同步幀發送、接收方法、檢測系統及發送端、接收端設備的製作方法

2023-10-09 01:06:59

專利名稱：同步幀發送、接收方法、檢測系統及發送端、接收端設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及同步幀檢測技術領域，特別是一種同步幀發送方法、 一種同 步幀接收方法、 一種同步械檢測系統、 一種同步幀發送端設備和一種同步幀 接收端設備。
背景技術：
在無線廣域網(Wireless Regional Area Network, WRAN)系統中，為 了增強對無線麥克風倌號的保護，增加了信標(Beacon)設備。Beacon設 備用來發送信號，將本區域範圍內的無線麥克風分布情況告訴其它希望使用 同頻段的用戶。所迷無線麥克風分布情況包括但不限於以下信息這些麥克 風佔用的頻段；在每個頻段中佔用的子頻段；各無線麥克風的位置，例如是 在室內還是在室外；其它信息。如圖1所示，Beacon設備發送的信號由一系列超幀(Super Frame)構 成，每個超幀由若千個同步幀(SyncFrame)和一個數據幀(PSDUFrame) 構成。其中，同步幀又由三部分組成 一個固定已知的偽隨機(PN)序列 (PN Sequence )、 一個遞減的索引(Index )、對Index編碼形成的奇偶(Parity) 部分、以及為使同步幀長度為整字節數而填充的保留比特(Reserved)。WRAN用戶設備進行Beacon信號檢測時，首先檢測固定已知的PN序 列，從而獲得同步幀的幀頭。然後對該同步幀進行解碼，獲得該同步幀中的 Index信息。參照圖1，由於在同一超幀的多個同步幀中，Index是逐幀遞減 的，並且在lndex等於0的同步幀之後就是物理層數據單元(PHY Service Data Unit, PSDU)幀，所以獲得Iiidex信息就可以獲得PSDU開始的時間信息。 最後WRAN用戶設備對PSDU信息進行解碼，得到該區域範圍內的無線麥克風分布情況，例如包括佔用的頻段、每個頻段中佔用的子頻段等信息。如上所述，根據Beacon信號的設計，如果WRAN用戶設備最終獲得一 個完整的Beacon信息，則需要經過三個步驟1)先檢測固定已知的PN序 列；2)獲得Index信息；3 )對PSDU信息進行解碼。按照現有技術的上述方式，WRAN用戶設備需要順序經歷的三個步驟。 但是，這三個步驟中的接收性能卻不一定匹配。例如，在塊錯誤率(BLER) =1%點時，PN序列檢測所需要的信噪比是8dB,而Index需要的信噪比是 6dB。那麼造成的結果就是，當信噪比為7dB時，WRAN用戶設備可以以很 高的概率正確接收Index,但是由於不能正確檢測PN序列，所以無法獲得 準確的同步幀幀頭倌息，也就無法進行到解調Index這一步，那麼就無法完 成同步幀的檢測，從而無法正確接收PSDU幀，也就無法獲取PSDU幀中的 Beacon信息。那麼，針對上迷問題， 一種可能合理的i殳計是，使PN序列檢測的性能 和Index解調的性能基本相當，例如提高Beacon設備發出PN序列的功率， 使其信噪比和Index的信噪比都是8dB，那麼就可以提高同步幀的檢測性能。 但是，由於提高了 PN序列的發射功率，所以這種設計會導致WRAN通信 系統的功率被嚴重浪費，更嚴重的是，本系統功率的浪費還可能對其它通信 系統造成很強的幹擾。發明內容有鑑於此，本發明實施例提出了一種同步幀發送方法，用以提高同步幀 檢測的性能。本發明實施例還提出了一種同步幀接收方法、 一種同步幀檢測 系統以及同步幀發送端設備和同步幀接收端設備。本發明提供了一種同步幀發送方法，該方法包括結合同步幀申騄檢測標識和部分或全部保留比特構成該同步幀的新檢 測標識；將包括所述新檢測標識的同步幀發送出去。所述原檢測標識為原偽隨機PN序列。所述結合同步幀中原檢測標識和部分或全部保留比特構成該同步幀的新檢測標識的步驟包括結合該同步幀 中原PN序列和部分或全部保留比特，構成新PN序列，以所述新PN序列 作為該同步幀的新檢測標識。所迷原^r測標識為原偽隨機PN序列。所述結合同步幀中原PN序列和 部分或全部保留比特構成該同步幀的新檢測標識的步驟包括將該同步幀中 部分或全部保留比特設置為特徵序列，以所述原PN序列和所述特徵序列作 為該同步幀的新檢澥標識。所述特徵序列為全l序列、全O序列、PN序列或者非連續發送DTX。該方法進一步包括根據同步幀檢測性能和索引Index解碼性能之差的 大小來確定所使用保留比特的數目；和/或，將所述原檢測標識和所述保留 比特設置為在所述同步幀中彼此相鄰或者彼此分離；和/或，降低同步幀中 所述新檢測標識的發射功率。本發明還提供了一種同步幀接收方法，該方法包括在檢測過程中，根 據由同步幀中原檢測標識和部分或全部保留比特構成的新檢測標識檢測同 步幀。本發明還提供了 一種同步幀檢測系統，該系統包括發送端設備和接收端 設備，其中特結合構成新檢測標識的同步幀；接收端設備用於在檢測過程中根據所述新檢測標識檢測同步幀。 本發明還提供了一種同步楨發送端設備，包括同步幀生成單元和發送單元，其中所述同步幀生成單元用於將同步幀中原檢測標識和部分或全部保留比 特結合構成該同步楨的新檢測標識，並將包括所迷新檢測標識的同步幀提供 給所迷發逸單元；所迷發送單元，用於發逸包括所述新檢測標識的同步幀。當所述原檢測標識為原PN序列時，所述同步幀生成單元為用於將同 步幀中原PN序列和部分或全部保留比特以結合構成新PN序列的第一同步 幀生成單元；或者，用於將同步幀中所述部分或全部保留比特設置為特徵序 列並將所迷原PN序列和所述特徵序列結合作為新檢測標識的第二同步幀生 成單元。所述同步幀發送端設備還可以進一步包括位置設置單元，其用於將所 述原檢測標識和所逋保留比特設置為在同步幀中彼此相鄰或者彼此分離；和 /或，功率調整單元，用於降低同步幀中所述新檢測標識的發射功率的功率 調整單元；和/或，長度調整單元，用於根據同步幀檢測性能和Index解碼性 能之差的大小來確定所使用保留比特數目的長度調整單元。所述同步幀發送端設備為信標Beacon設備。本發明還提供了一種同步楨接收端設備，該設備包括接收單元和檢測單 元，其中所述接收單元，用於接收同步幀並轉發給檢測單元；所述檢測單元，用於根據由同步幀中原檢測標識和部分或全部保留比特 構成的新檢測標識檢測同步幀。當所迷原檢測標識為原PN序列，所述部分或全部保留比特被設置為 DTX時，所述檢測單元包括在檢測過程中檢測所述DTX的能量最低比特 位置的第一檢測單元；在檢測過程中檢測所述原PN序列位置的第二檢測單 元；根據所述DTX的能量最低比特位置和所述原PN序列位置來確定同步 幀幀頭的確定單元。所述同步幀接收端設備為WRAN用戶設備或Beacon設備。在本發明實施例的技術方案中，由於將諸如原PN序列的原檢測標識和 部分或全部保留比特結合起來作為新檢測標識，接收端設備則根據所述新檢 測標識檢灘同步幀，而眾所周知岡步幀檢測標識的長度加長就能在相同功率 下提高檢瀰概率，那麼本發網實施例無需提高同步幀檢測標識的發射功率， 就能提高同步幀檢測的性能。另外，由於不需要提高同步幀檢測標識的功率，本發明實施例還能避免功率浪費的現象，並且低的功率還減少了對其它系統 的幹擾。


圖1為現有技術中超幀的結構示意圖；圖2為本發明第一實施例中同步幀檢測方法的流程示意圖；圖3為本發明實施例中同步幀的一種結構示意圖；圖4為本發明笫二實施例中同步幀檢測方法的流程示意圖；圖5為本發明實施例中同步幀檢測系統的結構示意圖；圖6為本發明實施例中同步幀發送端設備的結構示意圖；圖7為本發明實施例中同步幀接收端設備的結構示意圖；圖8為本發明實施例中同步幀接收端設備中檢測單元的結構示意圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，以下舉實施例對本發明 進一步詳細說明。在本發明實施例所使用的同步幀中至少包括原檢測標識和保留比特，所 述原檢測標識可以是如圖1所示的PN序列，也可以是其它類型的檢測標識， 本發明實施例對此不作限制。為了統一描述，在下面的"i兌明中，以原PN序 列為例代表原檢測標識。另外，保留比特也可以是同步幀中其它未被使用的 比特。圖2是本發明第一實施例中同步幀檢測方法的流程示意圖。在本發明第 一實施例中，同步幀中PN序列本身的長度是可以延長或者縮短的，並且只 要求PN序列是一個已知的固定序列即可。參照閨2，本發明第一實施例的流程包括如下步驟步驟101，發速端設備將原PN序列和保留比特中的部分保留比特或全 部保留比特結合起來，構成一個比原PN序列更長的新PN序列。例如，在同步幀中共有d個保留比特，在本步驟中將其中的e個保留比 特用於提高PN序列的檢測性能，這裡的e為大於O小於等於d的整數。具 體利用多少個保留比特則根據同步幀檢測性能和Index解碼性能之差來決 定，如果性能之差越大，那麼所需利用的保留比特數目越多，否則就越少。在本步驟中，可以維持同步幀中原來各部分的順序不變，而只在保留比特中寫入對應的數據，即新PN序列中的原PN序列與保留比特是彼此分離 的。 一種優選的方式是，將原PN序列和保留比特設置為彼此相鄰。例如圖 3所示的結構，圖3中原PN序列與保留比特是彼此相鄰的，這樣便於寫入 對應的數據，也便於接收方設備進行檢測。步驟102，發送端設備發送包括上述新PN序列的同步幀。該步驟與現 有技術中的發射過程相同，這裡不再贅述。步驟103，接收端設備根據所述新PN序列來檢測同步幀。由於接收端設備通常使用都是採用滑窗相關法等方法來檢測PN序列， 那麼檢測新PN序列與原來相比，在系統實現複雜度上沒什麼太大變化。但 是，眾所周知，由於PN序列的長度加長，在相同信噪比下PN序列的檢測 概率必然得到提高，或者說PN序列的檢測性能得到了提高，從而使之和 Index的解碼性能相匹配。這樣，在沒有提高PN序列的發射功率的情況下， 提高了同步幀檢測的性能。進一 步，由於通過改變PN序列這一 同步幀檢測標識而提高了接收端設 備檢測同步幀的檢測性能，那麼發送端設備還可以適當降低PN序列的發射 功率，只要將同步幀的檢測性能維持在一定水平之上即可。圖4是本發明第二實施例中同步幀檢測方法的流程示意圖。在本發明第 二實施例中，由於協議要求或者其它原因，同步幀中PN序列的長度不能隨 意改變。例如，有的系統設計中用到的PN序列是特定的m序列，其長度只 能為2m-l。參照閨4，本發明第二實施例的流程包括如下步驟步驟加l,發道魂設備將原PN岸列和保留比特中的部分保留比特或仝部保留比特結合起來，構成一個新檢測標識。與第一實施例相似，在本步驟中將d個保留比特中的e個保留比特用於 提高檢測性能，這裡的e為大於O小於等於d的整數。具體利用多少個保留 比特根據同步幀檢測性能和Index解碼性能之差來決定，如果性能之差越大， 那麼所需利用的保留比特數目越多，否則就越少 由於此處的PN序列不能改變長度，本步驟中將保留比特的部分或者全 部設置為一特定的特徵序列，以PN序列和該特定的特徵序列作為新檢測標 識。該特定的特徵序列可以是非連續發送(Discontinuous Transmission, DTX)、全1序列、全0序列，甚至也可以是一PN序列。由於全1序列、 全O序列以及PN序列會在一定程度上增加接收端設備的複雜度，所以這裡 優選使用DTX。與第一實施例相似，這裡也可以將原PN序列與保留比特設置為彼此相 鄰，或者將它們設置為彼此分離。步驟202，發送端設備發送包括上述新檢測標識的同步幀。該步驟除了 在DTX的e個比特期間停止發送信號外，其餘與現有技術中的發射過程相 同，這裡不再贅述。步驟203 ，接收端設備根據所述新檢測標識來檢測同步幀。接收端設備同時考慮DTX能量最低的比特位置和原PN序列檢測這兩 方面的信息，從而確定同步幀的幀頭。這樣同樣能夠提高同步幀幀頭的檢測 性能，使之和Index的解碼性能相匹配。與第一實施例相似，由於通過改變檢測標識而提高了接收端設備同步幀 的檢測性能，那麼發送端設備還可以適當降低原PN序列的發射功率，只要 將同步幀的檢測性能維持在一定水平之上即可。圖5是本發明實施例中同步幀檢測系統的結構示意圖。如圖5所示，該 系統包括發送端設備和接收端設備。該系統可以是WRAN系統的一部分，而發送端設備可以是Beaconi更備 或其它類似的設備，接收端設備可以是能夠接收Beacon信號的WRAN用戶 設備和其它Beacon設備。另外，該系統也可以是其它需要檢測同步幀的通 信系統的一部分。繼續參照圖5，其中的發送端設備主要用於發送將諸如原PN序列的原 檢測標識和部分或全部保留比特結合作為新檢測標識的同步幀，相應地，接 收端設備用於根據所迷新檢測標識檢測同步幀。對應於前面的第一實施例，發送端設備進一步用於結合保留比特中的部 分或者全部和PN序列構成作為新檢測標識的新PN序列，那麼接收端il備 根據該新PN序列檢測同步幀。對應於前面的笫二實施例，發送端設備進一步用於將保留比特的部分或 者全部設置為一特徵序列，並以PN序列和所述特定的特徵序列作為新檢測 標識，而接收端設備則用於檢測原PN序列和特定的特徵序列，並根據它們 來檢測同步幀。所迷特徵序列優選為DTX，那麼接收端設備進一步用於檢 測所述DTX的能量最低比特位置和所述PN序列的位置，並根據所述DTX 的能量最# 比特位置和所述PN序列的位置來確定同步幀。無論在第一實施例中還是第二實施例中，發送端設備都可以進一步用於 將所述PN序列和保留比特設置為彼此相鄰，或者將所述PN序列和保留比 特設置為彼此分離。並且，發送端設備還可以根椐同步幀檢測性能和Index 解碼性能之差的大小來確定所使用保留比特的數目。如果該差越大，則使用 的保留比特數目就越多；如果該差越小，則使用的保留比特數目就越少。另 外，發送端設備還可以降低同步幀中所述新檢測標識的發射功率。圖6所示的是上迷系統中的同步幀發送端設備。如圖6所示，該設備至 少包括同歩幀生成單元和發送單元，其中同步幀生成單元用於將同步幀中 原檢測標識和部分或全部保留比特結合構成該同步幀的新檢測標識，並將包 括所述新檢測標識的同步幀提供給所述發送單元；而所述發送單元用於發送包括所述新檢測標識的同步幀。與本發明第一實施例和第二實施例中的方法相對應，所述同步幀生成單 元可以是適於第一實施例的第一同步幀生成單元、或者是適於第二實施例的第二同步幀生成單元。在原檢測標識為原PN序列時，第一同步幀生成單元 用於將同步幀中原PN序列和部分或全部保留比特以結合構成新PN序列； 第二同步幀生成單元用於將同步幀中所述部分或全部保留比特設置為特徵序列，並將所述原PN序列和所述特徵序列結合作為新檢測標識，其中所述 特徵序列可以為DTX。繼續參照圖6，同步幀發送端設備可以進一步包括位置設置單元，其用 於將所述原檢測標識和所述保留比特設置為在同步幀中彼此相鄰或者彼此 分離。同步幀發送端設備也可以進一步包括功率調整單元，其用於降低同步 幀中所述新檢測標識的發射功率。同步幀發送端設備還可以進一步包括長度 調整單元，其用於根據同步幀檢測性能和Index解碼性能之差的大小來確定 所使用保留比特的數目。具體而言，圖6所示的同步幀發送端設備可以針對現有系統的Beacon 設備，也可以是將來實現相同功能的其它設備。圖7所示的是圖5所示系統中的同步幀接收端設備，該設備包括接收單 元和檢測單元，其中接收單元用於接收同步幀並轉發給檢測單元；所述檢測標識檢測同步幀。與本發明第二實施例中方法相對應，圖8給出了檢測單元的具體結構。 換言之，閨8是針對原檢測標識為原PN序列且部分或全部保留比特被設置 為DTX的情況。如圖8所示，所述檢測單元包括第一檢測單元、第二檢測 單元和確定單元。其中，第一檢測單元在檢測過程中檢測所述DTX的能量 最低比特位置，並提供給確定單元；第二檢測單元在檢測過程中檢測所述原 PN序列的位置，並提供給確定單元；確定單元則根據所述DTX的能量最低比特位置和所述原PN序列位置來確定同步幀的幀頭。具體而言，圖7所示的同步幀接收端設備可以針對現有系統的WRAN 用戶設備或Beacon設備，也可以是將來實現相同功能的其它設備。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本 發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在 本發明的保護範圍之內。
權利要求
1. 一種同步幀發送方法，其特徵在於，該方法包括結合同步幀中原檢測標識和部分或全部保留比特構成該同步幀的新檢測標識；將包括所述新檢測標識的同步幀發送出去。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述原檢測標識為原偽 隨才凡PN序列；所述結合同步幀中原檢測標識和部分或全部保留比特構成該同步幀的 新檢測標識的步驟包括結合該同步幀中原PN序列和部分或全部保留比特， 構成新PN序列，以所述新PN序列作為該同步幀的新檢測標識。
3、 根椐權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述原檢測標識為原偽 隨才幾PN序列；所述結合同步幀中原PN序列和部分或全部保留比特構成該同步幀的新 檢測標識的步驟包括將該同步幀中部分或全部保留比特設置為特徵序列， 以所述原PN序列和所述特徵序列作為該同步幀的新檢測標識。
4、 根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述特徵序列為全l序 列、全0序列、PN序列或者非連續發送DTX。
5、 根據權利要求l-4中任意一項所述的方法，其特徵在於，該方法進 一步包括根據同步幀檢測性能和索引Index解碼性能之差的大小來確定所使用保 留比特的ft目；和/或，將所述原檢測標識和所述保留比特設置為在所述同步幀中彼此相鄰或 者4皮此分離；和/或，降低同步幀中所迷新檢測標識的發射功率。
6、 一種同步幀凝收方法，其特徵在於，該方法包括 在檢測過程中，根據由兩步幀中原檢測標識和部分或全部保留比特構成的新檢測標識檢測同步幀。
7、 一種同步幀檢測系統，其特徵在於，該系統包括發送端設備和接收 端設備，其中所述發送端設備用於發送將同步幀中原檢測標識和部分或全部保留比 特結合構成新檢測標識的同步幀；接收端設備用於在檢測過程中根據所述新檢測標識檢測同步幀。
8、 一種同步幀發送端設備，其特徵在於，包括同步幀生成單元和發送 單元，其中所述同步幀生成單元用於將同步幀中原檢測標識和部分或全部保留比 特結合構成該同步幀的新檢測標識，並將包括所述新檢測標識的同步幀提供 給所述發送單元；所述發送單元，用於發送包括所述新檢測標識的同步幀。
9、 根椐權利要求8所述的同步幀發送端設備，其特徵在於，所述原檢 測標識為原PN序列；所述同步幀生成單元為用於將同步幀中原PN序列和部分或全部保留 比特以結合構成新PN序列的第一同步幀生成單元；或者，用於將同步幀中 所述部分或全部保留比特設置為特徵序列並將所述原PN序列和所述特徵序 列結合作為新檢測標識的第二同步幀生成單元。
10、 根據權利要求8所述的同步幀發送端設備，其特徵在於，進一步包括位置設置單元，其用於將所述原檢測標識和所述保留比特設置為在同步 幀中彼此相鄰或者彼此分離；和/或，功率調整單元，用於降低同步幀中所述新檢測標識的發射功率的功率調 整單元；和/或，長度調整單元,竭f裉據同步幀檢測性能和Index解碼性能之差的大小 來確定所使用保留龜特數目的長度調整單元。
11、 根據權利要求8-IO所述的同步幀發送端設備，其特徵在於，所述同步幀發送端設備為信標Beacon設備。
12、 一種同步幀接收端設備，其特徵在於，該設備包括接收單元和檢測單元，其中所述接收單元，用於接收同步幀並轉發給檢測單元； 所述檢測單元，用於根據由同步幀中原檢測標識和部分或全部保留比特 構成的新檢測標識檢測同步幀。
13、 根據權利要求12所述的同步幀接收端設備，其特徵在於，所述原 檢測標識為原PN序列，所述部分或全部保留比特被i殳置為DTX;所述檢測單元包括在檢測過程中檢測所述DTX的能量最低比特位置 的第一檢測單元；在檢測過程中檢測所述原PN序列位置的第二檢測單元； 根據所述DTX的能量最低比特位置和所述原PN序列位置來確定同步幀幀 頭的確定單元。
14、 根椐權利要求12或13所述的同步幀接收端設備，其特徵在於，所 述同步幀接收端設備為WRAN用戶設備或Beacon設備。
全文摘要
本發明公開了一種同步幀發送方法，該方法包括結合原檢測標識和部分或全部保留比特作為新檢測標識；發送端設備發送包括所述新檢測標識同步幀；接收端設備根據所述新檢測標識檢測同步幀。本發明還公開了一種同步幀接收方法。本發明還公開了一種同步幀檢測系統，該系統包括發送端設備和接收端設備。本發明還公開了一種同步幀發送端設備和一種同步幀接收端設備。本發明無需提高同步幀檢測標識的發射功率，就能提高同步幀檢測的性能。另外，由於不需要提高同步幀檢測標識的功率，本發明實施例還能避免功率浪費的現象，並且低的功率還減少了對其它系統的幹擾。
文檔編號H04L1/00GK101247201SQ20071008452
公開日2008年8月20日 申請日期2007年2月13日 優先權日2007年2月13日
發明者武雨春 申請人:華為技術有限公司