一种帧检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种帧检测方法，包括：从当前选取的第一设定数量的复样点中抽取第二设定数量的复样点；利用所述第二设定数量的复样点计算判决变量并获取计算结果；根据所述计算结果判断是否已经有数据帧到达，如果是，则在当前抽取的起始复样点与上一次抽取的起始复样点间排查数据帧的起始位置，如果否，则从当前抽取的起始复样点开始跳过第三设定数量的复样点再开始选取所述第一设定数量的复样点，继续执行所述从当前选取的第一设定数量的复样点中抽取第二设定数量的复样点的步骤。本发明专利技术还公开了一种帧检测装置。

【技术实现步骤摘要】
一种帧检测方法及装置
本专利技术涉及检测
，尤其涉及一种帧检测方法及装置。
技术介绍
在基于分组的突发式无线传输系统(比如WiFi、ZigBee、蓝牙等系统)中，发送机并不持续占据信道，而是在需要传输数据时突发式的占据信道以进行数据传输，因而，接收机在接收所述发送机发送的数据帧时，首先要解决的是帧检测问题，即判断帧何时到达并确定帧的粗略起始位置。当前主要存在以下三种帧检测方法：一、基于接收信号能量检测的帧检测方法当接收机没有接收到数据帧时，接收的信号复样点rn中只有噪声wn，即rn＝wn；当数据帧到来时，接收的信号复样点rn加入了数据的成分sn，即，rn＝sn+wn。下面利用判决变量mn判定是否接收到数据帧，公式(1)为判断变量mn的计算公式：判决变量mn是接收信号能量在窗口长度L下的移动求和，由公式(1)可知，如果接收的信号复样点持续为噪声信号，则mn保持不变，如果接收到数据信号，则mn将发生变化即mn将增大，基于此，通过逐样点计算mn并为mn设定一个合理的对比阈值，当出现mn大于该阈值时即认为可能有帧到达。二、基于双滑动窗口分组检测的帧检测方法参见图1所示的双滑动窗口分组检测算法的响应示意图，该方法将窗口A和窗口B两个窗口中的总能量的比值作为判决变量mn，式(2)是窗口A和窗口B中能量值、以及mn的计算公式：下面就窗口A和窗口B以及帧到达时mn的变化情况进行介绍：数据帧会自左向右滑过窗口A和窗口B，且数据帧前后皆为噪声。理想情况下，当只有噪声的情况下mn的响应是平坦的；当数据帧右边沿到达窗口A时，A中的能量an一直增加到整个窗口都包含进数据帧为止，此时mn也持续增大。待窗口B开始包含数据帧时，B中的能量bn一直增加到整个窗口都包含进数据帧，随着bn的增大，mn将持续减小，当B全部包含进接收的数据帧时，mn又恢复平坦。基于此，通过逐样点计算mn并为mn设定一个合理的对比阈值，当出现mn大于该阈值时即认为可能有帧到达。三、采用前导结构进行的帧检测方法参见图2所示的IEEE802.11帧结构示意图，IEEE802.11在物理层帧结构中专门设计了前导训练序列，其中有10个重复的短训练序列STS(ShortTrainSequence)，利用前导中的短训练序列的周期性可以检测出帧到达。参见图3所示的延时和相关算法的示意图，该方法需要两个滑动窗口C和P，窗口C的能量值cn为当前时刻接收的长度为L个复样点的信号序列与D个复样点之前的长度同为L个复样点的已接收信号序列的互相关值，窗口P的能量值pn为D个复样点之前的长度为L个复样点的已接收信号序列的自相关值。其中，D和L通常取1个短训练序列中复样点的个数。式(3)是窗口C和窗口P中能量值cn和pn、以及mn的计算公式：因为噪声信号的互相关系数为0，所以，当接收的信号只有噪声时，cn近似为0，一旦数据帧到来，cn会迅速增大。基于此，通过逐样点计算mn并为mn设定一个合理的对比阈值，当出现mn大于该阈值时即认为可能有帧到达。可见，在前述三种帧检测技术中，帧检测计算都是在接收的复样点序列上进行逐样点的移动计算，通过计算得到的判决变量mn与预设的门限值进行比较来检测帧是否到达。但是，当信道的占空比较低时，接收的复样点序列绝大部分是噪声，对这些噪声复样点进行逐样点的计算以判决数据帧是否到达是对计算资源的严重浪费，特别是对于计算强度与能耗存在较强正相关关系的处理器，将导致处理器资源的严重浪费。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种帧检测方法及装置，通过减少帧检测所花费的计算量以实现减少资源浪费的目的。第一方面，本专利技术提供了一种帧检测方法，所述方法包括：从当前选取的第一设定数量的复样点中抽取第二设定数量的复样点；利用所述第二设定数量的复样点计算判决变量并获取计算结果；根据所述计算结果判断是否已经有数据帧到达，如果是，则在当前抽取的起始复样点与上一次抽取的起始复样点间排查数据帧的起始位置，如果否，则从当前抽取的起始复样点开始跳过第三设定数量的复样点再开始选取所述第一设定数量的复样点，继续执行所述从当前选取的第一设定数量的复样点中抽取第二设定数量的复样点的步骤。在第一方面的第一种可能的实现方式中，按照设定规则从当前选取的第一设定数量的复样点中抽取第二设定数量的复样点；所述设定规则为：从当前选取的起始复样点开始无间隔的抽取复样点；或，从当前选取的起始复样点开始间隔性的抽取复样点。在第一方面的第二种可能的实现方式中，当采用与数据帧格式相关的方式计算所述判决变量时，所述第一设定数量与所述第三设定数量满足第一预设条件：NOP≤Nmin_frame-Nmax_skip+1，其中，NOP为所述第一设定数量，Nmax_skip为所述第三设定数量的最大值，Nmin_frame为最小物理层帧对应的复样点数，Nmin_frame大于Nmax_skip；当采用与数据帧格式不相关的方式计算所述判决变量时，所述第一设定数量与所述第三设定数量满足第二预设条件：NOP≤Ntrain_seq-Nmax_skip+1，其中，NOP为所述第一设定数量，Nmax_skip为所述第三设定数量的最大值，Ntrain_seq为重复短训练序列的复样点数，Ntrain_seq大于Nmax_skip。在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述根据所述计算结果判断是否已经有数据帧到达包括：将所述计算结果与设定阈值相比较并获取比较结果；当所述比较结果为计算结果大于或等于设定阈值时，判定已经有数据帧到达；当所述比较结果为计算结果小于设定阈值时，判定没有数据帧到达。在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述在当前抽取的起始复样点与上一次抽取的起始复样点间排查数据帧的起始位置包括：从上一次抽取的起始复样点开始到当前抽取的起始复样点结束，逐样点计算所述判决变量；当出现判决变量的计算结果大于设定阈值时，将所述出现的判决变量对应的复样点作为数据帧的起始位置。在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述在当前抽取的起始复样点与上一次抽取的起始复样点间排查数据帧的起始位置包括：将起始查找区间作为排查区间，所述起始查找区间为上一次抽取的起始复样点与当前抽取的起始复样点间的所有复样点；确定所述排查区间内的复样点数；判断所述排查区间内的复样点数是否等于1，如果是，则确定这个复样点为数据帧的起始位置；如果否，则选取所述排查区间内的中间样点，并计算所述中间样点处的判决变量；根据所述中间样点处的计算结果判断是否已经有数据帧到达，如果是，则将所述排查区间的左临界样点与所述中间样点间的区间作为新的排查区间，继续执行所述确定所述排查区间内的复样点数的步骤；如果否，则将所述中间样点与所述排查区间的右临界样点间的区间作为新的排查区间，继续执行所述确定所述排查区间内的复样点数的步骤。在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述方法还包括：在预设的缓冲区内缓存接收的复样点序列。结合第一方面的第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述缓冲区内设置有操作窗口，所述按照设定规则从当前选取的第一设定数量的复样点中抽取第二设定数量的复样点前还包括：调整所述操作窗口的位置使所述操作窗口至少覆盖当前选取的所述第一设定数量的复样点，并移除上一次选取的起始复样点前的所有复样点。第二方面，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种帧检测方法，其特征在于，包括：从当前选取的第一设定数量的复样点中抽取第二设定数量的复样点；利用所述第二设定数量的复样点计算判决变量并获取计算结果；根据所述计算结果判断是否已经有数据帧到达，如果是，则在当前抽取的起始复样点与上一次抽取的起始复样点间排查数据帧的起始位置，如果否，则从当前抽取的起始复样点开始跳过第三设定数量的复样点再开始选取所述第一设定数量的复样点，继续执行所述从当前选取的第一设定数量的复样点中抽取第二设定数量的复样点的步骤。

【技术特征摘要】
1.一种帧检测方法，其特征在于，包括：按照复样点序列的接收顺序，依次跳跃式的选取样点区间；从当前选取样点区间内第一设定数量的复样点中抽取第二设定数量的复样点，所述第二设定数量的复样点为所述当前选取样点区间内的全部或部分复样点；利用所述第二设定数量的复样点计算判决变量并获取计算结果；根据所述计算结果判断是否已经有数据帧到达，如果是，则在当前抽取的起始复样点与上一次抽取的起始复样点间排查数据帧的起始位置，如果否，则从所述当前选取样点区间的起始复样点开始跳过第三设定数量的复样点再开始选取下一样点区间，继续执行所述从当前选取样点区间内第一设定数量的复样点中抽取第二设定数量的复样点的步骤，其中，所述第三设定数量为所述当前选取样点区间的起始复样点与所述下一样点区间的起始复样点之间间隔的复样点数量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照设定规则从当前选取样点区间内第一设定数量的复样点中抽取第二设定数量的复样点；所述设定规则为：从当前选取样点区间的起始复样点开始无间隔的抽取复样点；或，从当前选取样点区间的起始复样点开始间隔性的抽取复样点。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当采用与数据帧格式相关的方式计算所述判决变量时，所述第一设定数量与所述第三设定数量满足第一预设条件：NOP≤Nmin_frame-Nmax_skip+1，其中，NOP为所述第一设定数量，Nmax_skip为所述第三设定数量的最大值，Nmin_frame为最小物理层帧对应的复样点数，Nmin_frame大于Nmax_skip；当采用与数据帧格式不相关的方式计算所述判决变量时，所述第一设定数量与所述第三设定数量满足第二预设条件：NOP≤Ntrain_seq-Nmax_skip+1，其中，NOP为所述第一设定数量，Nmax_skip为所述第三设定数量的最大值，Ntrain_seq为重复短训练序列的复样点数，Ntrain_seq大于Nmax_skip。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述计算结果判断是否已经有数据帧到达包括：将所述计算结果与设定阈值相比较并获取比较结果；当所述比较结果为计算结果大于或等于设定阈值时，判定已经有数据帧到达；当所述比较结果为计算结果小于设定阈值时，判定没有数据帧到达。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在当前抽取的起始复样点与上一次抽取的起始复样点间排查数据帧的起始位置包括：从上一次抽取的起始复样点开始到当前抽取的起始复样点结束，逐样点计算所述判决变量；当出现判决变量的计算结果大于设定阈值时，将所述出现的判决变量对应的复样点作为数据帧的起始位置。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在当前抽取的起始复样点与上一次抽取的起始复样点间排查数据帧的起始位置包括：将起始查找区间作为排查区间，所述起始查找区间为上一次抽取的起始复样点与当前抽取的起始复样点间的所有复样点；确定所述排查区间内的复样点数；判断所述排查区间内的复样点数是否等于1，如果是，则确定这个复样点为数据帧的起始位置；如果否，则选取所述排查区间内的中间样点，并计算所述中间样点处的判决变量；根据所述中间样点处的计算结果判断是否已经有数据帧到达，如果是，则将所述排查区间的左临界样点与所述中间样点间的区间作为新的排查区间，继续执行所述确定所述排查区间内的复样点数的步骤；如果否，则将所述中间样点与所述排查区间的右临界样点间的区间作为新的排查区间，继续执行所述确定所述排查区间内的复样点数的步骤。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在预设的缓冲区内缓存接收的复样点序列。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述缓冲区内设置有操作窗口，所述按照设定规则从当前选取样点区间内第一设定数量的复样点中抽取第二设定数量的复样点前还包括：调整所述操作窗口的位置使所述操作窗口至少覆盖当前选取的所述第一设定数量的复样点，并移除上一次选取的起始复样点前的所有复样点。9.一种帧检测装置，其特征在于，包括：抽取单元，用于按照复样点序列的接收顺序，依次跳跃式的选取样点区间，从当前选取样点区间内第一设定数量的复样点中抽取第二设定数量的复样点，所述第二设定数量的复样点为所述当前选取样点区间内的全部或部分复样点；计算单元，用于利用所述第二设定数量的复样点计算判决变...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢志浩，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44