專利名稱：接收電路、應(yīng)用以及用于在無線電網(wǎng)絡(luò)中接收的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種接收電路、 一種應(yīng)用以及一種用于在無線電網(wǎng)絡(luò)中接 收的方法。
背景技術(shù)：
應(yīng)用在本地?zé)o線電網(wǎng)絡(luò)中的、用于無線電高頻信號的現(xiàn)代接收電路的 特征在于極高的靈敏度。在同一發(fā)射頻率上的不同無線電網(wǎng)絡(luò)可能相互干 擾。隨著日益增長的無線電網(wǎng)絡(luò)的密度，這會導(dǎo)致愈來愈差的傳輸條件。
例如在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11、 IEEE 802.15.1或IEEE 802.15.4中描述了這 種無線電網(wǎng)絡(luò)，它們部分地使用同一頻帶。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，給出一種用于在無線電網(wǎng)絡(luò)中接收的、盡可能改 進的方法。
該任務(wù)通過具有獨立權(quán)利要求1的特征的方法來解決。其有利的進一 步構(gòu)型為從屬權(quán)利要求的主題并且包含在說明書中。
因此設(shè)有一種用于在無線電網(wǎng)絡(luò)中接收的方法。在該方法中，在通過 第一天線接收的第一信號與通過第二天線接收的第二信號之間持續(xù)地轉(zhuǎn) 換，以形成一個輸入信號。附加地也可設(shè)置一個接收第三信號的第三天線， 該第三天線被包括在所述轉(zhuǎn)換過程中。而在僅兩個天線的情況下則交替地 轉(zhuǎn)換。
輸入信號被模數(shù)地轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。在模數(shù)轉(zhuǎn)換前優(yōu)選地還設(shè)置有濾 波和/或放大。
對該數(shù)字信號進行相關(guān)以輸出一個相關(guān)信號。在此情況下該數(shù)字信號 有利地與其本身(自相關(guān))或與一個預(yù)先確定的信號(互相關(guān))相關(guān)。該
相關(guān)信號是相關(guān)的輸出信號并說明一致性的度量。該相關(guān)信號與一個閾值比較。在此，該閾值優(yōu)選地是一個恒定的閾值， 它有利地可被編程。
當(dāng)該相關(guān)信號超過該閾值時，為了在當(dāng)前開關(guān)位置中的數(shù)據(jù)接收而停 止轉(zhuǎn)換。因此信號路徑被在開關(guān)裝置的開關(guān)位置上的那個天線固定地保 持，在該開關(guān)位置中正是該天線的相關(guān)信號超過閾值。
本發(fā)明的任務(wù)還在于，盡可能地改進無線電網(wǎng)絡(luò)的接收電路。
該任務(wù)通過具有獨立權(quán)利要求8的特征的接收電路來解決。其有利的 迸一步構(gòu)型為從屬權(quán)利要求的主題并且包含在說明書中。
因此設(shè)有一種無線電網(wǎng)絡(luò)的接收電路。該接收電路具有第一輸入端， 該第一輸入端與第一天線相連接用于接收第一信號，以及具有第二輸入端， 該第二輸入端與第二天線相連接用于接收第二信號。優(yōu)選地該第一輸入端 和該第二輸入端為一個單片集成的電路的端子。
該接收電路優(yōu)選地具有一個開關(guān)裝置，該開關(guān)裝置可間接地或直接地 與第一輸入端和第二輸入端相連接用于在第一信號與第二信號之間轉(zhuǎn)換， 以致第一信號及第二信號通過一個相應(yīng)的連接到達該開關(guān)裝置。為了直接 的連接，有利地在輸入端與開關(guān)裝置之間構(gòu)造有一個電導(dǎo)體。替代地對于 間接的連接，原則上可在各輸入端與開關(guān)裝置之間分別設(shè)置一個放大器或 一個濾波器。
該接收電路優(yōu)選地具有一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器根據(jù)開關(guān)位置 被構(gòu)造用于將第一信號或第二信號轉(zhuǎn)換成一個數(shù)字信號。在此情況下總是 正好被開關(guān)裝置接通的信號被轉(zhuǎn)換。
該接收電路優(yōu)選地具有一個同步裝置，該同步裝置被構(gòu)造用于對數(shù)字 信號進行相關(guān)以輸出一個相關(guān)信號。
該接收電路優(yōu)選地具有一個數(shù)字的比較器，該比較器被構(gòu)造用于將相 關(guān)信號與一個閾值相比較。有利的是，該閾值作為寄存器值可被編程。替 代地該閾值可被計算或不可改變地為固定的值。
該接收電路優(yōu)選地具有一個控制電路，該控制電路與開關(guān)裝置和比較 器相連接。該控制電路優(yōu)選地被構(gòu)造用于控制開關(guān)裝置以便在第一信號與 第二信號之間持續(xù)地轉(zhuǎn)換。優(yōu)選地該控制電路被構(gòu)造用于當(dāng)相關(guān)信號超過 閾值時停止轉(zhuǎn)換。
5優(yōu)選的是，開關(guān)裝置、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、同步裝置、比較器和控制電路被 單片地集成在一個半導(dǎo)體芯片上。
該接收電路優(yōu)選地被構(gòu)造和設(shè)置用于執(zhí)行以上所述的方法。 本發(fā)明的任務(wù)還在于，給出一種應(yīng)用。
該任務(wù)通過具有獨立權(quán)利要求10的特征的應(yīng)用來解決。其有利的進一 步構(gòu)型為從屬權(quán)利要求的主題并且包含在說明書中。
因此設(shè)有無線電網(wǎng)絡(luò)的接收電路的同步裝置和比較器的應(yīng)用。該同步 裝置和該比較器被用于將相關(guān)的結(jié)果與一個閾值相比較和停止不同天線的 至少兩個信號之間的持續(xù)轉(zhuǎn)換。在此情況下當(dāng)相關(guān)的結(jié)果超過該閾值時執(zhí) 行繼續(xù)轉(zhuǎn)換的停止。
以下描述的進一步構(gòu)型既涉及接收電路也涉及應(yīng)用和接收的方法。在 此情況下接收電路有利地被構(gòu)造和設(shè)置用于所述方法步驟。
在一個有利的構(gòu)型中傳輸一個前導(dǎo)，該前導(dǎo)在接收電路中用于相關(guān)。 優(yōu)選的是，兩次轉(zhuǎn)換之間的時間間隔短于該前導(dǎo)的傳輸持續(xù)時間。特別優(yōu) 選的是，兩次轉(zhuǎn)換之間的時間間隔短于該前導(dǎo)的傳輸持續(xù)時間的一半。
根據(jù)一個有利的進一步構(gòu)型周期地進行轉(zhuǎn)換。在周期性轉(zhuǎn)換期間，兩 次轉(zhuǎn)換之間的時間間隔優(yōu)選是相等的。在一定的先決條件下可以不同于周 期性的轉(zhuǎn)換。
根據(jù)一個特別有利的進一步構(gòu)型，當(dāng)求出的當(dāng)前接收功率超過一個另 外的閾值時，則延長兩次轉(zhuǎn)換之間的時間間隔。接收功率例如可被確定為 接收場強。在此情況下該另外的閾值優(yōu)選地可單獨地被調(diào)節(jié)，尤其是被編 程。這基于一個認(rèn)識，即當(dāng)出現(xiàn)所接收的信號的一個顯著高的接收功率時， 接收到有效信號的概率就增高。
在一個有利的進一步構(gòu)型中，在閾值超過后停止轉(zhuǎn)換直到求出所傳輸 的數(shù)據(jù)的完整性為止。該完整性優(yōu)選地被這樣求出，即將一個數(shù)據(jù)幀完整 地加載到存儲器中。幀的長度有利地由該幀的數(shù)據(jù)本身求出。優(yōu)選地在具 備完整性的情況下產(chǎn)生一個控制信號并將其施加到控制電路用于啟動轉(zhuǎn)換 過程。
根據(jù)一個也可與完整性檢驗組合的替代的進一步構(gòu)型，在閾值超過后 根據(jù)一個時間開關(guān)來停止轉(zhuǎn)換。該時間開關(guān)例如是一個定時器或一個單穩(wěn)觸發(fā)器。該時間開關(guān)例如由幀中的有效性信息(SFD)來啟動。
同步裝置優(yōu)選地具有一個用于相關(guān)的相關(guān)器。有利的是，該相關(guān)器為
一個互相關(guān)器或一個自相關(guān)器。
特別有利的是，前面所述的進一步構(gòu)型方案既可單獨地也可組合地出
現(xiàn)。在此情況下所有的進一步構(gòu)型方案可彼此組合。在附圖的每個實施例
的描述中詳細(xì)地說明了一些可能的組合。但那里所示的進一步構(gòu)型方案的
組合的可能性并未窮盡。


以下借助附圖通過實施例來詳細(xì)描述本發(fā)明。 附圖示出
圖l: 一個方法的示意性流程圖， 圖2: —個接收電路的示意性電路框圖， 圖3a: —個用于說明轉(zhuǎn)換的示意圖，以及 圖3b: —個相關(guān)結(jié)果隨時間變化的示意圖。
具體實施例方式
圖2中示意性地示出一個無線電網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點的接收電路的電路框圖。 該接收電路通過第一輸入端101與第一天線10連接并且通過第二輸入端 102與第二天線20相連接。第一輸入端101和第二輸入端102還與一個用 于在可通過第一天線10接收的第一信號rflO和可通過第二天線20接收的 第二信號rf20之間轉(zhuǎn)換的開關(guān)裝置130相連接。該開關(guān)裝置130可具有一 個或多個用于構(gòu)成開關(guān)功能的開關(guān)晶體管。在此情況下該開關(guān)裝置130是 一個模擬的子電路110的組成部分，該模擬的子電路被構(gòu)造用于其它的模 擬功能，如放大或濾波。
由開關(guān)裝置130輸出的信號作為輸入信號到達一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D) 120，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器將輸入信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號dig并且在輸出端103上輸 出。該模擬的子電路110和該模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D) 120為接收電路的輸入電 路(RXA) 100的組成部分。在接收路徑1中，在輸入電路100的后面連 接著一個數(shù)字的分析處理電路(RXD) 200。該數(shù)字的分析處理電路200具有一個相關(guān)器210和一個數(shù)字的比較器220。該分析處理電路可附加地具有 多個其它的電路，為了簡要地表示這些電路在圖2中未被示出。
在相關(guān)器210中對數(shù)字信號dig進行相關(guān)，該相關(guān)器例如為一個自相 關(guān)器或一個互相關(guān)器，其中相關(guān)器210根據(jù)相關(guān)輸出一個相關(guān)信號s。在此 情況下相關(guān)信號s例如是一個被求出的一致性的度量。相關(guān)信號s在數(shù)字 的比較器220中與閾值PDT比較，該閾值可以是固定的或可被編程的或可 被計算出的。比較器220的輸出端203與一個控制電路300的輸入端相連 接。在此，控制電路300被構(gòu)造用于借助一個在開關(guān)輸入端131上的開關(guān) 信號通過開關(guān)裝置130來控制轉(zhuǎn)換，其方式是控制電路300的輸出端與開 關(guān)裝置130的開關(guān)輸入端131相連接。
數(shù)字的分析處理電路200具有一個與相關(guān)器210相連接的輸出端202， 用于輸出一個被存儲在圖2中未示出的存儲器中的幀的數(shù)據(jù)D?？筛郊拥?設(shè)置有檢驗裝置(在圖2中未示出)，該檢驗裝置在一個幀的數(shù)據(jù)D的完整 存儲的情況下生成一個控制信號st并將其輸出到控制電路300的一個輸入 端上。
以下借助圖1中實施例的示意性流程圖來詳細(xì)說明一種可能的方法流 程。在步驟1中開始該流程。在步驟2中開關(guān)裝置130轉(zhuǎn)換到第一天線10 上，以致第一信號rf10作為輸入信號被模數(shù)轉(zhuǎn)換器120轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號dig。 在步驟3中對該數(shù)字信號dig進行相關(guān)以便輸出一個相關(guān)信號s。
在步驟4中該相關(guān)信號s與一個閾值PDT在一個確定的時間間隔、例 如小于50jas的時間間隔上進行比較。如果在該時間間隔期間相關(guān)信號s未 超過閾值PDT，則在步驟5中通過開關(guān)裝置130轉(zhuǎn)換到第二天線20上。這 將引起:第二信號rf20作為輸入信號被模數(shù)轉(zhuǎn)換器120轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號dig。 在步驟6中對來自第二天線20的數(shù)字信號dig進行相關(guān)以便輸出相關(guān)信號 s。在步驟7中該相關(guān)信號s再次與閾值PDT在一個確定的時間間隔、例如 小于6(^s的時間間隔上進行比較。如果在該時間間隔期間相關(guān)信號s低于 閾值PDT，則在步驟2中通過開關(guān)裝置130重新轉(zhuǎn)換到第一天線10上。因 此只要相關(guān)信號s不超過閾值PDT，步驟2至7將引起第一天線10與第二 天線20之間的連續(xù)轉(zhuǎn)換。
如果在步驟4中閾值PDT被相關(guān)信號s超過，則停止轉(zhuǎn)換并且在步驟8中以連接在第一天線IO上的開關(guān)位置繼續(xù)進行該方法。在此情況下數(shù)據(jù) D被接收。如果具有數(shù)據(jù)D的一個幀被完整地接收和加載到一個存儲器中， 則繼續(xù)進行步驟2或5中的流程(圖1中未示出)。當(dāng)在步驟5中閾值PDT 被相關(guān)信號s超過時，情況是類似的。在此情況下在步驟8中以連接在第 二天線20上的開關(guān)位置繼續(xù)進行該方法。在此情況下數(shù)據(jù)D再次被接收。 如果具有數(shù)據(jù)D的一個幀再次被完整地接收和加載到一個存儲器中，則繼 續(xù)進行步驟2或5中的流程(圖1中未示出)。
為了相關(guān)傳輸一個前導(dǎo)。在此情況下在兩次轉(zhuǎn)換之間的時間間隔應(yīng)短 于該前導(dǎo)的傳輸持續(xù)時間。兩次轉(zhuǎn)換之間的時間間隔有利地短于該前導(dǎo)的 傳輸持續(xù)時間的一半。兩次轉(zhuǎn)換之間的時間間隔可以不同或與其它參數(shù)或 測量值相關(guān)。
在圖3a和3b中示意性地示出了在兩次轉(zhuǎn)換之間具有41ps時間間隔的 例子。在時刻t0與tl之間開關(guān)裝置130在41ps期間被控制在一個與第一 天線10相應(yīng)的開關(guān)位置上。在時刻tl與t2之間開關(guān)裝置130在一另外的 41ns期間被控制在一個與第二天線20相應(yīng)的開關(guān)位置上。與此相應(yīng)地，在 圖3a和3b的實施例中周期地以41ns的時間間隔轉(zhuǎn)換。
在轉(zhuǎn)換時刻tl后不久由一個另外的節(jié)點發(fā)射一個前導(dǎo)P。在圖3a的實 施例中該前導(dǎo)包括八個符號yl、 y2、 y3、 y4、 y5、 y6、 y7和y8。由于無線 電網(wǎng)絡(luò)的發(fā)射節(jié)點與接收節(jié)點無關(guān)，該前導(dǎo)P的傳輸?shù)拈_始與轉(zhuǎn)換點to、 tl或t2不同步，而是完全隨機的。在此情況下兩次轉(zhuǎn)換時刻(tl和t2)之 間的41p的時間間隔短于三個符號的傳輸持續(xù)時間，與此相應(yīng)地短于該前 導(dǎo)P的八分之三的傳輸持續(xù)時間。
圖3b中示意性地示出與圖3中所示的轉(zhuǎn)換時刻相關(guān)的相關(guān)信號s隨時 間的變化。相關(guān)信號s的表示開始于時刻t0，該相關(guān)信號s直到時刻tl還 未超過閾值PDT。因此轉(zhuǎn)換未被停止并且在下個轉(zhuǎn)換時刻tl由第一天線10 轉(zhuǎn)換到第二天線20。雖然在時刻t2后開始該前導(dǎo)的傳輸，但第二天線20 未被這樣地定向，以使得在由第二天線20接收期間相關(guān)信號s超過閾值 PDT。
在時刻t2時重新轉(zhuǎn)換到第一天線10上之后，在時刻t3相關(guān)信號s才 超過閾值PDT。在該時刻轉(zhuǎn)換被停止，以致對于第一天線10的開關(guān)位置被
9固定，直到出現(xiàn)一個中斷條件。 一個這樣的中斷條件例如是一個時間開關(guān)
信號或一個幀的數(shù)據(jù)D被完整地加載到一個存儲器中。
本發(fā)明不被限制在圖1至3b所示的構(gòu)型方案上。例如可以在兩次轉(zhuǎn)換 之間設(shè)置例如大于41ps的一個另外的周期。兩次轉(zhuǎn)換之間的時間間隔也可 以適配于相應(yīng)天線10， 20的接收場強。根據(jù)圖2的接收電路的功能或根據(jù) 圖1的方法的功能可特別有利地應(yīng)用于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.15.4的無線電網(wǎng) 絡(luò)。
參考標(biāo)號表 10， 20 100， RXA 110
101， 102
103
120
130
131
200， RXD 201
202， 203
210
220
300, ADCTRL
rf10， rGO
dig
D
P
PDT
s
天線
模數(shù)輸入電路
模擬子電路
輸入端
輸出端
模數(shù)轉(zhuǎn)換器
開關(guān)裝置
控制輸入端
數(shù)字電路
輸入端
輸出端
相關(guān)器，同步器 數(shù)字比較器 控制電路 信號
數(shù)字信號
數(shù)據(jù)
前導(dǎo)
閾，閾值 相關(guān)信號St t
tl， t2， t3， t4 yl至y8
控制信號
時間
時刻
前導(dǎo)的符號
權(quán)利要求
1.用于在一無線電網(wǎng)絡(luò)中接收的方法，-其中在一通過一第一天線(10)接收的第一信號(rf10)與一通過一第二天線(20)接收的第二信號(rf20)之間持續(xù)地轉(zhuǎn)換，以形成一輸入信號，-其中將該輸入信號模數(shù)地轉(zhuǎn)換成一數(shù)字信號(dig)，-其中對該數(shù)字信號(dig)進行相關(guān)以便輸出一相關(guān)信號(s)，-其中將該相關(guān)信號(s)與一閾值(PDT)比較，并且-其中當(dāng)該相關(guān)信號(s)超過該閾值(PDT)時，為了在當(dāng)前開關(guān)位置中的數(shù)據(jù)接收而停止所述轉(zhuǎn)換。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，-其中為了所述相關(guān)傳輸一前導(dǎo)(P)，并且-其中兩次轉(zhuǎn)換之間的時間間隔短于該前導(dǎo)(P)的傳輸持續(xù)時間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中兩次轉(zhuǎn)換之間的時間間隔短于該前導(dǎo)(P) 的傳輸持續(xù)時間的一半。
4. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項的方法，其中該轉(zhuǎn)換周期地進行。
5. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項的方法，其中當(dāng)所求出的接收功率超過一另 外的閾值時，延長兩次轉(zhuǎn)換之間的時間間隔。
6. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項的方法， 到求出所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的完整性為止。
7. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項的方法， 來停止所述轉(zhuǎn)換。其中在閾值超過后停止所述轉(zhuǎn)換直 其中在閾值超過后根據(jù)一時間開關(guān)
8. 無線電網(wǎng)絡(luò)的接收電路，-具有一第一輸入端(101)，該第一輸入端可與一第一天線(10)相連接以便接收一第一信號(rfl0)， -具有一第二輸入端(102)，該第二輸入端可與一第二天線(20)相連接以便接收一第二信號(rf20)， -具有一開關(guān)裝置(130)，該開關(guān)裝置被連接用于在該第一信號(rf10)與該第二信號(rf20)之間轉(zhuǎn)換， -具有一模數(shù)轉(zhuǎn)換器(120)，用于將該第一信號(rfl0)或該第二信號(rf20)(分別為正好被接通的信號)轉(zhuǎn)換成一數(shù)字信號(dig)， -具有一同步裝置(210)，該同步裝置被構(gòu)造用于對該數(shù)字信號(dig)進行相關(guān)以便輸出一相關(guān)信號(s)， -具有一比較器(220)，該比較器被構(gòu)造用于將該相關(guān)信號(s)與一閾值(PDT)相比較，并且 -具有一控制電路(300)，該控制電路與該開關(guān)裝置(130)和比較器(220)相連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的接收電路，其中該同步裝置(210)具有一用于進行相 關(guān)的相關(guān)器-尤其是一互相關(guān)器或一自相關(guān)器。
10. 無線電網(wǎng)絡(luò)的接收電路的同步裝置(210)和比較器(220)的應(yīng)用，用 于將一相關(guān)的結(jié)果(s)與一閾值(PDT)相比較并且當(dāng)該相關(guān)的結(jié)果(s) 超過該閾值(PDT)時停止不同天線(10， 20)的至少兩個信號(rf10， rf20) 之間的持續(xù)轉(zhuǎn)換。
全文摘要
本發(fā)明涉及接收電路，應(yīng)用以及用于在無線電網(wǎng)絡(luò)中接收的方法-其中在一通過一第一天線(10)接收的第一信號(rf10)與一通過一第二天線(20)接收的第二信號(rf20)之間持續(xù)地轉(zhuǎn)換，以形成一輸入信號，-其中將該輸入信號模數(shù)地轉(zhuǎn)換成一數(shù)字信號(dig)，-其中對該數(shù)字信號(dig)進行相關(guān)以便輸出一相關(guān)信號(s)，-其中將該相關(guān)信號(s)與一閾值(PDT)比較，并且-其中當(dāng)該相關(guān)信號(s)超過該閾值(PDT)時，為了在當(dāng)前開關(guān)位置中的數(shù)據(jù)接收而停止所述轉(zhuǎn)換。
文檔編號H04B1/16GK101562459SQ20091013355
公開日2009年10月21日 申請日期2009年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月14日
發(fā)明者S·拜爾, T·哈努施, T·費希倫德 申請人:Atmel德國有限公司