Оценка тайминга в приемнике ofdm

Оценка тайминга в приемнике ofdm

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Последующее описание относится, в общем случае, к передаче данных и, в частности, касается обнаружения сигнала и синхронизации.

Уровень техники

Существует растущая потребность в системах связи большой емкости и надежных системах связи. На данный момент трафик данных исходит, прежде всего, из мобильных телефонов, а также настольных или портативных компьютеров. По прошествии времени и с развитием технологий, возможно предвидеть повышенный спрос на другие устройства связи, некоторые из которых пока не нашли широкого распространения. Например, устройства, которые в настоящее время не рассматриваются как устройства связи, такие как бытовые приборы, а также другие потребительские устройства, в будущем будут формировать огромные объемы данных для передачи. Кроме того, существующие в текущий момент устройства, такие как мобильные телефоны и персональные цифровые секретари (PDA), среди прочих, не только будут более распространены, но также потребуют беспрецедентной пропускной способности для поддержки больших и сложных интерактивных и мультимедийных приложений.

В то время как трафик данных может передаваться по проводам, в настоящее время будет продолжать стремительно расти потребность в беспроводной передаче. Повышающаяся мобильность людей нашего общества требует, чтобы технологические решения, связанные с ними, также были портативными. Соответственно, сегодня многие люди используют мобильные телефоны и персональные PDA для передачи речи и данных (например, мобильный Интернет, электронная почта, мгновенная передача сообщений и т.д.). Дополнительно, возрастает количество людей, создающих беспроводные домашние и офисные сети, и дополнительно ожидается, что рост числа беспроводных "горячих точек" обеспечит возможность связи через Интернет в школах, зданиях кафе, аэропортах и других общественных местах. Кроме того, продолжается крупномасштабное движение в сторону интеграции компьютера и технологии связи в транспортных средствах, таких как автомобили, корабли, самолеты, поезда и т.д. В сущности, так как компьютерные технологии и технологии связи продолжают становиться более и более повсеместными, будет продолжать расти потребность в сфере беспроводных услуг, в частности, поскольку она часто является наиболее практичным и удобным средством связи.

В общем случае, процесс беспроводной связи подразумевает наличие и передатчика, и приемника. Передатчик модулирует данные на несущий сигнал и впоследствии передает этот несущий сигнал через среду передачи (например, в радиочастотном диапазоне). Тогда как приемник отвечает за прием несущего сигнала через среду передачи. Более конкретно задачей приемника является синхронизация принятого сигнала, определение начала сигнала, информации, содержащейся в сигнале, и действительно ли сигнал содержит сообщение. Однако синхронизацию усложняют шум, помехи и другие факторы. Несмотря на такие препятствия, приемник, тем не менее, должен обнаруживать или идентифицировать сигнал и интерпретировать содержимое для обеспечения возможности связи.

В настоящее время применяются многие стандартные технологии модуляции с расширением частоты. При использовании этих технологий мощность узкополосного сигнала информации разносится или расширяется на большую полосу частот передачи. Это расширение выгодно, по меньшей мере, потому что такие передачи, в основном, не восприимчивы к системному шуму из-за малой спектральной плотности мощности. Однако в таких стандартных системах одна известная проблема состоит в том, что разброс задержки вследствие многолучевого распространения порождает помехи среди множества пользователей.

Одним из стандартов, быстро получивших коммерческое принятие, является мультиплексирование с ортогональным частотным разделением сигналов (OFDM). OFDM является схемой связи с параллельной передачей, где высокоскоростной поток данных разбит на большое количество низкоскоростных потоков и передается одновременно многочисленными поднесущими, разнесенными по определенным частотам или тональным сигналам. Точный разнос частот обеспечивает ортогональность между тональными сигналами. Ортогональные частоты минимизируют или устраняют перекрестные помехи или помехи между сигналами связи. В дополнение к высоким скоростям передачи и устойчивости к помехам может быть получена высокая спектральная эффективность, поскольку частоты могут накладываться без взаимных помех.

Однако одна проблема с системами OFDM состоит в том, что они являются особенно чувствительными к ошибкам синхронизации приемника. Это может вызвать ухудшение эффективности системы. В частности, система может потерять ортогональность между поднесущими и, соответственно, между пользователями сети. Для сохранения ортогональности передатчик и приемник должны быть синхронизированы. В итоге, для успешной связи по схеме OFDM синхронизация приемника является первостепенной задачей.

Соответственно, существует потребность в новой системе и способе быстрой и надежной синхронизации начального кадра.

Сущность изобретения

Далее следует упрощенное изложение сущности изобретения, чтобы обеспечить базовое представление о некоторых аспектах и раскрытых здесь вариантах осуществления изобретения. Этот раздел не носит всеохватывающий характер и не претендует на определение ключевых/критических элементов изобретения. Единственным его назначением является представление некоторых концепций или принципов в упрощенной форме в качестве прелюдии к более подробному описанию, представленному ниже.

Согласно одному аспекту способ оценки тайминга (timing-отсчет или определение времени синхронизации) содержит этапы, на которых принимают поток входных сигналов, по меньшей мере некоторые из которых связаны с пилот-символом (символом пилот-сигнала); формируют выходные сигналы корреляции, формирующие корреляционную кривую, из указанных сигналов и их задержанных копий; обнаруживают потенциальный передний фронт корреляционной кривой из выходных сигналов корреляции; и обнаруживают задний фронт этой кривой из выходных сигналов корреляции.

Согласно другому аспекту реализованный на компьютере способ оценки тайминга содержит этапы, на которых принимают широковещательные сигналы, которые передают по меньшей мере множество символов беспроводной передачи; обнаруживают потенциальный передний фронт выходного сигнала коррелятора, связанного с первым пилот-символом; и обнаруживают задний фронт выходного сигнала коррелятора.

Согласно еще одному аспекту реализованный на компьютере способ оценки тайминга содержит этапы, на которых принимают поток широковещательных входных сигналов, по меньшей мере некоторые из которых связаны с пилот-символом; формируют выходные сигналы корреляции, которые формируют корреляционную кривую во времени, из упомянутых сигналов и их задержанных копий; обнаруживают передний фронт корреляционной кривой; и обнаруживают задний фронт корреляционной кривой.

Согласно следующему аспекту система оценки тайминга содержит компоненту коррелятора с задержкой, которая принимает поток входных выборок (выборок входных сигналов), коррелирует входные выборки с их задержанными версиями и формирует множество выходных сигналов, формирующих корреляционную кривую; компоненту переднего фронта, которая принимает выходные сигналы, сравнивает выходные сигналы с порогом и формирует сигнал, если она обнаружила потенциальный передний фронт корреляционной кривой; и компоненту заднего фронта, которая после приема сигнала от компоненты подтверждения сравнивает дополнительные выходные сигналы с порогом для определения местоположения заднего фронта корреляционной кривой.

Согласно другому аспекту система оценки тайминга содержит средство для приема потока сигналов, по меньшей мере часть из которых связана с пилот-символом; средство для формирования выходных сигналов корреляции из упомянутых сигналов и их задержанных копий; и средство для обнаружения переднего фронта и заднего фронта из выходных сигналов корреляции.

Согласно еще одному аспекту микропроцессор, исполняющий команды для выполнения способа оценки тайминга, в котором формируют метрики корреляции из выборок сигнала и их задержанных копий и обнаруживают передний фронт и задний фронт путем сравнения этих метрик с порогом.

Согласно следующему аспекту система оценки тайминга содержит первую компоненту, которая принимает множество пакетов данных, содержащих по меньшей мере пилот-символ; вторую компоненту, которая формирует метрики корреляции из пакетов данных; третью компоненту, которая анализирует метрики в течение некоторого времени для определения, был ли принят пилот-символ, причем пилот-символ принимают после обнаружения значений метрик, стабильно меньших порога первое количество раз, за которыми следуют значения метрик, больших или равных порогу второе количество раз, за которыми следуют значения метрик, стабильно меньших порога третье количество раз.

Для достижения вышеизложенных и родственных задач здесь изложены некоторые иллюстративные аспекты и варианты изобретения вместе с последующим описанием и прилагаемыми чертежами.

Краткое описание чертежей

Вышеуказанные и другие аспекты настоящего изобретения станут более очевидными из последующего подробного описания и сопроводительных чертежей, кратко описанных ниже.

Фиг.1 - блок-схема системы грубого обнаружения кадра;

Фиг.2а - график корреляционной кривой в идеальной среде однолучевого распространения;

Фиг.2b - график кривой корреляции в реальной среде многолучевого распространения;

Фиг.3 - блок-схема варианта компоненты подтверждения;

Фиг.4 - блок-схема варианта компоненты переднего фронта;

Фиг.5 - блок-схема варианта компоненты коррелятора с задержкой;

Фиг.6 - блок-схема варианта системы точного обнаружения кадра;

Фиг.7 - блок-схема методики грубого обнаружения начального кадра;

Фиг.8 - блок-схема методики обнаружения переднего фронта;

Фиг.9 - блок-схема методики подтверждения переднего фронта и обнаружения плоского участка;

Фиг.10а - блок-схема методики подтверждения переднего фронта и обнаружения плоского участка;

Фиг.10b - блок-схема методики подтверждения переднего фронта и обнаружения плоского участка;

Фиг.11 - блок-схема методики обнаружения заднего фронта;

Фиг.12 - блок-схема методики синхронизации кадра;

Фиг.13 - блок-схема операционной среды, подходящей для различных аспектов и вариантов осуществления изобретения;

Фиг.14 - диаграмма варианта осуществления структуры суперкадра для использования в системе OFDM;

Фиг.15а - диаграмма варианта пилот-сигнала 1 TDM;

Фиг.15b - диаграмма варианта пилот-сигнала 2 TDM;

Фиг.16 - блок-схема варианта осуществления процессора TX данных и пилот-сигнала на базовой станции;

Фиг.17 - блок-схема варианта модулятора OFDM на базовой станции;

Фиг.18а - диаграмм представления пилот-сигнала 1 TDM во временной области;

Фиг.18b - диаграмма представления пилот-сигнала 2 TDM во временной области;

Фиг.19 - блок-схема варианта блока синхронизации и оценки канала в беспроводном устройстве;

Фиг.20 - блок-схема варианта детектора символа тайминга, по которому выполняют временную синхронизацию на основе символа OFDM пилот-сигнала 2;

Фиг.21а - временная диаграмма обработки для символа OFDM пилот-сигнала 2 TDM;

Фиг.21b - временная диаграмма импульсной характеристики канала с L₂-ответвлениями из блока IDFT;

Фиг.21с - график энергии ответвлений канала при различных начальных позициях окна;

Фиг.22 - диаграмма, иллюстрирующая схему передачи пилот-сигнала при использовании комбинации пилот-сигналов TDM и FDM;

Фиг.23 - блок-схема подробной процедуры обнаружения сигнала согласно одному варианту изобретения;

Фиг.24 - пилот-сигнал 1 TDM в частотной области согласно одному варианту изобретения;

Фиг.25 - пилот-сигнал 1 периодической формы с TDM во временной области, с периодичностью 128 выборок и с 36 периодами согласно одному варианту изобретения;

Фиг.26 - пилот-сигнал 2 с TDM в частотной области согласно одному варианту изобретения;

Фиг.27 - пилот-сигнал 2 периодической формы с TDM во временной области, с периодичностью 1024 выборки и четырьмя периодами согласно одному варианту изобретения.

Подробное описание изобретения

Далее со ссылками на прилагаемые чертежи описываются различные аспекты и варианты изобретения, в которых одинаковые ссылочные позиции относятся к одинаковым или соответствующим элементам на всех чертежах. Следует однако понимать, что эти чертежи и их подробное описание не подразумевают, что варианты осуществления изобретения ограничиваются раскрытыми здесь конкретными формами. Наоборот, изобретение покрывает все модификации, эквиваленты и альтернативные варианты.

Подразумевается, что используемые в этой заявке термины "компонента" и "система" относятся к объекту, имеющему отношение к компьютеру, любым аппаратным средствам, комбинации аппаратных и программных средств, программным средствам или программным средствам, находящимся в процессе исполнения. Например, компонентой может быть, но не только: процесс, выполняющийся в процессоре; процессор; объект; исполняемый файл; поток управления; программа и/или компьютер (например, настольный, портативный, мини, карманный...). Например, компонентой может быть как приложение, выполняющееся на компьютерном устройстве, так и само это устройство. Одна или несколько компонент могут находиться в процессе и/или потоке управления, причем компонента может быть локализована на одном компьютере и/или распределена между двумя или более компьютерами.

Кроме того, аспекты изобретения могут быть реализованы в виде способа, устройства или изделия с использованием стандартных способов программирования и/или проектирования для создания программных средств, программно-аппаратных средств, аппаратных средств или любой их комбинации с целью управления компьютером для реализации раскрытых аспектов. Подразумевается, что используемый здесь термин "изделие" (или в альтернативном варианте, "компьютерный программный продукт") распространяется на компьютерную программу, доступную с любого считываемого компьютером устройства, носителя или среды. Например, считываемая компьютером среда может включать в себя, но не только: магнитные запоминающие устройства (например, жесткий диск, гибкий диск, магнитные полосы...), оптические диски (например, компакт-диск (CD), цифровой универсальный диск (DVD), смарт-карты и устройства флэш-памяти (например, карта, стик). Вдобавок, следует понимать, что для переноса считываемых компьютером электронных данных, типа тех, что используются при передаче и приеме электронной почты или при доступе в сеть, такую как Интернет или локальная сеть (LAN), можно использовать несущую волну.

Согласно данному описанию различные аспекты изложены здесь применительно к абонентской станции. Абонентская станция также может встречаться под названием: система, абонентский блок, мобильная станция, мобильный объект, удаленная станция, точка доступа, базовая станция, удаленный терминал, терминал доступа, пользовательский терминал, пользовательский агент или пользовательское оборудование. Абонентская станция может представлять собой сотовый телефон, беспроводный телефон, телефон инициирования сеанса (SIP), станцию беспроводной местной линии (WLL), персональный цифровой секретарь (PDA), карманное устройство с возможностями беспроводного соединения или другое обрабатывающее устройство, подсоединенное к беспроводному модему.

Обратимся сначала к фиг.1, где изображена система обнаружения кадра. В частности, система 100 является подсистемой на стороне приемника, связанной с синхронизацией беспроводных передач символов (например, символов OFDM). Синхронизация в общем случае относится к процессу, выполняемому приемником для получения тайминга кадра и символа. Как более подробно описывается в последующих разделах, обнаружение кадра основано на идентификации пилот-сигнала или обучающих символов, переданных в начале кадра или суперкадра. В одном варианте пилот-символы являются мультиплексированными пилот-сигналами с временным мультиплексированием (пилот-сигналы с TDM). В частности, первый пилот-символ можно использовать в числе прочего для грубой оценки кадра у границы символа, в то время как второй пилот-символ можно использовать для улучшения указанной оценки. Система 100 в основном связана с обнаружением первого пилот-символа для обнаружения кадра, хотя ее можно использовать и при обнаружении других обучающих символов. Система 100 включает в себя компоненту 110 коррелятора с задержкой, компоненту 120 обнаружения переднего фронта, компоненту 130 подтверждения и компоненту 140обнаружения заднего фронта.

Компонента 110 коррелятора с задержкой принимает поток цифровых входных сигналов от приемника беспроводного устройства (не показан). Компонента 110 коррелятора с задержкой обрабатывает входные сигналы и создает метрики обнаружения или связанные с ними выходные сигналы (S_n) корреляции. Метрика обнаружения или выходной сигнал корреляции является индикатором энергии, связанной с одной пилотной последовательностью. Механизмы вычисления, которые создают метрики обнаружения из потоков входных сигналов, будут подробно представлены ниже.

Метрики обнаружения предоставляются компоненте 120 переднего фронта, компоненте 130 подтверждения и компоненте 140 заднего фронта для дальнейшей обработки.

Обратимся ненадолго к фигурам 2а и 2b, где для разъяснения и облегчения оценки одной из проблем, которые надо идентифицировать и разрешить, представлены две примерные диаграммы, иллюстрирующие выходные сигналы корреляции для пилот-сигнала. На корреляционных диаграммах показан выходной сигнал коррелятора, зафиксированный в виде зависимости значения метрики обнаружения в функции времени. На фиг.2а изображен выходной сигнал коррелятора в канале без шума. Хорошо видно, что выходной сигнал коррелятора имеет передний фронт и плоский участок с последующим задним фронтом. На фиг.2b показана примерная корреляционная кривая в канале, находящемся под воздействием эффектов многолучевого распространения (например, в канале имеется шум). Можно видеть, что пилот-сигнал есть, однако он искажен канальным шумом и задержкой вследствие многолучевого распространения. Для обнаружения пилот-символа принято использовать один порог. В частности, этот порог используется для определения начала символа, когда значение корреляции больше установленного или заранее определенного порога. В идеальном случае, показанном на фиг.2а, этот порог установлен близко к значению плоского участка, и символ обнаруживается тогда, когда он пересекает это значение. Затем инициируется подсчет для определения заднего фронта. В альтернативном варианте, задний фронт можно просто обнаружить, когда значения кривой становятся ниже порога. К сожалению, указанные стандартные методы и способы неэффективны в реальной среде с многолучевым распространением. Как можно видеть из фиг.2b, передний фронт трудно определить исходя из значений корреляции, так как эффекты многолучевого распространения могут вызвать разброс этих значений, а шум может дополнительно исказить передний фронт. Это может привести к появлению большого количества ошибочных положительных решений. Кроме того, разброс сигнала не способствует подсчету выборок для обнаружения переднего фронта, а шум затрудняет обнаружение заднего фронта при снижении значений ниже указанного порога. Раскрытые здесь способы обеспечивают надежную систему и способ обнаружения пилот-сигнала и кадра, который эффективен по меньшей мере в реальной среде с многолучевым распространением, охватывающей весь мир.

Вновь обратимся к фиг.1, где компонента 120 переднего фронта может быть использована для обнаружения потенциального переднего фронта корреляционной кривой (например, когда корреляционная кривая представляет распределение энергии во времени). Компонента 120 переднего фронта получает ряд значений (S_n) метрики обнаружения от компоненты 110 коррелятора с задержкой. После приема указанное значение сравнивается с фиксированным или программируемым порогом (T). В частности, определяется, выполняется ли неравенство S_n≥T. Если это неравенство выполняется, то тогда происходит приращение отсчитываемого значения или счетчика (например, счета серии). В альтернативном варианте, если S_n<T, то счетчик может быть установлен в нуль. Тем самым счетчик запоминает количество последовательных выходных значений корреляции, которые превышают порог. Компонента 120 переднего фронта контролирует этот счетчик, чтобы обеспечить анализ заранее определенного или запрограммированного количества выборок. Согласно одному варианту это может соответствовать случаю, когда подсчитанное значение серии = 64. Однако следует понимать, что это значение можно изменять для оптимизации процесса обнаружения в конкретной системе и определенной среде. Этот способ выгоден тем, что он уменьшает вероятность неправильного обнаружения переднего фронта в результате начального шума или разброса, поскольку выборки должны последовательно оставаться на уровне, превышающем порог, в течение некоторого временного интервала. Как только данное условие (условия) удовлетворяется, компонента переднего фронта может объявить об обнаружении потенциального переднего фронта. Вслед за этим в компоненту 130 подтверждения может быть подан сигнал, указывающий на обнаружение переднего фронта.

Как следует из ее названия, компонента 130 подтверждения способна подтвердить, что передний фронт действительно был обнаружен компонентой 120 переднего фронта. Вслед за передним фронтом ожидается длинный плоский интервал. Следовательно, если обнаружен плоский участок, то это укрепляет уверенность в том, что компонента 120 переднего фронта действительно обнаружила передний фронт пилот-символа. Если плоский участок не обнаружен, то тогда необходимо будет найти новый передний фронт. После приема сигнала от компоненты 120 переднего фронта компонента 130 подтверждения может приступить к приему и анализу дополнительных значений (S_n) метрики обнаружения.

Обратимся к фиг.3, где для облегчения понимания изображена блок-схема одного примерного варианта реализации компоненты 130 подтверждения. Компонента 130 подтверждения может включать в себя или быть связана с процессором 310, значением 320 порога, счетом 330 интервала, счетом 340 попаданий, счетом 350 серии и аккумулятором 360 частоты. Процессор 310 соединен с порогом 320, счетчиком 330 интервала, счетчиком 340 попаданий, счетчиком 350 серии и аккумулятором 360 частоты. Кроме того, процессор 310 способен принимать и/или извлекать значения S_n корреляции, а также взаимодействовать (например, принимать и передавать сигналы) с компонентой 120 переднего фронта (фиг.1) и компонентой 140 заднего фронта (фиг.1). Значение порога 320 может быть тем же, что было использовано компонентой 120 переднего фронта (фиг.1). Кроме того, следует отметить, что, хотя значение порога показано как часть компоненты 130 подтверждения, например, в виде жесткого кодированного значения, значение 320 порога может приниматься и/или извлекаться вне этой компоненты для облегчения, среди прочего, программирования указанного значения. Короче говоря, счет 330 интервала может быть использован при определении момента обновления системы автоматической подстройки частоты для определения сдвига частоты с использованием аккумулятора 360 частоты, а также обнаружения заднего фронта. Счет 340 попаданий может быть использован для обнаружения плоского участка символа, а счет 350 серии используют для идентификации заднего фронта.

Перед начальной обработкой значений корреляции процессор 310 может инициализировать каждый из счетчиков 330, 340 и 350, а также аккумулятор 360 частоты, установив их, например, в нуль. Затем процессор 310 может принять или извлечь выходной сигнал S_n корреляции и порог 320. Затем может быть выполнено приращение счета 330 интервала, чтобы отметить извлечение новой выборки. Приращение счета 330 интервала может выполняться с извлечением каждой новой выборки. Процессор 310 может последовательно сравнивать значение корреляции с порогом 320. Если S_n больше или равно порогу, то тогда может быть выполнено приращение значения счета попаданий. Что касается счета серии, то приращение его значения может быть выполнено, если S_n меньше порога 320, в противном случае он устанавливается в нуль. По аналогии с передним фронтом счет серии может таким образом показывать количество последовательных выборок, лежащих ниже порога. Значения счетчика могут быть проанализированы, чтобы определить, среди прочего: обнаружен ли передний фронт, было ли обнаружение неправильным или, наоборот, передний фронт был пропущен (например, пришел с опозданием).

В одном варианте компонента 130 подтверждения может определить, что компонента 120 переднего фронта в результате проверки счетчика серии и счетчика попаданий обнаружила ложный передний фронт. Поскольку компонента подтверждения должна обнаруживать плоский участок корреляционной кривой, где значения корреляции больше или равны порогу, то, если значение счета попаданий достаточно мало, значение счета серии больше установленного значения или значения счета попаданий и счета серии по существу одинаковы, то тогда можно определить, что причиной неправильного обнаружения переднего фронта возможно явился шум. В частности, можно отметить, что принятое значение корреляции не согласуется с ожидаемыми. Согласно одному варианту изобретения определение, что передний фронт ложный, возможно тогда, когда значение счета серии больше или равно 128, а значение счета попаданий меньше 400.

Компонента 130 подтверждения может определить, что передний фронт был пропущен или, в ином случае, обнаружен слишком поздно с точки зрения определения правильного тайминга путем повторного сравнения значений счета серии и счета попаданий. В частности, если значения счета попаданий и счета серии достаточно велики, то компонента 130 может определить, что вышеописанное имело место. В одном варианте это решение может быть принято, когда значение счета серии больше или равно 786, а значение счета попаданий больше или равно 400. Конечно, как и для всех приведенных здесь конкретных значений, указанные значения могут быть оптимизированы или настроены для конкретной структуры кадра и/или среды.

Необходимо понимать, что компонента 130 подтверждения может начать обнаружение переднего фронта кривой, когда она анализирует плоский участок, чтобы решить, правильно ли был обнаружен передний фронт. Если обнаружен задний фронт, то компонента подтверждения может успешно завершить свою работу. Для обнаружения заднего фронта можно использовать подсчет интервала и подсчет серии. Как было отмечено выше, значение счетчика интервала включает в себя количество принятых и коррелированных входных выборок. Известно, что длина плоского участка находится в пределах конкретного значения счета. Следовательно, если после обнаружения потенциального переднего фронта и приема правильного количества выборок для плоского участка, имеется некоторое свидетельство наличия заднего фронта, то тогда компонента подтверждения может объявить об обнаружении заднего фронта. Свидетельство наличия заднего фронта может быть предоставлено значением счетчика серии, который подсчитывает количество последовательных случаев, когда значение корреляции было ниже порога. В одном варианте компонента 130 подтверждения может объявить об обнаружении заднего фронта, когда значение счетчика интервала больше или равно 34×128 (4352), а значение счетчика серии больше или равно нулю.

Если компонента подтверждения не подтверждает обнаружение любого из трех вышеописанных условий, то тогда она может просто продолжать прием значений корреляции и обновлять значения счетчиков. При обнаружении одного из указанных условий процессор может обеспечить одну или несколько проверок счетчиков для повышения уверенности в том, что одно из условий действительно появилось. В частности, процессор 310 может потребовать минимального количества попаданий на плоском участке, которое ожидается после обнаружения переднего фронта. Например, процессор может проверить, превышает ли значение счетчика попаданий установленное значение, например 2000. Согласно одному раскрытому здесь варианту структуры кадра, ожидаемое количество попаданий на плоском участке должно составить 34×128, что больше 4000. Однако шум может исказить действительные результаты, так что ограничительное значение может быть установлено несколько меньшим, чем 4000. Если удовлетворяются дополнительные условия, то компонента 130 подтверждения может подать сигнал в компоненту заднего фронта; в альтернативном варианте компонента подтверждения может дать сигнал компоненте переднего фронта о необходимости локализации нового переднего фронта.

Также следует понимать, что компонента 130 подтверждения может предоставить дополнительные функциональные возможности, такие как сохранение моментов времени и обновление частот. Рассматриваемая система 100 обнаружения кадра (фиг.1) обеспечивает грубое обнаружение кадра и границ символа. Соответственно, в дальнейшем для обеспечения более точной синхронизации потребуется выполнение точной настройки. Следовательно, для использования в дальнейшем необходимо, чтобы система и/или способ точной настройки тайминга сохранил по меньшей мере одну временную привязку. Согласно одному варианту изобретения в качестве оценки последнего значения времени для плоского участка корреляционной кривой или момента времени непосредственно перед обнаружением заднего фронта может сохраняться каждый момент времени, когда значение счетчика серии приравнивается нулю. Кроме того, правильная синхронизация влечет за собой захват соответствующей частоты. Следовательно, процессор 310 может обновить систему автоматической подстройки частоты, используя аккумулятор 360 частоты в конкретные моменты времени, например, когда входной сигнал периодически повторяется. Согласно одному варианту система автоматической подстройки частоты может обновляться каждые 128 входных выборок, что отслеживается, например, счетчиком интервала.

Обратимся к фиг.1, где компонента 140 заднего фронта может быть использована для обнаружения заднего фронта, если он не обнаружен компонентой 130 подтверждения. В конечном счете, компонента 140 заднего фронта предназначена для обнаружения заднего фронта или просто тайм-аута, из условия, чтобы компонентой 120 переднего фронта мог быть обнаружен другой передний фронт.

Обратимся к фиг.4, где показан вариант компоненты 140 заднего фронта. Компонента 140 заднего фронта может включать в себя или быть связана с процессором 410, порогом 420, счетом 430 интервала и счетом 440 серии. По аналогии с другими компонентами для определения компонента 140 заднего фронта может принимать множество значений корреляции от компоненты 110 коррелятора с задержкой и обеспечивать приращение соответствующих значений счетчиков для облегчения обнаружения заднего фронта корреляционной кривой, связанного с первым пилот-символом (например, пилот-символ с TDM). В частности, процессор 410 может сравнить значение корреляции с порогом 420 и увеличить любое или оба отсчитываемых значения: счета 430 интервала и счета 440 серии. Следует отметить, что, хотя порог 420 показан как часть компоненты заднего фронта, он может быть получен или извлечен не из указанной компоненты, а, например, из центра размещения программ. Следует понимать, что процессор 410, конечно, может до выполнения первого сравнения инициализировать счетчик 430 интервала и счетчик 440 серии, установив их в нуль. Счетчик 430 интервала запоминает количество принятых выходных сигналов корреляции. Таким образом, процессор 410 с каждым принятым или извлеченным значением корреляции может выполнить приращение значения счетчика 430 интервала. Счетчик серии запоминает последовательное количество случаев, когда значение корреляции или выходной сигнал корреляции меньше порога 420. Если значение корреляции меньше порога, то тогда процессор 410 может выполнить приращение значения счетчика 440 серии, а в противном случае значение счетчика 440 может быть установлено в нуль. Компонента 140 заднего фронта, например, с помощью процессора 410 может проверить, удовлетворяется ли значение счетчика интервала или значение счетчика серии, используя счетчик 430 интервала и счетчик 440 серии. Например, если значение счетчика 440 серии достигло некоторого значения, компонента заднего фронта может объявить об обнаружении заднего фронта. Если это не так, то компонента 140 заднего фронта может продолжать прием значений корреляции и обновлять значения счетчиков. Однако, если значение счетчика 430 интервала становится достаточно большим, это может указывать на то, что задний фронт не будет обнаружен и необходимо локализовать новый передний фронт. В одном варианте изобретения это значение может быть равным 8×128 (1024). С другой стороны, если значение счетчика 440 серии достигло или превысило некоторое значение, это может указывать на то, что обнаружен задний фронт. Согласно одному варианту изобретения это значение может быть равно 32.

Вдобавок, следует понимать, что компонента 140 заднего фронта может также сохранять моменты времени для их использования в ходе тонкой настройки тайминга. Согласно варианту изобретения компонента 140 заднего фронта может всякий раз запоминать тот момент времени, когда значение счетчика серии равно нулю, обеспечивая тем самым момент времени непосредственно перед обнаружением заднего фронта. Согласно одному варианту и структуре кадра, описанным ниже, сохраненные моменты времени могут соответствовать 256-й выборке в следующем символе OFDM (пилот-сигнал 2 с TDM). Система точного обнаружения кадра может последовательно улучшать это значение, как это обсуждается в последующих разделах.

На фиг.5 более подробно показана компонента 110 коррелятора с задержкой согласно одному варианту изобретения. Компонента 110 коррелятора с задержкой использует периодический характер пилот-символа 1 OFDM для обнаружения кадра. В одном варианте изобретения коррелятор 110 для облегчения обнаружения кадра использует следующую метрику обнаружения:

где S_n - метрика обнаружения для периода n дискретизации;

"*" обозначает комплексное сопряжение; а

|x|² обозначает квадрат абсолютного значения x.

По уравнению (1) вычисляется задержанная корреляция между двумя введенными выборками r_i и в двух следующих друг за другом последовательностях пилот-сигнала 1, или Эта задержанная корреляция устраняет воздействие канала связи без необходимости оценки усиления канала и дополнительно когерентно объединяет энергию, полученную с помощью канала связи. Затем уравнение (1) накапливает результаты корреляции для всех L₁ выборок последовательности пилот-сигнала 1, чтобы получить аккумулированный результат C_n корреляции, который представляет собой комплексное значение. Затем по уравнению (1) получают метрику решения или выходной сигнал S_n корреляции для периода n дискретизации в виде квадрата величины С_n. Метрика S_n решения показывает энергию одной принятой последовательности пилот-сигнала 1 длиной L₁, если есть соответствие между двумя последовательностями, использованными для задержанной корреляции.

В компоненте 110 коррелятора с задержкой сдвиговый регистр 512 (длиной L₁) принимает, запоминает и сдвигает введенные выборки {r_n} и обеспечивает входные выборки которые были задержаны на L₁ периодов дискретизации. Вместо сдвигового регистра 512 можно также использовать буфер выборок. Блок 516 также принимает входные выборки и обеспечивае