使用切片和扭曲在存在噪声的情况下接收和解码信号的方法、器件和系统技术方案

一种方法可以包括对信号进行接收和采样。信号可以对数据包进行编码。对于信号的选中数量的样本中的每个样本，可以在接收器中产生并储存表示信号与参考函数的相关性的包括成对值的切片。然后，可以检测数据包的存在，以及从储存的切片来对检测到的数据包进行解码。在对接收到的信号进行采样时可以执行产生和储存切片的步骤。当切片被产生且被储存时，可以舍弃信号的采样值。可以操纵信号的切片表示来产生具有灵活的带宽和中心频率的滤波器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】使用切片和扭曲在存在噪声的情况下接收和解码信号的方 法、器件和系统 相关申请的交叉引用 本申请要求于2013年9月20日提交的专利技术名称为"使用切片和扭曲在存在噪声的 情况下接收和解码信号的方法、器件和系统（Methods,Devices and Systems for Receiving and Decoding a Signal in the Presence of Noise Using Slices and Wa巧ing)"的第61/880,786号美国临时申请的权益，该申请的公开内容通过引用合并于此。
技术介绍
可摄入传感器可W包括低功率通信器，低功率通信器的发送通过可W穿戴在体外 的接收器来接收。考虑到可用功耗和存储器大小，传统的"身体通信系统"应当能够在预定 量的时间内处理高速原始数据。在传统的接收器中，进入信号穿过包括模拟滤波器和模拟 电子放大器的"模拟前端"电路。模拟滤波器通常具有宽的带宽，W允许检测由发送器载波 频率的制造容差所确定的所有可能的传输频率。在模拟前端中提供的滤波是适度的，且允 许大量的噪声与期望信号一起通过。在模拟放大和滤波之后，通过模数转换器(ADC)来对信 号进行数字化。对接收到的信号的剩余处理可W在数字硬件(诸如嵌入式微处理器、状态 机、逻辑口阵列等）中的进行。现已数字化的信号可W穿过一个或更多个窄带数字滤波器W 在尝试解码之前去除尽可能多的噪声。 在接收器对载波频率的估算具有大量不确定性的情况下，需要接收器从更宽带宽 的数字滤波器开始，从而容许更大量的噪声。更大量的噪声意味着可能完全错过微弱的信 号。然而，为了消除大量的噪声，接收器可W应用具有窄带宽的数字滤波器。但是，如果窄滤 波器W不正确的载波频率为中屯、，则可能完全错过进入信号。因此，为了对进入信号的有效 检测和解码，必须在用来去除尽可能多的噪声的窄带宽滤波器与用来在接收器对进入载波 频率的了解不精确时增大捕获信号载波频率的可能性而具有更大带宽的滤波器之间取得 平衡。因此，接收器可W被配置成反复地调节窄滤波器的中屯、频率，将其移动至新的中屯、， W及其后再次尝试检测。运种用窄带宽滤波器来捜索载波的过程耗时又耗能。重要的是，为 了在新的中屯、频率处重新过滤，接收器必须在存储器中保留原始数据记录的拷贝，或者如 果原始数据不可得，则捕获崭新的数据记录。此过程不仅需要大量的存储资源(尤其是使用 高精度AD別寸），还消耗大量的设备电池寿命仅用于识别进入信号的载波频率。
技术实现思路
[000引本专利技术在其第一方面提供一种如权利要求1至权利要求16中所说明的方法。 本专利技术在其第二方面提供一种如权利要求17至权利要求34中所说明的信号接收 器。 本专利技术在其第=方面提供一种如权利要求35至权利要求39中所说明的方法。 本专利技术在其第四方面提供一种如权利要求40至权利要求44中所说明的接收器。 本专利技术在其第五方面提供一种如权利要求45至权利要求52中所说明的方法。 本专利技术在其第六方面提供一种如权利要求53至权利要求61中所说明的方法。 本专利技术在其第屯方面提供一种如权利要求62至权利要求65中所说明的方法。 本专利技术在其第八方面提供一种如权利要求66至权利要求67中所说明的方法。 本专利技术在其第九方面提供一种如权利要求68至权利要求72中所说明的方法。 本专利技术在其第十方面提供一种如权利要求73至权利要求79中所说明的方法。 本专利技术在又一个方面提供一种程序。运种程序可W通过自身提供，或者通过载体 媒介来承载。载体媒介可W为记录媒介或其他储存媒介。传输媒介可W为信号。 根据一个实施例，一种方法可W包括:对信号进行接收和采样。信号可W对数据包 进行编码。对于信号的选中数量的样本中的每个样本，可W产生并储存包括成对值的切片。 然后可W检测数据包的存在，W及从储存的切片来对检测到的数据包进行解码。信号的样 本可W表示信号与接收器中的参考函数的相关性。可W在对接收到的信号进行采样时执行 产生和储存切片。当切片被产生且被储存时，可W舍弃信号的采样值。可W操纵信号的切片 表示W产生具有灵活的带宽和中屯、频率的滤波器。 根据一个实施例，一种对到达接收器的信号进行检测和解码的方法可W从接收器 接收进入信号开始，在模拟前端可选地执行一些模拟预处理(例如，放大和滤波），其后可W 在ADC中对预处理过的数据进行采样。根据一个实施例，然后可W使用例如相关性算法来将 采样的原始数据与储存在存储器中的内部参考模板进行比较。一种示例性技术包括在一段 时间将采样的进入信号与预定参考模板进行相关。 实施例解决了在捕捉和储存大量高速样本(其耗尽计算容量和存储器大小）时固 有的问题。实施例通过捕捉"切片"来解决运两个问题。根据一个实施例，切片数据表示包含 足够信息，W高效且紧凑地表示进入信号W及实施几乎任何带宽的滤波器。根据一个实施 例，切片可W经历扭曲运算，切片集通过扭曲运算而按照有用的方式来转变W完成检测过 程。实际上，根据一个实施例，可W对切片进行组合W创建可选地具有宽或窄通带的滤波 器。根据实施例，扭曲运算可W被配置为将捕捉的一个频率处的切片转变成另一个附近频 率处的切片。运种扭曲运算可W通过被配置用来找到进入载波频率和在噪声环境中找到数 据包的证据的算法来执行。根据实施例，信号数据的切片表示结合扭曲函数表示利用合适 的硬件和存储资源执行复杂的检测算法的新型且高效的方法。 通过下面的参照附图的对示例性实施例的描述，本专利技术的进一步的特征将变得明 思O【附图说明】 图1示出根据一个实施例的各种波形和示例性切片。图1还示出根据一个实施例的 包括配置的发送器和接收器的系统。 图2A图示两个采样波形的相关性。 图2B图示根据一个实施例的计算一项(在此情况下为正弦项)的方式。 图3图示根据一个实施例的计算组合切片项（在此情况下为余弦项）的方法的方 面。 图4示出根据一个实施例的组合正弦切片项和余弦切片项来形成更长相关性的方 法的方面。图5示出在极坐标系统中被描述为旋转矢量的信号的相位。图6A示出极坐标系统中的参考频率处的旋转矢量。 图6B示出极坐标系统中的参考频率处的旋转矢量和比参考频率大的频率处的信 号的旋转矢量。 图6C示出极坐标系统中的参考频率处的旋转矢量和比参考频率小的频率处的信 号的旋转矢量。 图7示出根据一个实施例的扭曲的方面。 图8示出根据一个实施例的被扭曲、对齐且就绪W用于组合的切片。 图9示出根据一个实施例的使用对切片的扭曲来捜索载波频率的方法的方面。 图10示出根据一个实施例的频移键控(FSK)载波检测的方面。 图11示出根据一个实施例的精细调谐FSK载波检测的方面。 图12是根据一个实施例的检测信号的方法的逻辑流程。 图13是根据一个实施例的方法的逻辑流程。【具体实施方式】 图1示出根据一个实施例的包括低功率振荡发送器102和接收器104的系统。如其 中所示，振荡发送器102可W通过通信通道103与接收器104分离。例如，振荡发送器102可W 设置在可摄入传感器之内，可摄入传感器的发送105通过包括可W穿戴在体外（诸如，在皮 肤106上）的接收器104的接收器贴片(patch)来接收。在运种情况下，通信通道103可W包括 身体的水环本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：接收信号，所述信号对数据包进行编码；对接收到的信号进行采样；产生和储存多个切片，所述多个切片包括针对信号的选中数量的样本中的每个样本的成对值；以及检测来自储存的切片的数据包的存在，以及对来自储存的切片的数据包进行解码。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：切丽·库什纳，罗伯特·佛莱明，威廉·H·麦卡利斯特，马克·兹德布利克，
申请(专利权)人：普罗秋斯数字健康公司，
类型：发明
国别省市：美国;US