專利名稱：無線局域網(wǎng)中的低功率監(jiān)聽模式接收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及通信系統(tǒng)。更特定而言，本發(fā)明一般涉及無線局域網(wǎng)(WLAN)及更特定而言仍是涉及一種具有用于WLAN的低功率監(jiān)聽模式的接收器。
背景技術(shù)：
最初，最常以獨立方式使用計算機。計算機及其它類型的電子裝置經(jīng)由網(wǎng)絡進行通信如今已為普遍現(xiàn)象。計算機彼此進行通信的能力已經(jīng)致使包括兩臺或三臺計算機的小型網(wǎng)絡以及包括數(shù)百或甚至數(shù)千臺計算機的大型網(wǎng)絡的產(chǎn)生。可建立網(wǎng)絡以提供各種能力。例如，可建立聯(lián)網(wǎng)的計算機以允許各個計算機分享一中央大容量存儲裝置或打印機。進一步而言，網(wǎng)絡使電子郵件及許多其它類型的服務成為可能。傳統(tǒng)上是以有線配置來建立網(wǎng)絡，其中在網(wǎng)絡上的每個實體具有一連接到該網(wǎng)絡的直接實體電連接。最近，在無線技術(shù)中的進步使網(wǎng)絡裝置與其它裝置經(jīng)由射頻(RF)或其它類型的無線媒體的通信成為可能。
無線網(wǎng)絡是以多種標準來定義的。舉例而言，IEEE 802.11標準允許在商業(yè)或居住區(qū)建立無線局域網(wǎng)(WLAN)。在一個形式中，WLAN是一基本服務集合(basics ervice set)，其中兩個或多個站相互之間(例如)通過射頻信號直接進行通信。在一更普通的配置中，在預定位置建立了一個或多個“存取點”且經(jīng)電纜將其連接到服務器或其它類型的網(wǎng)絡設備。每個存取點亦具有允許與附近的無線啟用裝置(諸如，臺式計算機、筆記本、掌上型裝置等)進行無線通信的無線電能力。每個存取點具有一定的范圍且一無線啟用裝置必須在發(fā)生有效通信的范圍之內(nèi)。通過該等存取點，該等無線啟用裝置能存取到網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)及文件傳送、電子郵件等。該等存取點及無線啟用站具有傳輸器及接收器以執(zhí)行該等無線通信。
無線網(wǎng)絡的重要益處之一在于該等網(wǎng)絡裝置可以是可移動的。因此，耦合到一無線網(wǎng)絡的多數(shù)裝置是便攜式裝置，如筆記本、個人數(shù)字助理(PDA)等。該等便攜式裝置通常為電池供電。在電池供電裝置中，功率消耗是一個重要問題，因此增加的功率消耗一般意味著該裝置更短的電池壽命。因此，對該等裝置而言需要降低功率消耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明揭示一種具有用于無線網(wǎng)絡站的低功率監(jiān)聽模式的接收器。該接收器包含一用于監(jiān)聽模式的低功率路徑及一僅用于當接收到一數(shù)據(jù)有效負載時的高功率路徑。
一實施例在該接收器的模擬前端包含兩個模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)。一個ADC具有低分辨率，且因此具有低功率消耗，并在監(jiān)聽模式期間啟用。另一個ADC具有高分辨率，且僅當包偵測器探測到該站的傳入信息時啟用。
符號表示及命名在整個說明書及權(quán)利要求書中所用的特定術(shù)語指代特定的組件。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，組件可以用不同名稱來指代。此文件不欲區(qū)分名稱不同但非功能不同的組件。在以下的討論及權(quán)利要求中，以開放式使用該等術(shù)語“包含”及“包括”，及因此應將其理解為“包含，但不限于”的意義。同樣，“耦合”欲指間接或直接連接。因此，若一第一裝置耦合到一第二裝置，則該連接可以是通過直接連接或通過經(jīng)由其它裝置及連接的間接連接。


現(xiàn)將參考附圖，更詳細地描述本發(fā)明的較佳實施例，其中圖1例示一根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的在無線通信系統(tǒng)中的接收器；圖2例示一根據(jù)本發(fā)明實施例的在無線通信系統(tǒng)中的接收器的實施例；及圖3展示一使用低功率監(jiān)聽模式在無線通信系統(tǒng)中接收數(shù)據(jù)的方法的現(xiàn)參考圖1，例示了現(xiàn)有技術(shù)WLAN接收器的基本組件，其設計以在IEEE802.11標準下運行。通過一天線10來接收射頻(RF)信號。一模擬前端(AFE)12包含一通常包含一連接到天線10的低噪聲放大器的RF部分14、一用于將該RF信號轉(zhuǎn)換為基帶的混頻器、及一基帶放大器。通常在線16上將基帶信號耦合到模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)8。接著將該數(shù)字化基帶信號提供在AFE12的輸出29上。該輸出20耦合到一包偵測器、一接收器24及一自動增益控制器(AGC)26。該AGC 26提供一反饋信號到該RF部分14，用以將輸出20的電平維持在所要范圍內(nèi)。
該包偵測器22連續(xù)監(jiān)視所接收的RF信號以探測一表示數(shù)據(jù)包正發(fā)送往耦合有接收器24的站28的碼。標準碼為巴克碼，其是熟知的使用了偽隨機數(shù)字序列的擴展頻譜碼。在每個有效數(shù)據(jù)包的開始或前同步碼中發(fā)現(xiàn)巴克碼。當通過包偵測器22探測到正確的碼時，該碼將信號提供給接收器24表示存在一傳入信號，并提供一解碼該數(shù)據(jù)(其通常經(jīng)加密)所需的定時信號。
在圖1的習知系統(tǒng)中，AFE 12包含一習知高分辨率ADC 18。在此實例中，該ADC 18具有八位分辨率，但在某些系統(tǒng)中，可使用九位或更多位分辨率。ADC 18的分辨率是選擇以向接收器24的輸入提供充分分辨率，其必須精確解碼及/或譯碼該傳入數(shù)據(jù)或有效負載。在習知系統(tǒng)中，該輸出20亦為向包偵測器22的輸入。因此，在監(jiān)聽可能的傳入信號時必須一直保持向整個AFE 12(包括ADC 18)供電。高分辨率ADC 18使用相當大的功率量且因此減少了電池功率可保持站28運行的時間。
如上所述，該標準包偵測器22設計以探測一擴展頻譜巴克碼。該標準巴克碼是十一位長。通過使已知的巴克碼與該等傳入信號交叉相關(guān)來執(zhí)行探測。當接收到適當?shù)拇a時，該相關(guān)器產(chǎn)生一容易識別的尖峰。該擴展頻譜巴克碼不需要所接收的RF信號經(jīng)一高分辨率ADC處理。已發(fā)現(xiàn)一僅具有兩或三位分辨率的低分辨率ADC可提供一信號使包偵測器(例如，22)基本上不降低探測精確度而可探測到該巴克碼。然而，一低分辨率ADC使用比一高分辨率ADC小得多的功率。標準站實際上僅用較小的時間百分比來接收傳入的數(shù)據(jù)包。該等站花了大多數(shù)時間用于監(jiān)聽傳入的數(shù)據(jù)包。
在圖2中，例示了一根據(jù)本發(fā)明的WLAN接收器系統(tǒng)的實施例。此實施例包含一天線30及RF部分32，其可與圖1的元件10及14相同。該RF部分32輸出被耦合到一八位ADC 34及一二位ADC 36。ADC 34及ADC 36的輸出均耦合到一切換器38。該二位ADC 36的輸出亦耦合到包偵測器40，其可與圖1的包偵測器22相同。切換器38的輸出被耦合到一接收器42及AGC 44，其可與圖1的對應元件24及26相同。接收器42的輸出被耦合到站46，例如，計算機。該包偵測器40具有一耦合到該八位ADC 34、切換器38及接收器42的輸出。
圖2實施例具有兩種不同的運行配置。在監(jiān)聽模式運行中，該八位ADC34未啟用且該切換器38將該二位ADC 36的輸出耦合到AGC 44及接收器42。該二位ADC 36的輸出通常被耦合到包偵測器40的輸入。在監(jiān)聽模式中，包偵測器40持續(xù)監(jiān)視傳入的信號，尋找表示一數(shù)據(jù)包正發(fā)送往站46的巴克碼。如上所述，以來自二位ADC 36的信號時及以來自諸如ADC 34的高分辨率ADC的信號時，包偵測器40均起作用。然而，當啟用時(即，當向其供電時)，該二位ADC 36使用比該八位ADC 34小得多的功率。
當該包偵測器40探測到一適當?shù)陌涂舜a時，其將圖2的系統(tǒng)改變?yōu)橐唤邮漳Ｊ?。包偵測器40的輸出啟用該八位ADC 34(即，向該八位ADC 34供電)并改變切換器38的位置，以將ADC 34的輸出耦合到AGC 44及接收器42。包偵測器40的輸出亦用以通知接收器42數(shù)據(jù)正在接收且提供適當?shù)亩〞r信息。在接收模式中，該八位ADC 34提供接收器42所需要的高分辨率信號。當已接收到該數(shù)據(jù)包時，該系統(tǒng)切換回到該低功率監(jiān)聽模式運行。該包標題包含一表示該包長度的字段。因此該接收器可判定何時已經(jīng)接收到該整個包并向該包偵測器40返回一信號以將該系統(tǒng)復位到監(jiān)聽模式。
圖3提供一使用在圖2中展示的系統(tǒng)的方法的流程圖例示。步驟50標記為“開始”，且可能發(fā)生在向站46供電時、重新啟動該系統(tǒng)時或(如下所述)在接收到一數(shù)據(jù)包之后。在步驟50，將該系統(tǒng)置入其中該八位ADC 34停用且該切換器38將該二位ADC 36耦合到接收器42及AGC 44的監(jiān)聽模式中。在步驟52，該系統(tǒng)監(jiān)視所接收的RF信號，并探測一表示數(shù)據(jù)包已發(fā)送往站46的巴克碼。在探測到巴克碼之后，在步驟54啟用該八位ADC 34(即，向其供電)。在步驟56，將切換器38的位置改變?yōu)閷⒃摪宋籄DC 34的輸出耦合到接收器42。該等步驟54及56可并行或同時發(fā)生，并將該系統(tǒng)置入接收模式。在步驟58，該接收器接收該數(shù)據(jù)包及將其耦合到站46。在已經(jīng)接收到該數(shù)據(jù)包之后，在步驟60停用該八位ADC 34，及在步驟62將切換器38的位置改變?yōu)閷⒍籄DC 36的輸出耦合到接收器42及AGC 44。步驟60及62可并行或同時發(fā)生，并將該系統(tǒng)置回監(jiān)聽模式。該方法接著返回到該開始位置步驟50。盡管將步驟60及62說明為在返回到該開始步驟50之前發(fā)生的獨立的步驟，但是其可僅為包含將該系統(tǒng)置入監(jiān)聽模式的開始步驟50的一部分。
如上所述，通過于監(jiān)聽模式期間停用或使該八位ADC 34不活動可在監(jiān)聽模式中節(jié)省功率。此可通過簡單地切斷該八位ADC 34的電源而實現(xiàn)。可通過再次通電啟用該ADC 34。若需要，當啟用該八位ADC 34時，可切斷該二位ADC 36的功率。此在所例示的實施例中并未得到實現(xiàn)，因為該二位ADC 36使用非常小的功率且該接收模式僅發(fā)生較小的時間百分比。通過于接收模式期間切斷該二位ADC 36的電源，可節(jié)省較少的功率。通過于監(jiān)聽模式期間關(guān)閉該八位ADC可實現(xiàn)明顯的功率節(jié)省，該監(jiān)聽模式發(fā)生較長的時間百分比。功率節(jié)省增加了一站在必須更換或再充電該等電池之前可以以電池電源運行的時間。
在圖2中展示的實施例包含一作為低分辨率ADC的二位ADC 36及一作為高分辨率ADC的八位ADC 34。分辨率的確切位數(shù)可根據(jù)其它系統(tǒng)的需求而不同。例如，某些接收器若使用九位或十位ADC則可更好地工作，而某些用七位ADC即可合理的工作。此等ADC的任一者與已發(fā)現(xiàn)在WLAN中可向包偵測器40提供精確輸入的低分辨率兩或三位ADC相比均視為高分辨率。
以上論述意欲用來示例性說明本發(fā)明的原理及各種實施例。一旦完全了解以上揭示，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將不難作出許多改變及修改。應將以上權(quán)利要求理解為涵蓋所有該等改變及修改。
權(quán)利要求
1.一種用于接收一具有一前同步碼及一有效負載的無線數(shù)據(jù)包的無線接收器，其包括一第一接收器路徑，用于解碼該無線數(shù)據(jù)包的前同步碼；及一第二接收器路徑，用于解碼該無線數(shù)據(jù)包的有效負載；該第一接收器路徑需要比該第二接收器路徑少的功率來運行。
2.如權(quán)利要求1所述的接收器，其中該第一接收器路徑具有一比該第二接收器路徑更低的解碼分辨率。
3.如權(quán)利要求2所述的接收器，其中該第一接收器路徑包括一三位或更低位的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器；且該第二接收器路徑包括一七位或更高位的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
4.如權(quán)利要求1所述的接收器，其中該第一接收器路徑包括一第一模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器；且其中該第二接收器路徑包括一具有一比該第一模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器更高的分辨率的第二模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器；其進一步包括一連接到該第一模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的一輸出的包偵測器；一數(shù)字接收器平臺；及一可對該包偵測器作出響應的切換器，用于將該第一模擬-數(shù)字接收器連接到該數(shù)字接收器平臺直到探測到該前同步碼，且當已探測到該前同步碼時將該第二模擬/數(shù)字接收器連接到該數(shù)字接收器平臺。
5.如權(quán)利要求4所述的接收器，其進一步包括一連接到該等第一及第二模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的模擬接收器平臺；及一連接到該模擬接收器平臺的自動增益控制器；該切換器進一步經(jīng)調(diào)適及配置以將該第一或第二模擬-數(shù)字接收器連接到該自動增益控制器，以與將該第一或第二模擬-數(shù)字接收器連接到該數(shù)字接收器平臺一致。
6.如權(quán)利要求1所述的接收器，其中該第一接收器路徑包含一使用巴克碼探測以解碼該前同步碼的前同步碼探測器。
7.如權(quán)利要求1所述的接收器，其進一步包括用以識別指向該接收器的數(shù)據(jù)包的包探測邏輯；及耦合到該包探測邏輯的切換邏輯，用以響應通過該包探測邏輯而對一數(shù)據(jù)包作出的識別，在該第一與該第二接收器路徑之間進行選擇。
8.一種用于以一無線接收器接收數(shù)據(jù)包的方法，其包括接收具有一第一接收器路徑的射頻信號；通過該第一接收器路徑，解碼所接收的信號以探測一在一所接收的數(shù)據(jù)包前的一同步碼中的碼；一旦探測到該碼，切換到一第二接收器路徑；及以該第二接收器路徑接收該所接收的數(shù)據(jù)包的一有效負載。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其進一步包括當完成對該有效負載的接收時，切換回到該第一接收器路徑。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中該第一接收器路徑的接收步驟的完成使用了比該第二接收器路徑的接收步驟更少的功率。
全文摘要
一種用于一無線局域網(wǎng)(WLAN)的接收器，其具有一低功率監(jiān)聽模式運行。該接收器包含在模擬前端(AFE)的兩個分離路徑。一個路徑包含一低分辨率及低功率模擬－數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)。另一個路徑包含一高分辨率及高功率ADC。在監(jiān)聽模式中，僅向低分辨率ADC供電且其向一包偵測器(packetdetector)提供輸入用于識別巴克碼。當接收到正確的巴克碼時，該高分辨率ADC被啟用并耦合到一用于接收在該數(shù)據(jù)包中的有效負載的接收器。
文檔編號H04L27/00GK1610343SQ20041008365
公開日2005年4月27日 申請日期2004年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月21日
發(fā)明者梁杰 申請人:德州儀器公司