:中科院嘉興中心微系統(tǒng)所分中心