CN101330347B - 封包检测电路及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种封包检测电路及其方法,该电路包括一延迟相关函数计算电路,接收一输入信号并计算该输入信号的延迟相关函数,该延迟相关函数计算电路包括一平均值扣除电路,用于扣除该输入信号一段时间长度的平均值;一自相关函数计算电路,用于接收该输入信号,并计算该输入信号的自相关函数;一自相关函数直流偏移消除电路,用于计算一直流偏移值,并将该输入信号的自相关函数减去该直流偏移值;及一封包检测触发计算电路,根据该延迟相关函数计算电路与该自相关函数直流偏移消除电路的输出值计算一封包检测触发值。该电路能计算出直流偏移对延迟相关函数及自相关函数所产生的误差并将误差消除,并计算封包检测触发值以准确检测封包进入的时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种封包检测电路及其方法,尤其涉及一种不受直流偏移影响的封包检测电路及其方法。
背景技术
一般封包检测电路在执行封包检测时,先计算延迟相关函数与自相关函数,再将延迟相关函数除上自相关函数求得封包检测值,接着将封包检测值与一预设的阈值做比较得到封包的进入时间,达到封包检测的目的。
然而,当封包检测电路有直流偏移时计算延迟相关函数与自相关函数,将会把直流偏移的成分一并计算,造成计算上的误差,进而使得封包检测电路无法正确检测。一般封包检测电路中计算延迟相关函数的方法为:
其中Sn为输入封包检测电路的信号值,Sn+D为延迟D个取样点之后输入封包检测电路的信号值。然而,当有直流偏移时,计算延迟相关函式成为:
(公式2)
其中Rn=Sn+Pn,Rn+D=Sn+D+Pn+D,而Pn与Pn+D为直流偏移的值。假设当有一段时间内,直流偏移为定值P0,且信号的平均值为零时,计算延迟相关函数成为:
另一方面,一般封包检测电路中计算自相关函数的方法为:
其中Sn+D为延迟D个之后输入封包检测电路的信号值。而当有直流偏移时,计算自关函数成为:
(公式5)
其中Rn+D=Sn+D+Pn+D,而Pn+D为直流偏移的值。假设有一段时间内,直流偏移为定值P0,且信号的平均值为零时,其计算自相关函数成为:
由上述可知,直流偏移将造成延迟相关函数与自相关函数的计算产生误差,而现有技术针对上述问题,提供以先消除直流偏移的方法来改善直流偏移对封包检测的影响。请参阅图1所示,为现有封包检测电路的功能方块图。封包检测电路10包括延迟相关函数计算电路101、自相关函数计算电路102、封包检测触发值计算电路103、及切换单元104。
封包检测电路10利用延迟相关函数计算电路101计算延迟相关函数及自相关函数计算电路102计算相关函数前,需先通过一直流偏移消除器11来消除直流偏移,以避免延迟相关函数计算电路101与自相关函数计算电路102把直流偏移一并计算,而造成计算的误差,使封包检测电路10无法正确检测。所以当直流偏移消除器11消除输入信号的直流偏移后,再经延迟相关函数与自相关函数的计算,由封包检测触发值计算电路103根据延迟相关函数与自相关函数的计算结果判断封包检测的触发时间,并控制切换单元104将信号输出。
然而,上述的封包检测电路10需先利用直流偏移消除器11来消除直流偏移才得以准确检测封包进入的时间,又若直流偏移消除器11发生故障,无法确实消除直流偏移,则将使封包检测电路10无法准确检测封包进入的时间。
除上述的封包检测电路10外,有些封包检测电路是利用噪声事先将直流偏移消除后,才开始进行封包检测的功能,但是直流偏移有时会随着温度或其它电路影响而有所不同,因此,开始进行封包检测后,有时仍会存在事先无法消除的直流偏移,造成延迟相关函数与自相关函数的计算误差,使封包检测电路无法准确检测封包进入时间。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一不受直流偏移影响的封包检测电路,可在有直流偏移的情况下,准确的计算信号的延迟相关函数与自相关函数,使封包检测电路快速检测封包的进入时间。
为实现上述目的,本发明提供一种封包检测电路,其特征在于,该电路包括一延迟相关函数计算电路、一自相关函数计算电路、一自相关函数直流偏移消除电路及一封包检测触发计算电路。延迟相关函数计算电路接收一输入信号并计算该输入信号的延迟相关函数,该延迟相关函数计算电路包括一平均值扣除电路,用于扣除该输入信号一段时间长度的平均值。封包检测电路利用自相关函数计算电路接收该输入信号,并计算该输入信号的自相关函数;利用自相关函数直流偏移消除电路,用于计算一直流偏移值,并将该输入信号的自相关函数减去该直流偏移值;而由封包检测触发计算电路根据该延迟相关函数计算电路与该自相关函数直流偏移消除电路的输出值计算一封包检测触发值,以检测封包的进入时间。
本发明再提供一种封包检测电路,其特征在于,该电路包括一延迟相关函数计算电路、一延迟相关函数直流偏移消除电路、一自相关函数计算电路、一自相关函数直流偏移消除电路及一封包检测触发计算电路。封包检测电路利用延迟相关函数计算电路计算一输入信号的延迟相关函数,利用延迟相关函数直流偏移消除电路计算一第一直流偏移值,并将该延迟相关函数计算电路的计算结果减去该第一直流偏移值。而自相关函数计算电路则计算该输入信号的自相关函数,由自相关函数直流偏移消除电路计算一第二直流偏移值,并将该自相关函数计算电路的计算结果减去该第二直流偏移值。最后由封包检测触发计算电路则根据该延迟相关函数直流偏移消除电路与该自相关函数直流偏移消除电路的输出值计算一封包检测触发值,以检测封包的进入时间。
本发明另提供一种封包检测方法,包括以下步骤:先接收一信号,接着计算该信号的一延迟相关函数,其中该延迟相关函数是经扣除该信号一段时间长度的平均值而产生;计算一自相关函数与计算一直流偏移值,再将该自相关函数减掉该直流偏移值;最后根据该延迟相关函数及减掉该直流偏移值后的该自相关函数计算一封包检测触发值,以检测封包的进入时间。
本发明又提供一种封包检测方法,包括以下步骤:先接收一信号,然后计算一延迟相关函数与计算一第一直流偏移值,再将该延迟相关函数减去该第一直流偏移值;计算一自相关函数与计算一第二直流偏移值,再将该自相关函数减去该第二直流偏移值;最后根据减去该第一直流偏移值的该延迟相关函数与减去该第二直流偏移值的该自相关函数计算一封包检测触发值,以检测封包的进入时间。
本发明的封包检测电路可不受直流偏移的影响,而准确计算不含直流偏移的延迟相关函数及自相关函数,使封包检测更准确;且因其它电路所造成的直流偏移变动,或温度所造成的直流偏移变动,也不会影响本发明的封包检测电路的延迟相关函数及自相关函数的计算。
附图说明
图1为现有封包检测电路的功能方块图;
图2为本发明第一较佳实施例的封包检测电路功能方块图;及
图3为本发明第二较佳实施例的封包检测电路功能方块图。
其中,附图标记:
10:封包检测电路 101:延迟相关函数计算电路
102:自相关函数计算电路 103:封包检测触发值计算电路
104:切换单元 11:直流偏移消除器
20:封包测试电路 201:延迟相关函数计算电路
2011:平均值扣除电路 202:自相关函数计算电路
203:自相关函数直流偏移消除电路 204:封包检测触发值计算电路
205:切换单元 30:封包测试电路
301:延迟相关函数计算电路 302:自相关函数计算电路
303:自相关函数直流偏移消除电路 304:封包检测触发值计算电路
305:切换单元
306:延迟相关函数直流偏移消除电路
具体实施方式
本发明利用统计学上变异数的观念,消除直流信号对封包检测电路的影响,使封包电路在有直流偏移的情况下,准确的计算信号的延迟相关函数与自相关函数,快速检测封包的进入时间。
请参阅图2,为本发明第一较佳实施例的封包检测电路功能方块图。封包测试电路20包括延迟相关函数计算电路201、自相关函数计算电路202、自相关函数直流偏移消除电路203、封包检测触发值计算电路204、及切换单元205。其中延迟相关函数计算电路201包括一平均值扣除电路2011。
延迟相关函数计算电路201用于接收输入信号,并计算输入信号的延迟相关函数,再利用平均值扣除电路2011将信号的平均值扣除,以消除直流偏移的影响求得较正确的延迟相关函数。
其中Rn+i=Sn+i+Pn+i,Rn+D+i=Sn+D+i+Pn+D+i,而Pn+i与Pn+D+i为直流偏移的值,Sn+i为该输入信号值,Sn+D+i为延迟D+i个取样点之后的该输入信号值。当有一段时间内,直流偏移为定值P0,则公式7将为:
又若信号的平均值为零时,公式8将可等效为:
由公式9可发现,其结果与无直流偏移时(如公式1)可视为等效,因此由延迟相关函数计算电路201计算延迟相关函数,可有效消除直流偏移的影响。
请继续参阅图2,自相关函数计算电路202接收输入信号,并计算信号的自相关函数,而自相关函数直流偏移消除电路203用于计算信号的直流偏移值,并将直流偏移值从自相关函数计算电路202计算出的自相关函数中移除。
根据前述公式6可知,由于直流偏移的原因,计算信号的自相关函数将多出的误差。而自相关函数直流偏移消除电路203则计算出直流偏移所造成的误差,再将误差于自相关函数中移除。其自相关函数计算电路202计算自相关函数的方法为:
其中Rn+D=Sn+D+Pn+D,而Sn+D为延迟D个之后的输入信号值,Pn+D为直流偏移的值。而自相关函数直流偏移消除电路203计算直流偏移值的方法为:
公式10在一段时间内直流偏移为定值P0与信号平均值为零的假设下可为:
而利用公式12的结果,可以消去公式4与公式6的差异项,所以自相关函数直流偏移消除电路203计算直流偏移值后,便将直流偏移值于自相关函数中移除,如:
借此,通过自相关函数直流偏移消除电路203的计算结果可得到较准确的自相关函数。
在延迟相关函数计算电路201与自相关函数直流偏移消除电路203产生延迟相关函数与自相关函数后,封包检测触发值计算电路204便根据延迟相关函数计算电路201与自相关函数直流偏移消除电路203所产生的延迟相关函数与自相关函数去计算封包检测触发值,然后根据封包检测触发值便可求得封包的进入时间,进而控制切换单元205使封包通过。
接着请参阅图3,为本发明第二较佳实施例的封包检测电路功能方块图。封包测试电路30包括延迟相关函数计算电路301、延迟相关函数直流偏移消除电路306、自相关函数计算电路302、自相关函数直流偏移消除电路303、封包检测触发值计算电路304、及切换单元305。
根据前述公式3可知由于直流偏移的原因,计算信号的延迟相关功率值将多出而容易产生误判。所以本发明利用延迟相关函数计算电路301接收一信号并算出信号延迟相关功率值后,再藉由延迟相关函数直流偏移消除电路306消除直流偏移对信号延迟相关功率值的影响,以求得较准确的信号延迟相关功率值。
延迟相关函数计算电路301计算延迟相关函数的方法为:
其中Rn=Sn+Pn,Rn+D=Sn+D+Pn+D,而Pn与Pn+D为直流偏移的值,Sn为输入信号值,Sn+D为延迟D个取样点之后的输入信号值。
而延迟相关函数直流偏移消除电路306计算一第一直流偏移值的方法为:
其中Rn+i=Sn+i+Pn+i,Rn+D+i=Sn+D+i+Pn+D+i,而Pn+i与Pn+D+i为直流偏移的值,Sn+i为延迟i个取样点之后的输入信号值,Sn+D+i为延迟D+i个取样点之后的输入信号值。假设在一段时间内直流偏移值为定值P0与信号平均值为零时,第一直流偏移值可为:
而利用公式16的结果,可以消去公式1与公式3的差异项,所以延迟相关函数直流偏移消除电路306计算第一直流偏移值后,便将延迟相关函数计算电路301所求得的延迟相关函数扣除第一直流偏移值,其算法如:
因此,根据公式14、15、16可知,由延迟相关函数计算电路301所求得的延迟相关函数后,再由延迟相关函数直流偏移消除电路306计算第一直流偏移值,并于延迟相关函数中扣除第一直流偏移值,借此消除直流偏移对延迟相关函数的影响。
而根据前述公式6可知,由于直流偏移的原因,计算信号的自相关函数将多出的误差。而本发明利用自相关函数直流偏移消除电路303则计算出一第二直流偏移所造成的误差,再将误差于自相关函数计算电路302所计算的自相关函数中移除。其自相关函数计算电路302接收入信号,并计算信号自相关函数,其方法为:
其中Rn+D=Sn+D+Pn+D,而Sn+D为延迟D个之后的输入信号值,Pn+D为直流偏移的值。而自相关函数直流偏移消除电路303计算第二直流偏移值的方法为:
公式19在一段时间内直流偏移为定值P0与信号平均值为零的假设下可为:
而利用公式20的结果,可以消去公式4与公式6的差异项,所以自相关函数直流偏移消除电路203计算直流偏移值后,便将直流偏移值于自相关函数中移除,其方法如:
借此,通过自相关函数直流偏移消除电路303的计算结果可得到较准确的自相关函数。
在延迟相关函数直流偏移消除电路306与自相关函数直流偏移消除电路303产生延迟相关函数与自相关函数后,封包检测触发值计算电路304便根据延迟相关函数直流偏移消除电路306与自相关函数直流偏移消除电路303所产生的延迟相关函数与自相关函数去计算封包检测触发值,然后根据封包检测触发值便可求得封包的进入时间,进而控制切换单元305使封包通过。
综上所述,本发明的封包检测电路可不受直流偏移的影响,而准确计算不含直流偏移的延迟相关函数及自相关函数,使封包检测更准确;且因其它电路所造成的直流偏移变动,或温度所造成的直流偏移变动,也不会影响本发明的封包检测电路的延迟相关函数及自相关函数的计算。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的普通技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种封包检测电路,其特征在于,该电路包括:
一延迟相关函数计算电路,接收一输入信号并计算该输入信号的延迟相关函数,该延迟相关函数计算电路包括一平均值扣除电路,用于扣除该输入信号一段时间长度的平均值,该输入信号的延迟相关函数为:
一自相关函数计算电路,用于接收该输入信号,并计算该输入信号的自相关函数;
一自相关函数直流偏移消除电路,用于计算一直流偏移值,并将该输入信号的自相关函数减去该直流偏移值,该自相关函数直流偏移消除电路的输出值为:
一封包检测触发计算电路,根据该延迟相关函数计算电路与该自相关函数直流偏移消除电路的输出值计算一封包检测触发值。
3.一种封包检测电路,其特征在于,该电路包括:
一延迟相关函数计算电路,用于计算一输入信号的延迟相关函数;
一延迟相关函数直流偏移消除电路,用于计算一第一直流偏移值,并将该延迟相关函数计算电路的计算结果减去该第一直流偏移值,该延迟相关函数直流偏移消除电路的输出值为:
一自相关函数计算电路,用于计算该输入信号的自相关函数;
一自相关函数直流偏移消除电路,用于计算一第二直流偏移值,并将该自相关函数计算电路的计算结果减去该第二直流偏移值,该自相关函数直流偏移消除电路的输出值为:
一封包检测触发计算电路,根据该延迟相关函数直流偏移消除电路与该自相关函数直流偏移消除电路的输出值计算一封包检测触发值。
6.一种封包检测方法,其特征在于,包括步骤:
接收一信号;
计算该信号的一延迟相关函数,其中该延迟相关函数为经扣除该信号一段时间长度的平均值而产生,其中计算该信号的该延迟相关函数的算法为:
计算一自相关函数;
计算一直流偏移值;
该自相关函数减掉该直流偏移值,其中该自相关函数减去该直流偏移值的算法为:
根据该延迟相关函数及减掉该直流偏移值后的该自相关函数计算一封包检测触发值。
8.一种封包检测方法,其特征在于,包括步骤:
接收一信号;
计算一延迟相关函数;
计算一第一直流偏移值;
该延迟相关函数减去该第一直流偏移值,其中该延迟相关函数减去该第一直流偏移值的算法为:
计算一自相关函数;
计算一第二直流偏移值;
该自相关函数减去该第二直流偏移值,其中该自相关函数减去该第二直流偏移值的算法为:
根据减去该第一直流偏移值的该延迟相关函数与减去该第二直流偏移值的该自相关函数计算一封包检测触发值。
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