用于提供定时同步的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于提供定时同步的方法和装置。一种方法、装置、接收器和系统在通过信道的数据传输期间提供定时同步。在方法的下文中，该方法针对响应于对应帧的传输而由信道生成的多个样本序列中的个体样本序列来接收：(i)概率向量以及(ii)与对应帧的特定符号相对应的相应序列的样本的指示，对应帧由包括前导码和一个或多个数据符号的多个符号组成，该方法确定接收器的帧检测器的一个或多个更新参数，接收器从信道接收样本序列。该方法确定发射器的前导码生成器的一个或多个更新参数，发射器提供前导码以用于通过信道传输。

【技术实现步骤摘要】
用于提供定时同步的方法和装置
示例实施例总体上涉及用于提供定时同步的技术，更具体地涉及用于同时训练发射器和接收器以提供定时同步的技术。
技术介绍
各种类型的数据通常由发射器通过通信信道传输到接收器。在一些情况下，所传输的数据由多个帧组成，每个帧包括多个符号。为了适当地解释(例如，解码)接收器所接收的数据，接收器必须从与对应帧的第一符号相对应的序列中标识样本，从而提供符号定时同步。然而，接收器通常不知道第一符号将被接收的定时，而是必须努力从接收到的数据中标识第一符号。所传输的帧通常包括前置于数据符号的前导码。用于定时同步的一些技术已经依赖于前导码的标准化形式以促进接收器对前导码的标识。例如，前导码已经被设计为具有某些数学性质，诸如，自相关性质或互相关性质。尽管如此，定时同步对于有效的数据通信和解码接收到的数据的准确性来说仍然是一个问题。S.Dorner等人，“基于深度学习的空中通信”，JSelTopics信号处理，卷12，No.pp.132-143，2018年，公开了一种仅由神经网络组成的通信系统，该系统使用不同步的现成软件定义的无线电和开源深度学习软件库。所提出的解决方案将现有思想扩展到连续数据传输，这减轻了它们对短块长度的当前限制，但也带来了接收机同步的问题。具体地，通过引入基于神经网络的帧同步模块来克服接收机同步的问题。
技术实现思路
公开了一种用于在在诸如随机信道的信道上的数据传输期间提供定时同步的方法、装置、接收器和系统。在这方面，该方法、装置和系统被配置为同时训练包括发射器和接收器两者的端到端系统，以便提供改善的符号定时同步。通过提供改善的符号定时同步，可以以更准确的方式更有效地经由信道传输数据，以及对数据进行解释(诸如，解码)。根据一个方面，提供了独立权利要求的主题。实施例在从属权利要求中被定义。本专利技术的各种实施例所寻求的保护范围由独立权利要求阐明。附图说明已经概括地描述了本公开的某些示例实施例，将在下文中参照附图，该附图不一定按比例绘制，并且其中：图1是根据示例实施例的包括发射器和接收器两者的系统的框图，该系统被配置为经由信道与配置装置通信，该配置装置被配置为重新配置发射器和接收器以便提供符号定时同步；图2是可以图1的系统可以被部署在其中的示例通信系统的框图；图3是可以根据本公开的示例实施例被具体配置的装置的框图；图4是图示了根据示例实施例的诸如由图3的装置执行的以确定发射器和接收器的更新参数的操作的流程图；图5是根据本公开的示例实施例的图1所描绘类型的系统的更详细的框图；图6是根据本公开的示例实施例的接收器的帧检测器的框图；图7是根据本公开的示例实施例的发射器的前导码生成器的表示；图8是图示了根据本公开的示例实施例的诸如由图3的装置执行的以便同时确定发射器和接收器两者的更新参数的操作的流程图；以及图9是图示了根据本公开的示例性实施例的诸如由图3的装置执行的以便按顺序更新接收器的参数，然后更新发射器的参数的操作的框图。具体实施方式现在将在下文中参照附图更全面地描述本专利技术的一些实施例，其中，示出了本专利技术的一些而非全部实施例。实际上，本专利技术的各种实施例可以以许多不同的形式体现，并且不应该被解释为限于本文陈述的实施例；相反，提供这些实施例，使得本公开将满足适用的法律要求。相同的附图标记始终指代相同的元件。如本文所使用的，术语“数据”、“内容”、“信息”和类似术语可以互换使用以指代能够根据本专利技术的实施例传输、接收和/或存储的数据。因此，不应该使用任何这种术语来限制本专利技术的实施例的精神和范围。附加地，如本文所使用的，术语‘电路系统’指的是(a)仅硬件电路实现(例如，以模拟电路系统和/或数字电路系统实现)；(b)电路和(多个)计算机程序产品的组合，该计算机程序产品包括存储在一起工作以使装置执行本文描述的一个或多个功能的一个或多个计算机可读存储器上的软件和/或固件指令；以及(c)即使物理上不存在软件或固件也需要软件或固件进行操作的电路，诸如，例如，(多个)微处理器或(多个)微处理器的一部分。‘电路系统’的这种定义适用于本文中该术语的所有使用，包括在任何权利要求中。作为又一示例，如本文所使用的，术语‘电路系统’还包括包括一个或多个处理器和/或其(多个)部分以及附带的软件和/或固件的实施方式。作为另一示例，本文使用的术语‘电路系统’还包括例如用于移动电话的基带集成电路或应用处理器集成电路或者服务器、蜂窝网络设备、其他网络设备(诸如，核心网装置)、现场可编程门阵列和/或其他计算设备中的类似集成电路。如图1所图示的，根据示例实施例，提供了一种系统10，该系统10包括被配置为经由通信信道16进行通信的发射器12和接收器14。如下面所描述的，该系统还包括配置装置18，其被配置为确定发射器和接收器两者的更新参数，并且利用更新参数相应地重新配置发射器和接收器，以增强它们之间的符号定时同步。经由发射器12和接收器14之间的信道16传输的数据可以是多种数据中的任何一种，包括但不限于数字图像数据，包括视频数据、音频数据以及由传感器、雷达、望远镜和无线电接收器提供的数据。在至少一些情况下，发射器在经由信道传送数据之前对数据进行编码，并且接收器相应地对该数据进行解码。接收器接收到的结果数据可以用于多种目的，包括向用户呈现，数据存储和/或将数据提供给一个或多个应用，诸如出于各种目的(包括物体识别、图像分类、频谱感测、语音转录和/或事件的预测或检测)对数据执行统计推断的应用。尽管在图1中以从发射器到接收器的单向传输的形式描绘，但是发射器和接收器可以由包括发射器和接收器的设备来体现，诸如收发器等，从而支持双向通信。图1的系统10可以用于多种应用。如图2所示，例如，通信系统可以包括被配置为经由相应信道进行通信的多个发射器和多个接收器。在这方面，用户设备可以包括被配置为与基站的接收器进行通信的发射器。相反，基站不仅包括接收器，而且包括用于与用户设备的接收器进行通信的发射器。通过示例，系统10可以被部署在基于高级长期演进(高级LTE、LTE-A)或新无线电(NR、5G)的无线电接入架构内。然而，该系统可以被部署在包括在其他通信网络内的其他应用中，该通信网络包括例如通用移动电信系统(UMTS)无线电接入网(UTRAN或E-UTRAN)、无线局域网(WLAN或WiFi)、全球微波接入互操作性(WiMAX)、个人通信服务(PCS)、宽带码分多址(WCDMA)、使用超宽带(UWB)技术的系统、传感器网络、移动自组织网络(MANET)和互联网协议多媒体子系统(IMS)或其任何组合。在这方面，图2描绘了简化的系统架构的示例，其仅示出了一些元件和功能实体，全部是逻辑单元，其实现可能与所示出的不同。图2所示的连接是逻辑连接；实际的物理连接可能有所不同。对于本领域技术人员明显的是，该系统通常还包括除了图2所示的功能和结构以外的其他功能和结构。在图1的无线电接入架构中，用户设备20和21被本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统(10)，包括：/n发射器(12)，被配置为：/n经由信道(16)传输多个帧，所述多个帧包括多个符号，所述多个符号包含前导码和一个或多个数据符号；以及/n经由所述信道(16)传输第二多个帧，所述第二多个帧包括第二多个符号，所述第二多个符号包含扰动前导码和一个或多个第二数据符号；接收器(14)，被配置为：/n接收由所述信道(16)响应于由所述发射器(12)传输的所述多个帧而生成的多个样本序列，其中针对接收到的所述多个样本序列中的个体样本序列，所述接收器(14)被配置为确定概率向量，所述概率向量将概率指派给相应序列的所述样本，所述概率标识相应样本与所述帧的特定符号相对应的概率；/n针对由所述信道(16)响应于所述第二多个帧中的对应帧的传输而生成的多个第二样本序列中的个体第二样本序列，确定第二概率向量，所述第二概率向量将概率指派给相应第二序列的所述样本，所述概率标识相应样本与所述对应帧的特定符号相对应的概率；以及/n接收与所述对应帧的所述特定符号相对应的所述相应第二序列的所述样本的指示；/n至少一个处理器(32)，被配置为针对由所述接收器(14)接收的所述多个样本序列中的每个样本序列：/n确定所述接收器(14)的帧检测器(56)的一个或多个更新参数，其中所述接收器(14)的所述帧检测器(56)的所述更新参数基于的是所述概率向量和与所述对应帧的所述特定符号相对应的所述相应序列的所述样本的指示；以及/n确定所述发射器(12)的前导码生成器(50)的一个或多个更新参数，所述发射器基于第二概率向量和与所述对应帧的所述特定符号相对应的相应的所述第二序列的所述样本的所述指示，提供所述前导码以用于通过所述信道(16)传输，其中所述发射器(12)和所述接收器(14)分别基于所述发射器(12)的所述一个或多个更新参数和所述接收器(14)的所述一个或多个更新参数而被重新配置。/n...

【技术特征摘要】
20190206 FI 201950851.一种系统(10)，包括：
发射器(12)，被配置为：
经由信道(16)传输多个帧，所述多个帧包括多个符号，所述多个符号包含前导码和一个或多个数据符号；以及
经由所述信道(16)传输第二多个帧，所述第二多个帧包括第二多个符号，所述第二多个符号包含扰动前导码和一个或多个第二数据符号；接收器(14)，被配置为：
接收由所述信道(16)响应于由所述发射器(12)传输的所述多个帧而生成的多个样本序列，其中针对接收到的所述多个样本序列中的个体样本序列，所述接收器(14)被配置为确定概率向量，所述概率向量将概率指派给相应序列的所述样本，所述概率标识相应样本与所述帧的特定符号相对应的概率；
针对由所述信道(16)响应于所述第二多个帧中的对应帧的传输而生成的多个第二样本序列中的个体第二样本序列，确定第二概率向量，所述第二概率向量将概率指派给相应第二序列的所述样本，所述概率标识相应样本与所述对应帧的特定符号相对应的概率；以及
接收与所述对应帧的所述特定符号相对应的所述相应第二序列的所述样本的指示；
至少一个处理器(32)，被配置为针对由所述接收器(14)接收的所述多个样本序列中的每个样本序列：
确定所述接收器(14)的帧检测器(56)的一个或多个更新参数，其中所述接收器(14)的所述帧检测器(56)的所述更新参数基于的是所述概率向量和与所述对应帧的所述特定符号相对应的所述相应序列的所述样本的指示；以及
确定所述发射器(12)的前导码生成器(50)的一个或多个更新参数，所述发射器基于第二概率向量和与所述对应帧的所述特定符号相对应的相应的所述第二序列的所述样本的所述指示，提供所述前导码以用于通过所述信道(16)传输，其中所述发射器(12)和所述接收器(14)分别基于所述发射器(12)的所述一个或多个更新参数和所述接收器(14)的所述一个或多个更新参数而被重新配置。


2.根据权利要求1所述的系统(10)，其中所述至少一个处理器(32)还被配置为通过以下方式来确定所述接收器(14)的一个或多个更新参数：利用优化函数来确定所述接收器(14)的所述一个或多个更新参数，所述优化函数使用损耗函数，所述损耗函数基于所述概率向量以及与所述对应帧的所述特定符号相对应的所述相应序列的所述样本的所述指示，并且其中所述至少一个处理器(32)还被配置为通过以下方式来确定所述发射器(12)的一个或多个更新参数：利用优化函数来确定所述发射器(12)的所述一个或多个更新参数，所述优化函数使用损耗函数，所述损耗函数基于所述第二概率向量以及与所述对应帧的所述特定符号相对应的所述相应第二序列的所述样本的所述指示。


3.一种系统(10)，包括：
发射器(12)，被配置为经由信道(16)传输多个帧，所述多个帧包括多个符号，所述多个符号包含前导码和一个或多个数据符号；
接收器(14)，被配置为接收由所述信道(16)响应于由所述发射器(12)传输的所述多个帧而生成的多个序列，其中针对接收到的所述多个样本序列中的个体样本序列，所述接收器(14)被配置为确定概率向量，所述概率向量将概率指派给相应序列的所述样本，所述概率标识相应样本与所述帧的特定符号相对应的概率；
至少一个处理器(32)，被配置为针对由所述接收器(14)接收到的所述多个样本序列中的每个样本序列：
确定所述接收器(14)的帧检测器(56)的一个或多个更新参数，其中所述接收器(14)的所述帧检测器(56)的所述更新参数基于的是所述概率向量和与所述对应帧的所述特定符号相对应的所述相应序列的所述样本的指示；以及
确定所述发射器(12)的前导码生成器(50)的一个或多个更新参数，所述发射器(12)基于所述概率向量和与所述对应帧的所述特定符号相对应的所述相应序列的所述样本的所述指示来提供所述前导码以用于通过所述信道(16)传输，其中所述发射器(12)和所述接收器(14)分别基于所述发射器(12)的所述一个或多个更新参数和所述接收器(14)的所述一个或多个更新参数而被重新配置。


4.根据权利要求3所述的系统(10)，其中所述至少一个处理器(32)被配置为通过以下方式来确定所述发射器(12)的一个或多个更新参数和所述接收器(14)的一个或多个更新参数：利用优化函数来确定所述接收器(14)的所述一个或多个更新参数和所述发射器(12)的所述一个或多个更新参数，所述优化函数使用损耗函数，所述损耗函数基于所述概率向量以及与所述对应帧的所述特定符号相对应的所述相应序列的所述样本的所述指示。


5.根据权利要求1或3所述的系统(10)，其中所述发射器(12)或所述接收器(14)中的至少一个包括神经网络，所述神经网络具有通过所述至少一个处理器(32)的确定而被更新的多个可训练参数。


6.根据权利要求1或3所述的系统(10)，其中所述接收器(14)还被配置为从所述发射器(12)接收所述前导码。


7.根据权利要求1或3所述的系统(10)，其中所述接收器(14)也被配置为接收来自一个或多个源的沿着所述信道(16)传播的干扰信号或者对所述信道(16)的其他外部影响。


8.一种接收器，包括：
通信接口，被配置为接收由信道(16)响应于由发射器(12)传输的多个帧而生成的多个样本序列，所述多个帧包括多个符号，所述多个符号包括前导码和一个或多个数据符号，并且被配置为接收由所述信道(16)响应于由所述发射器(12)传输的第二多个帧而生成的第二多个样本序列，所述第二多个帧包括第二多个符号，所述第二多个符号包含扰动前导码和一个或多个数据符号；以及
至少一个处理器，被配置为针对接收到的所述多个样本序列中的个体序列，确定概率向量，所述概率向量将概率指派给相应序列的所述样本，所述概率标识相应样本与对应帧的特定符号相对应的概率，并且被配置为针对由所述信道(16)响应于所述第二多个帧中的多个帧相对应的传输而生成的多个第二样本序列中的个体第二样本序列，来确定第二概率向量，所述第二概率向量将概率指派给相应第二序列的所述样本，所述概率标识相应样本与所述对应帧的特定符号相对应的所述概率，
其中所述至少一个处理器被配置为将帧检测器(56)实现为具有多个可训练参数的神经网络，以便标识与所述对应帧的所述特定符号相对应的相应序列的所述样本，
其中由所述至少一个处理器实现的所述神经网络的所述参数基于所述概率向量以及与所述对应帧的所述特定符号相对应的所述相应序列的所述样本的指示而被更新，以及
其中所述第二概率向量被用于确定所述发射器(12)的前导码生成器(50)的更新参数，所述发射器(12)提供所述前导码以用于通过所述信道(16)传输。


9.根据权利要求8所述的接收器，其中所述通信接口还被配置为接收来自所述发射器的所述前导码。


10.根据权利要求8所述的接收器(14)，其中所述通信接口也被配置为接收来自一个或多个源的沿着所述信道(16)传播的干扰信号或者对所述信道(16)的其他外部影响。


11.一种装置，包括：
至少一个处理器(32)；以及
至少一个存储器(34)，包括计算机程序代码，
所述至少一个存储器(34)和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器(32)一起使所述装置(30)至少执行：
针对由信道(16)响应于包括多个符号的对应帧的传输而生成的多个样本序列中的个体样本序列，接收(44)：(i)概率向量，所述概率向量将概率指派给相应序列的所述样本，所述概率标识相应样本与所述帧的特定符号相对应的概率，以及(ii)与所述对应帧的所述特定符号相对应的所述相应序列的所述样本的指示，其中所述多个符号包含前导码和一个或多个数据符号；
针对由所述信道(16)响应于包括多个符号的对应帧的传输而生成的多个第二样本序列中的个体第二样本序列，接收：(i)第二概率向量，所述第二概率向量将概率指派给相应第二序列的所述样本，所述概率标识相应样本与所述对应帧的特定符号相对应的概率，以及(ii)与所述对应帧的所述特定符号相对应的所述相应第二序列的所述样本的指示，所述多个符号包含扰动前导码和一个或多个数据符号；
确定(46)接收器(14)的帧检测器(56)的一个或多个更新参数，所述接收器(14)接收来自所述信道(16)的所述样本序列，其中所述帧检测器(56)的所述更新参数基于的是所述概率向量和与所述对应帧的所述特定符号相对应的所述相应序列的所述样本的指示；以及
确定(48)发射器(12)的前导码生成器(50)的一个或多个更新参数，所述发射器(12)基于第二概率向量和与所述对应帧的所述特定符号相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·艾特·奥迪亚，J·霍伊迪斯，
申请(专利权)人：诺基亚技术有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI