CN101019334B - 零功率无线电 - Google Patents

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Abstract

一种包括第一(12)和第二无线电系统(14)的接收机。第一无线电系统(12)是零功率无线电系统，以及第二无线电系统(14)处于活跃状态或休止状态。第一无线电系统(12)设置用于在接收到所期望的无线电信号时，使第二无线电系统(14)从休止状态返回活跃状态。

Description

零功率无线电
技术领域
本发明涉及包括第一和第二无线电系统的接收机、以及与这种无线电系统一起使用的无线电信号。本发明还涉及使用这种接收机的移动设备、以及用于发射可由第一无线电系统检测的无线电信号的发射机。本发明还涉及包括这种发射机的基站、无线电信号、以及发射这种无线电信号的方法。
背景技术
从欧洲专利EP 1 037 480 B1中已知一种包括第一和第二无线电系统的接收机。示出了一种具有次级系统和用于处理无线电信号的主系统的移动电话。主处理系统可以处于休眠模式。次级系统允许在主系统的休眠模式期间保持对特定无线电信号的接收和处理的降低的活动性。
发明内容
本发明的目的是提供一种上述接收机的可选实施例。该目的的实现在于，接收机包括第一和第二无线电系统，第一无线电系统是零功率无线电系统，第二无线电系统处于活跃状态或休止状态，第一无线电系统设置用于在接收到无线电信号时，使第二无线电系统从休止状态返回活跃状态。
本发明是基于以下认识：通过使用用于激活停用的第二无线电系统的零功率第一无线电系统，来获得非常有效的功率解决方案。明显地，这将会提高接收机的待机时间。如果没有接收到相关的信号，则第二无线电系统可以保持休止状态，在休止状态期间，不从电源中汲取功率。此外，在请求时，激活第二无线电系统的第一无线电系统不 汲取功率。
在根据本发明的接收机的实施例中，第一无线电系统包括零功率晶体无线电系统(crystal radio system)。这些种类的无线电系统由于其低复杂度而在本领域中公知。
在根据本发明的接收机的另一实施例中，第一无线电系统包括啁啾接收机，该啁啾接收机在干扰的情况下与晶体无线电系统相比，提供了更好的选择性。
在根据本发明的接收机的另一实施例中，第一无线电系统包括PAM接收机，该PAM接收机在干扰的情况下也提供了更好的选择性。
在根据本发明的接收机的另一实施例中，接收机包括开关设备，该开关设备可由第一无线电系统控制，从而激活第二无线电系统。例如，该开关设备可以用于将电源与第二无线电系统耦合，这是使第二无线电系统返回活跃状态的非常便捷的方式。
在根据本发明的接收机的另一实施例中，开关设备是MOS-FET器件。由于操作该开关设备所需的电流仅等于千万亿分之几安培，所以晶体无线电系统可以容易地操作该类型的晶体管。因此，这种类型的开关实际上也是零功率的、或者至少是非常低的功率的。
在根据本发明的接收机的一个实施例中，无线电信号包括可由第一无线电系统检测到的代码序列。以这种方式，可以通过发射设备指示第一无线电信号来唤醒第二无线电系统。
在根据本发明的接收机的另一实施例中，无线电系统具有可由第一无线电系统检测到的预先定义的频率。这也是指示第一无线电系统来唤醒第二无线电系统的便捷方式。
附图说明
通过以下附图，将进一步阐述本发明的这些和/或其它方面。
图1示出了根据本发明的接收机；
图1b示出了用于在接收机主无线电上进行切换的开关设备；
图2示出了使用晶体无线电的零功率无线电的实施方式；
图3示出了使用啁啾接收机的零功率无线电的实施方式；
图4示出了使用PAM接收机的零功率无线电的实施方式；
图5示出了与PAM接收机一起使用的控制信号；
图6示出了包括数字处理设备的根据本发明的接收机的一部分。
具体实施方式
功率耗散越来越成为一个问题，尤其对于最初设计用于功率耗散不是真正问题的环境、但是现在用于功率耗散正成为关键问题的其它环境的系统。典型的示例是无线局域网(WLAN)无线电。它们最初意在用于例如膝上型计算机中，但是现在还应用于例如蜂窝电话或PDA中。在这些情况下，在待机模式中的WLAN无线电的功率耗散可以易于占据新组合的电话或PDA的总体功率耗散的大部分。这易于通过以下示例进行说明。使用900mAh的电池，飞利浦Xenium GSM电话具有400小时的待机时间。例如，使用1400mAh的电池，WLAN电话具有仅21小时的待机时间。因此，将WLAN无线电添加至GSM移动电话或者例如PDA将会明显地减少移动电话或PDA的待机时间，这显然是所不期望的。因此，根据本发明的接收机可以有助于显著地降低功率耗散。
图1示出了根据本发明的接收机18。示出了第一无线电系统12和第二无线电系统14。第二无线电系统可以是活跃的(活跃状态)、或不活跃的(休止状态)。例如，可以通过将无线电系统与电源Vi分离，来停用第二无线电系统。这可以通过将第二无线电系统14与地电平GND断开来实现。第二无线电系统可以通过开关设备16(可以是MOS-FET(见图1b)，这几乎是理想的零功率开关设备)，来与地断开。零功率无线电的端子g处的输出电压电平足以操作开关设备16。
图2示出了晶体无线电，这是零功率无线电系统的示例。本领域已知许多晶体无线电的实施方式。在根据图2的晶体无线电中，天线10驱动LC谐振20、22。该LC谐振20、22不仅提供了用于检测无线电信号s1的所需频率选择性，而且将所接收的信号转换为较高阻抗级(因而较高电压)。二极管24检测LC谐振20、22两端的峰值电平，并使用这些峰值向电容器28充电。一旦获得了所需的峰值电平，则开关设备 16关闭，从而再次激活第二无线电系统。如果长时间没有接收到信号s1，则电阻器R1缓慢地使电容器28向原始无线电的开关放电。
图3示出了基于所谓啁啾接收机的零功率无线电系统的实施方式。啁啾接收机可以包括用于提供所需频率选择性的RF滤波器30、啁啾滤波器31、峰值/信号检测器32、以及开关设备16。啁啾接收机在干扰的情况下提供了较好的选择性。还允许在多个接收机彼此靠近的情况下，对特定接收机进行选址。在啁啾接收机中，所传输的信号具有随时间改变的频率。在接收机中，特定滤波器结构31精确地对一个频率-时间曲线敏感。例如，啁啾滤波器用于雷达脉冲压缩，例如见C.Atzeni等的Digital Technology Improves Radar Pulse Compression，Microwaves&RF，pp.64-70，1993年3月。啁啾滤波器31提供了与所传输的信号的频率-时间特征匹配的频率相关群时延。注意在实际的实施方式中，RF滤波器30和“啁啾滤波器”31可以合并为单个滤波器。可以以与如图2所示的相同方式来实现峰值/信号检测器32和开关设备16。
图4实现了使用所谓PAM(脉冲幅度调制)接收机的零功率无线电系统的示例性实施方式。PAM接收机的效果与啁啾接收机的相同：在具有多个紧密间隔的接收机的区域中，可以对单个接收机进行寻址，并打开单个接收机。这减少了在该时间点处不需要接收信号的接收机的不必要的加电。在PAM接收机中，由一组延迟线40a…40d来替代啁啾滤波器，该组延迟线40a…40d用于根据接收机的各个代码来将输入信号时延特定量。传输至PAM接收机的(代码)信号是幅度调制的固定频率信号。典型地，使用幅移键控(ASK)。在图5中示出了示例性的(代码)信号。图4的时延线40a…40d分别具有与从代码信号的起点开始的“高”幅度比特的时延相对应的时延T、4T、6T和7T。因此，这些“高”比特将会通过加法器44在相同时间(8T)处相加。一旦信号电平超过了信号电平检测器32的阈值电平，则关闭开关设备16，以接通主接收机的电源。理想地，由于在这种情况下，仅需要一个阈值，所以具有“高”幅度的时隙数应当对于每个码字都是相同的。通过示例，可以将信号电平检测器的阈值设置为单个比特的“高”电 平的3到4倍之间，以避免检测器的错误(不正确)的反应。示例性的PAM滤波器还包括信号检测器42a…42d，它们是峰值检测器。
图6示出了根据本发明的接收机的一部分。作为将开关设备16与第二(主)无线电系统耦合的替代，将开关设备16与数字处理设备60耦合，数字处理设备60具有低功率损耗，并且能够执行比可由零功率无线电实现的复杂得多的任务。例如，指令的示例可以是仅接通接收机的特定部分(如，WLAN子系统，这里并未示出)，同时保持系统其它部分(例如，GSM无线电)的停用。因此，数字处理设备可以包括用于控制(例如，接通)接收机不同部分的输出a、b、c。
本发明涉及需要具有相对高的待机电流的无线电的所有低功率系统(例如，移动设备)，如，配备了例如WLAN无线电或DVB-T无线电的蜂窝电话或无绳电话的PDA。
应该注意，上述实施例是演示而不是限制本发明，本领域的技术人员能够在不背离由所附权利要求所限定的本发明范围的情况下，设计多种可选的实施例。可以在模拟域或数字域中执行以上实施例中示出的所有信号处理。单词“包括”并不排除不同于权利要求中所列出的那些元件或步骤的出现。在元件之前的单词“一”并不排除多个这种元件的出现。唯一的事实是，在相互不同的从属权利要求中叙述的特定手段并不说明这些手段的组合不能产生有益效果。

Claims (15)

1.一种包括第一(12)和第二(14)无线电系统的无线电信号接收机，所述第一无线电系统(12)是零功率无线电系统，所述第二无线电系统(14)处于活跃状态或休止状态，所述第一无线电系统(12)设置用于在接收到无线电信号时，使所述第二无线电系统(14)从所述休止状态返回所述活跃状态，其特征在于，所述第一无线电系统(12)包括啁啾接收机或PAM接收机，所述啁啾接收机具有对一个频率-时间曲线敏感的滤波器结构，所述PAM接收机具有用于根据PAM接收机的各个代码来使输入信号时延的一组延迟线(40a…40d)。
2.如权利要求1所述的无线电信号接收机，其中，所述第一无线电系统(12)是零功率晶体无线电系统。
3.如权利要求1或2所述的无线电信号接收机，包括开关设备(16)，所述开关设备可由所述第一无线电系统控制，从而激活所述第二无线电系统。
4.如权利要求3所述的无线电信号接收机，其中，所述开关设备(16)是MOS-FET器件。
5.如权利要求1所述的无线电信号接收机，其中，所述无线电信号包括可由所述第一无线电系统(12)检测到的代码序列。
6.如权利要求1所述的无线电信号接收机，其中，所述无线电信号是具有可由所述第一无线电系统(12)检测到的预先定义的频率的信号。
7.如权利要求1所述的无线电信号接收机，其中，所述无线电信号接收机包括数字处理器(60)，用于处理所述无线电信号。
8.一种设置用于发射与如权利要求1所述的无线电信号接收机一起使用的无线电信号的发射机，所述无线电信号设置用于指示所述第一无线电系统(12)来激活所述第二无线电系统(14)。
9.如权利要求8所述的发射机，其中，所述无线电信号包括可由所述第一无线电系统检测到的代码序列。
10.如权利要求8所述的发射机，其中，所述无线电信号具有可由第一无线电系统检测到的频率。
11.一种包括如权利要求1-6之一所述的无线电信号接收机的移动设备。
12.一种包括如权利要求8-10之一所述的发射机的基站。
13.一种用于将无线电信号从发射机发射到接收机的方法，所述方法包括以下步骤：
构造无线电信号，所述无线电信号设置用于指示所述接收机的第一零功率无线电系统(12)来激活所述接收机的第二无线电系统(14)；
向所述接收机发射所述信号，其中所述第一无线电系统(12)包括啁啾接收机或PAM接收机，所述啁啾接收机具有对一个频率-时间曲线敏感的滤波器结构，所述PAM接收机具有用于根据PAM接收机的各个代码来使输入信号时延的一组延迟线(40a…40d)。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述无线电信号包括可由所述第一无线电系统(12)识别的代码序列。
15.如权利要求13所述的方法，其中，所述无线电信号具有可由所述第一无线电系统(12)识别的频率。
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