專利名稱：能量檢測方法及應(yīng)用其的能量檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能量檢測方法及能量檢測電路。
背景技術(shù)：
隨著無線通信與應(yīng)用的蓬勃發(fā)展，分時多任務(wù)系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用在通信系統(tǒng)中，諸如分時多任務(wù)長期演進(jìn)通信協(xié)議(Time Division Duplex Long Term Evolution, TD-LTE)、全球互通微波處理通信協(xié)議(Worldwide Interoperability for Microwave Access，WiMAX)及國際電機(jī)與電子工程學(xué)會 Gnstitute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE) 802. 16m 協(xié)議等通信協(xié)議。一般來說，在以幀(Frame)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的通信系統(tǒng)中，接收器在開始接收信號時無法得知信號的強(qiáng)度與特性。如此，現(xiàn)有的通信系統(tǒng)容易在接收器產(chǎn)生信號振幅失真的情況，而可能進(jìn)一步造成利用信號特性來做同步(Synchronization)的機(jī)制發(fā)生錯誤及偏移等。傳統(tǒng)上，是利用能量檢測方法來找到信號出現(xiàn)的起始位置(即是幀結(jié)構(gòu)的起始時點)， 據(jù)此接收器可在正確的時間開啟其的自動增益控制機(jī)制(Automatic Gain Control, AGC) 來進(jìn)行信號強(qiáng)度調(diào)整，借此使信號特性不被破壞并實現(xiàn)更為精準(zhǔn)的同步動作。在現(xiàn)有技術(shù)中，能量檢測方法是設(shè)定有固定的能量閾值(Energy Threshold)，并在輸入信號的能量大于此閾值時，判斷輸入信號出現(xiàn)的起始時間位置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提出一種能量檢測方法及能量檢測電路，相較于傳統(tǒng)能量檢測方法，本發(fā)明相關(guān)的能量檢測方法及能量檢測電路具有可適性地動態(tài)調(diào)整能量檢測閾值、抗噪聲能力較佳及能量檢測的正確率較高的優(yōu)點。本實施范例提出一種能量檢測電路，應(yīng)用于接收器中，以參考與輸入信號對應(yīng)的數(shù)字信號，找出輸入信號對應(yīng)的信號起始時點。能量檢測電路包括取值開關(guān)、移位緩存器、 第一、第二運算器、比較器及處理器。取值開關(guān)響應(yīng)于控制信號為導(dǎo)通，以于第i個取樣時點提供數(shù)字信號的第i筆取樣值，其中i為大于1的自然數(shù)。移位緩存器緩存第i-(M+N-l) 筆至第i筆取樣值，其中M與N為大于1的自然數(shù)。移位緩存器包括第一及第二滑動窗口取值器，其分別緩存第i_(M+N-l)筆至第i-Ν筆取樣值及第i-(N-I)筆至第i筆取樣值。第一及第二運算器分別根據(jù)加權(quán)參數(shù)及第i-(M+N-l)筆至第i-Ν筆取樣值找出第一參數(shù)，及根據(jù)第i-(N-l)筆至第i筆取樣值找出第二參數(shù)。比較器比較第一及第二參數(shù)，并于第二參數(shù)大于第一參數(shù)時，提供能量檢測終信號。處理器設(shè)定加權(quán)參數(shù)具有起始值，更判斷是否接收到能量檢測信號；處理器并于接收到能量檢測信號時判斷對應(yīng)至第i_(N-I)筆取樣值的取樣時點為信號起始時點。處理器更判斷該數(shù)字信號的同步操作是否成功，若是，則計算輸入信號的信號噪聲比(Signal to Noise Ratio, SNR)，并據(jù)以設(shè)定加權(quán)參數(shù)。處理器更于第二參數(shù)不大于第一參數(shù)時提供控制信號，以驅(qū)動取值開關(guān)提供第i+Ι筆取樣值。其中，該處理器更判斷該信號的同步操作是否成功，當(dāng)該信號的同步操作成功時，該處理器計算該輸入信號的一信號噪聲比，并據(jù)以設(shè)定該加權(quán)參數(shù)；其中，該處理器更于該第二參數(shù)不大于該第一參數(shù)時提供該控制信號，以驅(qū)動該取值開關(guān)提供第i+Ι筆取樣值。其中，該移位緩存器更包括一溢位緩存器，用以緩存一第i_(M+N)筆取樣值。其中，該第一運算器包括一緩存器，用以緩存一第i_(M+N)筆至一第i_(N+l)筆取樣值的一第一加總數(shù)值；一加法器，用以將該第一加總數(shù)值減去該第i_(M+N)筆取樣值， 并加上該第i_N筆取樣值，以找出該第i-(M+N-l)筆至該第i_N筆取樣值的一第二加總數(shù)值；一除法器，用以將該第二加總數(shù)值除以數(shù)值M，以得到該運算參數(shù)；及一乘法器，用以根據(jù)該運算參數(shù)及該加權(quán)參數(shù)運算得到該第一參數(shù)。其中，該第二運算器包括一緩存器，用以緩存該第i-N筆至該第i-Ι筆取樣值的一第一加總數(shù)值；一加法器，用以將該第一加總數(shù)值減去該第i-N筆取樣值，并加上該第i 筆取樣值，以找出該第i-(N-l)筆至該第i筆取樣值的一第二加總數(shù)值；以及一除法器，用以將該第二加總數(shù)值除以數(shù)值N，以得到該第二參數(shù)。其中，該第二運算器更包括一計數(shù)開關(guān)，耦接于該除法器及該比較器之間，用以在i大于或等于M+N時導(dǎo)通，以提供該第二參數(shù)至該比較器。其中，當(dāng)該信號的同步操作失敗時，該處理器判斷該取樣時點為該信號起始時點的操作為一錯誤判斷事件，該處理器更調(diào)升該加權(quán)參數(shù)的數(shù)值；其中，該第一運算器根據(jù)調(diào)升操作后的該加權(quán)參數(shù)及該第i_(M+N-l)筆至該第i-N筆取樣值找出更新后的該第一參數(shù)，該比較器則對應(yīng)地比較更新后的該第一參數(shù)及該第二參數(shù)，并于該第二參數(shù)大于更新后的該第一參數(shù)時，提供一更新后的能量檢測信號；其中，該處理器更持續(xù)地判斷是否接收到該更新后的能量檢測信號，并于接收到該更新后的能量檢測信號時，判斷該信號的同步操作是否成功。其中，當(dāng)該信號的同步操作成功時，該處理器計算該輸入信號的該信號噪聲比，并據(jù)以設(shè)定該加權(quán)參數(shù)。其中，當(dāng)未接收到該能量檢測信號時，該處理器調(diào)降該加權(quán)參數(shù)的數(shù)值；其中，該第一運算器根據(jù)調(diào)降操作后的該加權(quán)參數(shù)及該第i_(M+N-l)筆至該第i-N筆取樣值找出更新后的該第一參數(shù)，該比較器則對應(yīng)地比較更新后的該第一參數(shù)及該第二參數(shù)，并于該第二參數(shù)大于更新后的該第一參數(shù)時，提供一更新后的能量檢測信號；其中，該處理器更持續(xù)地判斷是否接收到該更新后的能量檢測信號，并于接收到該更新后的能量檢測信號時，判斷該信號的同步操作是否成功。其中，當(dāng)該信號的同步操作成功時，該處理器計算該輸入信號的該信號噪聲比，并據(jù)以設(shè)定該加權(quán)參數(shù)。另根據(jù)本實施范例提出一種能量檢測方法，應(yīng)用于接收器中，以參考與輸入信號對應(yīng)的數(shù)字信號找出輸入信號對應(yīng)的信號起始時點。能量檢測方法包括下列的步驟。首先于取樣時點對數(shù)字信號進(jìn)行取樣，以找出第i筆取樣值，其中i為大于1的自然數(shù)。接著緩存第i-(M+N-l)筆至第i-N筆取樣值，并緩存第i-(N-I)筆至第i筆取樣值，其中M與N 為大于1的自然數(shù)。然后設(shè)定加權(quán)參數(shù)具有起始值。接著根據(jù)加權(quán)參數(shù)及第i_(M+N-l)筆至第i-N筆取樣值找出第一參數(shù)，并根據(jù)第i-(N-l)筆至第i筆取樣值找出第二參數(shù)。然后比較第一及第二參數(shù)，并于第二參數(shù)大于第一參數(shù)時提供能量檢測信號，判斷對應(yīng)至第 i-(N-I)筆取樣值的取樣時點為信號起始時點。接著判斷是否接收到能量檢測信號，若是則判斷數(shù)字信號的同步操作是否成功。當(dāng)數(shù)字信號的同步操作成功時，計算輸入信號的信號噪聲比，并據(jù)以設(shè)定加權(quán)參數(shù)。其中，該方法更包括當(dāng)該信號的同步操作失敗時，判斷該取樣時點為該信號起始時點的操作為一錯誤判斷事件，并調(diào)升該加權(quán)參數(shù)的數(shù)值；根據(jù)調(diào)升操作后的該加權(quán)參數(shù)及該第i-(M+N-l)筆至該第i_N筆取樣值找出更新后的該第一參數(shù)；比較更新后的該第一參數(shù)及該第二參數(shù)，并于該第二參數(shù)大于更新后的該第一參數(shù)時，提供一更新后的能量檢測信號；比較該第一及該第二參數(shù)，以判斷該第二參數(shù)是否大于該第一參數(shù)；當(dāng)該第二參數(shù)大于該第一參數(shù)時，提供一更新后能量檢測信號，以指示該取樣時點為該信號起始時點， 并判斷該信號的同步操作是否成功；以及當(dāng)該信號的同步操作成功時，計算該輸入信號的該信號噪聲比，并據(jù)以設(shè)定該加權(quán)參數(shù)。其中，該方法更包括當(dāng)該第二參數(shù)不大于該第一參數(shù)時，調(diào)降該加權(quán)參數(shù)的數(shù)值；根據(jù)調(diào)降操作后的該加權(quán)參數(shù)及該第i_(M+N-l)筆至該第i_N筆取樣值找出更新后的該第一參數(shù)；比較更新后的該第一參數(shù)及該第二參數(shù)，并于該第二參數(shù)大于更新后的該第一參數(shù)時，提供一更新后的能量檢測信號以指示該取樣時點為該信號起始時點，并判斷該信號的同步操作是否成功；及當(dāng)該信號的同步操作成功時，計算該輸入信號的該信號噪聲比，并據(jù)以設(shè)定該加權(quán)參數(shù)。其中，該方法更包括緩存一第i_(M+N)筆取樣值。其中，根據(jù)該加權(quán)參數(shù)及該第i-(M+N_l)筆至該第i_N筆取樣值找出該第一參數(shù)的步驟包括緩存該第i_(M+N)筆至一第i_(N+l)筆取樣值的一第一加總數(shù)值；將該第一加總數(shù)值減去該第i_(M+N)筆取樣值，并加上該第i_N筆取樣值，以找出該第i-(M+N-l)筆至該第i_N筆取樣值的一第二加總數(shù)值；及將該第二加總數(shù)值除以數(shù)值M，以得到該第一參數(shù)。其中，根據(jù)該第i_(N-I)筆至該第i筆取樣值找出該第二參數(shù)的步驟包括緩存該第i_N筆至該第i-Ι筆取樣值的一第一加總數(shù)值；將該第一加總數(shù)值減去該第i_N筆取樣值，并加上該第i筆取樣值，以找出該第i-(N-l)筆至該第i筆取樣值的一第二加總數(shù)值； 及將該第二加總數(shù)值除以數(shù)值N，以得到該第二參數(shù)。本發(fā)明的能量檢測方法及能量檢測電路具有可適性地動態(tài)調(diào)整能量檢測閾值、抗噪聲能力較佳及能量檢測的正確率較高的優(yōu)點。以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖1繪示應(yīng)用本實施例的接收器的方塊圖；圖2繪示依照本實施例的能量檢測電路的方塊圖；圖3A至3C繪示依照本實施例的能量檢測方法的流程圖；圖4繪示加權(quán)參數(shù)K與輸入信號Si的信號噪聲比查表的示意圖。其中，附圖標(biāo)記100 信號接收器102 天線104 增益放大器
106 頻率合成器
108 模擬濾波器
110 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器
112:自動增益控制器
1 能量檢測電路
12 取值開關(guān)
14 移位緩存器
16,18 運算器
20 比較器
22 處理器
Ha、14b 滑動窗口取值器
14c 溢位緩存器
ral-raM、rbl-rbN 緩存單元
16a、18a 緩存器
16b、18b 加法器
16c、18c 除法器
16d 計數(shù)開關(guān)
18d 乘法器
具體實施例方式請參照圖1，其繪示應(yīng)用本實施例的接收器的方塊圖。本實施例的能量檢測電路1 例如應(yīng)用于信號接收器100中，以對接收到的輸入信號Si進(jìn)行能量檢測操作。舉例來說， 接收器100包括天線102、增益放大器104、頻率合成器106、模擬濾波器108及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器110，前述電路接收輸入信號Si，并對其進(jìn)行相關(guān)的處理，以對應(yīng)地產(chǎn)生欲進(jìn)行能量檢測操作的數(shù)字信號R。本實施例的能量檢測電路根據(jù)數(shù)字信號R來檢測輸入信號Si的信號出現(xiàn)的起始位置(即是輸入信號的幀結(jié)構(gòu)(Frame Structure)的起始時點)。應(yīng)用本實施例的能量檢測電路的信號接收器100例如包括自動增益控制器(Auto Gain Control) 112，其參考輸入信號Si的信號出現(xiàn)的起始位置，對增益放大器104進(jìn)行增益控制。信號接收器100更包括其它信號處理電路(諸如插值器anterpolator)、均方根升余弦(Square Root Raised Cosine, SRRC)濾波器及快速傅立業(yè)轉(zhuǎn)換器(Fast Fourier Transform，F(xiàn)FT))，以針對輸入信號Si進(jìn)行其它處理。接下來是舉例，來對本實施例的能量檢測電路做進(jìn)一步的說明。請參照圖2，其繪示依照本實施例的能量檢測電路的方塊圖。能量檢測電路1包括取值開關(guān)12、移位緩存器14、運算器16、18、比較器20及處理器22。取值開關(guān)12響應(yīng)于控制信號Ec為導(dǎo)通，以于第i個取樣時點提供數(shù)字信號R至移位緩存器14，并將數(shù)字信號R 的第i筆取樣值Ri輸入移位緩存器14，其中i為大于1的自然數(shù)。移位緩存器14具有M+N個緩存單元，用以對取值開關(guān)12提供的取樣值進(jìn)行緩存， 以緩存取值開關(guān)12提供的M+N筆取樣值，其中M與N為大于1的整數(shù)。移位緩存器14例如包括滑動窗口取值器Ha及14b，其分別具有M個緩存單元ral、ra2.....raM及N個緩存單元rbl、rb2.....rbN。滑動窗口取值器14a中的緩存單元ral至raM分別緩存第
i-(M+N-l)筆至第i-N筆取樣值Ri-(M+N-1)至Ri_N ；滑動窗口取值器14b中的緩存單元 rbl至rbN分別緩存第i-(N-I)筆至第i筆取樣值Ri-(N-I)至Ri。舉例來說，i等于數(shù)值 M+N，而緩存單元ral至raM中分別儲存取樣值Rl至RM ；緩存器rbl至rbN中分別儲存取樣值RM+1至RM+N。在接收到取值開關(guān)12最新提供的取樣值時，移位緩存器14中的各緩存單元將其中緩存的取樣值向左移位(Shift)，借此空出最右邊的緩存單元(即是緩存單元rbN)來緩存此最新輸入的取樣值。而移位緩存器14中更例如包括溢位緩存器14c，用以在移位緩存器14接收到第i筆取樣值Ri時，緩存第i_(M+N)筆取樣值，即是前述溢位取樣值。以最新輸入的取樣值為第M+N+1筆取樣值RM+N+1的操作實例來說，在移位緩存器 14尚未接收到取樣值RM+N+1時，緩存單元ral至raM分別緩存M筆取樣值Rl至RM，緩存單元rbl至rbN分別緩存N筆取樣值RM+1至RM+N。在移位緩存器14接收到取樣值RM+N+1 并執(zhí)行前述移位操作后，移位緩存器14中最右側(cè)的緩存單元rbN被空出來以緩存第M+N+1 筆數(shù)字值RM+N+1，而緩存單元rbN原緩存的第M+N筆數(shù)字值RM+N是向左移位而儲存于緩存器rbN-Ι中。相似于前述的向左移位操作，緩存單元ral至raM分別緩存原儲存于緩存單元ra2至rbl中的取樣值R2至RM+1 ；緩存單元rbl至rbN_2分別緩存原儲存于緩存單元A2至rbN-Ι中的取樣值RM+2至RM+N-1 ；而原緩存于緩存單元ral的取樣值Rl被移出緩存單元ral而成為溢位取樣值。而溢位緩存器14c用以在移位緩存器14接收到第M+N+1 筆取樣值RM+N+1時，緩存取樣值Rl，即是前述溢位取樣值。運算器16根據(jù)滑動窗口取值器14b中緩存的取樣值來找出參數(shù)b，其用以指示第 i-(N-I)筆至第i筆取樣值的平均能量大小。運算器16例如包括緩存器16a、加法器16b、 除法器16c及計數(shù)開關(guān)16d。緩存器16a用以儲存緩存單元rbl至rbN中所有緩存取樣值 Ri-(N-I)至Ri的加總數(shù)值Sb。加法器16b將緩存器16a中儲存的加總數(shù)值Sb減去第i_N 筆取樣值并加上第i+Ι筆取樣值，借此在下一筆取樣值Ri+Ι輸入移位緩存器14時，更新加總數(shù)值Sb的數(shù)值。除法器16c加總數(shù)值Sb除以數(shù)值N，以得到指示第i-(N-l)筆至第i筆取樣值的平均能量大小的參數(shù)b。計數(shù)開關(guān)16d耦接于除法器16c與比較器20之間，計數(shù)開關(guān)16d響應(yīng)于控制信號Sc在i大于或等于M+N時導(dǎo)通，以提供參數(shù)b至比較器20。以i等于M+N+1而此下一筆取樣值為第M+N+1筆取樣值RM+N+1的操作實例來說， 當(dāng)RM+N+1輸入移位緩存器14后，移位緩存器14中各rbl至rbN執(zhí)行向左移位的操作，使得緩存器rbl至rbN分別緩存取樣值RM+2至RM+N+1。然而，緩存器16a儲存的加總數(shù)值 Sb仍為與取樣值RM+1至RM+N對應(yīng)的加總數(shù)值Sb。據(jù)此，加法器16b將緩存器16a中儲存的加總數(shù)值Sb減去取樣值冊+1，并加上取樣值RM+N+1，借此在下一筆取樣值RM+N+1輸入移位緩存器14，將加總數(shù)值Sb更新為與取樣值RM+2至RM+N+1對應(yīng)的加總數(shù)值。運算器18根據(jù)及滑動窗口取值器14a中緩存的取樣值來找出參數(shù)a，其用以指示取樣值Ri-(M+N-1)至Ri-N的平均能量大小，并用以做為參數(shù)b的閾值。運算器18例如包括緩存器18a、加法器18b、除法器18c及乘法器18d。相似于運算器16，運算器18中的緩存器18a用以緩存單元ral至raN中，所有取樣值的加總數(shù)值Sa。加法器18b將緩存器 18a中儲存的加總數(shù)值M減去第i_(M+N)筆取樣值并加上第i-N筆取樣值，借此在下一筆取樣值輸入移位緩存器14時，更新加總數(shù)值Μ的數(shù)值。除法器18c加總數(shù)值Μ除以數(shù)值M，以得到運算參數(shù)P。乘法器18d對運算參數(shù)P及加權(quán)參數(shù)K進(jìn)行乘法運算，以運算得到參數(shù)a。舉例來說，加權(quán)參數(shù)K為大于1的實數(shù)。以i等于M+N+1而此下一筆取樣值為第M+N+1筆取樣值RM+N+1的操作實例來說， 當(dāng)RM+N+1輸入移位緩存器14后，位緩存器14中各ral至raN執(zhí)行向左移位的操作，使得緩存器ral至raN分別緩存取樣值R2至RM+1。然而，緩存器18a儲存的加總數(shù)值M仍為與取樣值Rl至RM對應(yīng)的加總數(shù)值Sa。據(jù)此，加法器18b將緩存器18a中儲存的加總數(shù)值 Sa減去取樣值Rl，并加上取樣值RM+1，借此在下一筆取樣值RM+N+1輸入移位緩存器14，將加總數(shù)值Μ更新為與取樣值R2至RM+1對應(yīng)的加總數(shù)值。比較器20判斷參數(shù)b是否實質(zhì)上大于參數(shù)a，以判斷數(shù)字信號R的最新取樣得到的N筆取樣值Ri-(N-I)至R-i的平均值是否顯著地大于數(shù)字信號R先前的M筆取樣值 Ri-(M+N-1)至Ri-N，并借此判斷此第i-(N-l)個取樣時點是否為數(shù)字信號R的信號起始時點。當(dāng)參數(shù)b實質(zhì)上大于參數(shù)a時，比較器20判斷此第i-(N-I)個取樣時點為數(shù)字信號R 信號起始時點，并對應(yīng)地提供指示此第i-(N-l)個取樣時點為數(shù)字信號R的信號起始時點的能量檢測信號ED。當(dāng)參數(shù)b小于或等于參數(shù)a時，比較器20判斷截至第i-(N-I)個取樣時點為止，尚未檢測到數(shù)字信號R的信號起始時點，并對應(yīng)地提供指示前述信息的能量檢測信號ED。處理器22執(zhí)行能量檢測方法，以控制能量檢測電路1的整體操作。舉例來說，處理器22執(zhí)行的能量檢測方法可如圖3A至3C的流程圖所示。舉例來說，此控制方法包括下列的步驟。首先如步驟200，在i小于M+N(即是輸入移位緩存器14的取樣值數(shù)目小于數(shù)值M+N)時，處理器22提供控制信號Sc以非致能計數(shù)開關(guān)16d。如此，運算器16產(chǎn)生的參數(shù)b無法提供至比較器20，比較器20對應(yīng)地判斷參數(shù)b小于參數(shù)a，并提供指示尚未檢測到數(shù)字信號R的信號起始時點的能量檢測信號ED。處理器22更響應(yīng)于前述尚未檢測到此信號起始時點的能量檢測信號ED產(chǎn)生控制信號Ec來導(dǎo)通取值開關(guān)12，以提供數(shù)字信號R 對應(yīng)至下一個取樣時點的下一筆取樣值至移位緩存器14，換言之，即是把數(shù)值i遞增1，以使移位緩存器14對應(yīng)地緩存第i-(M+N-l)至第i筆取樣值Ri-(M+N-1)至Ri。接著如步驟201，判斷數(shù)值i滿足大于M+N;若否，本實施例的能量檢測方法重復(fù)執(zhí)行步驟200，以持續(xù)地遞增數(shù)值i。當(dāng)數(shù)值i滿足大于或等于M+N的條件時，處理器22提供控制信號Sc以致能計數(shù)開關(guān)16d。據(jù)此，能量檢測方法跳出重復(fù)執(zhí)行步驟200的循環(huán)操作， 而運算器16產(chǎn)生的參數(shù)b可被提供至比較器20，借此比較器20可對應(yīng)地執(zhí)行判斷參數(shù)b 是否小于參數(shù)a的操作。舉例來說，能量檢測方法在跳出步驟200后執(zhí)行步驟202，處理器22設(shè)定加權(quán)參數(shù) K具有起始值，如此能量檢測電路1中各電路可根據(jù)具有此起始值的加權(quán)參數(shù)K執(zhí)行前述操作，以找出參數(shù)a及b。舉例來說，此起始值為加權(quán)參數(shù)K的最大數(shù)值。由于加權(quán)參數(shù)K正相關(guān)于參數(shù)a(即是參數(shù)b的閾值)的數(shù)值，將加權(quán)參數(shù)K設(shè)為其的最大值也表示將參數(shù)b 的閾值設(shè)定為其的最大值。換言之，此時能量檢測電路1是以最嚴(yán)格的判斷標(biāo)準(zhǔn)來對數(shù)字信號R的信號起始時點來進(jìn)行檢測，唯有第i筆取樣值的能量值遠(yuǎn)大于第i_(M+N-l)至第 i-1筆取樣值的能量值，而使參數(shù)b大于以最高加權(quán)參數(shù)K加權(quán)的參數(shù)a的情況下，能量檢測電路1始判斷對應(yīng)至第i_(N-I)筆取樣值的此第i_(N-I)個取樣時點為數(shù)字信號R的信號起始時點。
接著如步驟204，經(jīng)由比較器20判斷參數(shù)b是否大于參數(shù)a并提供能量檢測信號 ED，處理器22可對應(yīng)地判斷此第i-(N-l)個取樣時點是否為數(shù)字信號R的信號起始時點， 而能量檢測電路1是否完成能量檢測操作。當(dāng)處理器22接收到指示尚未檢測到數(shù)字信號 R的信號起始時點的能量檢測信號ED時，表示此時能量檢測電路1的判斷標(biāo)準(zhǔn)過于嚴(yán)苛。 此時此檢測方法執(zhí)行步驟206，處理器22降低加權(quán)參數(shù)K的數(shù)值，以降低參數(shù)a (即是參數(shù) b的閾值)的數(shù)值大小。借此，處理器22對應(yīng)地降低能量檢測電路1檢測數(shù)字信號R的信號起始時點的閾值條件。在步驟206中，處理器22更產(chǎn)生控制信號Ec，以驅(qū)動取值開關(guān)12 在下一個取樣時點(例如是第i+Ι個取樣時點)提供下一筆取樣值(例如是第i+Ι筆取樣值Ri+Ι)。借此，能量檢測電路1可根據(jù)數(shù)值調(diào)降后的加權(quán)參數(shù)K重復(fù)執(zhí)行前述操作，以對應(yīng)地判斷下一個取樣時點是否為數(shù)字信號R的信號起始時點，而能量檢測電路1是否對應(yīng)地完成能量檢測操作。當(dāng)處理器22接收到指示此第i個取樣時點為數(shù)字信號R的信號起始時點的能量檢測信號ED時，表示能量檢測電路1完成前述能量檢測操作，處理器22對應(yīng)地執(zhí)行步驟 208，以判斷數(shù)字信號R的同步操作是否成功。當(dāng)數(shù)字信號R的同步操作失敗時，表示前述步驟204中處理器22判斷此第i個取樣時點為數(shù)字信號R的信號起始時點的判斷為錯誤判斷事件(False Alarm)，而檢測方法執(zhí)行步驟210，處理器22調(diào)升加權(quán)參數(shù)K的數(shù)值，以提升參數(shù)a(即是參數(shù)b的閾值)的數(shù)值大小。借此，處理器22對應(yīng)地提高能量檢測電路1 檢測數(shù)字信號R的信號起始時點的閾值條件，以降低前述錯誤判斷事件的機(jī)會。在步驟210 中，處理器22更產(chǎn)生控制信號Ec，以驅(qū)動取值開關(guān)12在下一個取樣時點(例如是第i+Ι個取樣時點)提供下一筆取樣值(例如是第i+Ι筆取樣值Ri+Ι)。借此，能量檢測電路1可根據(jù)數(shù)值調(diào)升后的加權(quán)參數(shù)K重復(fù)執(zhí)行前述操作，以對應(yīng)地判斷下一個取樣時點是否為數(shù)字信號R的信號起始時點，而能量檢測電路1是否對應(yīng)地完成能量檢測操作。在步驟208之后，當(dāng)數(shù)字信號R的同步操作成功時，表示此第i-(N-l)個取樣時點為數(shù)字信號R的信號起始時點，而此檢測方法執(zhí)行步驟212，處理器22計算輸入信號Si的信號噪聲比(Signal to Noise feitio，SNR)。接著如步驟214，處理器22參考一查表(Lookup Table)，根據(jù)輸入信號Si的信號噪聲比設(shè)定加權(quán)參數(shù)K。舉例來說，此查表可如圖4所示。以圖4所示的例子來說，當(dāng)輸入信號Si的SNR較高時，表示輸入信號Si的信號質(zhì)量較佳，而處理器22于步驟212中對應(yīng)地選擇數(shù)值較高的加權(quán)參數(shù)K，以對應(yīng)地選擇較高的判斷標(biāo)準(zhǔn)來對數(shù)字信號R的信號起始時點進(jìn)行檢測；當(dāng)輸入信號Si的SNR較低時，表示輸入信號Si的信號質(zhì)量較差，而處理器22于步驟212中對應(yīng)地選擇數(shù)值較低的加權(quán)參數(shù)K， 以對應(yīng)地選擇較低的判斷標(biāo)準(zhǔn)來對數(shù)字信號R的信號起始時點進(jìn)行檢測。在步驟212中， 處理器22更產(chǎn)生控制信號Ec，以驅(qū)動取值開關(guān)12在下一個取樣時點(例如是第i+Ι個取樣時點)提供下一筆取樣值(例如是第i+Ι筆取樣值Ri+Ι)。借此，能量檢測電路1可根據(jù)數(shù)值調(diào)整后的加權(quán)參數(shù)K重復(fù)執(zhí)行前述操作，以對應(yīng)地判斷下一個取樣時點是否為數(shù)字信號R的信號起始時點，而能量檢測電路1是否對應(yīng)地完成能量檢測操作。接著此檢測方法執(zhí)行與步驟204相似的步驟216，經(jīng)由比較器20判斷參數(shù)b是否大于參數(shù)a并對應(yīng)地提供能量檢測信號ED，處理器22可對應(yīng)地判斷能量檢測電路1是否完成能量檢測操作；若否，則重復(fù)步驟212，以計算輸入信號Si的信號噪聲比。當(dāng)能量檢測電路1完成能量檢測操作時，則執(zhí)行步驟218，處理器22判斷是否欲繼續(xù)進(jìn)行能量檢測操作；若是，則重復(fù)步驟212，以計算輸入信號Si的信號噪聲比；若否，則終止能量檢測方法。本實施例的能量檢測方法及能量檢測電路用以根據(jù)對應(yīng)至輸入信號的數(shù)字信號， 來找出此輸入信號的信號起始時點。更進(jìn)一步的說，本實施例的能量檢測方法及能量檢測電路應(yīng)用兩個滑動窗口取值器，以在接收到數(shù)字信號的第i筆取樣值時，分別緩存第 i-(M+N-l)筆至第i-Ν筆取樣值及第i-(N-I)筆至第i筆取樣值；兩個運算器，來分別找出第一參數(shù)及第二參數(shù)，其分別對應(yīng)至以加權(quán)參數(shù)K加權(quán)后之前M筆取樣值的平均能量值及對應(yīng)至后N筆取樣值的平均能量值；比較器，其是以第一參數(shù)做為第二參數(shù)的閾值，來比較此第一及此第二參數(shù)；處理器，在第二參數(shù)實質(zhì)上大于第一參數(shù)時，計算輸入信號的SNR， 并參考輸入信號的SNR來對應(yīng)地設(shè)定加權(quán)參數(shù)K的數(shù)值。據(jù)此，相較于傳統(tǒng)能量檢測方法， 本實施例的能量檢測方法及能量檢測電路具有可經(jīng)由調(diào)整加權(quán)參數(shù)K，來可適性地動態(tài)調(diào)整能量檢測閾值、抗噪聲能力較佳及能量檢測的正確率較高。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種能量檢測電路，應(yīng)用于一接收器中，用以參考與一輸入信號對應(yīng)的一信號，找出該輸入信號對應(yīng)的一信號起始時點，其特征在于，該能量檢測電路包括一取值開關(guān)，用以響應(yīng)于一控制信號為導(dǎo)通，以于一第i個取樣時點提供該信號的一第i筆取樣值，其中i為大于1的自然數(shù)；一移位緩存器，用以緩存一第i- (M+N-1)筆至該第i筆取樣值，其中M與N為大于1的自然數(shù)，該移位緩存器包括一第一滑動窗口取值器，用以緩存該第i_(M+N-l)筆至一第i-Ν筆取樣值； 一第二滑動窗口取值器，用以緩存一第i-(N-l)筆至該第i筆取樣值； 一第一運算器，用以根據(jù)一加權(quán)參數(shù)及該第i_(M+N-l)筆至該第i_N筆取樣值找出一第一參數(shù)；一第二運算器，用以根據(jù)該第i-(N-l)筆至該第i筆取樣值找出一第二參數(shù)； 一比較器，用以比較該第一及該第二參數(shù)，并于該第二參數(shù)大于該第一參數(shù)時，提供一能量檢測終信號；以及一處理器，用以設(shè)定該加權(quán)參數(shù)具有一起始值，該處理器更判斷是否接收到該能量檢測信號，并于接收到該能量檢測信號時，判斷對應(yīng)至第i-(N-l)筆取樣值的一第i-(N-l)個取樣時點為該信號起始時點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的能量檢測電路，其特征在于，該處理器更判斷該信號的同步操作是否成功，當(dāng)該信號的同步操作成功時，該處理器計算該輸入信號的一信號噪聲比， 并據(jù)以設(shè)定該加權(quán)參數(shù)；其中，該處理器更于該第二參數(shù)不大于該第一參數(shù)時提供該控制信號，以驅(qū)動該取值開關(guān)提供第i+Ι筆取樣值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的能量檢測電路，其特征在于，該移位緩存器更包括一溢位緩存器，用以緩存一第i_(M+N)筆取樣值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的能量檢測電路，其特征在于，該第一運算器包括 一緩存器，用以緩存一第i_(M+N)筆至一第i_(N+l)筆取樣值的一第一加總數(shù)值；一加法器，用以將該第一加總數(shù)值減去該第i_(M+N)筆取樣值，并加上該第i-Ν筆取樣值，以找出該第i_(M+N-l)筆至該第i-N筆取樣值的一第二加總數(shù)值； 一除法器，用以將該第二加總數(shù)值除以數(shù)值M，以得到該運算參數(shù)；及一乘法器，用以根據(jù)該運算參數(shù)及該加權(quán)參數(shù)運算得到該第一參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的能量檢測電路，其特征在于，該第二運算器包括 一緩存器，用以緩存該第i-N筆至該第i-Ι筆取樣值的一第一加總數(shù)值；一加法器，用以將該第一加總數(shù)值減去該第i-N筆取樣值，并加上該第i筆取樣值，以找出該第i-(N-l)筆至該第i筆取樣值的一第二加總數(shù)值；以及一除法器，用以將該第二加總數(shù)值除以數(shù)值N，以得到該第二參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的所述的能量檢測電路，其特征在于，該第二運算器更包括一計數(shù)開關(guān)，耦接于該除法器及該比較器之間，用以在i大于或等于M+N時導(dǎo)通，以提供該第二參數(shù)至該比較器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的能量檢測電路，其特征在于，當(dāng)該信號的同步操作失敗時， 該處理器判斷該取樣時點為該信號起始時點的操作為一錯誤判斷事件，該處理器更調(diào)升該加權(quán)參數(shù)的數(shù)值；其中，該第一運算器根據(jù)調(diào)升操作后的該加權(quán)參數(shù)及該第i_(M+N-l)筆至該第i-Ν筆取樣值找出更新后的該第一參數(shù)，該比較器則對應(yīng)地比較更新后的該第一參數(shù)及該第二參數(shù)，并于該第二參數(shù)大于更新后的該第一參數(shù)時，提供一更新后的能量檢測信號；其中，該處理器更持續(xù)地判斷是否接收到該更新后的能量檢測信號，并于接收到該更新后的能量檢測信號時，判斷該信號的同步操作是否成功。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的所述的能量檢測電路，其特征在于，當(dāng)該信號的同步操作成功時， 該處理器計算該輸入信號的該信號噪聲比，并據(jù)以設(shè)定該加權(quán)參數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的能量檢測電路，其特征在于，當(dāng)未接收到該能量檢測信號時，該處理器調(diào)降該加權(quán)參數(shù)的數(shù)值；其中，該第一運算器根據(jù)調(diào)降操作后的該加權(quán)參數(shù)及該第i_(M+N-l)筆至該第i-N筆取樣值找出更新后的該第一參數(shù)，該比較器則對應(yīng)地比較更新后的該第一參數(shù)及該第二參數(shù)，并于該第二參數(shù)大于更新后的該第一參數(shù)時，提供一更新后的能量檢測信號；其中，該處理器更持續(xù)地判斷是否接收到該更新后的能量檢測信號，并于接收到該更新后的能量檢測信號時，判斷該信號的同步操作是否成功。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的所述的能量檢測電路，其特征在于，當(dāng)該信號的同步操作成功時，該處理器計算該輸入信號的該信號噪聲比，并據(jù)以設(shè)定該加權(quán)參數(shù)。
11.一種能量檢測方法，應(yīng)用于一接收器中，以參考與一輸入信號對應(yīng)的一信號，找出該輸入信號對應(yīng)的一信號起始時點，其特征在于，該能量檢測方法包括于一取樣時點對該信號進(jìn)行取樣，以找出一第i筆取樣值，其中i為大于1的自然數(shù)； 緩存一第i-(M+N-l)筆至一第i-N筆取樣值，并緩存一第i-(N-I)筆至一第i筆取樣值，其中M與N為大于1的自然數(shù)； 設(shè)定一加權(quán)參數(shù)具有一起始值；根據(jù)該加權(quán)參數(shù)及該第i_(M+N-l)筆至該第i-N筆取樣值找出一第一參數(shù)，并根據(jù)該第i-(N-l)筆至該第i筆取樣值找出一第二參數(shù)；比較該第一及該第二參數(shù)，以判斷該第二參數(shù)是否大于該第一參數(shù)； 當(dāng)該第二參數(shù)大于該第一參數(shù)時，提供一能量檢測信號，以判斷對應(yīng)至第i-(N-l)筆取樣值的一第i-(N-l)個取樣時點為該信號起始時點，并判斷該信號的同步操作是否成功；以及當(dāng)該信號的同步操作成功時，計算該輸入信號的一信號噪聲比，并據(jù)以設(shè)定該加權(quán)參數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的所述的能量檢測方法，其特征在于，更包括當(dāng)該信號的同步操作失敗時，判斷該取樣時點為該信號起始時點的操作為一錯誤判斷事件，并調(diào)升該加權(quán)參數(shù)的數(shù)值；根據(jù)調(diào)升操作后的該加權(quán)參數(shù)及該第i_(M+N-l)筆至該第i-N筆取樣值找出更新后的該第一參數(shù)；比較更新后的該第一參數(shù)及該第二參數(shù)，并于該第二參數(shù)大于更新后的該第一參數(shù)時，提供一更新后的能量檢測信號；比較該第一及該第二參數(shù)，以判斷該第二參數(shù)是否大于該第一參數(shù)；當(dāng)該第二參數(shù)大于該第一參數(shù)時，提供一更新后能量檢測信號，以指示該取樣時點為該信號起始時點，并判斷該信號的同步操作是否成功；以及當(dāng)該信號的同步操作成功時，計算該輸入信號的該信號噪聲比，并據(jù)以設(shè)定該加權(quán)參數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的所述的能量檢測方法，其特征在于，更包括 當(dāng)該第二參數(shù)不大于該第一參數(shù)時，調(diào)降該加權(quán)參數(shù)的數(shù)值；根據(jù)調(diào)降操作后的該加權(quán)參數(shù)及該第i_(M+N-l)筆至該第i_N筆取樣值找出更新后的該第一參數(shù)；比較更新后的該第一參數(shù)及該第二參數(shù)，并于該第二參數(shù)大于更新后的該第一參數(shù)時，提供一更新后的能量檢測信號以指示該取樣時點為該信號起始時點，并判斷該信號的同步操作是否成功；及當(dāng)該信號的同步操作成功時，計算該輸入信號的該信號噪聲比，并據(jù)以設(shè)定該加權(quán)參數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的所述的能量檢測方法，其特征在于，更包括 緩存一第i_(M+N)筆取樣值。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的所述的能量檢測方法，其特征在于，根據(jù)該加權(quán)參數(shù)及該第 i-(M+N-l)筆至該第i_N筆取樣值找出該第一參數(shù)的步驟包括緩存該第i_(M+N)筆至一第i_(N+l)筆取樣值的一第一加總數(shù)值； 將該第一加總數(shù)值減去該第i_(M+N)筆取樣值，并加上該第i_N筆取樣值，以找出該第 i-(M+N-l)筆至該第i_N筆取樣值的一第二加總數(shù)值；及將該第二加總數(shù)值除以數(shù)值M，以得到該第一參數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11的所述的能量檢測方法，其特征在于，根據(jù)該第i-(N-l)筆至該第 i筆取樣值找出該第二參數(shù)的步驟包括緩存該第i_N筆至該第i-Ι筆取樣值的一第一加總數(shù)值；將該第一加總數(shù)值減去該第i_N筆取樣值，并加上該第i筆取樣值，以找出該第 i-(N-I)筆至該第i筆取樣值的一第二加總數(shù)值；及將該第二加總數(shù)值除以數(shù)值N，以得到該第二參數(shù)。 全文摘要
本發(fā)明公開了一種能量檢測方法及應(yīng)用其的能量檢測電路，參考與輸入信號對應(yīng)的數(shù)字信號找出輸入信號對應(yīng)的信號起始時點。能量檢測方法包括下列的步驟。對數(shù)字信號進(jìn)行取樣以找出第i筆取樣值。接著緩存第i-(M+N-1)筆至第i-N筆取樣值及第i-(N-1)筆至第i筆取樣值。設(shè)定加權(quán)參數(shù)具有起始值。根據(jù)加權(quán)參數(shù)及第i-(M+N-1)筆至第i-N筆取樣值找出第一參數(shù)；根據(jù)第i-(N-1)筆至第i筆取樣值找出第二參數(shù)。比較第一及第二參數(shù)，并于第二參數(shù)大于第一參數(shù)時，判斷第i-(N-1)筆取樣值對應(yīng)的取樣時點為此信號起始時點。本發(fā)明具有可適性地動態(tài)調(diào)整能量檢測閾值、抗噪聲能力較佳及能量檢測的正確率較高的優(yōu)點。
文檔編號H04B17/00GK102421109SQ20101029986
公開日2012年4月18日 申請日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者莊俊雄, 羅勛章, 陳建宇 申請人:財團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院