接收器和用于接收信號的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例涉及接收器和用于接收信號的方法，例如可用于接收在脈寬編碼信號中編碼的數(shù)據(jù)。
【背景技術(shù)】
[0002]在許多技術(shù)領(lǐng)域中，數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中從一個位置傳送到另一個位置。示例來源于所有種類的應(yīng)用和將被執(zhí)行的任務(wù)，例如包括從布置在與其可用于收集和預(yù)處理數(shù)據(jù)的對應(yīng)控制或處理單元不同的位置處的傳感器收集傳感器相關(guān)數(shù)據(jù)。僅舉出幾個示例，其他示例例如包括從不同位置處的存儲器寫和/或讀數(shù)據(jù)、向致動器提供控制信號、從用戶接口讀取數(shù)據(jù)或向用戶接口提供數(shù)據(jù)。
[0003]雖然在許多技術(shù)領(lǐng)域和應(yīng)用中，數(shù)據(jù)可以使用尖端傳輸方案來傳輸，但趨勢在于簡化用于傳輸數(shù)據(jù)的架構(gòu)。在一些領(lǐng)域和應(yīng)用中，可能存在相對粗糙的操作條件，例如引起傳輸中的干擾。然而，同樣在這些更加困難的操作條件下，數(shù)據(jù)的可用性對于操作對應(yīng)系統(tǒng)來說非常重要或者甚至是決定性的。
[0004]雖然尖端的傳輸方案和它們的架構(gòu)甚至能夠在非常困難的操作條件下進(jìn)行操作，但在這些環(huán)境中也存在簡化需要傳輸數(shù)據(jù)的架構(gòu)的趨勢。這會限制可用于設(shè)計者減少信號傳輸?shù)母蓴_影響的選項。不可用于系統(tǒng)設(shè)計者的選項示例包括附加的屏蔽措施、增加可用計算功率以允許使用更精細(xì)的糾錯碼、增加信號能量以提升信噪比和類似選項。
[0005]然而，這種系統(tǒng)的魯棒操作、相比較簡單的實(shí)施和數(shù)據(jù)的魯棒傳輸仍然是期望的。同時，期望增加可用帶寬，或者換句話說增加可用數(shù)據(jù)吞吐量。
[0006]在大容量架構(gòu)和/或低成本實(shí)施的領(lǐng)域中，找到針對這種挑戰(zhàn)的解決方案會比其他技術(shù)領(lǐng)域更具重要意義。例如，在發(fā)動機(jī)車輛中，不同部件相互通信并傳輸數(shù)據(jù)的通信鏈接會經(jīng)受大量不同的艱苦操作條件和大量不同類型的失真。例如，失真可來源于用于操作車輛的系統(tǒng)的電脈沖，而其又會電容性地或電感性地耦合到傳輸鏈接中。這種情況可進(jìn)一步通過環(huán)境條件而加劇，這會至少部分地導(dǎo)致信號劣化或者甚至引入附加類型的失真。其中僅列出幾種附加失真源，環(huán)境條件例如可以是周圍溫度的劇烈變化、濕度的影響和振動。
[0007]盡管在電系統(tǒng)和電信號傳輸方案的情況下，這些影響和失真會比其他傳輸方案更加顯著，但類似挑戰(zhàn)還會在使用非電信號(例如，傳輸或交換數(shù)據(jù)的磁信號、光學(xué)信號或其他信號)的情況下產(chǎn)生。此外，類似挑戰(zhàn)還可以在基于非汽車系統(tǒng)的系統(tǒng)中出現(xiàn)。此外，在其他技術(shù)領(lǐng)域中，可以存在類似情況，包括非大容量架構(gòu)和/或非低成本應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，需要提高系統(tǒng)的魯棒性(其中甚至在不利的操作條件下傳輸數(shù)據(jù))與簡化這種實(shí)施或架構(gòu)和用于傳輸數(shù)據(jù)的可用帶寬之間改進(jìn)折中。
[0009]可以通過根據(jù)任何獨(dú)立權(quán)利要求的接收器或方法來滿足這種需求。
[0010]—種接收器包括:接收器電路，用于接收脈寬編碼信號；以及采樣電路，用于通過相對于量化函數(shù)過采樣接收信號來確定信號的脈沖的轉(zhuǎn)變的位置，并且當(dāng)確定的轉(zhuǎn)變的位置距離根據(jù)量化函數(shù)的期望位置偏離多于預(yù)定范圍時，生成表示意外事件的信號。量化函數(shù)將多個期望位置映射到多個值。
[0011]通過使用接收器，甚至在不利的操作條件下也可以改進(jìn)這種系統(tǒng)的魯棒性之間的前述折中，簡化實(shí)施和架構(gòu)的可用帶寬，其中該接收器驗證脈沖的轉(zhuǎn)變是否相對于期望位置落入預(yù)定范圍或者是否距離期望位置偏離多于預(yù)定范圍。在后一種情況下，接收器假設(shè)意外事件，例如與包括脈沖和轉(zhuǎn)變的信號干擾的失真。在這種情況下，接收器的采樣電路生成表示意外事件的信號。
[0012]因此，通過采用相對簡單的過采樣技術(shù)，可以檢測接收側(cè)的意外事件并且響應(yīng)于生成信號對意外事件做出反應(yīng)。這可以允許檢測失真，因此增加傳輸方案的魯棒性，同時限制對實(shí)施和可用帶寬的復(fù)雜性的影響。
[0013]任選地，在接收器中，當(dāng)轉(zhuǎn)變的確定位置在對應(yīng)于接收值的期望位置周圍的預(yù)定范圍內(nèi)時，采樣電路可以被配置為基于量化函數(shù)和對應(yīng)于接收值的期望位置確定多個值的接收值。因此，當(dāng)確定位置落入接收值的期望位置周圍的預(yù)定范圍內(nèi)時，采樣電路能夠基于脈沖的轉(zhuǎn)變的位置確定接收值。
[0014]預(yù)定范圍可以對稱地布置在它們的相應(yīng)期望值周圍或者它們可以不對稱地布置在它們的相應(yīng)期望值周圍。因此，期望位置可以形成預(yù)定范圍的中點(diǎn)或者可以定位為偏離預(yù)定范圍的相應(yīng)中點(diǎn)。
[0015]此外或可選地，接收器可被配置為當(dāng)采樣電路生成表示意外事件的信號時，丟棄包括多個值的接收值的消息。這可以允許接收器或包括接收器的系統(tǒng)的其他部分處理包括接收值的消息，其可以被失真或類似意外事件所干擾。換句話說，包括這種接收器的系統(tǒng)的魯棒性可以通過丟棄消息而增加，其中相應(yīng)消息的一個或多個接收值會由于意外事件的出現(xiàn)而錯誤。
[0016]此外或可選地，預(yù)定范圍可對應(yīng)于兩個相鄰期望位置之間的距離的至多30%。使用這種大小的預(yù)定范圍一方面可以實(shí)現(xiàn)意外事件的可靠確定，同時另一方面還可以使得接收器的實(shí)施復(fù)雜度相對簡單。例如，可以針對預(yù)定范圍的較少值，例如至多20%或至多15%或至多10%。減小的預(yù)定范圍相對于兩個相鄰期望位置之間的距離，相對于諸如失真的意外事件，接收器越敏感。然而，預(yù)定范圍越小，接收器的實(shí)施復(fù)雜度越大。
[0017]當(dāng)在相應(yīng)對象、結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)或值之間沒有布置相同種類的其他對象、接收、數(shù)據(jù)或值時，對象、結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)、值等可以相鄰。因此，當(dāng)兩個對象、結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)、值直接相鄰時，例如當(dāng)它們直接接觸或鄰接時，兩個對象、結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)、值可以是相鄰的。
[0018]此外或可選地，在接收器中，根據(jù)接收的過采樣信號的采樣時間分辨率，期望位置周圍的預(yù)定范圍可通過預(yù)定數(shù)量的采樣來給出。這可以允許簡化接收器的實(shí)施，因為預(yù)定范圍可通過實(shí)施計數(shù)器來確定。預(yù)定數(shù)量的采樣可以是固定的、可編程或可變的。
[0019]此外或可選地，在接收器中，用于多個期望位置中的期望位置的預(yù)定范圍大小可相同。這可以進(jìn)一步允許簡化接收器的實(shí)施，因為取決于期望位置、與期望位置相關(guān)聯(lián)的值或者其他參數(shù)的預(yù)定范圍的變化可以被避免。
[0020]此外或可選地，在接收器中，期望位置周圍的預(yù)定范圍基于與根據(jù)量化函數(shù)的期望位置相對應(yīng)的值的預(yù)定部分。這可以允許接收器基于與期望位置相關(guān)聯(lián)的值來確定意外事件的存在。預(yù)定部分可以針對期望位置周圍的一些或所有預(yù)定范圍相同。預(yù)定部分可以是固定的、可編程或可變的。
[0021]此外或可選地，在接收器中，根據(jù)量化函數(shù)的相鄰期望位置之間的距離可相等。這可以允許進(jìn)一步簡化接收器的實(shí)施，因為相鄰的相應(yīng)位置之間的距離不改變并且對于所有期望位置來說可以是恒定的。例如，這可以允許通過使用計數(shù)器確定表示相對于期望轉(zhuǎn)變的位置的接收值的期望位置并且基于線性關(guān)系分析計數(shù)器值。
[0022]此外或可選地，在接收器中，量化函數(shù)可以是單調(diào)的。例如，量化函數(shù)可以是嚴(yán)格單調(diào)。例如，量化函數(shù)可以將升序布置的多個期望位置映射到升序布置的多個值。這還可以允許簡化接收器的實(shí)施。
[0023]此外或可選地，在接收器中，量化函數(shù)可將多個期望位置映射到多個整數(shù)。通過使用整數(shù)，可以進(jìn)一步簡化接收器的實(shí)施。任選地，在這種接收器中，當(dāng)以升序布置多個整數(shù)時，多個整數(shù)的相鄰整數(shù)值之間的最大差可等于I。這可以允許進(jìn)一步簡化接收器的實(shí)施。例如，根據(jù)實(shí)施(例如所采用的過采樣)，可以丟棄數(shù)字計數(shù)器實(shí)施中的最低有效位中的一個或多個或者采用另一種轉(zhuǎn)換來將接收轉(zhuǎn)換的位置映射到對應(yīng)接收值。
[0024]此外或可選地，在接收器中，接收器可被配置為接收包括位于轉(zhuǎn)變之前的又一轉(zhuǎn)變的信號，其中在又一轉(zhuǎn)變和轉(zhuǎn)變之間的時間段中編碼值。這可以允許對信號中的值更可靠地編碼。
[0025]任選地，在接收器中，量化函數(shù)可通過從又一轉(zhuǎn)變和轉(zhuǎn)變之間的時間段中減去預(yù)定偏移來將轉(zhuǎn)變的確定位置映射到值。這可以允許通過實(shí)施相對簡單的減法來簡化接收器的實(shí)施。預(yù)定偏移可以是固定的、可編程或可變的。預(yù)定偏移可以任何適當(dāng)?shù)膯挝粊斫o出，例如基于接收器、接收電路或采樣電路的操作頻率或者源于所提部件的操作頻率的任何時間單位。
[0026]此外或可選地，在接收器中，接收器可被配置為接收包括在公共第一方向上轉(zhuǎn)換的又一轉(zhuǎn)變和轉(zhuǎn)變的信號。這可以允許更可靠地確定在信號中編碼的值，因為關(guān)于轉(zhuǎn)變和又一轉(zhuǎn)變的信號電平之間的上升時間和下降時間的對稱性相對不重要。由于轉(zhuǎn)變和又一轉(zhuǎn)變共享相同方向，例如從低信號電平到高信號電平或者從高信號電平到低信號電平，可以消除或至少減小由信號的上升時間和下降時間之間的不對稱引起的效應(yīng)。
[0027]任選地，接收器可被配置為接收進(jìn)一步包括相反第二方向上的中間轉(zhuǎn)變的信號，中間轉(zhuǎn)變位于又一轉(zhuǎn)變和轉(zhuǎn)變之間。這可以進(jìn)一步允許提高信號中包括的值的編碼和解碼的精度。例如，中間轉(zhuǎn)變可用作從第二信號電平到第一信號電平的轉(zhuǎn)換，其中轉(zhuǎn)變和又一轉(zhuǎn)變從第一信號電平到第二信號電平的轉(zhuǎn)換。換言之，中間轉(zhuǎn)變可以是將信號電平帶回至第一信號電平的轉(zhuǎn)換。從而，可以使用從公共第一信號電平到公共第二信號電平的轉(zhuǎn)變和又一轉(zhuǎn)變。
[0028]此外或可選地，在接收器中，接收的過采樣信號的時間分辨率可以好于多個期望位置的最小距離。這可以允許采樣電路可靠地確定轉(zhuǎn)變是否落入期望位置周圍的預(yù)定范圍中。
[0029]任選地，在接收器中，時間分辨率可比多個期望位置中的期望位置之間的最小距離好至少四倍。這可以允許采樣電路可靠地確定轉(zhuǎn)變是否落入期望位置周圍的預(yù)定范圍中。
[0030]此外或可選地，在接收器中，接收器可被配置為接收表示預(yù)定校準(zhǔn)值的初始序列。采樣電路可被進(jìn)一步配置為基于校準(zhǔn)值與初始序列的比較確定量化函數(shù)的期望位置。這可以允許數(shù)據(jù)更加靈活的傳輸，因為校準(zhǔn)函數(shù)的時間基礎(chǔ)可通過發(fā)射器間歇地(例如規(guī)則地)提供。
[0031]任選地，在接收器中，初始序列可包括第一轉(zhuǎn)變和第二轉(zhuǎn)變，其中采樣電路被配置為基于初始序列的第一轉(zhuǎn)變和第二轉(zhuǎn)變之間的時間以及校準(zhǔn)值來確定量化函數(shù)的期望位置。這可以進(jìn)一步允許可靠地基于用于傳輸數(shù)據(jù)的類似技術(shù)提供用于量化函數(shù)的時間基礎(chǔ)。