CN100338882C

CN100338882C - 噪声比特的修正方法

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Publication number: CN100338882C
Application number: CNB031328237A
Authority: CN
Inventors: 郭锦诚
Original assignee: Lite On Technology Corp
Priority date: 2003-07-21
Filing date: 2003-07-21
Publication date: 2007-09-19
Anticipated expiration: 2023-07-21
Also published as: CN1571285A

Abstract

一种噪声比特的修正方法，在一串采样比特为n的数据中若含有若干个噪声比特，则根据这若干个噪声比特的前后位的电平，修正若干个噪声比特的电平并转换成与前后位相同的电平，以达到消除噪声的目的。本发明所揭露的噪声比特的修正方法，可修正被破坏的数据比特，并且可判断数据比特的宽度是否符合所要求的宽度，以避免数据损毁时的误判。

Description

噪声比特的修正方法

技术领域

本发明涉及一种噪声消除方法，特别是涉及一种应用于以通用串行传输总线与计算机连接的计算机外围外围装置中的无线信号接收装置中的噪声消除方法。

背景技术

通用串行总线(Universal Series Bus，USB)，或称为通用串行端口，在1995年由Compaq、迪吉多、IBM、Intel、Microsoft、NEC及北方电讯等七家组成的USBIF(USB Implement Forum)所共同提出的标准，目前的规格为高传输频宽的USB v2.0版。

USB的推出主要是为了解决计算机系统中混乱的连接接口，因此整合硬件的外接接口而达到简单易用为制定USB的主要目的。目前几乎所有的计算机接口设备，例如鼠标、键盘、打印机或者是扫瞄机等等，均已采用USB作为与计算机沟通的接口。

为了解决鼠标或键盘等外围装置线路紊乱的问题，已知技术中早已将电视遥控器的概念加入鼠标与键盘的功能中。以键盘为例，在键盘本体上加上一个射频信号发射装置，并相对应配置射频信号接收装置，且射频信号接收装置以USB接口连接至计算机系统。当使用者按下键盘的时候，射频信号发射装置即传送信息封包，并由接收装置接收，由计算机作相对应的操作。

以射频信号传送数据封包，可能受到外界环境的影响或干扰，而破坏了数据封包的完整性。如图1所示，上半部分为所传送的数据字节，下半部分为受到干扰之后的信号。目前消除或更正噪声比特的功能多半以硬件的方式交由通用串行总线的芯片完成，由于采样周期太长，当噪声发生时往往无法以采样的方式过滤噪声，因此能通过认证的产品实在少数。

此外，举例来说，在数据比特为1时，该数据比特的时间宽度固定为T，采样周期为T/8，则每一数据比特可含有八个采样比特。如果其中一个采样比特被破坏或受到干扰，则该数据比特则被判定成无效比特，因此，整个数据封包就会被误判。当发生误判数据封包的时候，使用者就必须重新操作以再次发送串行数据，这将造成相当大的不便。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明的主要目的在于提供一种无线信号接收装置的噪声消除方法，可在接收载有串行数据的射频信号时，判断信号是否有损毁，并将损毁的信号修正。

为达到上述目的，本发明提出一种噪声比特的修正方法，应用于无线信号接收装置中以修正若干采样比特中的若干噪声比特，该无线信号接收装置用以接收计算机接口设备所传送的串行数据，且该无线信号接收装置以通用串行总线与计算机系统相连接以将该串行数据传送给该计算机系统，其特征在于，该方法包括下列步骤：接收新的采样比特，并储存该若干采样比特中的原第一采样比特，且使原第二采样比特成为新第一采样比特，使原第三采样比特成为新第二采样比特，使该新的采样比特成为新第三采样比特；以及当该新第一采样比特的电平与该新第三采样比特的电平相同时，将该新第二采样比特的电平与该新第一采样比特及该新第三采样比特的电平相比较，若该新第二采样比特的电平与该新第一采样比特及该新第三采样比特的电平不同，则修正该新第二采样比特，若该新第二采样比特的电平与该新第一采样比特及该新第三采样比特的电平相同，则继续接收新的采样比特。

本发明所揭露的无线信号接收装置的噪声消除方法，在一串采样比特为n的数据中含有若干个噪声比特，则根据这若干个噪声比特的前后位的电平，将若干个噪声比特过滤并转换成与前后位相同的电平。接着记录具有相同电平的采样比特数目，并换算为接收的数据比特的宽度。由于数字传输的比特宽度易受周遭环境干扰而忽长忽短，可由此所记录的数值判断接收的比特宽度是否落在容许误差范围内，并可过滤过短或过长的错误比特。

因此本发明所揭露的无线信号接收装置的噪声消除方法，可修正被破坏的数据比特，并且可判断数据比特的宽度是否符合所要求的宽度。可避免计算机外围装置在传送串行数据时，因为数据的损毁而误判。

为了更进一步了解本发明的特征及技术内容，下面结合附图对本发明作详细说明，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为含有噪声比特的串行数据的时序图；

图2为本发明应用的无线信号接收装置的系统结构图；

图3为本发明所揭露的噪声消除方法的方法流程图；以及

图4为本发明所揭露的噪声消除方法的状态转移图。

具体实施方式

以通用串行传输总线与计算机连接的计算机外围装置中的无线信号接收装置作为本发明应用的实施例，该装置的系统结构图请参见图2，包括三个主要模块，分别为射频信号接收模块10、桥接处理模块20、以及通用串行总线(USB)接口模块30，桥接处理模块20与射频信号接收模块10耦接，通用串行总线接口模块30与桥接处理模块20耦接，并通过USB数据传输线与计算机系统的USB连接端口连接，与计算机系统完成数据传输回路，以将所接收到的封包数据传送到计算机中。另外，通用串行总线接口模块30还可连有LED显示灯(图中未示出)以显示相关的信息，也可连接EEPROM(图中未示出)，EEPROM用以储存相关的操作软件。

射频信号接收模块10上具有接收天线11，用以接收射频信号，射频信号接收模块10主要用以接收计算机外围装置(例如鼠标、键盘)所传送的串行数据，串行数据以射频信号方式传送。

桥接处理模块20主要执行三个操作，分别为控制射频信号接收模块10的开关状态使其符合USB省电模式的操作电流，读取射频信号接收模块10所接收的载有串行数据的射频信号，修正所接收的射频信号中的噪声比特，最后将正确的串行数据以封包形式传送给通用串行总线接口模块30。并在接收到完整的数据封包时，传送唤醒信号WkUp给USB接口模块30。

桥接处理模块20优选为集成电路(IC)，其必须至少具有监视周期计数器(watch dog timer)，且其操作电流需与USB装置进入省电模式的操作电流相近，约略小于1mA，但远小于通用串行总线接口模块30的操作电流，使其在进入符合USB所规范的闲置模式时，仍可继续操作。

通用串行总线接口(USB)模块30，优选为集成电路(IC)，可为USB接口控制器，用以接收来自桥接处理模块20的数据封包，并传送给计算机系统。

为了使图2中的无线信号接收装置符合USB中低耗电流的要求，在该装置中设计了四种操作模式，分别为正常模式、第一闲置模式、第二闲置模式以及搜寻模式。

正常模式时，所有的模块均开启且正常地传送与接收数据。第一闲置模式指的是通用串行总线接口模块30进入闲置模式，第二闲置模式指的是桥接处理模块进入闲置模式，而搜寻模式指的是于第二闲置模式时，经过一个监视周期后，桥接处理模块开启射频信号接收模块以搜寻是否有射频信号存在。当上述USB接口模块在忙碌状态时，传送忙碌信号Busy给桥接处理模块20，以便桥接处理模块20暂时将要传送的数据封包储存起来，当进入闲置模式时，传送第一闲置信号UsbSleep给桥接处理模块20，以使得桥接处理模块20中的第二闲置计数器开始计数。

一般说来，短距离的信号传输中，信号受到干扰的情形规定的相当严格，亦即对于传送与接收装置，其信号的准确度仅能有少数几个比特被损毁。倘若接收的数据含有太多的损毁比特，则大多是属于装置本身的问题。而已知的接收装置多半仅有一个USB芯片模块处理所有的串行数据，因此，对于噪声处理的运算相当的不足，若要将所有的噪声消除，唯一的方法即是采用更高级的芯片模块，如此一来成本必将更高，然而本发明利用另一个不至于增加太多成本的桥接处理模块，即可完完全全改善已知无线信号接收装置的诸多缺点。

本发明所揭露的噪声消除方法，其流程图请参阅图3，本发明所揭露的方法可应用于如图2所示的无线信号接收装置中的桥接处理模块中。与已知技术不同之处，在于本发明所揭露的方法由桥接处理模块来完成，可以有效提高采样频率，减少已知技术因为使用通用串行总线芯片而导致采样频率不高的主要技术问题。

首先，接收新的采样比特(步骤100)，并储存该若干采样比特中的第一采样比特(步骤200)；接着，比较该若干采样数据比特中每一采样比特的电平，以判断该新的采样比特是否为噪声比特(步骤300)。

步骤300中的判断结果如果有噪声比特，则修正噪声比特的电平(步骤400)，以该若干采样比特中第一采样比特与最后一个采样比特的电平为基准，修正该噪声比特。

接着，计算已储存的该第一采样比特的电平相同个数(步骤500)，并以电平相同的该第一采样比特个数的电平作为目前的电平(步骤600)。

确认目前采样比特的电平后，计算前一电平的采样比特个数以判定该个数是否符合数据比特的宽度(步骤700)，并整理符合数据比特宽度的采样字节，当收集为完整数据封包时，由该通用串行总线传送给该计算机系统(步骤800)。

以下以三个采样比特为例，说明上述的步骤。首先在状态机中有三个采样比特，依序为第一采样比特、第二采样比特以及第三采样比特，第三采样比特为最新接收的采样比特。在接收新的采样比特后，原本的第一比特将会被储存起来，第二采样比特成为第一比特，第三比特成为第二比特，最新接收的比特则成为第三比特。储存完毕之后，判断上一个所接收的采样比特，也就是目前状态机中的第二采样比特是否为噪声比特。

判断的方式是比较三个采样比特的电平，在第一采样比特与第三采样比特的电平皆相同的前提之下，比较第二采样比特的电平，若第二采样比特的电平与第一以及第三采样比特的电平不相同，则根据本发明所揭露的修正法则，表示第二采样比特，也就是上一个所接收的采样比特为噪声比特。此时，便由无线信号接收装置中的桥接处理模块20将噪声比特修正，亦即将第二采样比特的电平修正成与第一以及第三采样比特的电平相同。如果目前的第二采样比特并不是噪声比特，则继续接收新的采样比特。

当在状态机中接收到三个同样电平的采样比特后，则可以据此判定目前的电平。并且，判断前一电平相同的采样比特数，以确认其采样比特的宽度是否符合数据比特的宽度。如果宽度太大或太小，则表示所接收的数据被严重的干扰或损毁，则放弃该数据。

本发明所揭露的噪声消除方法的状态转移图请参阅图4，并配合说明如何确认目前所接收的采样比特的电平。

本发明是以前后位的电平来判断目前所接收的比特是否为噪声，以三个采样比特为例，说明如下。图4中共有六个状态，分别为000、001、011、111、110、以及100。由于以前后位的电平进行判断，因此，若目前的状态为001，接收到0采样比特，则状态机将变成010，根据本发明的修正规则，将被修正为000。同样的，若目前的状态为110，接收到1采样比特，则状态机将变成101，根据本发明的修正规则，被修正为111。因此在图中并无010、101此两种状态。图中的状态转移说明如下。

假设目前的状态为000，若下一个采样比特为0，则将000中的第一个采样比特储存起来，状态仍然为000。若持续接收到0，则状态将持续维持在000。图示中0/0代表状态转移的情形，前面的0代表下一个接收的采样比特0，后面的0代表000中的第一个采样比特被储存起来。

若目前所传送的数据均为1时，则状态的转变依序为001、011、111。从011到111其数据比特的电平改变，亦即连续接收到三个同样电平的采样比特即可确认目前的电平。在状态001时，若下一个比特为0，则状态将变为010，根据噪声判断法则，数据比特1将被判定为噪声比特，因此，010将被修正为000。

在状态011时，若下一个数据比特为0，则状态改变为110，且采样比特的电平改变。

因此，若目前的状态为000，若持续接收到1的数据比特，则状态最后将变成111，由于连续接收到三个同样电平的采样比特，因此电压的电平改变。

若目前的状态为111，且持续接收到0的数据比特，因此，状态改变依序为110、100、以及000。在状态110时，若下一个比特为1，则代表0为噪声比特，因此，将被修正为111。

在状态100时，若接收到1，则回复到状态001，电平状态改变。在状态110时，若接收到1，则状态变为111，电平状态不变。

因此，若目前的状态为111，若持续接收到0的数据比特，则状态最后将变成000，且电平改变。

根据以上的说明，若目前的状态为000且连续接收到三个同样电平的采样比特，则状态改变成111。若目前的状态为111且连续接收到三个同样电平的采样比特，则状态改变成000。

当连续接收到两个为1以及一个为0的采样比特时，此时状态机的状态为110，则电平改变。同样的，当连续接收到两个为0以及一个为1的采样比特时，此时状态机的状态为001，则电平改变。

通过上述的噪声消除方法，可修正被破坏的数据比特，并且可判断数据比特的宽度是否符合所要求的宽度，从而避免计算机外围装置在传送串行数据时，因为数据的损毁而误判。

综上所述，虽然本发明以前述的较佳实施例和详细说明和附图揭露如上，然而并非用以限定本发明，本发明的保护范围应以权利要求书界定的范围为准，本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内所作的些许变动，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种噪声比特的修正方法，应用于无线信号接收装置中以修正若干采样比特中的若干噪声比特，该无线信号接收装置用以接收计算机接口设备所传送的串行数据，且该无线信号接收装置以通用串行总线与计算机系统相连接以将该串行数据传送给该计算机系统，其特征在于，该方法包括下列步骤：

接收新的采样比特，并储存该若干采样比特中的原第一采样比特，且使原第二采样比特成为新第一采样比特，使原第三采样比特成为新第二采样比特，使该新的采样比特成为新第三采样比特；以及

当该新第一采样比特的电平与该新第三采样比特的电平相同时，将该新第二采样比特的电平与该新第一采样比特及该新第三采样比特的电平相比较，若该新第二采样比特的电平与该新第一采样比特及该新第三采样比特的电平不同，则修正该新第二采样比特，若该新第二采样比特的电平与该新第一采样比特及该新第三采样比特的电平相同，则继续接收新的采样比特。

2.如权利要求1所述的噪声比特的修正方法，其特征在于，还包括下列步骤：

根据目前的采样比特数判断目前的电平；

计算已储存的第一采样比特的电平相同的个数；以及

根据前一电平的采样比特个数判定该个数是否符合数据比特的宽度，并整理符合数据比特宽度的采样字节，当收集为完整数据封包时，由该通用串行总线传送给该计算机系统。

3.如权利要求2所述的噪声比特的修正方法，其特征在于，该判断目前电平的步骤中，是在接收到若干个相同电平的采样比特后，将该若干个采样比特的电平作为目前的电平。

4.如权利要求2所述的噪声比特的修正方法，其特征在于，该判断目前电平的步骤中，当最后接收到的该采样比特的电平与已接收的采样比特的电平不同时，则以已接收到的采样比特的电平作为目前的电平。