CN111314948B - 寻呼扫描装置和由寻呼扫描装置执行的方法 - Google Patents

Abstract

提供一种寻呼扫描装置和由寻呼扫描装置执行的方法。寻呼扫描装置被配置为生成针对预期跳频序列的序列掩码，从多个检测到的音调中选择第一音调，执行用于确定第一音调是否包括在预期跳频序列内的第一确定，响应于确定第一音调包括在预期跳频序列内，产生第一音调模板，基于第一音调将第一音调模板与所述多个检测到的音调对齐，执行用于确定第一音调模板是否与多个检测到的音调匹配的第二确定，并且响应于确定第一音调模板与所述多个检测到的音调匹配，检测有效跳频序列。

Description

寻呼扫描装置和由寻呼扫描装置执行的方法

技术领域

一些示例实施例涉及使用宽带接收器检测蓝牙寻呼信号。

背景技术

蓝牙装置使用跳频传输来提供对衰落的恢复力并管理射频(RF)干扰。通常使用窄带接收器来完成跳频传输(诸如蓝牙传输)的接收。这种窄带接收器包括独立于跳频传输的发送器而跳频的跳频本地振荡器。当发送器的跳频与本地振荡器的跳频一致时，建立同步。

在蓝牙寻呼扫描期间，扫描蓝牙装置通过在整个扫描窗口内保持一个跳频来进行低速跳频，而寻呼蓝牙装置通过每10ms在2个16信道的列之间交替来进行高速跳频。当寻呼蓝牙装置在扫描蓝牙装置正在侦听的跳频上发送时，接收并解码寻呼包。如果被解码的包是寻址到扫描蓝牙装置的寻呼包，则这两个装置之间的连接被建立。

寻呼扫描是由寻呼扫描装置周期性执行的不间断的后台操作。寻呼扫描期间的能耗根据寻呼扫描装置的接收器在启用时所汲取的电流以及该接收器启用的时长而增加。

发明内容

根据一些示例实施例，提供了寻呼扫描装置、计算机可读介质和使用宽带接收器检测蓝牙寻呼信号的方法。

根据一些示例实施例，提供了一种寻呼扫描装置。所述寻呼扫描装置可包括：存储器，存储计算机可读指令；和至少一个处理器，可通信地连接到存储器，并被配置为执行计算机可读指令，以从多个检测到的音调中选择第一音调。所述至少一个处理器还被配置为执行计算机可读指令，以执行用于确定第一音调是否包括在预期跳频序列内的第一确定。所述至少一个处理器还被配置为执行计算机可读指令，以响应于确定第一音调包括在所述预期跳频序列内，产生第一音调模板。所述至少一个处理器还被配置为执行计算机可读指令，以基于第一音调将第一音调模板与所述多个检测到的音调对齐。所述至少一个处理器还被配置为执行计算机可读指令，以执行用于确定第一音调模板是否与所述多个检测到的音调匹配的第二确定。所述至少一个处理器还被配置为执行计算机可读指令，以响应于确定第一音调模板与所述多个检测到的音调匹配，检测有效跳频序列。

根据一些示例实施例，提供了一种非暂时性计算机可读介质。所述非暂时性计算机可读介质可存储指令，所述指令在由至少一个处理器执行时，使所述至少一个处理器从多个检测到的音调中选择第一音调。所述指令在由所述至少一个处理器执行时，还使所述至少一个处理器执行用于确定第一音调是否包括在预期跳频序列内的第一确定。所述指令在由所述至少一个处理器执行时，还使所述至少一个处理器响应于确定第一音调包括在所述预期跳频序列内，产生音调模板。所述指令在由所述至少一个处理器执行时，还使所述至少一个处理器基于第一音调将所述音调模板与所述多个检测到的音调对齐。所述指令在由所述至少一个处理器执行时，还使所述至少一个处理器执行用于确定所述音调模板是否与所述多个检测到的音调匹配的第二确定。所述指令在由所述至少一个处理器执行时，还使所述至少一个处理器响应于确定所述音调模板与所述多个检测到的音调匹配，检测有效跳频序列。

根据一些示例实施例，提供了一种由寻呼扫描装置执行的方法。所述方法包括：从多个检测到的音调中选择第一音调。所述方法还包括：执行用于确定第一音调是否包括在预期跳频序列内的第一确定。所述方法还包括：响应于确定第一音调包括在所述预期跳频序列内，产生音调模板。所述方法还包括：基于第一音调将所述音调模板与所述多个检测到的音调对齐。所述方法还包括：执行用于确定所述音调模板是否与所述多个检测到的音调匹配的第二确定。所述方法还包括：响应于确定所述音调模板与所述多个检测到的音调匹配，检测有效跳频序列。

附图说明

从以下结合附图的详细描述将更清楚地理解一些示例实施例。

图1是根据一些示例实施例的无线通信网络100的框图。

图2是根据一些示例实施例的寻呼扫描装置200的框图。

图3是根据一些示例实施例的检测蓝牙寻呼信号的方法的流程图。

图4A是示出根据一些示例实施例的预期跳频序列/序列掩码的信号图。

图4B是示出根据一些示例实施例的时频数据中包括的多个检测到的音调以及音调模板的信号图。

图4C是示出根据一些示例实施例的基于多个检测到的音调中的第一选择音调确定音调模板是否与多个检测到的音调匹配的信号图。

图4D是示出根据一些示例实施例的基于多个检测到的音调中的第二选择音调确定音调模板是否与多个检测到的音调匹配的信号图。

图5A是根据一些示例实施例的用于使用差分测量来确定音调模板是否与多个检测到的音调匹配的方法的流程图。

图5B是根据一些示例实施例的用于使用相关算法来确定音调模板是否与多个检测到的音调匹配的方法的流程图。

图5C是根据一些示例实施例的用于使用强度值的相似性测量来确定音调模板是否与多个检测到的音调匹配的方法的流程图。

图6是根据一些示例实施例的响应于有效跳频序列检测来禁用寻呼扫描装置功能的方法的流程图。

具体实施方式

图1是根据一些示例实施例的无线通信网络100的框图。参照图1，无线通信网络100可包括经由蓝牙网络106通信的寻呼扫描装置102和寻呼装置104。尽管本文中描述的无线通信网络100包括单个寻呼扫描装置102和单个寻呼装置104，但是根据一些示例实施例，无线通信网络100可包括数个寻呼扫描装置和数个寻呼装置。尽管本文中的讨论涉及蓝牙网络106，但是一些示例实施例可包括执行寻呼扫描的另一种类型的网络。

根据一些示例实施例，寻呼扫描装置102和寻呼装置104可与可通过使用寻呼消息建立蓝牙配对的任意装置相应。例如，寻呼扫描装置102和寻呼装置104均可与智能电话、移动电话、平板计算机、个人数字助理(PDA)、无线外围装置等相应。无线外围装置可包括键盘、鼠标、扬声器、耳机、头戴式耳机、电视机、监视器等。

根据一些示例实施例，寻呼扫描装置102和寻呼装置104可以是使用寻呼扫描建立同步的配对的蓝牙装置。具体地，寻呼装置104经由蓝牙网络106发送由寻呼扫描装置102接收的寻呼信号。将在下面结合图2至图3进一步讨论由寻呼扫描装置102执行的检测寻呼信号的操作。

图2是根据一些示例实施例的寻呼扫描装置200的框图。根据一些示例实施例，图2的寻呼扫描装置200与图1的寻呼扫描装置102相似或相同。

参照图2，寻呼扫描装置200可包括宽带接收器202、动态功率谱计算器(DPSC)204、音调检测器206、脉冲表征器208、图案检测器210、窄带接收器212、解调器214、解码器216、至少一个处理器218和存储器220。根据一些示例实施例，本文中描述的由寻呼扫描装置200、宽带接收器202、DPSC 204、音调检测器206、脉冲表征器208、图案检测器210、窄带接收器212、解调器214和解码器216执行的操作，可由执行包括与这些操作相应的指令的程序代码的至少一个处理器(例如，处理器218)来执行。可将指令存储在寻呼扫描装置200的存储器(例如，存储器220)中。如本公开中使用的术语“处理器”可指例如具有物理构造为执行期望的操作的电路的硬件实现的数据处理装置，其中，期望的操作包括例如表示为程序中包括的代码和/或指令的操作。在至少一些示例实施例中，上面提到的硬件实现的数据处理装置可包括，但不限于，微处理器、中央处理器(CPU)、处理器核、多核处理器、多处理器、专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)。

宽带接收器202可从天线接收射频(RF)信号。根据一些示例实施例，RF信号可与2.4GHz工业、科学和医疗(ISM)频段的全部或部分相应。宽带接收器202可对RF信号进行放大、下变频和数字化以获得复杂样本。根据一些示例实施例，可通过DPSC 204对复杂样本进行滤波并转换为适于处理的采样率。

根据一些示例实施例，复杂样本代表的带宽是80MHz或者更大，使得可连续地监视用于宽带处理的蓝牙信道1-79。例如，每个蓝牙信道可与1.0MHz的带宽相关联。如上所述，在传统寻呼扫描装置中，使用窄带接收器来接收寻呼信号，其中，窄带接收器通过在整个扫描窗口内保持在一个跳频来进行低速跳频。通过使用宽带接收器，无需等待发送的跳频序列到达特定的窄带接收频率就可确定蓝牙寻呼信号的频率和时序。这可减少用于执行同步的时间，并且减少宽带接收器202被使用的持续时间。寻呼扫描期间的能耗根据寻呼扫描装置的接收器在启用时所汲取的电流以及该接收器启用的时长而增加。因此，通过使用宽带接收器而不是窄带接收器，寻呼扫描延迟和能耗可被降低。

根据一些示例实施例，可基于使用宽带RF信号的分析确定无线电环境来使用窄带接收器和宽带接收器两者。例如，当在信道中存在过多的干扰时，可减少使用或不使用宽带接收器，而是依赖于窄带接收器。根据一些示例实施例，当在信道中存在过多的干扰时，宽带接收器可接收当检测到较少干扰时接收的80MHz RF信号的子集(例如，20MHz-40MHz)。根据一些示例实施例，当在信道中存在过多的干扰时，宽带接收器可用针对每个子集设置的自动增益控制来接收80MHz RF信号的数个20MHz子集。在接收并处理RF信号之后，宽带接收器202将复杂样本提供给DPSC 204。

DPSC 204接收复杂样本，并且执行频谱分析以产生接收到的RF信号的频谱估计序列。根据一些示例实施例，频谱分析可包含使用傅里叶技术，诸如快速傅里叶变换(FFT)。功率频谱估计序列表示可用于检测在特定频率处是否存在音调的时频数据。根据一些示例实施例，频谱估计序列可采用频谱图的形式。根据一些示例实施例，DPSC 204可使用离散傅里叶变换来识别音调和类似音调的信号。

估计序列中的每个频谱估计的频率分辨率与用于产生频谱估计的输入信号的持续时间相应。根据一些示例实施例，输入信号的持续时间与提供给DPSC 204的输入信号的样本的数量相应。根据一些示例实施例，可使用256个FFT点(N_FFT)和80兆样本每秒(Msps)的采样频率来获得接收到的RF信号的功率频谱估计的序列。这样获得的每个频谱估计具有0.3125MHz的频率分辨率，表示与256个样本相应的输入信号的最佳分辨率。根据一些示例实施例，可通过对来自较短FFT的连续谱进行平均，来减小每个频谱估计的统计方差。然而，通过这样做来减小每个频谱估计的统计方差，对于给定的输入信号持续时间，频谱估计的分辨率也会被降低。根据一些示例实施例，可使用256的N_FFT值、80(Msps)的采样频率、0.3125MHz的频谱分辨率(在本文中也被称为“频率分辨率”)、由每个频谱估计表示的3.2微秒时间间隔(TEst)和平均高达4个连续频谱的块，来获得接收到的RF信号的功率频谱的估计序列。在DPSC 204产生估计序列之后，DPSC 204将估计序列提供给音调检测器206。

音调检测器206接收作为一系列时变频谱估计的估计序列，并且产生指示是否已检测到音调(也被称为“窄带能量”)的决策信息。根据一些示例实施例，决策信息可以是通过信道分区和峰值确定获得的逻辑值。

音调检测器206通过确定关于可用频谱数据的信道边界落在何处来执行信道分区，使得频谱能量可被正确地分配给信道。例如，每个蓝牙信道可与1.0MHz的带宽相关联。根据一些示例实施例，信道分区还可包含采样率转换处理，用于将具有以特定频率分辨率间隔的频率样本的频谱数据转换为另一频率分辨率。

音调检测器206通过识别与各个音调相应的频谱估计中的峰值来执行峰值确定。根据一些示例实施例，频谱分辨率足够粗糙使得经过高斯频移键控(GFSK)调制的蓝牙信号的频谱估计与音调的频谱估计相似或相同。

根据一些示例实施例，音调检测器206通过将在可允许音调附近的限定频率范围内包含的总能量的总和与被执行确定频谱估计的所有频率的总能量进行比较，来识别频谱估计中的峰值。例如，可允许音调可以是蓝牙载波的音调特征。如果可允许音调的能量是总能量的足够部分，则识别出峰值。

根据一些示例实施例，音调检测器206通过将在可允许音调附近的频率范围内包含的总能量的总和与在信道外频率范围内的总能量进行比较，来识别频谱估计中的峰值。例如，可允许音调可以是蓝牙载波的音调特征，并且信道外频率范围可以是蓝牙频谱能量不被期望的频率范围。如果信道上能量是总信道外能量的足够部分，则识别出峰值。

根据一些示例实施例，音调检测器206通过确定频谱估计中的足够尖锐足以构成音调的局部最大值来识别频谱估计中的峰值。确定的音调数量可被识别为峰值。

根据一些示例实施例，由音调检测器206使用上面讨论的信道分区和峰值确定产生的判决信息包括与检测到的音调相应的上升沿和下降沿(在本文中被也称为“频率”和“跳频”)的列表。上升沿和下降沿可各自与相应的频率和时间参数相关联。然后，将上升沿和下降沿的列表连同相应的频率和时间参数一起提供给脉冲表征器208。根据一些示例实施例，如下面进一步讨论的，音调检测器206可将强度值提供给脉冲表征器208。

脉冲表征器208接收上升沿和下降沿的列表以及相应的频率和时间参数，将这些信息重新格式化为更紧凑的形式。根据一些示例实施例，脉冲表征器208使用相关算法来对这些信息进行重新格式化。这样的紧凑格式可提高后期处理的灵活性。例如，可使用更少的存储器资源以块为单位来处理这些信息。根据一些示例实施例，还可使用启发式数据清理算法来减轻音调检测中的噪音或其它缺陷造成的影响。

根据一些示例实施例，每个音调可被表示为与音调的频率或信道、音调开始时间和音调持续时间相关联的表格中的条目。如下面结合图4B所讨论的，例如，被重新格式化的信息可采用时频网格的形式，并且可在网格的每个单元格中表示音调的存在与否。根据一些示例实施例，被重新格式化的信息包括针对音调的强度值，而不是指示音调的存在与否。强度值函数用作时频块包括音调的概率。网格的频率轴的分辨率可与蓝牙寻呼信号中使用的信道间隔相应(例如，频率轴的分辨率可以是1.0MHz)。根据一些示例实施例，网格的频率轴的分辨率可小于1.0MHz。根据一些示例实施例，网格的时间轴的分辨率与基于DPSC 204产生如上所讨论的频谱估计所使用的FFT分辨率、均值法和/或采样而确定的TEst相应。根据一些示例实施例，TEst定义寻呼消息(例如，寻呼信号)可定位的精度。在下文中，由网格中的每个单元表示的持续时间(与网格时间轴的分辨率相应)也可被称为音调周期。

脉冲表征器208将被重新格式化的信息(这里也可被称为“时频数据”)提供给图案检测器210。时频数据包括多个检测到的音调。根据一些示例实施例，寻呼扫描装置200可不包括脉冲表征器208。作为代替，音调检测器206可在不重新格式化的情况下将上升沿和下降沿的列表以及相应的频率和时间参数提供给图案检测器210。根据一些示例实施例，时频数据可表示预先在相对较长的时间段收集的相对大量的信号数据。根据一些示例实施例，时频数据可表示实时的连续收集的相对少量的信号数据。

图案检测器210从脉冲表征器208接收时频数据。图案检测器210确定、接收和/或获得寻呼信号的预期跳频序列。根据一些示例实施例，预期跳频序列是寻呼扫描装置200的蓝牙地址的函数。预期跳频序列可包括两个16频率的列(例如，音调)，预期跳频序列的每个频率在预期跳频序列内仅发生一次。使用寻呼扫描装置的蓝牙地址确定预期跳频序列则是本领域普通技术人员已知的，其进一步的描述被省略。因此，图案检测器210可使用寻呼扫描装置200的蓝牙地址来确定预期跳频序列。在下文中，术语“序列掩码”可被用于表示预期跳频序列。根据一些示例实施例，序列掩码表示预期跳频序列中的频率(例如，音调)的列表、每个列出的频率被发送的顺序、和每个列出的频率何时被发送的时序信息。

根据一些示例实施例，图案检测器210还可对从脉冲表征器208接收到的时频数据中包括的多个检测到的音调中的每个音调进行验证。例如，图案检测器210可确定每个音调的持续时间是否在阈值范围内。阈值范围可与寻呼包的长度+/-采样间隔相应。如果音调的持续时间在阈值范围内，则音调被确定为有效。否则，如果音调的持续时间在阈值范围外，则音调被确定为无效(例如，干扰)。根据一些示例实施例，将多个检测到的音调中的无效音调丢弃。

一旦产生了序列掩码，图案检测器210就可在多个检测到的音调内选择音调。可根据一个或更多个标准(例如，基于给定应用的优先级)来选择、定义和/或确定音调。例如，图案检测器210可在先前未被选择的音调中选择最早检测到的音调。图案检测器210可将被选择的音调与序列掩码的音调进行比较，以确定序列掩码的音调中是否存在与被选择的音调匹配的音调(例如，确定被选择的音调是否包括在预期跳频序列内)。

如果图案检测器210确定被选择的音调与序列掩码的任何音调都不匹配，则图案检测器210可丢弃被选择的音调。在丢弃被选择的音调之后，图案检测器210可如上所述选择新的音调。如果图案检测器210确定被选择的音调与序列掩码的音调匹配(“匹配的音调”)，则图案检测器210可基于被选择的音调和序列掩码来产生音调模板(例如，响应于确定第一音调包括在预期跳频序列内而产生音调模板)。根据一些示例实施例，音调模板可包括匹配的音调、和序列掩码的一个或更多个其它音调，其中，根据序列掩码中音调的顺序和时序来将音调模板的音调对齐。可根据一个或更多个标准(例如，基于给定应用的优先级)来定义、选择和/或确定音调模板的大小(例如，音调模板中包括的序列掩码音调的数量)。另外地，包括在音调模板中的序列掩码的一个或更多个其它音调可以是连续的(例如，在匹配的音调之后的接下来的三个音调)或非连续的。可根据一个或更多个标准(例如，基于给定应用的优先级)来定义、选择和/或确定包括在音调模板中的序列掩码的一个或更多个其它音调。

图案检测器210可基于被选择的音调，将音调模板与多个检测到的音调对齐。在这样对齐音调模板之后，图案检测器210可将音调模板与多个检测到的音调进行比较，以确定相似性值。

如果相似性值大于定义的阈值，则图案检测器210确定被选择的音调是与有效跳频序列(在本文中也被称为“有效寻呼序列”)相应的有效音调。否则，如果相似性值小于或等于定义的阈值，则图案检测器210确定被选择的音调与有效跳频序列不相应。

根据一些示例实施例，当存在待检测的寻呼信号时，包括在从脉冲表征器208接收的时频数据中的多个检测到的音调中的至少一些音调与音调模板相应。根据一些示例实施例，包括在音调模板中的序列掩码的音调可以是序列掩码的音调的非连续子集(例如，基于序列掩码中的音调的顺序)。例如，由于RF干扰，多个检测到的音调可能不包括序列掩码的所有音调，因此，在预期虚假音调的环境中使用较大的音调模板(例如，包括更多序列掩码音调的音调模板)可能更可靠和有用。然而，使用较大的音调模板还可能涉及较高的寻呼扫描延迟和资源消耗(例如，处理器、存储器和能量资源)。因此，在与音调模板大小相关联的可靠性和延迟/资源消耗之间存在权衡。根据一些示例实施例，可基于测量到的信噪比来选择寻呼扫描窗口长度和相应音调模板的大小(例如，音调的数量)。根据一些示例实施例，可基于估计的信号干扰条件来选择寻呼扫描窗口长度和音调模板的大小。根据一些示例实施例，音调模板可包括单个音调(例如，匹配的音调)。根据一些示例实施例，包括在音调模板中的音调的数量可以是两个或更多个，并且音调模板内的一些音调可被指定为“不关心”，以便提供抗已知频率的干扰的恢复力。

在确定被选择的音调与有效跳频序列不相应时，图案检测器210可丢弃被选择的音调。在丢弃被选择的音调之后，图案检测器210可如上所述选择新的音调。根据一些示例实施例，图案检测器210继续选择新的音调，并且确定相似性值，直到确定与有效跳频序列相应的有效音调为止。

根据一些示例实施例，新的音调可按顺序跟在多个检测到的音调中的被丢弃的音调之后(例如，在时频数据可表示先前在相对长的时间段内收集的相对大量的信号数据的应用中)。根据一些示例实施例，新的音调可以是多个检测到的音调中的最近检测到的音调(例如，在时频数据可表示实时的连续收集的相对少量的信号数据的应用中)。根据一些示例实施例，可如上所述地并行地处理多个检测到的音调。具体地，可同时地产生多个音调模板。每个音调模板可保持激活，直到图案检测器210确定音调模板与足够紧密地以表示有效的跳频序列的音调数据不相应并且音调模板被丢弃为止。根据一些示例实施例，在图案检测器210针对被选择的音调产生新的音调模板之前，图案检测器210可确定被选择的音调是否被包括在激活的音调模板中。图案检测器210可仅在被选择的音调不包括在具有适当时序的激活的音调模板中的情况下执行将被选择的音调与序列掩码的音调进行比较。

将多个检测到的音调中相对少量的音调与音调模板进行比较允许接收器确定将被接收的扫描信号的时序。然后可预测随后的跳频，因此蓝牙接收器将能够直接接收寻呼包而不必扫描它。将在下面结合图3和图4A至图4D进一步讨论由图案检测器210执行的操作。

根据一些示例实施例，仅使用寻呼扫描装置200的时频数据(例如，从脉冲表征器208接收的被重新格式化的信息)和蓝牙地址来检测有效寻呼序列的发生和时序。根据一些示例实施例，由于可从构成寻呼序列的时间样本的子集中检测到有效的寻呼序列，因此处理器218可在寻呼消息传输期间在用于频谱测量的样本块之间的间隔去激活宽带接收器202、动态功率谱计算器(DPSC)204、音调检测器206、脉冲表征器208、图案检测器210、窄带接收器212、解调器214和/或解码器216中的一个或更多个。所得到的占空比减少将减少寻呼扫描装置200的能耗。

根据一些示例实施例，一旦确定了与有效寻呼序列相应的有效音调，图案检测器210就将有效序列指示与有效音调的蓝牙信道和有效音调的时序信息(例如，上升沿的时序信息)的估计一起输出到窄带接收器212。窄带接收器212使用由图案检测器210提供的信息来接收与有效音调相应的第一寻呼包。随后，窄带接收器212将第一寻呼包提供给解调器214进行解调。在对第一寻呼包进行解调之后，解调器214将解调后的第一寻呼包提供给解码器216。随后，解码器216对第一寻呼包进行解码。根据一些示例实施例，解调器214是蓝牙解调器，并且解码器216是蓝牙解码器。根据一些示例实施例，如下面结合图6进一步讨论的，寻呼扫描装置200在不对寻呼包进行解码的情况下使用有效序列指示来识别蓝牙寻呼包。由于寻呼包未被解码，因此，可在寻呼消息传输期间间断地操作宽带接收器202以降低能耗。

通常地，蓝牙寻呼信号中的跳频图案在16个包之后重复。因此，可在第一寻呼包被解码之后预测未来包的时序和频率。该可预测性使寻呼扫描装置200能够使用更少的资源(例如，处理器、存储器和能量)与相应的寻呼装置同步。另外地，该可预测性允许寻呼扫描装置200通过验证另外的音调与预期跳频序列匹配来确认寻呼消息是用于寻呼扫描装置200的。

图3是根据一些示例实施例的检测蓝牙寻呼信号的方法的流程图。根据一些示例实施例，图3的方法由与图2的寻呼扫描装置200相似或相同的寻呼扫描装置执行。将在下面结合图4A至图4D讨论图3。图4A是示出根据一些示例实施例的预期跳频序列/序列掩码的信号图。图4B是示出根据一些示例实施例的时频数据中包括的多个检测到的音调以及音调模板的信号图。图4C是示出根据一些示例实施例的基于多个检测到的音调中的第一选择音调确定音调模板是否与多个检测到的音调匹配的信号图。图4D是示出根据一些示例实施例的基于多个检测到的音调中的第二选择音调确定音调模板是否与多个检测到的音调匹配的信号图。

参照图3，在操作302，可从多个检测到的音调中选择音调。在操作304，可将被选择的音调与序列掩码的音调进行比较，以确定序列掩码的音调中是否存在与被选择的音调匹配的音调。如果确定被选择的音调与序列掩码的任何音调都不匹配(在操作304“否”)，则可丢弃被选择的音调，并且方法返回到操作302以选择新的音调。如果确定被选择的音调与序列掩码的音调匹配(在操作304“是”)，则该方法前进到操作306。

在操作306，可基于被选择的音调和序列掩码来产生音调模板。参照图4A，提供示出示例预期跳频序列/序列掩码400的信号图。序列掩码包括针对每个时间段(例如，t1至t16)的不同音调或频率。虽然在该示例中将16个音调示出为包括在序列掩码400中，但是根据一些示例实施例，序列掩码400将包括32个音调(例如，两个16音调的列)。根据一些示例实施例，每个时间段的长度可与寻呼包的长度+/-采样间隔相应。所示出的示例序列掩码可与16信道蓝牙寻呼信号相应。音调模板可包括被确定与被选择的音调匹配的序列掩码的音调(匹配的音调)、以及序列掩码的一个或更多个其它音调，其中，根据序列掩码的顺序和时序，音调模板的音调相互对齐。

参照图3，在操作308，可基于被选择的音调将音调模板与多个检测到的音调对齐。参照图4B，提供示出示例多个检测到的音调402和示例音调模板404的信号图。如上所述，多个检测到的音调402与可被表示为时频网格的时频数据相应，并且可在网格的每个单元中表示音调的存在与否。示例多个检测到的音调表示五个时间段(例如，t1-t5)的扫描窗口。可在相同时间段(例如，时间段t3)内的不同频率上检测到数个音调。另外地，多个检测到的音调可包括(例如，当音调由于干扰而无效并被丢弃时)没有检测到有效音调的一个或更多个时间段(例如，时间段t4)。从序列掩码400顺序地选择示例音调模板404的音调，以包括匹配的音调之后的接下来的三个音调。

参照图4A和图4B，在操作302，可选择多个检测到的音调402中的与时间段t1相关联的音调作为被选择的音调。在操作304，将被选择的音调与序列掩码400进行比较，以确定序列掩码400中的与序列掩码的时间段t1相关联的音调(“匹配的音调”)与被选择的音调匹配。可在操作306中产生音调模板404以包括匹配的音调以及序列掩码400的后续三个音调(例如，与序列掩码的时间段t2-t4相关联的音调)。

参照图3，根据一些示例实施例，将音调模板与多个检测到的音调对齐的步骤包括在时域和频域中建立多个检测到的音调中的被选择的音调的位置与音调模板的音调中的匹配音调的位置之间的关联。如此对齐，可将音调模板的音调的时频位置与多个检测到的音调的相应时频位置进行比较，以确定音调模板中的针对多个检测到的音调中的相应音调的音调的数量(结合操作310进一步讨论这种比较)。参照图4B和图4C，如上所讨论的，可将音调模板404与多个检测到的音调402对齐。

参照图3，在操作310，确定音调模板是否与多个检测到的音调匹配。根据一些示例实施例，如进一步结合图5A所讨论的，确定步骤可包括计算音调模板和多个检测到的音调之间的差分度量，并且确定差分度量是否大于定义的阈值。可基于在包括在从脉冲表征器208接收的时频数据中的多个检测到的音调中的特定时间和频率处是否发现音调的二进制指示(在本文中也被称为“硬判决输入”)确定差异度量。根据一些示例实施例，差分度量可以是音调模板中的与多个检测到的音调的相应音调不匹配的音调的数量与音调模板中的音调的数量的比率。根据一些示例实施例，确定步骤可包括计算音调模板和多个检测到的音调之间的硬判决相似性度量。例如，硬判决相似性度量可以是音调模板中的与多个检测到的音调中的相应音调成功匹配的音调的数量与音调模板中的音调的数量的比率。确定步骤将同样地包括确定硬判决相似性度量是否大于定义的阈值。

参照图4C，示出多个检测到的音调402和音调模板404之间的示例对齐，使得音调模板404的时间段t1与多个检测到的音调402的时间段t1相应。在音调模板404如此对齐的情况下，音调模板404中的与多个检测到的音调402的相应音调不匹配的音调的数量是3，并且音调模板404的音调的数量是4。因此，针对图4C的示例对齐的差分度量是3/4或0.75。如果0.75小于定义的阈值，则确定音调模板404与多个检测到的音调402匹配。否则，如果0.75大于或等于定义的阈值，则确定音调模板404与多个检测到的音调402不匹配。

参照图3，根据一些示例实施例，如进一步结合图5B所讨论的，确定步骤可包括使用相关算法确定音调模板和多个检测到的音调之间的相关性度量，并且确定相关性度量是否大于定义的阈值。可基于在多个检测到的音调中的特定时间和频率位置处是否发现音调模板的音调的硬判决输入确定相关性度量。

根据一些示例实施例，如进一步结合图5C所讨论的，确定步骤可包括计算音调模板和多个检测到的音调的强度之间的软判决相似性度量，并且确定软判决相似性度量是否大于定义的阈值。如上所述，多个检测到的音调的强度与在时域和频域中的位置处检测到的频谱能量的强度(在本文中也被称为“软判决输入”)相应。因此，强度值函数用作给定时频块包括音调的概率。根据一些示例实施例，可通过将相关算法应用于与多个检测到的音调相应的连续音调软判决数据(例如，强度值)来执行软判决相似性度量的计算。

如果在操作310确定音调模板与多个检测到的音调匹配，则该方法前进到操作312。在操作312，检测有效跳频序列(例如，有效寻呼序列)，之后该方法结束。根据一些示例实施例，有效跳频序列与蓝牙寻呼信号相应。否则，如果在操作310确定音调模板与多个检测到的音调不匹配，则该方法返回到从多个检测到的音调中选择新的音调的操作302。

例如，如果在操作310确定如图4C中对齐的音调模板404与多个检测到的音调402不匹配，则该方法返回到从多个检测到的音调402中选择新的音调的操作302。图4D示出多个检测到的音调402中的与时间段t2相关联的音调是新选择的音调的示例场景。假设新选择的音调的频率与结合图4C讨论的所选音调相同，将在操作306中产生相同的音调模板404。在操作308，如图4D所示，将音调模板404与新选择的音调对齐。在音调模板如此对齐的情况下，音调模板中的与多个检测到的音调的相应音调不匹配的音调的数量是1，并且音调模板的音调的数量是4。因此，针对图4D的示例场景在操作310确定对齐的差分度量是1/4或0.25。如果0.25小于定义的阈值，则确定音调模板与多个检测到的音调匹配。否则，如果0.25大于或等于定义的阈值，则确定音调模板与多个检测到的音调不匹配。

图5A是根据一些示例实施例的用于使用差分测量来确定音调模板是否与多个检测到的音调匹配的方法的流程图。根据一些示例实施例，图5A的方法由与图2的寻呼扫描装置200相似或相同的寻呼扫描装置执行。根据一些示例实施例，下面结合图5A讨论的操作与上述结合图3描述的操作310相应。下面将结合图3讨论图5A，并且将省略图3和图5A之间的冗余描述。

在结合图3描述的操作308之后，在操作502A，确定音调模板和与音调模板的时频位置相应的多个检测到的音调之间的差分度量。根据一些示例实施例，音调模板的每个音调和多个检测到的音调中的每个音调与是否在特定时间和频率处发现音调的硬判决输入或二进制指示相应。根据一些示例实施例，差分度量可以是音调模板中的与多个检测到的音调的相应音调不匹配的音调的数量与音调模板中的音调的数量的比率。根据一些示例实施例，确定步骤可包括计算音调模板和多个检测到的音调之间的硬判决相似性度量。例如，硬判决相似性度量可以是音调模板中的与多个检测到的音调的相应音调成功匹配的音调的数量与音调模板中的音调的数量的比率。

在操作504A，当差分度量小于定义、确定或自适应地配置的阈值时，确定音调模板与多个检测到的音调匹配。例如，阈值可与音调模板内的针对多个检测到的音调的相应音调的音调被允许不存在并且仍然确定为匹配的数量相应。根据一些示例实施例，由于噪声，在多个检测到的音调内可能不存在与寻呼信号相应的音调。根据一些示例实施例，可根据灵敏度和误报之间的权衡来定义、确定或自适应地配置阈值。阈值越低，音调模板与多个检测到的音调匹配的误报确定相应地越少。与此相反，阈值越高，灵敏度相应地越高，代价是错误警报的可能性越高。因此，可基于用户的优先级或特定应用的约束条件来定义、确定或自适应地配置阈值。在操作504A确定音调模板是否与多个检测到的音调匹配之后，当音调模板与多个检测到的音调匹配时，该方法前进到操作312。否则，当音调模板与多个检测到的音调不匹配时，该方法返回到操作302。

图5B是根据一些示例实施例的用于使用相关算法来确定音调模板是否与多个检测到的音调匹配的方法的流程图。根据一些示例实施例，图5B的方法由与图2的寻呼扫描装置200相似或相同的寻呼扫描装置执行。根据一些示例实施例，下面结合图5B讨论的操作与上述结合图3描述的操作310相应。下面将结合图3讨论图5B，并且将省略图3和图5B之间的冗余描述。

在结合图3描述的操作308之后，在操作502B，确定音调模板和与音调模板的时频位置相应的多个检测到的音调之间的相关性，以产生相关性结果。根据一些示例实施例，使用本领域技术人员已知的几种相关算法之一来确定相关性。可基于是否在多个检测到的音调中的特定时间和频率处发现音调的硬判决输入来确定相关性度量。

在操作504B，当相关性结果大于定义、确定或自适应地配置的阈值时，确定音调模板与多个检测到的音调匹配。根据一些示例实施例，可根据灵敏度和误报之间的权衡来定义、确定或自适应地配置阈值。阈值越高，音调模板与多个检测到的音调匹配的误报确定相应地越少。与此相反，阈值越低，灵敏度相应地越高，代价是错误警报的可能性越高。因此，可基于用户的优先级或特定应用的约束条件来定义、确定或自适应地配置阈值。在操作504B确定音调模板是否与多个检测到的音调匹配之后，当音调模板与多个检测到的音调匹配时，该方法前进到操作312。否则，当音调模板与多个检测到的音调不匹配时，该方法返回到操作302。

图5C是根据一些示例实施例的用于使用强度值的相似性测量来确定音调模板是否与多个检测到的音调匹配的方法的流程图。根据一些示例实施例，图5C的方法由与图2的寻呼扫描装置200相似或相同的寻呼扫描装置执行。根据一些示例实施例，下面结合图5C讨论的操作与上述结合图3描述的操作310相应。下面将结合图3讨论图5C，并且将省略图3和图5C之间的冗余描述。

在结合图3描述的操作308之后，在操作502C，确定多个检测到的音调中的与音调模板的音调的时频位置相应的音调的强度之间的相关性，以产生软判决相似性结果。根据一些示例实施例，软判决相似性结果是软判决相似性度量。根据一些示例实施例，音调模板的每个音调与定义的全强度值相应，并且多个检测到的音调中的每个音调与在相应时间和频率处检测到的频谱能量所对应的强度值相应。根据一些示例实施例，每个强度值用作存在全强度值与100％概率相应的音调的概率。因此，软判决相似性结果可与在多个检测到的音调中的与音调模板的音调的时频位置相应的音调中检测到的频谱能量的总量相应。根据一些示例实施例，可通过将相关算法应用于包括在多个检测到的音调中的连续音调软判决数据(例如，强度值)来执行软判决相似性结果或软判决相似性度量的计算。

在操作504C，当软判决相似性结果大于定义、确定或自适应地配置的阈值时，可确定音调模板与多个检测到的音调匹配。根据一些示例实施例，可根据灵敏度和误报之间的权衡来定义、确定或自适应地配置阈值。阈值越高，音调模板与多个检测到的音调匹配的误报确定相应地越少。与此相反，阈值越低，灵敏度相应地越高，代价是错误警报的可能性越高。因此，可基于用户的优先级或特定应用的约束条件来定义、确定或自适应地配置阈值。在操作504C中确定音调模板是否与多个检测到的音调匹配之后，当音调模板与多个检测到的音调匹配时，该方法前进到操作312。否则，当音调模板与多个检测到的音调不匹配时，该方法返回到操作302。

图6是根据一些示例实施例的响应于有效跳频序列检测来禁用寻呼扫描装置功能的方法的流程图。根据一些示例实施例，图6的方法由与图2的寻呼扫描装置200相似或相同的寻呼扫描装置执行。下面将结合图2和图4A至图4D讨论图6，并且可省略图2和图4A至图4D与图6之间的冗余描述。

参照图6，在操作602，可基于RF信道中检测到的频谱能量来估计时频数据。根据一些示例实施例，RF信道可与2.4ISM GHz频带的整体或一部分相应。以上结合图2和3进一步讨论了基于检测到的频谱能量对时频数据的估计。

在操作604，使用时频数据检测有效跳频序列。根据一些示例实施例，有效跳频序列与蓝牙寻呼信号相应。根据一些示例实施例，在不对寻呼包进行解码的情况下检测与有效跳频序列相应的蓝牙寻呼包。假定寻呼包未被解码，则用于产生时频数据的频谱估计的频率分辨率可被减小，从而减少时频数据的计算时间。根据一些示例实施例，蓝牙寻呼信道中的干扰量的增加不会增加寻呼扫描延迟，但可能降低检测蓝牙寻呼信号的可靠性。

使用结合图2至图3讨论的音调模板，可仅使用构成跳频的一小部分时间样本来检测蓝牙寻呼信号，因为音调模板所基于的时频数据与整个RF信道的宽带80MHz带宽相应。因此，通过仅使用构成跳频的一小部分时间样本来检测蓝牙寻呼信号，寻呼扫描延迟可被减小。

使用结合图3讨论的方法，可使用由使用两个扫描窗口执行隔行扫描的传统寻呼系统所使用的寻呼扫描窗口的一部分来检测蓝牙寻呼信号。为了改善跳频序列对齐延迟，第一扫描窗口使用第一跳频列的频率，第二扫描窗口使用第二跳频列的频率。寻呼装置在两个跳频列之间交替。根据一些示例实施例，当确定音调模板是否与多个检测到的音调匹配时，如结合操作310所讨论的，多个检测到的音调包括与寻呼装置(例如，寻呼装置104)发送的第一跳频列和第二跳频列相关联的音调。因此，通过使用结合图3讨论的方法成功地检测有效跳频序列，与上述传统寻呼系统的一个或两个11.25ms的扫描窗口相比，可在3ms窗口内检测蓝牙寻呼信号。

如上所述，在寻呼扫描装置200检测到第一跳频之后，可将寻呼扫描装置200与发送寻呼信号的寻呼装置(例如，寻呼装置104)同步，使得寻呼扫描装置200可预测随后的跳频。通过预测随后的跳频，寻呼扫描装置200能够在不对寻呼包进行解码的情况下识别寻呼信号。

在操作606，可禁用寻呼扫描装置200的一个或更多个功能。根据一些示例实施例，禁用寻呼扫描装置200的一个或更多个功能的步骤包括禁用宽带接收器202、DPSC204、音调检测器206、脉冲表征器208、图案检测器210、窄带接收器212、解调器214、解码器216和/或由它们执行的操作中的一个或更多个。根据一些示例实施例，可通过至少一个处理器218来禁用寻呼扫描装置200的一个或更多个功能。

根据一些示例实施例，在寻呼扫描窗口中的检测到有效跳频序列的剩余部分禁用寻呼扫描装置200的一个或更多个功能。通过禁用寻呼扫描装置200的一个或更多个功能，用于执行寻呼扫描的整体能耗可被降低。根据一些示例实施例，在用于产生频谱测量的样本块之间的间隔中禁用寻呼扫描装置200的一个或更多个功能。该占空比的减少将减少或消除被禁用的功能的能耗。

例如，参照图4A，与序列掩码400相应的预期跳频序列具有16个时间段(例如，t1至t16)的持续时间。在传统寻呼系统中，针对与蓝牙寻呼信号相应的每个16频率的列，接收器在16个时间段是激活的。然而，参照图4B至图4D，使用结合图3描述的方法，可基于在5个时间段(例如，t1至t5)的持续时间内检测到的多个检测到的音调402来检测有效寻呼序列。如上所述，在预期跳频序列的持续时间的剩余11个时间段(例如，t6至t16)，以及第二列寻呼信号期间，可禁用寻呼扫描装置200的一个或更多个功能。根据一些示例实施例，通过禁用寻呼扫描装置200的一个或更多个功能，对预期跳频序列的一部分不执行频谱估计。因此，使用结合图3描述的方法，与传统寻呼系统相比较，在能耗降低的情况下执行寻呼扫描。

根据一些示例实施例，可基于测量到的特定RF信道的信噪比来定义、确定或选择寻呼扫描窗口的长度和/或音调模板的长度。寻呼扫描窗口或音调模板越长，可靠性相应地越高，并且在具有低信噪比的信道中是有用的。然而，寻呼扫描窗口或音调模板越长，延迟和能耗也相应地越高。因此，可基于用户的优先级或特定应用的约束条件来选择寻呼扫描窗口的长度和/或音调模板的长度。根据一些示例实施例，可缩短寻呼扫描窗口，从而减少寻呼扫描延迟并增加在寻呼超时之前成功检测蓝牙寻呼信号的概率。这种寻呼扫描窗口可在挑战具有高干扰的无线电条件中是有用的。

上述方法的各种操作可由能够执行操作的任意合适的装置(诸如以一些硬件形式实现的各种硬件和/或软件(例如，处理器，ASIC等))来执行。

软件可包括用于实现逻辑功能的可执行指令的有序列表，并且可在任意“处理器可读介质”中实现，以供指令执行系统、设备或装置(诸如单核处理器或多核处理器或包含处理器的系统)使用或与指令执行系统、设备或装置结合使用。

可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在二者的结合中实现结合本文中公开的一些示例实施例描述的方法或算法和功能的块或操作。如果在软件中实现，则可将功能作为一个或更多个指令或代码存储在有形的非暂时性计算机可读介质上或通过有形的非暂时性计算机可读介质传输。软件模块可存在于随机存取存储器(RAM)、闪存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移动盘、CD ROM、或本领域已知的任意其它形式的存储介质中。

尽管已参照附图具体示出和描述了一些示例实施例，但本领域中的普通技术人员将明白：在不脱离由所附的权利要求限定的精神和范围的情况下可对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (20)

1.一种寻呼扫描装置，包括：

存储器，存储计算机可读指令；和

至少一个处理器，可通信地连接到存储器，并被配置为执行计算机可读指令以进行以下操作：

从多个检测到的音调中选择第一音调，

执行用于确定第一音调是否包括在预期跳频序列内的第一确定，

响应于确定第一音调包括在所述预期跳频序列内，产生第一音调模板，

基于第一音调将第一音调模板与多个检测到的音调对齐，

执行用于确定第一音调模板是否与所述多个检测到的音调匹配的第二确定，并且

响应于确定第一音调模板与所述多个检测到的音调匹配，检测有效跳频序列。

2.如权利要求1所述的寻呼扫描装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为执行计算机可读指令以进行以下操作：

从所述多个检测到的音调中选择第二音调，并且

针对第二音调，重复第一确定操作、产生操作、对齐操作和第二确定操作。

3.如权利要求1所述的寻呼扫描装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为执行计算机可读指令以进行以下操作：

响应于确定第一音调不包括在所述预期跳频序列内，从所述多个检测到的音调中选择第二音调，并且

针对第二音调，重复第一确定操作。

4.如权利要求1所述的寻呼扫描装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为执行计算机可读指令以进行以下操作：

执行用于确定第一音调是否包括在由所述寻呼扫描装置产生的第二音调模板中的第三确定，

其中，仅在第一音调不包括在第二音调模板中时执行第一确定操作。

5.如权利要求1所述的寻呼扫描装置，其中，第二确定操作包括：

计算包括在第一音调模板中的一个或更多个音调的时频位置与所述多个检测到的音调的时频位置之间的差分度量；和

当所述差分度量小于定义的阈值时，确定第一音调模板与所述多个检测到的音调匹配。

6.如权利要求1所述的寻呼扫描装置，其中，产生操作包括：产生具有两个或更多个音调的第一音调模板，其中，所述两个或更多个音调包括：包括在所述预期跳频序列内并且与第一音调相应的匹配的音调，以及包括在所述预期跳频序列中的一个或更多个另外的音调，其中，根据所述预期跳频序列的顺序和时序，将第一音调模板的所述两个或更多个音调彼此对齐。

7.如权利要求6所述的寻呼扫描装置，其中，在所述预期跳频序列中，所述一个或更多个另外的音调顺序地跟随在匹配的音调之后。

8.如权利要求6所述的寻呼扫描装置，其中，在所述预期跳频序列中，所述一个或更多个另外的音调不顺序地跟随在匹配的音调之后。

9.如权利要求6所述的寻呼扫描装置，其中，对齐操作包括：通过在时域和频域中建立所述多个检测到的音调中的第一音调的位置与第一音调模板的所述两个或更多个音调中的匹配的音调的位置之间的关联，来将第一音调模板与所述多个检测到的音调对齐。

10.如权利要求1所述的寻呼扫描装置，其中，所述有效跳频序列和所述预期跳频序列均与寻呼信号相应。

11.如权利要求10所述的寻呼扫描装置，其中，所述寻呼信号是蓝牙寻呼信号。

12.如权利要求1所述的寻呼扫描装置，其中，第一音调模板包括比所述预期跳频序列更少的音调。

13.如权利要求12所述的寻呼扫描装置，其中，根据接收到所述多个检测到的音调的信道中的干扰的量来定义第一音调模板中的音调的数量。

14.如权利要求1所述的寻呼扫描装置，其中，所述预期跳频序列是基于所述寻呼扫描装置的蓝牙地址确定的。

15.如权利要求1所述的寻呼扫描装置，其中，所述多个检测到的音调是经由跨越多于一个的蓝牙信道且带宽高达80MHz的信道而接收到的。

16.如权利要求1所述的寻呼扫描装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为执行计算机可读指令以进行以下操作：

基于所述有效跳频序列检测包括在所述多个检测到的音调中的蓝牙寻呼信号，其中，在不对寻呼包进行解码的情况下检测与所述有效跳频序列相应的蓝牙寻呼信号。

17.如权利要求16所述的寻呼扫描装置，其中，所述蓝牙寻呼信号的检测是在表示寻呼扫描窗口的检测部分的一个或更多个时间段上执行的。

18.如权利要求17所述的寻呼扫描装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为执行计算机可读指令以进行以下操作：

在寻呼扫描窗口中的除了寻呼扫描窗口的检测部分之外的剩余部分期间禁用所述寻呼扫描装置的一个或更多个功能。

19.一种存储指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器执行以下操作：

从多个检测到的音调中选择第一音调，

执行用于确定第一音调是否包括在预期跳频序列内的第一确定，

响应于确定第一音调包括在所述预期跳频序列内，产生音调模板，

基于第一音调将所述音调模板与所述多个检测到的音调对齐，

执行用于确定所述音调模板是否与所述多个检测到的音调匹配的第二确定，以及

响应于确定所述音调模板与所述多个检测到的音调匹配，检测有效跳频序列。

20.一种由寻呼扫描装置执行的方法，所述方法包括：

从多个检测到的音调中选择第一音调，

执行用于确定第一音调是否包括在预期跳频序列内的第一确定，

响应于确定第一音调包括在所述预期跳频序列内，产生音调模板，

基于第一音调将所述音调模板与所述多个检测到的音调对齐，

执行用于确定所述音调模板是否与所述多个检测到的音调匹配的第二确定，以及

响应于确定所述音调模板与所述多个检测到的音调匹配，检测有效跳频序列。