CN102457357B - 用于在无线网络的节点之间发射数据的收发器及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于在无线网络的第一节点与第二节点之间发射数据的收发器及方法，‑其中所述第一节点发射包括第一部分(R_const)及第二部分(R_var)的数据帧，所述第一部分(R_const)具有预界定的第一数据速率且所述第二部分(R_var)具有可设定的第二数据速率，‑其中所述第一节点设定所述第二数据速率，‑其中所述第一节点在所述数据帧的所述第一部分(R_const)中发射识别符(SFD_var)，所述识别符(SFD_var)被指派给所述数据帧的所述第二部分(R_var)中的所述经设定的第二数据速率，‑其中在所述数据帧的所述第二部分(R_var)中，所述第一节点以所述经设定的第二数据速率发射数据(PSDU_SFvar)，‑其中所述第二节点确定所接收的第一部分(R_const)中的所述识别符(SFD_var)，‑其中所述第二节点基于所述所确定的识别符(SFD_var)确定所述数据帧的所接收的第二部分(R_var)中的所述数据(PSDU_SFvar)。

Description

用于在无线网络的节点之间发射数据的收发器及方法

技术领域

本发明涉及一种用于在无线网络的节点之间发射数据的收发器及方法。

背景技术

从IEEE 802.15.4行业标准“低速无线个人区域网络(WPAN)的无线媒体接入控制(MAC)及物理层(PHY)规范”已知无线网络规范。无线通络通常包括多个节点，每一节点具有用于在彼此之间进行节点通信的收发器。每一收发器包括发射器及接收器。“无线个人区域网络”(WPAN)可用于在(举例来说)相对短距离(近似10米)内的无线信息发射。与“无线局域网络”(WLAN)相反，WPAN需要极少或甚至不需要基础设施来发射数据，以使得可实施小型、简单、节能及有成本效益的装置用于广泛应用。

IEEE 802.15.4行业标准规定原始数据速率为250千比特/秒且使用静止或移动装置的低速率WPAN，所述低速率WPAN适于应用于工业监视及控制中、传感器网络中、自动化中及计算机外围装置领域中且适于交互式游戏。除了装置实施起来极简单且有成本效益外，所述装置的极低电力要求也是用于此类应用的关键重要性所在。因此，此行业标准力争若干月到若干年的电池寿命。

在物理层的层级处，在原始数据速率f_B＝250千比特/秒的几乎全球可用2.4GHzISM频带(工业、科技、医疗)中，IEEE 802.15.4行业标准规定码片速率为f_C＝2兆码片/s的频带扩展(扩展(spreading))及符号速率为f_S＝62.5千符号/s的偏移QPSK(四进制相移键控)调制(IEEE 802.15.4-2006，47页以及以下页等)。

在用于ISM频带的802.15.4发射器中，首先将待发射的数据流转换成若干PN(伪噪声)序列的一序列。出于此目的，首先将待发射的数据流转换成称为符号的事物，其中给每一符号指派具有固定位宽(举例来说，四个位)的只一个值。在每一符号周期(T_S＝1/f_S＝16μs)中，因此使用数据流的四个位来从总共16个PN序列的一序列集中选择一PN序列。以此方式，给由四个位组成的每一符号指派由32个二进制码片(码片周期T_C＝T_S/32＝500ns＝1/f_C)组成的符号值特有的PN序列，代替四个位发射符号值特有的PN序列。所述标准中所规定的16个“准正交”PN序列的序列集包括含有八个第一PN序列的第一群组，所述第一PN序列彼此的不同之处仅在于其码片值的循环移位，及含有八个第二PN序列的第二群组，所述第二PN序列同样彼此的不同之处仅在于其码片值的循环移位且每一第二PN序列与第一PN序列中的一者的不同之处仅在于每一第二码片值的反转(参见IEEE标准802.15.4-2006)。符号的时间长度对应于所指派PN序列的所有码片的发射的持续时间，其中PN序列的第一及最后一个码片分别靠近所述符号的前边界或后边界。

将指派给相继符号的PN序列串在一起且接着通过调制(借助半正弦脉冲整形)在同相(I)载波上具有偶数指数(0、2、4、...)的码片及在正交相(Q)载波上具有奇数指数(1、3、5、...)的码片进行偏移QPSK调制(四进制相移键控)。为形成偏移，相对于同相码片将正交相码片延迟一个码片周期TC(参见IEEE 802.15.4-2006)。发射器接着在发射信道中的一者中在频谱上移位经调制PN序列且随后将其放大以用于发射。

接收节点的接收器借助于天线接收经发射无线电信号。接收器根据IEEE802.15.4行业标准将由所接收无线电信号形成的所接收信号转换成在可能程度上没有错误的数据，因为接收器还对所接收信号进行滤波、将其转变成基带、解调所述信号且检测数据。如果频带扩展使用发射器侧序列发生在发射器侧上，那么通过使用接收器侧序列的对应解扩展来在接收器侧上反转所述频带扩展。给每一接收器侧序列指派发射器侧序列且所述每一接收器侧序列可自其导出或甚至与其相同。如果(举例来说)发射器侧序列的码片为两个逻辑值0与1，或(与其等效的)两个对映值±1，那么通常接收器中所使用的序列为其码片具有只两个不同值(举例来说，0与1或±1)的序列。

举例来说，从DE 102005026093B4已知用于根据IEEE 802.15.4行业标准的数据发射系统的收发器。所述收发器包括天线及连接到所述天线以用于发射数据的发射器。所述发射器经设计以给每一数据符号从序列集中指派一PN序列，所述序列集包括第一群组第一PN序列及第二群组第二PN序列。所述第一及第二PN序列在相应大小内的彼此不同之处仅在于码片值的循环移位。第二群组包括针对每一第一PN序列的对应第二PN序列，其中第二PN序列与第一PN序列的不同之处仅在于每一第二码片值的反转。所述收发器包括连接到所述天线且具有差分解调器及用于检测经差分解调信号中含有的符号的检测单元的接收器。所述检测单元包括用于提供(从第一及第二序列)导出的第三群组序列的序列提供单元。所述检测单元包括相关性单元，所述相关性单元连接到序列提供单元且经设计以通过使经差分解调信号与第三群组的经导出序列中的每一者相关来计算相关性结果。所述检测单元包括评估单元，所述评估单元连接到相关性单元且经设计以通过评估相关性结果来导出符号的值。

页22上的IEEE 802.15.4-2006行业标准揭示用于符合标准的发射的数据帧。在图1中显示简化的图解说明。可将所述数据帧划分成三个部分：同步化标头(SHR)、物理标头(PHR)及PSDU字段(物理服务数据单元，PSDU)。同步标头SHR包括前同步码P及帧起始定界符(SFD)。物理标头PHR具有帧长度(FL)及保留位(RS)。

同步标头SHR允许接收器同步化以用于检测后续数据。接收器使用前同步码来借助接收器侧上已知的序列(例如，PN序列)针对传入的所接收信号实行至少一个码片同步化及符号同步化。基于所述前同步码，在接收器中确定包括码片及符号边界的采样时间的时间基础。在接收器的经同步化状态中，所实行的同步化形成时间基础，其中所述接收器可借助于所述时间基础来接收后续数据。在所接收信号中，帧起始定界符SFD跟随PDSU字段，所述PDSU字段的数据可借助于时间基础来解调且被检测。

图2显示从公布的现有技术DE 102005026093B4获得的无线网络的节点的收发器的电路。所述电路包括连接到天线80的接收器10。接收器10的一些组件包含模拟放大器、混频器、滤波器、模拟到数字转换器及差分解调器。检测单元20连接到接收器10的输出。检测单元包括相关性单元及评估单元以及连接到相关性单元的序列提供单元。经差分解调信号从接收器10传送到检测单元20的输入。检测单元20检测经差分解调信号中所含有的符号。出于此目的，首先在相关性单元中使存在于码片时钟中的信号与接收器侧序列相关，所述接收器侧序列是由序列提供单元提供到检测单元20。此导致表示对所述信号与相应接收器侧序列的相符的度量的相关性结果。检测单元20的评估单元评估相关性结果且将数据输出到接口40。借助于寄存器51，可经由接口40设定检测单元20。

图2的电路进一步包括帧起始定界符检测器30，其经设计以比较帧起始定界符SFD的接收器侧值与所接收数据流中的帧起始定界符SFD的值。举例来说，将帧起始定界符SFD的接收器侧值实施为符合标准的序列11100101[A7十六进制]，如IEEE802.15.4-2004，第44页中所规定。作为替代实例，可借助于接口40在寄存器31中编程接收器侧值。如果帧起始定界符SFD的接收器侧值与所述数据流中的帧起始定界符SFD的值相符，那么帧起始定界符检测器30启动检测单元20来检测跟随帧起始定界符SFD的数据PSDU。

发明内容

本发明的目标是在可能的程度上改进用于在无线网络的节点之间发射数据的方法。

此目标是通过具有独立权利要求1的特性的方法来实现。有利的改善是附属权利要求的标的物且可在说明书中发现。

根据本发明，提供一种用于在无线网络的第一节点与第二节点之间发射数据的方法。

在所述方法中，所述第一节点发射包括第一部分及第二部分的数据帧。所述数据帧是待发射的单位。所述第一部分优选地包括前同步码，所述前同步码实现接收第二节点的同步化。所述数据帧的所述第二部分有利地含有待发射的有效负载。有利地，所述数据帧的所述第二部分另外具有地址，其中所述地址指示所述数据帧的所述数据既定针对的目的地节点。所述数据帧的所述第二部分优选地跟随所述第一部分，以使得不需要缓冲所述第二部分。

所述数据帧的所述第一部分具有预界定的第一数据速率。所述第一数据速率(举例来说)通过硬件实施在无线网络中规定。作为替代实例，预界定的第一数据速率可通过编程(特别是)寄存器值来预界定。相比来说，可设定所述数据帧的第二部分的第二数据速率。优选地，独立于所述第一数据速率设定第二数据速率。优选地，可将所述第二数据速率设定为不同于所述第一数据速率的值。然而，如果将要发生符合标准的发射，那么有利地可将所述第二数据速率及所述第一数据速率设定为相同值。所述第一节点设定所述第二数据速率。所述第二数据速率优选地由所述第一节点独立于所述第二节点设定。因此，针对每一个别发射不需要关于待使用的所述第二数据速率所述第一节点与所述第二节点之间的相符。可由所述无线网络的所述节点使用的所述第二数据速率的所述值优选地在所述网络的所有节点中的装置中设定或作为替代实例，以固定方式实施于所述收发器中。

从所述第一节点在所述数据帧的所述第一部分中发射识别符。将所述识别符指派给所述数据帧的所述第二部分中的经设定的第二数据速率。对于所述指派，举例来说，在所述第一节点且在所述第二节点中，提供值的指派，其明确地将所界定的数据速率指派给所述识别符的所界定的值。

在所述方法中，所述第一节点以所述经设定的第二数据速率发射所述数据帧的所述第二部分中的数据。所述第二节点确定所接收的第一部分中的所述识别符。所述第二节点优选地在接收所述数据帧的所述第二部分之前确定所述识别符。所述第二节点基于所述所确定的识别符确定所述数据帧的所接收的第二部分中的数据。优选地，基于所述所确定的识别符控制检测对所述第二数据速率的适应。

如(以举例方式)显示于图3、图4或图5中的实施例的本发明实施例实现可仅由一个节点起始数据速率的改变以使得在所述无线网络的操作期间不需要节点之间的第二数据的复杂匹配的优点。而是，可在不必中断或重新配置无线网络中的通信的情形下“即时地(on the fly)”改变数据速率。由于在其之间仅需切换的预界定的第二发射速率集，因此集成收发器中的硬件实施特别容易。

本发明的其它目标是在可能的程度上改进无线网络的节点的收发器的电路。

此目标是通过用于接收数据帧的具有独立权利要求3的特性的收发器及用于发射数据帧的具有独立权利要求4的特性的收发器来实现。有利的改善是附属权利要求的标的物且可在说明书中发现。

因此，提供无线网络的节点的用于接收数据帧的收发器。

所述收发器包括用于确定所接收的数据帧的第一部分中的识别符的确定单元。为此，所述数据帧的所述第一部分具有预界定的第一数据速率。举例来说，通过硬件实施在所述收发器中规定所述第一数据速率。作为替代实例，所述预界定的第一数据速率可通过在所述收发器的配置寄存器中编程寄存器值来预界定。

所述收发器包括用于确定所接收的数据帧的第二部分中的数据的检测单元。为此，所述数据帧的所述第二部分具有第二数据速率。所述第二数据速率由所述发射节点建立且必须由接收节点的收发器来确定以检测所述数据。

将识别符指派给所述第二数据速率。所述识别符的识别符值到所述第二数据速率的指派为发射节点及接收节点两者所已知。

所述收发器包括控制单元，所述控制单元连接到所述确定单元及所述检测单元。所述控制单元经配备以基于所确定的识别符来控制由所述检测单元进行的适于所述第二数据速率的检测。所述控制单元优选地包括数字比较器，所述数字比较器比较所接收的识别符与预界定的(特别是所存储或硬件实施的)识别符值且相依于所述比较使其适应所述检测。

根据本发明的另一概念，提供无线网络的节点的用于发射数据帧的收发器。

所述收发器包括用于产生待发射的数据帧的帧产生单元，所述待发射的数据帧包含第一部分及第二部分。所述帧产生单元优选地经配备以将待发射的数据插入于所述数据帧的所述第二部分中。

所述收发器包括控制单元，所述控制单元连接到所述帧产生单元以控制所述帧产生单元。所述控制单元经配备以通过控制所述帧产生单元来设定所述数据帧的所述第二部分中的第二数据速率。所述帧产生单元经配备以产生所述数据帧的具有预界定的第一数据速率的所述第一部分及所述数据帧的具有经设定的第二数据速率的所述第二部分。此外，所述帧产生单元经配备以将指派给所述第二数据速率的识别符插入于所述数据帧的所述第一部分中。

后文所述的改善涉及根据权利要求3所述的收发器、根据权利要求4所述的收发器两者且涉及根据权利要求1所述的方法。所述方法的特性可从所述装置的功能获得。因此，所述装置的功能可从所述方法的特性获得。

根据优选改善，将上文所解释的两个收发器彼此组合，其中同一收发器经配备以既接收又发射包括所述第一部分及所述第二部分的所述数据帧。所述收发器优选地包括用于控制所述检测单元且用于控制所述帧产生单元的只仅一个控制单元。此改善的收发器优选地包括用于连接到天线的连接以使得所述天线设计(举例来说)于电路板上且连接到所述连接。所述收发器优选地包括用于连接到处理器(举例来说，微控制器)的数字接口。

根据有利的改善，所述收发器包括连接到所述控制单元以用于存储配置值的配置寄存器。将所述配置值指派给所述第二数据速率。为此，可通过在所述配置寄存器中编程所述配置值而在所述无线网络中预界定所述第二数据速率。出于编程目的，所述配置寄存器优选地连接到所述接口。所述检测单元及/或所述帧产生单元可借助于所述配置寄存器中的所述配置值来控制。

根据优选改善，所述收发器包括连接到所述控制单元以用于存储控制值及指派给所述控制值的识别符值的多个寄存器。为此，将每一控制值指派给可设定的第二数据速率。所述检测单元及/或所述帧产生单元可借助于所述控制值来控制。优选地，频带扩展的扩展因子可由所述帧产生单元使用控制值控制或解扩展可由所述检测单元使用所述控制值控制。

所述控制单元优选地经配备以比较从所述所接收的数据流确定的识别符与所述识别符值。出于控制目的，所述控制单元优选地经配备以在所述识别符值与所述所确定的识别符彼此相符时输出指派给所述识别符值的所述控制值。

根据有利的改善变体，可特定地经由接口编程每一寄存器及/或配置寄存器。以此方式，所述第二数据速率可适于所述无线网络中的所有要求。

在有利的实施例中，所述收发器包括用于从所接收的数据流确定所述识别符的帧起始定界符检测器。以此方式，实现可独立于所述检测单元确定所述识别符以使得只要尚未断定有效识别符便去激活所述检测单元的优点。因此，可增加数据检测的可靠性。

所述控制单元优选地经配备以在所接收的数据帧的所述第一部分中的所确定的识别符与所述寄存器的一者中的值中的一者不相符时中止所述数据帧的接收。

根据有利实施例，所述数据帧包括用于所述第一部分及用于所述第二部分的只一个前同步码。此产生只仅需要所述数据帧的一个同步化以使得有利地最小化接收节点的电力消耗的效应。

在另一实施例中，所述数据帧的所述第一部分及所述数据帧的所述第二部分具有相同调制。此产生针对所述第一部分且针对所述第二部分不需要调制/解调的单独同步化及/或设定的效应。

根据特别有利的改善，以相同发射频率发射所述数据帧的所述第一部分及所述第二部分。此产生可紧接着在所述数据帧的所述第一部分之后发射所述数据帧的所述第二部分借此避免切换时间的效应。

上文所述的改善变体以个别及彼此组合两种方式均为特有有利的。可将所有改善变体彼此组合。在对各图的实施例的说明中解释若干可能组合。然而，并未穷尽组合本文所图解说明的改善变体的可能性。

后文将通过基于各图的实施例更详细地描述本发明。

附图说明

在所述图中：

图1是根据IEEE 802.15.4行业标准的数据帧，

图2显示用于IEEE 802.15.4行业标准的接收器，

图3是数据帧的实施例的示意性图解说明，

图4是收发器的实施例的示意性图解说明；及

图5是收发器的其它实施例的示意性图解说明。

具体实施方式

图3显示用于无线发射的数据帧的示意性图解说明。举例来说，数据帧存在于OSI模型中。图3的数据帧包括第一部分R_const及第二部分R_var。另外，可提供其它部分(未显示)。在第一部分R_const中，一个且相同数据帧具有预界定的第一数据速率且在第二部分R_var中，一个且相同数据帧具有可设定的第二数据速率。因此，在所述数据帧的第二部分R_var中以经设定数据速率发射PSDU_SFvar数据。相依于设定，第二数据与第一数据速率相同或不同于第一数据速率。为此，可设定不同于第一数据速率的至少一个第二数据速率。

在图3的实施例中，数据帧的第二部分R_var紧跟随数据帧中的第一部分R_const。数据帧的第一部分R_const包括前同步码P、物理标头PHR及识别符SFD_var。作为替代实例，标头PHR也可为数据帧的第二部分R_var的部分。前同步码P用于数据帧的第一部分R_const及第二部分R_var两者的接收节点的同步化，特别用于码片同步化。数据帧因此包括用于第一部分R_const及用于第二部分R_var两者的只一个前同步码P。由于针对数据帧的第一部分R_const及第二部分R_var仅需要一个同步化，因此有利地可最小化接收节点的电力消耗。数据帧的第一部分R_const及数据帧的第二部分R_var具有相同调制。在数据帧的第一部分中及第二部分中具有相同调制具有针对第一部分R_const及针对第二部分R_var不需要调制/解调的单独同步化/设定的优点。数据帧的第一部分R_const及第二部分R_var以相同发射频率发射。使用相同发射频率使得可紧接着在数据帧的第一部分R_const之后发射数据帧的第二部分R_var，因为在两个频率之间不存在切换时间。通过针对第一部分R_const及第二部分R_var使用相同发射频率最小化影响电力消耗的数据帧的总长度。为设定数据帧的第二部分R_var中的第二数据速率，有利地，改变扩展因子。

将识别符SFD_var指派给数据帧的第二部分R_var中的经设定第二数据速率。出于此原因，识别符SFD_var已在数据帧的第一部分R_const中规定在数据帧的第二部分R_var中发生后续PSDU_SFvar数据的发射的数据速率。在图3的实施例中，识别符SFD_var也是帧起始定界符SFD_var且同样用于将接收节点与所接收数据流同步化。

在用于在无线网络的第一节点与第二节点之间发射数据的方法中使用根据图3的数据帧。在所述方法中，所述第一节点发射包括第一部分R_const及第二部分R_var的数据帧。第一部分R_const具有预界定的(特别是所规定或可编程的)第一数据速率且第二部分R_var具有可设定的第二数据速率。‘预界定的’表示第一数据速率(举例来说)通过无线网络的对应单元为发射节点及接收节点所已知。

第一部分R_const另外含有地址，第二节点可将其与其自身识别相比较。如果所述地址与其自身识别不相符，举例来说，那么可中止第二节点接收当前数据帧，因为所述数据帧显然不是既定针对第二节点，而是替代地，举例来说，针对无线网络中的另一节点。

第一节点设定数据帧的第二部分R_var的第二数据速率。举例来说，在处理器(举例来说，微控制器)的编程流程期间设定第二数据速率。第二数据速率的设定还可由用户的输入来起始。通过改变扩展因子(扩展因子＝码片速率/比特速率)来设定第二数据速率。有利地，所述扩展因子在值1与值8之间改变(优选地，使用2的幂的值，例如1、2、4、8)。在2450MHz频带中的O-QPSK调制期间，举例来说，在扩展因子8下，在具有32个码片的PN序列中以4个位的位宽转换待发射的符号中的每一者。此对应于符合标准的数据速率250千比特/秒。在扩展因子8的情形下，所述方法向后兼容正好用于扩展因子8的IEEE 802.15.4-2006行业标准。因此，提供扩展因子8作为默认值。

相比来说，在扩展因子1的情形下，针对每一位发射只一个码片。因此，在扩展因子1的情形下，以不符合标准的数据速率2兆比特/秒发射数据帧的第二部分R_var中的PSDU_SFvar数据。与设定保持相符，第二数据速率可因此与第一数据速率相同或不同。相比来说，针对数据帧的两个部分R_const、R_var，(差分)调制是相同的。从第一数据速率到第二数据速率的改变精确地发生在数据帧的第一部分R_const与第二部分R_var之间的转变处。

为切换扩展因子，提供发射节点从中进行选择的具有不同长度的序列。举例来说，对于扩展因子8，选择32码片序列，对于扩展因子4，选择16码片序列，对于扩展因子2，选择8码片序列，且对于针对4个位的扩展因子1，发射节点通过切换只选择4码片序列。接收节点优选地借助于相关器同样使传入数据流与具有对应长度的序列相关。取决于由接收节点确定的测量值，例如所接收信号质量、误差频率或距发射节点的距离，可特别适应性地调整扩展因子。

基于所述设定过程，第一节点在数据帧的第一部分R_const中发射识别符SFD_var。将所述识别符SFD_var指派给数据帧的第二部分R_var中的第二数据速率。为此，在扩展因子8的情形下，将识别符A7(十六进制)(也就是说，符合标准的序列11100101)作为帧起始定界符SFD_var发射。相比来说，在扩展因子1的情形下，举例来说，将不符合标准的序列01011101作为识别符SFD_var发射。

在数据帧的第二部分R_var中，第一节点以经设定第二数据速率发射PSDU_SFvar数据。为此，在载波信号上调制成串的序列。

第二节点确定数据帧的所接收第一部分R_const中的识别符SFD_var。如果识别符SFD_var不可与接收节点已知的数据速率中的任一者相关联，那么中止当前帧的接收。如果相比来说，第二节点可使识别符SFD_var与一数据速率相关联，那么第二节点基于所确定的识别符SFD_var确定数据帧的所接收第二部分R_var中的数据PSDU_SFvar。

如果接收到需要确认(ACK)的数据帧，那么同样在确定帧中以第二数据速率发射所述确认。

图4显示无线网络的节点的收发器1的框图的示意性图解说明。图4显示用于接收数据帧的功能框，其中的一些(如图5中所示意性显示)也用于发射数据帧。

图4的收发器1连接到天线80以用于接收无线电信号RF_RX，其中无线电信号RF_RX含有如图3的示意性图解说明中以举例方式显示的数据帧的数据帧。此外，收发器1借助于其双向接口40连接到处理器90，举例来说，微控制器μC。图4的收发器1经设计以执行OSI模型的至少物理层的功能。

收发器1包括模拟与数字接收器10，RX，其经设计还用于放大、转换、滤波、模拟到数字转换及解调。数据帧的第一部分R_const及数据帧的第二部分R_var具有相同调制。因此，接收器10经配备以借助于相同解调来解调数据帧的第一部分R_const及第二部分R_var。同样地，以相同发射频率发射数据帧的第一部分R_const及数据帧的第二部分R_var。

接收器10的经解调输出信号到达所连接的检测单元20的输入及所连接的帧起始定界符解码器35(SFD解码器35)的输入。如果将检测单元20设定为数据帧的第二部分R_var中的正确第二数据速率，那么检测单元20以所述正确第二数据速率检测数据帧的第二部分R_var中的数据PDSU_SFvar且将对应位转发到接口40(例如，SPI(串行外围接口))以供在OSI模型的较高层中由处理器90进一步处理。

为设定正确的第二数据速率，帧起始定界符解码器35首先确定数据帧的在第二部分R_var之前的第一部分R_const中的帧起始定界符SFD_var，其中帧起始定界符SFD_var具有充当第二数据速率的识别符SFD_var的双重功能。帧起始定界符SFD_Var因此既用于接收收发器1的码片及符号同步化又用于将检测单元20设定为第二速率。帧起始定界符解码器35因此同时是用于确定第二数据速率的识别符SFD_var的确定单元。

由帧起始定界符解码器35确定的帧起始定界符SFD_var到达控制单元60的输入68。控制单元60经配备以比较所确定的帧起始定界符SFD_var与存在于所述控制单元的输入62、63、64、65处的寄存器72、73、74、75中的识别符值。举例来说，寄存器72存储针对第二数据速率250千比特/秒的识别符值及控制值。如果识别符值与帧起始定界符SFD_var相符，那么控制单元60将控制值自寄存器72加载到寄存器50中且将所述值输出到检测单元20。检测单元20由控制值控制以用于适于第二数据速率250千比特/秒(也就是说，针对扩展因子8)的检测。举例来说，寄存器73存储针对第二数据速率500千比特/秒(也就是说，针对扩展因子4)的识别符值及控制值。举例来说，寄存器74存储针对第二数据速率1兆比特/秒(也就是说，针对扩展因子2)的识别符值及控制值。举例来说，寄存器75存储针对第二数据速率2兆比特/秒(也就是说，针对扩展因子1)的识别符值及控制值。根据此实施例，识别符值由2个位组成是足够的。以此方式，可以第二数据速率250千比特/秒(识别符值00)、500千比特/秒(识别符值01)、1兆比特/秒(识别符值10)及2兆比特/秒(识别符值11)接收数据帧的第二部分R_var中的数据PSDU_SFvar。替代寄存器72到寄存器75，在替代实施例(未显示)中，可替代地通过硬连线建立若干数据速率的值。在此情况下，规定可能切换之间的识别符值且不可编程所述识别符值。

同样地，控制单元60经配备以激活及去激活第二数据速率之间的切换。如果去激活第二数据速率之间的切换，那么控制单元60使用配置值及帧起始定界符SFD_var，所述配置值及帧起始定界符SFD_var存储于配置寄存器71中且存在于处理器60的输入61处。

配置寄存器71经提供以存储经指派用于控制第二数据速率的配置值。通过在去激活第二数据速率之间的切换时按照无线网络中的标准在配置寄存器71中编程配置值而在无线网络中界定第二数据速率。因此，检测单元20可在去激活切换之后借助于配置值来控制。

可借助于接口40在配置寄存器71中编程所述配置值及帧起始定界符SFD_var。

举例来说，可在配置寄存器71中编程符合行业标准的值。

为实现向后兼容所述标准，当寄存器72到寄存器75中的值相同时将符合标准的值从配置寄存器71拷贝到寄存器50中。在此情况下，在不同第二数据速率之间的切换是不可能的。然而，如果仅寄存器72到寄存器75中的一些值是不同的，那么做出优先级决定。以此方式，可将可能的第二数据速率的数目减少到可预界定的量。

图5是用于发射数据帧的收发器2的功能框的示意性图解说明。收发器2再次借助于接口40连接到处理器90。待发射的数据经由接口40从处理器90到达帧产生单元25。帧产生单元25经配备以产生包括第一部分R_const及第二部分R_var的数据帧(如图3中所示意性显示的数据帧)，以使得在帧产生单元25的输出处输出成串序列的所有码片。所述码片由发射器15调制、混频到载波信号且在由发射器15的输出放大器放大之后输出到天线80，其中天线80发射无线电信号RF_TX。发射器15经配备以以相同发射频率发射数据帧的第一部分R_const及数据帧的第二部分R_var。发射器15另外经配备以以相同调制发射数据帧的第一部分R_const及数据帧的第二部分R_var。此外，发射器15经配备以排他地通过变化扩展因子来设定数据帧的第二部分R_var的第二数据速率。

数据帧的第二部分R_var的数据速率可借助于配置寄存器71的配置值来设定。将配置寄存器71中的配置值指派给默认数据速率。此为(举例来说)针对所安装的无线网络预界定的第二数据速率。在替代实施例(未显示)中，所述配置值也可为硬连线的且举例来说，对应于符合标准的值。在图5的实施例中，处理器90可将数据帧的第二部分R_var的可能启动编程为寄存器72到寄存器75的控制值。

经编程控制值使得控制单元60能够独立于处理器90且因此独立于较高协议层设定数据帧的第二部分R_var中的第二数据速率。出于此目的，控制单元经60经由输出69将第二数据速率所需的相关联控制值从寄存器72到寄存器75中的一者加载到寄存器55中。相依于寄存器55中的寄存器值，帧产生单元25切换针对选定第二数据速率的相关联序列。多个功能框(例如，接口40、控制单元60及寄存器71、72、73、74、75)用于根据收发器1的接收及根据收发器2的发射两者。

本发明并不限于图3到图5中所示的实施例变体。举例来说，可提供其它数据速率。也可使用针对其它频率范围的思想，例如868MHz/915MHZ频带。根据图4及图5的收发器的功能性特别有利地用于通用无线电系统。

参考编号列表

1、2 收发器

10、RX 接收器

15、TX 发射器

20 检测单元

25 帧产生单元

30、35 帧起始定界符解码器、

SFD解码器、确定单元

40 接口

31、50、51、55、71、72 寄存器

73、74、75

60 控制单元

61、62、63、64、65、66 连接

67、68、69

80 天线

90 处理器、微控制器

Claims (14)

1.一种用于在无线网络的第一节点与第二节点之间发射数据的方法，

其中所述第一节点发射包括第一部分(R_const)及第二部分(R_var)的数据帧，所述第一部分(R_const)具有预界定的第一数据速率且所述第二部分(R_var)具有可设定的第二数据速率，

其中所述第一节点设定所述第二数据速率，

其中所述第一节点在所述数据帧的所述第一部分(R_const)中发射识别符(SFD_var)，所述识别符(SFD_var)被指派给所述数据帧的所述第二部分(R_var)中的所述经设定的第二数据速率，

其中在所述数据帧的所述第二部分(R_var)中，所述第一节点以所述经设定的第二数据速率发射数据(PSDU_SFvar)，

其中所述第二节点确定所接收的第一部分(R_const)中的所述识别符(SFD_var)，

其中所述第二节点基于所述所确定的识别符(SFD_var)，通过设置所述第二节点的检测单元(20)以对应于所确定的所述识别符(SFD_var)，并通过使用所述检测单元(20)以所述第二数据速率检测所接收的所述数据帧的所述第二部分(R_var)中的所述数据(PSDU_SFvar)，来确定所述数据帧的所接收的第二部分(R_var)中的所述数据(PSDU_SFvar)。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中所述所接收的数据帧需要来自所述第二节点的接收确认，且

其中所述第二节点基于所述所确定的识别符(SFD_var)以所述第二数据速率在确认帧中发射所述确认。

3.一种无线网络的节点的用于接收数据帧的收发器(1)，

包括确定单元(35)，其用于确定所接收的数据帧的第一部分(R_const)中的识别符(SFD_var)，所述第一部分(R_const)具有预界定的第一数据速率，

包括检测单元(20)，其用于确定所述所接收的数据帧的第二部分(R_var)中的数据(PSDU_SFvar)，所述第二部分(R_var)具有第二数据速率，

其中所述识别符(SFD_var)被指派给所述第二数据速率，

包括控制单元(60)，其连接到所述确定单元(35)且连接到所述检测单元(20)，

其中所述控制单元(60)经配备以基于所述所确定的识别符(SFD_var)控制由所述检测单元(20)进行的适于所述第二数据速率的检测，

其中所述控制单元(60)设置所述检测单元(20)以对应于所确定的所述识别符(SFD_var)中的所述第二数据速率，以及

其中所述检测单元(20)以所述第二数据速率检测所接收的所述数据帧的所述第二部分(R_var)中的所述数据(PSDU_SFvar)。

4.根据权利要求3所述的收发器(1)，

包括用于连接到天线(80)的连接，及/或

包括用于连接到处理器(90)的接口(40)。

5.根据权利要求3所述的收发器(1)，

包括配置寄存器(71)，其连接到所述控制单元(60)以用于存储指派给所述第二数据速率的配置值，所述第二数据速率可通过在所述配置寄存器(71)中编程所述配置值在所述无线网络中界定，

其中所述检测单元(20)及/或帧产生单元(25)可借助于所述配置值来控制。

6.根据权利要求3所述的收发器(1)，

包括若干寄存器(72、73、74、75)，其连接到所述控制单元(60)以用于各自存储控制值及指派给所述控制值的识别符值，每一控制值被指派给一可设定的第二数据速率，

其中所述检测单元(20)及/或帧产生单元(25)可借助于所述控制值来控制。

7.根据权利要求6所述的收发器(1)，

其中所述控制单元(60)经配备以比较所述所确定的识别符(SFD_var)与所述识别符值，且

其中所述控制单元(60)经配备以用于通过在所述识别符值与所述所确定的识别符(SFD_var)彼此相符时输出指派给所述识别符值的所述控制值来实现控制目的。

8.根据权利要求3所述的收发器(1)，

其中每一寄存器(72、73、74、75)及/或所述配置寄存器(71)可被编程。

9.一种无线网络的节点的用于发射数据帧的收发器(2)，

包括帧产生单元(25)，其用于产生待发射的数据帧，所述待发射的数据帧包括第一部分(R_const)及第二部分(R_var)，

包括若干寄存器(71，72、73、74、75)，其连接到控制单元(60)以用于各自存储控制值及指派给所述控制值的识别符值，

包括控制单元(60)，其连接到所述帧产生单元(25)，

其中所述控制单元(60)经配备以通过从所述若干寄存器(71，72、73、74、75)中的一者加载第二数据速率所需要的控制值，并通过控制所述帧产生单元(25)以基于经加载的所述控制值切换用于所述第二数据速率的相关序列，来设定所述数据帧的所述第二部分(R_var)中的所述第二数据速率，

其中所述帧产生单元(25)经配备以产生所述数据帧的具有预界定的第一数据速率的所述第一部分(R_const)及所述数据帧的具有所述经设定的第二数据速率的所述第二部分(R_var)，且

其中所述帧产生单元(25)经配备以将指派给所述第二数据速率的识别符(SFD_var)插入于所述数据帧的所述第一部分(R_const)中。

10.根据权利要求9所述的收发器(2)，

包括用于连接到天线(80)的连接，及/或

包括用于连接到处理器(90)的接口(40)。

11.根据权利要求9所述的收发器(2)，

包括配置寄存器(71)，其连接到所述控制单元(60)以用于存储指派给所述第二数据速率的配置值，所述第二数据速率可通过在所述配置寄存器(71)中编程所述配置值在所述无线网络中界定，

其中检测单元(20)及/或所述帧产生单元(25)可借助于所述配置值来控制。

12.根据权利要求9所述的收发器(2)，

包括若干寄存器(72、73、74、75)，其连接到所述控制单元(60)以用于各自存储控制值及指派给所述控制值的识别符值，每一控制值被指派给一可设定的第二数据速率，

其中检测单元(20)及/或所述帧产生单元(25)可借助于所述控制值来控制。

13.根据权利要求12所述的收发器(2)，

其中所述控制单元(60)经配备以比较所述所确定的识别符(SFD_var)与所述识别符值，且

其中所述控制单元(60)经配备以用于通过在所述识别符值与所述所确定的识别符(SFD_var)彼此相符时输出指派给所述识别符值的所述控制值来实现控制目的。

14.根据权利要求9所述的收发器(2)，

其中每一寄存器(72、73、74、75)及/或所述配置寄存器(71)可被编程。