CN1878099A - 用于求得传输信道占用的方法和装置 - Google Patents

用于求得传输信道占用的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1878099A
CN1878099A CNA2006100916263A CN200610091626A CN1878099A CN 1878099 A CN1878099 A CN 1878099A CN A2006100916263 A CNA2006100916263 A CN A2006100916263A CN 200610091626 A CN200610091626 A CN 200610091626A CN 1878099 A CN1878099 A CN 1878099A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sequence
value
unit
signal
logical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2006100916263A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1878099B (zh
Inventor
迪尔克·亨切尔
托马斯·哈努施
埃里克·萨克塞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Atmel Germany GmbH
Original Assignee
Atmel Germany GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atmel Germany GmbH filed Critical Atmel Germany GmbH
Publication of CN1878099A publication Critical patent/CN1878099A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1878099B publication Critical patent/CN1878099B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J13/00Code division multiplex systems
    • H04J13/0007Code type
    • H04J13/0022PN, e.g. Kronecker
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69Spread spectrum techniques
    • H04B1/707Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J13/00Code division multiplex systems
    • H04J13/10Code generation
    • H04J13/102Combining codes
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00Local resource management
    • H04W72/02Selection of wireless resources by user or terminal
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00Local resource management
    • H04W72/04Wireless resource allocation
    • H04W72/044Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0466Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource the resource being a scrambling code

Abstract

用于借助微分解调信号求得传输信道占用的方法,该信号在发送侧通过使用来自具有第一PN序列的第一组和第二PN序列的第二组的PN序列库中的PN序列产生,该第一和第二PN序列在它们的相应的组中仅仅通过它们的码片值的周期的推移而彼此区分,第二组对于每个第一PN序列都具有一个相应的第二PN序列,在此提出,a)提供一个初始码序列的至少两个部分序列,该初始码序列被配设给第一PN序列之一并且可以借助逻辑运算由其推导出,然而该初始码序列与其不同b)通过将微分解调的信号与所述至少两个部分序列的每个进行相关,计算至少两个相关结果c)分析相关结果并且根据相关结果生成输出信号用于说明传输信道的占用。还提出一种相应的装置。

Description

用于求得传输信道占用的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于求得传输信道被以无线电信号占用的方法和装置。此外本发明还涉及发送/接收装置和具有这种装置的集成电路。
背景技术
本发明处于数据传输领域中。虽然原则上可以应用于任何数字通信系统,但是本发明以及作为其基础的问题在下面借助根据IEEE802.15.4的“ZigBee”通信系统来阐述。
为了消息在相对短的距离上(例如10m)的无线传输可以使用所谓的“无线个人域网”(WPANs)。与“无线局域网”(WLANs)相反,WPANs为了数据传输需要较少的或根本不需要基础设施,这样较小的、简单的、有效利用能量并且成本低的设备可以被用于广阔的应用领域。
IEEE 802.15.4标准详细说明了低数据率的WPANs,它们具有最大直到250kbit/s的原始数据率(Rohdatenraten)并且位置固定或移动的设备适用于在工业监视和控制、在传感器网络、在自动化以及在计算机外围设备的领域中的应用以及适用于互动游戏。除了这些设备的非常简单并且成本低的可实施性之外,这些设备对于这些类型的应用的、极小的能量需求也是具有决定性意义的,这样以该标准,争取达到几个月直至几年的电池工作时间。
在物理层的层面上,在几乎世界范围中可供使用的、大约2.4GHz的ISM带(工业、科学、医疗)中,IEEE标准802.15.4对于原始数据率fB=250kbit/s详细说明了具有码片速率fC=2Mchip/s的频带扩展(扩频)以及具有符码率fS=62.5ksymbol/s的偏置QPSK调制(四相相移键控)。
在ISM带的802.15.4发射机中,待传输的数据流首先被转换为PN序列(伪噪声)的系列,其方式是在每个符号周期(TS=1/fs=16μs)中使用四个数据位,以便从一共有16个PN序列的序列库中选出一个PN序列。由四个数据位组成的每个符号都以这种方式被配设一个符号值特定的、由32个PN码片(码片周期TC=TS/32=500ns=1/fC)构成的PN序列,该序列替代四个数据位而被传输。在标准中被详细说明的、由16个“准正交”PN序列构成的序列库在此包括一个由八个第一PN序列构成的第一组,这八个第一PN序列仅仅通过它们的码片值的周期的推移而彼此区分,还包括一个由八个第二PN序列构成的第二组,它们同样仅仅通过它们的码片值的周期的推移而彼此区分并且仅仅通过每一个进行第二码片值的翻转而与第一PN序列的每一个进行区分(见IEEE标准802.15.4-2003,6.5.2.3章)。
被配设给彼此相继的符号的PN序列被互相连接并且接着被偏置QPSK调制(四相相移键控),其方式是一借助半正弦脉冲形式一将带有偶数下标(Index)(0、2、4、...)的PN码片调制到同相(I)载波上,并且将具有奇数下标(1、3、5、...)的那些PN码片调制到正交相(Q)载波上。为了形成偏置,正交相码片被相对于同相码片延迟一个码片周期TC(见IEEE标准802.15.4-2003,6.5.2.4章)。
数据传输原理上借助帧进行。在此,有用数据在所谓的数据帧(“data frame”,PPDU)中被传输,这些数据帧除了实际上的有用数据(“data payload”,MSDU)之外还包含校验和控制数据、例如所谓的同步头。该存在于每个帧的开始处的同步头(SHR)包含所谓的前同步序列(Prambel-Sequenz)和“起始帧定界符”(SFD),它们使得接收机能够同步并且“锁合”(Einrasten)到数据比特流上,由此被发送的数据接下来可以被正确地检测。前同步序列在此由32个二进制零构成,而接下来的SFD字段包括位串“11100101”(见IEEE标准802.15.4-2003,5.4.3和6.3.1章)。
为了保证健壮(robuste)的数据传输,在MAC层(媒体访问控制)的层面上详细说明了不同的安全机制。这样,每个帧在末端都具有所谓的循环冗余码(CRC),它使得接收机能够检测位错误。附加地,一个数据帧的成功的接收通过回送可选的确认帧来表明收到。此外,对于传输信道的访问根据CSMA-CA方法(带冲突避免的载波检测多路访问)在所谓的抢占访问期间(CAP)中进行。在此,每个企图发送例如一个数据帧的设备首先都等待一个具有随机选择的持续时间的时间间隔,并且随后检查信道占用。然而若在此确定信道空闲,则该设备随后可以发送其数据。然而若信道被占用,则在该设备再次尝试访问信道之前,它必须再等待一个另外的、重新随机选择的时间间隔。借助这种CSMA-CA方法,当多个设备在相同的(频率)信道上同时发送数据时产生的冲突应该被尽可能地避免。视网络配置(具有或没有所谓的信标(beacon)的传输)而定地,在此或者使用该安全机制的、与确定的时间标度线(Zeitraster)对齐的“被时隙化的(slotted)”CSMA-CA-变型,或者使用不受制于确定的时间标度线的“未被时隙化的CSMA-CA”-变型(见IEEE标准802.15.4-2003,5.4.1-5.4.4和7.5.1章)。
为了确定是否允许访问信道,设备必须任何时候都能够应MAC层的请求求得是否信道被占用(“忙碌”)。为此在物理层的层面上规定了,每个设备都必须能够执行三种CCA方法(空闲信道评估)的至少之一。在CCA模式1中,当存在超过确定的阈值的能量时,信道则被认为是被占用。在此处令人感兴趣的模式2和3中,当检测到这样的信号,它具有前面阐述的频带扩展以及调制特征(模式2),或者当检测到这样的信号并且能量位于该阈值之上时(模式3),则信号应该认为被占用。若在接收一个数据帧(“data frame”,PPDU)期间,出现求得信道占用的请求,则不取决于CCA方法的模式地将信道归为被占用。在此,在检测到“起始帧定界符”(SFD)之后,即在接收机同步之后,数据帧的接收被认为开始(见IEEE标准802.15.4-2003,6.7.9章)。
然而,当虽然一个802.15.4-信号已经到达接收机,然而该接收机还未被同步时,查明信道的请求随后到达,这种情况是有问题的。当设备想发送数据,并且事先求得信道占用时,这种情况可能特别地在设备接通之后或从睡眠模式中醒来之后很快出现。对于该问题,现有技术没有为申请人公开解决方案。
为了检测在接收信号中包含的数据符号,公开了相干(kohrente)和非相干的方法。在相干方法中,接收信号借助从载波调节电路中得到的频率和相位合适的载波振荡被转移到复数的包络线(基带)中,而在非相干方法中则可放弃该过程。由于在相干方法中更高的实现开销,该开销同时伴随着提高的能量需求,所以在本发明中从非相干接收机出发,在该接收机中接收信号至少不被相位合适地变换到复数包络线中并且将得到的基带信号进行微分(differentiell)解调。
发明内容
在该背景下,本发明的任务在于,提供一种方法,用于借助微分解调的信号求得(识别)传输信道被无线电信号的占用,该方法还能够在接收机未完成同步时正确地求得传输信道的占用状态,即能够识别,该信道是否被具有前面阐述的频带扩展和调制特征的信号占用。该方法此外应该能够实现例如根据IEEE 802.15.4的发送/接收装置的节能并且简单的实施。此外,本发明的任务还在于,提供一种装置用于求得占用以及提供一种发送/接收装置和一种集成电路。
根据本发明,该任务通过具有下面的特征的一种方法、一种装置、一种发送/接收装置以及一种集成电路解决。
本发明的用于借助微分解调的信号以求得传输信道被无线电信号的占用的方法,该被差分地解调的信号在发送侧通过使用来自一个PN序列库中的PN序列被产生,该PN序列库具有第一PN序列的第一组和第二PN序列的第二组,其中该第一和第二PN序列在它们的相应的组中仅仅通过它们的码片值的周期的推移而彼此区分,并且其中第二组对于每个第一PN序列都具有一个相应的第二PN序列,它们仅仅通过每个第二码片值的翻转而与第一PN序列区分,该方法考虑了,a)提供一个初始码序列的至少两个部分序列,该初始码序列被配设给第一PN序列之一并且可以借助逻辑运算由其推导出,然而该初始码序列与该第一序列不同,b)通过将微分解调的信号与至少两个部分序列的每个进行相关,计算至少两个相关结果,并且c)分析相关结果并且根据被分析的相关结果产生输出信号用于说明传输信道的占用。
本发明的装置包括a)一个序列提供单元,它被构造用于提供上述的初始码序列的至少两个部分序列,b)至少两个分别与序列提供单元相连接的相关单元,它们被构造用于通过将微分解调的信号与至少两个部分序列的每个进行相关以计算出至少两个相关结果,以及c)一个与相关单元相连接的分析单元,它被构造用于分析该相关结果并且根据被分析的相关结果生成输出信号用于说明传输信道的占用。
本发明的发送/接收装置以及本发明的集成电路分别具有这种装置。
本发明的本质在于,将从被接收到的无线电信号中获得的微分解调信号和一个与微分解调匹配的初始码序列的至少两个部分序列进行相关,其中该初始码序列被配设给第一PN序列之一并且可以借助逻辑运算从中推导出,然而并不与其相同。
本发明基于下面的认识,在微分解调中为了检测(确定)数据符号可以有利地使用所谓的被导出的、与该微分解调匹配的序列。每个在发送侧可使用的PN序列在此都被配设一个被推导出的序列,该序列可以借助逻辑运算由PN序列推导出,然而并不与其相同。被推导出的序列由此而出众,即它们仅仅通过它们的码片值的周期的推移和/或通过它们的所有码片值的翻转而彼此区分。
此外本发明还基于这样的认识,即在每个符号周期内的被解调的信号完全包括同一个被导出的序列的至少一半(并且由此也包括三分之一、四分之三等等),确切地说,以原始的或翻转的形式。由于被导出的序列的前面描述的特征,这不取决于符号周期的时间状态(即在还未进行的同步情况下也适用)地并且对于所导出的序列的任意一个都适用。
若现在使用被导出的序列的任意一个作为初始码序列并且将该微分解调的信号例如不但与该初始码序列的第一半而且也与其第二半进行相关,则在每个符号周期内产生至少一个相关峰(Korrelationspeak)。由该相关峰可以有利地推出传输信道的占用。
通过这种方式和方法,当(数据)帧的开始未被正确地检测时,即当还没有进行同步时,到达的信号随后也被作为IEEE 802.15.4-信号被识别并且与陌生类型的(不是根据IEEE 802.15.4被生成的)信号区别,并且由此则也可靠地求得传输信道的占用。此外本发明使得用于识别传输信道的占用的设备能够非常简单地实现并且由此也使得相应的发送/接收装置能够非常简单地实现。
当—例如在工业监视和控制中、在传感器网络中、在自动化中或在计算机外围设备领域中的应用中—极小的能量需求和非常简单的可实现性是绝对必要时,这些特点是特别有利的。虽然本发明并不局限于IEEE 802.15.4标准,但是这在该标准的发送/接收装置中示例地是这样的。
本发明的有利的扩展方案和改进方案可以从后面的描述中得到。
在一种有利的扩展方案中,初始码序列的这些部分序列被这样选择,即它们在原始的或翻转的状态中的彼此排列(Aneinanderreihung)产生出初始码序列或初始码序列的周期推移的变型。初始码序列至部分序列的完全划分能够实现对信道占用的识别的高可靠性以及发送/接收装置的简单并且由此节能的实施,其中这些部分序列分别相应于初始码序列的相邻的码片值的一个区段。
优选的是提供恰好两个部分序列并且与微分解调的信号进行相关。由此进一步降低了在信道占用识别中的错误率,因为通过这种方式,两个相关结果由于长的部分序列而被非常准确地确定。
根据一种另外的扩展方案,这些相关结果被分析,其方式是首先确定一个数目p,它是这样一个尺度,即在一个预给定的时间间隔内,一个或多个由相关结果导出的量超过一个第一阈值多少次。该数目接着被与一个第二阈值进行比较。此外还生成一个输出信号,仅当该数目达到或超过第二阈值时,该输出信号才用信号表示传输信道的占用。相关结果的这种两级的分析能够实现用于识别信道占用的设备以及由此发送/接收装置的非常简单并且从而节能的实施。
在一种优选的扩展方案中确定了数目p,其方式是a)首先形成相关结果的模(Betrge),b)这些模随后分别与第一阈值比较,若相应的模超过第一阈值,则生成至少两个具有逻辑壹的值的逻辑信号,若没有超过,则产生至少两个具有逻辑零的值的逻辑信号,c)接着通过将这些逻辑信号进行行逻辑“或”运算产生一个总信号,及d)最后确定数目p,其方式是求得总信号在预给定的时间间隔内具有的脉冲的上升沿的数目。在该扩展方案中,在信号流动方向上尽可能快地过渡到二进制范围内,这样逻辑信号可以有利地以非常简单的方法被进一步处理。
在一种另外的扩展方案中确定了数目p,其方式是a)首先形成该相关结果的模,b)这些模随后分别与第一阈值比较,若相应的模超过第一阈值,则生成至少两个具有逻辑1的值的逻辑信号,若没有超过,则产生至少两个具有逻辑零的值的逻辑信号,c)确定逻辑信号分别在预给定的时间间隔内具有的脉冲的上升沿的数目,及d)最后确定数目p,其方式是将这些上升沿的数目相加。在该扩展方案中也是有利地尽可能快地过渡到二进制范围内。但是这里脉冲沿首先在每个分支内被单个地计算,这在相关结果的时间上的提供是确定的类型时是有利的。
根据一种另外的扩展方案,确定了数目p,其方式是a)首先形成这些相关结果的模,b)通过将这些模相加确定总和,c)将总和与第一阈值比较,若该总和超过第一阈值,则生成具有逻辑1的值的逻辑信号,若没有超过,则产生具有逻辑零的值的逻辑信号,及d)确定数目p,其方式是求得该逻辑信号在预给定的时间间隔内具有的脉冲的上升沿的数目。在这种扩展方案中替代二进制(逻辑)信号联合了(加上了)更高阶的信号(相关结果的模)并且随后进一步处理。通过这种方法可以有利地特别在干扰影响下改进信道占用识别的效率,即降低错误率,因为相关结果的单个模在判决之前被结构性地叠加。
在一种另外的扩展方案中,带有第一正下标的(即除了第一的所有的)被导出的码片(即初始码序列的码片)分别具有一个值,该值可由具有该第一正下标的PN码片(即初始码序列被配设给的那些第一PN序列的码片)与该按照下标地(并且由此时间上地)相应的前面的PN序列的XOR逻辑运算导出。优选的是,该按照下标的(并且时间上的)第一被导出的码片(下标为零)具有一个值,该值可以由按照下标的第一PN码片(下标为零)与按照下标的最后的PN码片的XOR逻辑运算导出。通过使用这种初始码序列,序列提供单元、相关单元和分析单元都可以被非常简单并且节能地实现。
在本发明的装置的一种扩展方案中,这些相关单元是同步单元的一个组成部分。通过这种方法,相关单元被双倍地使用,即一方面用于信道占用识别并且另一方面用于同步,这样有利地不需要分离的相关单元。
附图说明
本发明在下面借助在附图的示意性示图中说明的实施例被进一步阐述。其中
图1示出了根据IEEE 802.15.4标准的、具有本发明的发送/接收装置的“无线个人域网”(WPAN)的例子;
图2示出了具有本发明的装置的非相干接收单元(RX)的例子;
图3示出了本发明的装置的实施例;
图4示出了图3中的确定单元32的实现例子;
图5示出了本发明的方法的实施例。
在附图中,相同的以及功能相同的元件和信号一只要未被另外说明一都被设置以相同的参考标号。
具体实施方式
图1示出了根据IEEE 802.15.4标准的“无线个人域网”(WPAN)10的例子。它包括三个以位置固定或移动的设备的形式的发送/接收装置(收发器,TRX)11-13,它们借助无线电信号无线地交换信息。发送/接收装置11是所谓的全功能设备(Vollfunktionsgert),它承担WPAN协调器(Koordinators)的功能,而发送/接收装置12、13是所谓的部分功能设备(Teilfunktionsgerte),它们被配置给全功能设备11并且仅仅可以与全功能设备交换数据。除了在图1中示出的星形网络拓扑结构,在该网络拓扑结构中双向的数据传输仅仅能够在这些部分功能设备12、13之一和全功能设备11之间进行,而不能在部分功能设备12、13之间进行,该标准还设计了所谓的“对等(Peer-to-Peer)”拓扑结构,其中所有的全功能设备(其中的一个承担WPAN协调器的角色)都可以与所有其它的全功能设备进行通信。
发送/接收装置11-13各包括一个天线14、一个与该天线相连接的发送单元(发射机,TX)15,一个与该天线相连接的接收单元(接收机,RX)16以及一个与发送单元和接收单元相连接的控制单元(控制单元,CTRL)17用于控制发送单元和接收单元15、16。此外发送/接收装置11-13分别包括一个在图1中未被示出的、电池等形式的能量供应单元用于单元15-17的能量供应,以及可能还包括另外的组件如传感器、接口等等。
以下从这里出发,即数据传输在2.4GHz左右的ISM带(工业、科研、医学)中进行。每个发送/接收装置的发送单元15都将各待发送的数据流按照IEEE 802.15.4标准转换为通过其天线14待发射的无线电信号,其方式是各待发送的数据流如在说明书序言中描述的那样,首先被转换为四比特宽的符号d0,d1,d2,...以及其彼此紧随的PN序列(例如,如果d0=5,d1=4,d2=7时,为P5,P4,P7)。彼此紧随的PN序列接着—借助半正弦脉冲形式—被偏移QPSK调制(四相相移键控)。
相应地,每个发送/接收装置的接收单元16将由其天线14接收的(并且由另外的发送/接收装置的发送单元根据IEEE 802.15.4标准生成的)无线电信号尽可能无误地转换为被发送的数据,其方式是该无线电信号另外被解调并且数据随后被检测(判决)。
发送/接收装置的发送单元15和接收单元16在此都是(在图1中未被示出的)集成电路(IC)的、例如ASIC(专用集成电路)的一部分,而控制单元17通过(同样未被示出的)微控制器实现。有利的是,发送/接收装置也可以仅仅具有一个(例如作为ASIC实施的)IC,该IC履行发送单元15、接收单元16和控制单元17的功能。
图2示出了非相干接收单元(RX)16的方框图,该接收单元具有以下串联的功能块:一个内部的接收机(iREC)21,一个微分解调器(DEMOD)22,一个FC/EQ单元23用于频率偏置校正和/或均衡,一个相干单元24以及一个分析单元25。此外接收单元16还具有一个与FC/EQ单元23相连接的同步单元26以及一个本发明的装置27用于求得传输信道的占用,该装置与解调器22、同步单元26和相关单元24相连接。该装置27具有与微分解调器22和同步单元26相连接的相关单元28、连接在相关单元28之后的分析单元29和与两个相关单元24、28相连接的序列提供单元30。
与发送/接收装置的天线14相连接的内部接收机21将接收到的无线电信号r变换为复数的基带信号b(包络线),该基带信号具有PN序列的发送侧使用的PN码片的例如按四倍时钟的采样值(即四倍的码片时钟4*fC=8MHz)。在此,每个复数采样值都包括一个实数部分(同相成分I)和虚数部分(正交成分Q)。复数值的信号如基带信号b在附图中通过具有双线的箭头表示。根据所使用的振荡器的品质,该复数基带信号b可有一个或多或少地强地显著的频率偏置。
该基带信号b随后通过微分解调器22被变换为被解调的信号s,其方式是基带信号b的、未被延迟的“当前”采样值分别与被延迟了一个码片周期TC=1/fC的采样值的共轭复数值相乘。该解调信号s具有例如按四倍码片时钟的复数值的采样值。
同步单元26计算对于符号同步和码片时钟同步必需的信息。优选的是它确定被解调的信号S的、在上面例子中的四个相位状态的最佳的,并且此外还计算出一个用于校正频率偏置所必需的复数因子fOFF。
在FC/EQ单元23中,该被解调的信号s按照同步单元26的信息被同步并且这样地(向下)采样,使得存在按码片时钟fC的信号值。通过与复数因子fOFF相乘,可选地校正了频率偏置。有利的是在此生成了一个信号,它的采样值不具有所谓的硬比特(Hardbits)(即二阶的(zweistufige)、二进制的值)而具有所谓的软信息值(Sofi-Informationswerte)(更高阶的、例如4Bit宽的信号值)。此外该被解调的信号在FC/EQ单元23中被可选地均衡。为此设置的均衡器23,优选地每个符号周期TS=1/fs=32*TC地,确定被解调的信号s的平均值,并且接着通过从直流部分中减去该平均值而释放该信号。替代地或附加地,可以设置一个滤波器、例如一个高通滤波器。
接着在被微分解调的(并且必要时被均衡的)信号se中被包含的数据符号d0,d1,d2,...被检测,即被判决。对此,按码片时钟fC存在的信号se首先在相关单元24中与所谓的被导出的序列F0,F1,...,F15进行相关,这些序列被配设给在发送侧可使用的PN序列P0,P1,...,P15(并且可以从它们中导出),并且由该序列提供单元30提供。这导致了相关结果rsF0,rsF1,...,rsF15,它们表示出信号se与相应的被导出的序列F0,F1,...或F15的一致性的尺度。在分析单元25中,这些相关结果最后被分析并且数据符号d0,d1,d2,...被检测(判决)。
除了被导出的序列F0,F1,...,F15,序列提供单元30有利地还提供初始码序列、例如被导出的序列F0的m≥2个部分序列FS1,FS2,...,FSm(替代地对此也可以设置一个第二序列提供单元)。这些部分序列在相关单元28中与被解调的信号s例如按多倍的码片时钟进行相关,其中该相关单元也可以是同步单元26的组成部分。这导致平滑(gleitende)的相关结果(相关函数)rsFS1,rsFS2,...,rsFSm,它们表示出了信号s与相应的部分序列FS1,FS2,...,或FSm的一致性的尺度。在分析单元29中,相关结果rsFS1,rsFS2,...,rsFSm最后被分析并且产生一个输出信号y,该输出信号说明,传输信道是否被按照IEEE 802.15.4生成的无线电信号r占用,或者没有被这种信号占用。该CCA信号(空闲信道评估)y被传输给在图1中示出的控制单元17,该控制单元,在说明书序言中阐述的CSMA-CA方法的范围内,如果该信号y说明信道是空闲的(y=“IDLE”),则使能发送单元15,或者,如果该信号y表明信道被802.15.4信号占用(y=BUSY”),则禁止发送单元15。装置27的单个的功能块以及其工作原理结合图3被进一步说明。
因为由序列提供单元30提供的部分序列FS1,FS2,...,FSm由被导出的序列F0,F1,...,F7之一得出,所以下面首先描述如何获得被导出的序列F0,F1,...,F7。下面的表格不但示出了按照IEEE802.15.4的、在发送侧待使用的PN序列P0,P1,...而且还示出了根据本发明地被配设给PN序列的、被导出的序列F0,F1,...。
就在发送侧待使用的PN序列P0,P1,P2,...而言,首先确定,序列库以总共16个PN序列P0,P1,...PN15被说明。每个PN序列在此都包括32个所谓的码片,它们可以分别设定逻辑零(0)或一(1)的值。如从表格中可以看到的那样,例如PN序列P5的前10个码片设定为值0011010100。
对于例如PN序列P5的码片,为了简化描述引入参数P5c0(P5的第一码片(c0)),P5c1(第二码片(c1)),...,P5c30,P5c31(最后码片(c31))。类似的也适用于另外的PN序列,这样Picj表示具有下标i的PN序列(Pi)的具有下标j的码片(即第(j+1)个码片),其中i=0,1,...,15并且j=0,1,...,31。此外为了PN序列的码片与被导出的序列的那些码片的更好的可区分性,将这些第一码片称为PN码片。
若将序列库的所有16个PN序列P0,P1,...P15划分为八个“第一”PN序列P0,P1,...P7的第一组PG1和八个“第二”PN序列P8,P9,...P15的第二组PG2,则从该表格中还可以看出,第一PN序列P0,P1,...P7仅仅通过它们的码片值的周期的推移而彼此区别。这样例如在PN序列P0的开始出现的位模式{110110}可以在PN序列P1中从PN码片P1c4开始,在PN序列P2中从P2c8开始,在P3中从P3c12开始,在P4中从P4c16开始,...,并且最后在P7中从P7c28开始—在周期扩展的情况下—被识别出。第二PN序列P8,P9,...,P15也仅仅通过它们的码片值的周期推移而彼此区分。
此外还可以看出的是,对于第一组PG1的每个第一PN序列都存在第二组PG2的一个第二PN序列,该PN序列仅仅在每个第二码片值中与第一组PG1的第一PN序列相区别—确切地说,通过每个第二码片值的翻转。若比较例如在表中的PG1中的PN序列P0和PG2中的P8,则可以确定,这些带有偶数下标的PN码片分别具有相同的值(P0c0=P8c0=1;P0c2=P8c2=0;P0c4=P8c4=1;等等),而具有奇数下标的PN码片具有不同的(彼此翻转的)值(P0c1=1,P8c1=0,P0c3=1,P8c3=0,P0c5=0,P8c5=1等等)。
  Pi:PN-序列i(发送侧)             (Pic0 Pic1 Pic2 Pic3...Pic30 Pic31)Fi:由Pi导出的序列               (Fic0 Fic1 Fic2 Fic3...Fic30 Fic31)
  P0:1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0F0:+ + + - - - - - - + + + - + + + + - + - + + + - - + + - + + - -
  P1:1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0F1:+ + - - + + + - - - - - - + + + - + + + + - + - + + + - - + + -
  P2:0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0F2:- + + - + + - - + + + - - - - - - + + + - + + + + - + - + + + -
  P3:0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1F3:+ + + - - + + - + + - - + + + - - - - - - + + + - + + + + - + -
  P4:0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1F4:+ - + - + + + - - + + - + + - - + + + - - - - - - + + + - + + +
  P5:0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0F5:- + + + + - + - + + + - - + + - + + - - + + + - - - - - - + + +
  P6:1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1F6:- + + + - + + + + - + - + + + - - + + - + + - - + + + - - - - -
  P7:1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1F7:- - - - - + + + - + + + + - + - + + + - - + + - + + - - + + + -
  P8:1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1F8:- - - + + + + + + - - - + - - - - + - + - - - + + - - + - - + +
  P9:1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1F9:- - + + - - - + + + + + + - - - + - - - - + - + - - - + + - - +
  P10:0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1F10:+ - - + - - + + - - - + + + + + + - - - + - - - - + - + - - - +
  P11:0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0F11:- - - + + - - + - - + + - - - + + + + + + - - - + - - - - + - +
  P12:0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0F12:- + - + - - - + + - - + - - + + - - - + + + + + + - - - + - - -
  P13:0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1F13:+ - - - - + - + - - - + + - - + - - + + - - - + + + + + + - - -
  P14:1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0F14:+ - - - + - - - - + - + - - - + + - - + - - + + - - - + + + + +
  P15:1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0F15:+ + + + + - - - + - - - - + - + - - - + + - - + - - + + - - - +
根据本发明,每个PN序列都被配设了一个不相同的—与微分解调匹配的—被导出的序列,PN序列P0例如被配设了被列举在表格中在P0之下的、被导出的序列F0,PN序列P1被配设T被导出的序列F1等等。这些被导出的序列的码片,在此被称为被导出的码片,可以设定对立的(antipodalen)值+1和-1,其中出于清楚的原因,在表格中仅仅记录了这些值的符号。与上面举出的PN码片名称类似,具有下标i的被导出的序列的具有下标j的被导出的码片在下面被称为Ficj,其中j=0,1,...,15并且j=0,1,...,31。
被导出的码片的值如下面描述的那样由PN码片的值来得出。为了形成例如根据表格为+1的被导出的码片F0c2的值,在表格中被记录在其紧上方的PN码片P0c2=0的值被与被记录在P0c2的左边的(即时间上在前面的)PN码片P0c1=1的值进行逻辑XOR运算。该逻辑XOR运算在这种情况中得到值逻辑1,它被配设了在表格中对于F0c2而记录的对立的值+1。相应地,F0c4的值由P0c4 XOR P0c3=1 XOR1=0得到,用于在表格中对于F0c4记录的值-1,因为逻辑零被配设了一个对立的值-1。该推导规则对于具有正偶数下标的、所有被导出的码片都适用。这样Ficj表示具有下标i的被导出的序列的具有下标j的被导出的码片,并且Picj表示和Picn表示具有下标i的PN序列的具有下标j或n的PN码片,这样对于i=0,1,...,15的被导出的码片Ficj的正偶数下标j得到
Ficj=2*(Picj XOR Picn)-1,其中对于j=2,4,6,...,30,有n=j-1(1)其中XOR逻辑运算的结果以因子2相乘并且接着的减1应该反映逻辑值0和1配设给对立的值-1或+1。
对于形成具有下标j=0的被导出的码片Ficj,替代(不存在的)时间上在前面的、具有下标n=j-1=-1的PN码片Picn而使用了最后的带有n=31的PN码片Picn,即
Ficj=2*(Picj XOR Picn)-1,其中对于i=0,1,...,15,有j=0并且n=31  (2)
与等式(1)相似的推导规则适用于具有奇数的下标j的、被导出的码片Ficj。在这种情况中,XOR逻辑运算的结果必须在被配设给对立的值之前被翻转:
Ficj=2*INV{Picj XOR Picn}-1,其中对于j=1,3,5,...,31,有n=j-1(3)其中INV{}表示逻辑翻转并且还是有i=0,1,...,15。
替代逻辑值的翻转并且接下来将逻辑0配设给对立的值-1以及将逻辑1配设给对立的值+1,自然也可以使用另外的配设,即将逻辑0配设给对立的值+1并且将逻辑1配设给对立的值-1,并且由此放弃逻辑翻转。作为公式,随后得到
Ficj=1-2*(Picj XOR Picn),其中对于j=1,3,5,...,31,有n=j-1  (3)
相应的“当前的”PN码片(带有待形成的被导出的码片的下标)的应用以及相应的前面的PN码片的应用符合在说明书前序部分中阐述的、在发送侧将具有偶数的(奇数的)下标的PN码片在偏置-QPSK-调制(四相相移键控)的范围中划分到同相-(I)-载波(正交相(Q)载波)上。PN码片的、另外的发送侧的I-/Q划分需要被导出的码片的相应地匹配的组成。
若将全部16个被导出的序列F0,F1,...,F15划分为八个被导出的序列F0,F1,...,F7的一个第三组FG1和八个被导出的序列F8,F9,...,F15的一个第四组FG2,则从表格中可以看出,第三组FG1的被导出的序列F0,F1,...,F7仅仅通过它们的码片值的周期推移而彼此区分。这样例如在被导出的序列F0的开始出现的位模式{+++---}可以在被导出的序列F1中从被导出的码片F1c4开始,在被导出的序列F2中从F2c8开始,在F3中从F3c12开始,在F4中从F4c16开始,...,并且最后在F7中从F7c28开始—在周期扩展的情况下—被识别出。第四组FG2的被导出的序列F8,F9,...,F15也仅仅通过它们的码片值的周期推移而彼此区别。
此外可以确定的是,对于第三组FG1的每个被导出的序列都存在第四组FG2的一个被导出的序列,它仅仅通过它们的所有码片值的翻转而区别。若例如将表格中的由FG1被导出的序列F0与由FG2的F8相比较,则可以确定,所有的码片值都被翻转。因为这对于序列对F1/F9,F2/F10等等都适用,所以可以确定,第三组FG1的所有被导出的序列以翻转形式被包含在第四组FG2中:
Ficj=(-1)*Fncj,其中i=0,1,...,7,n=i+8并且j=0,1,...,31(4)
与这样的PN序列、即其中相应的序列对P0/P8,P1/P9等等通过每个第二PN码片的翻转而区分相反,被导出的序列的、相应的对F0/F8,F1/F9等等通过它们的所有码片值的翻转而区分。
被导出的序列的、在上述部分中提及的特征能够实现相关单元28、分析单元29以及序列提供单元30以及由此图2中的装置27的极其简单的实现。
图3示出了图2中的本发明的装置27的一种实施例。在该实施例中,序列提供单元(SEQ)30提供了初始码序列F0的一共m≥2个部分序列FS1,FS2,...,FSm,即参照前述表格地被阐述的、被导出的、被配设给PN序列P0的序列F0。在此,部分序列FS1,FS2,...,FSm分别相应于序列F0的一个区段,其中该区段优选地具有一个统一的长度。若将原始的或翻转的部分序列彼此排列,则优选地又得到序列F0或对其翻转的序列F8-或者F0或F8的被周期推移的版本,例如另外的被导出的序列之一。原则上可以使用每个被导出的序列F0,F1,...,F15作为初始码序列,因为这些序列—如上面说明的那样—充其量通过所有码片值的周期推移和/或翻转彼此区分。
除了序列提供单元30,装置27一共包含m个分别与微分解调器22(图2)和序列提供单元30相连接的相关单元31,一个与m个相关单元31相连接的确定单元32以及一个连接在确定单元32之后的第一判决单元33。在此,相关单元31也可以是图2中的同步单元26的组成部分。
在此,每个相关单元31都将微分解调的信号s与部分序列FS1,FS2,...,FSm之一进行相关,并且例如按四倍码片时钟这样计算这些(平滑的)相关结果(相关函数)rsFS1,rsFS2,...,rsFSm之一。在确定单元32中,这些相关结果rsFS1,rsFS2,...,rsFSm被分析并且确定一个数目p,它给出了这样一个尺度,即说明在一个例如为八个符号周期8*TS=128μs(相应于前同步序列的长度)的预给定的时间间隔内,一个或多个由相关结果rsFS1,rsFS2,...,rsFSm被导出的量超过第一阈值多少次的尺度。在第一判决单元33中,该数目p被与一个第二阈值THp比较并且生成一个输出信号y,只有当数目p达到或超过第二阈值THp时,该信号y用信号表示传输信道的占用:
y=“BUSY”,当p≥THp时(“信道被占用”)
y=“IDLE”,其余情况(“信道空闲”)
根据一种优选的实施形式,使用恰好m=2个部分序列,其中第一部分序列FS1相应于初始码序列的第一半并且第二部分序列FS2相应于其第二半。在此,第一部分序列FS1和/或第二部分序列FS2与初始码序列的各半相比也可以是翻转的。在这些情况中实现了一种非常可靠并且健壮的信道占用识别,因为两种相关结果rsFS1、rsFS2由于相对长的部分序列FS1、FS2都被以高准确性确定。
若又例如使用被导出的序列F0作为初始码序列,则根据前述的表格得到这些部分序列
FS1={+++------+++-+++}       以及(5a)
FS2={+-+-+++--++-++--}           (5b)或者对此翻转的部分序列。在m=3个部分序列的情况中,有利的是,最后将初始码序列划分为一个第一的、一个第二的以及一个第三的三分之一。
图4示出了图3中的确定单元32的不同实现形式的三个方框图。虽然根据上述的说明优选地使用恰好m=2个部分序列,并且由此通过确定单元32恰好分析两个相关结果rsFS1,rsFS2,但是下面出于表达的普适性的原因从一共有m≥2个待分析的(平滑的)相关结果(相关函数)rsFS1,rsFS2,...,rsFSm出发。
在图4a中示出的确定单元32的第一实现形式包括m个分别与相关单元31(见图3)相连接的平行的、各由一个模形成单元(Betragsbildungseinheit)(ABS)41和一个后接的第二判决单元42构成的分支。这m个分支汇入一个与m个第二判决单元42相连接的“或”门(OR)43中,该“或”门在输出侧与计数单元(CNT)44相连接。
借助m个模形成单元41,首先形成这些复数值的相关结果rsFS1,rsFS2,...,rsFSm的(绝对)值|rsFS1|,|rsFS2|,...,|rsFSm|。这些模接着在m个第二判决单元42中分别与第一阈值THr1相比较并且一共生成m个逻辑信号l1,l2,...,lm,如果相应的模超过第一阈值THr1,则它们具有逻辑1的值,如果没有超过,则具有逻辑零的值。m个逻辑信号l1,l2,...,lm随后借助“或”门43被进行逻辑“或”运算并且这样生成一个总信号g,当这些模的至少一个超过第一阈值THr1时,该总信号始终具有逻辑1的值,并且否则具有逻辑零的值。最后通过计数单元44确定数目p,其方式是求得该总信号g在预给定的时间间隔中、例如八个符号周期8*TS中所具有的脉冲的上升沿的数目。若这些相关结果在时间上被这样调整地出现,使得在不同分支中的模极大值(Betragsmaxima)基本上同时地出现,则如果信道被根据IEEE 802.15.4的无线电信号占用,则计数单元44在被给定的时间间隔中典型地求得p=8的值。在这种情况下,图3中的第一判决单元33的第二阈值THp优选地被确定为THp=8。若在不同分支中的相关结果的模极大值不是同时出现,则THp优选地被选择为8*m。
图4b示出了确定单元32的第二实现形式,该确定单元32包括m个分别与相关单元31(见图3)相连接的、平行的分支,这些分支分别由一个模形成单元(ABS)41、一个后接的第二判决单元42和一个后接的计数单元(CNT)45构成。这m个分支最后汇入一个与m个计数单元45相连接的加法部件46。
与根据图4a的第一实现形式类似,首先借助模形成单元41和第二判决单元42一共形成m个逻辑信号l1,l2,...,lm,如果该相应的模超过第一阈值THr1,则它们具有逻辑1的值,如果没有超过,则具有逻辑零的值。与图4a中的第一实现形式不同,这m个逻辑信号l1,l2,...,lm接下来不被合并生成一个总信号g,而是根据图4b被输送给单个的相应的计数单元45。在此,每个计数单元45确定在计数单元的输入端上的相应的逻辑信号在一个预给定的时间间隔、例如八个符号周期8*TS中具有的脉冲的上升沿的数目。这样在m个平行的分支中得到的数目p1,p2,...,pm接下来在加法部件46中被相加,以便确定数目p。通过这种方式,时间上重叠的、不同的逻辑信号的脉冲多次地计入数目p中。若信道被根据IEEE 802.15.4的无线电信号占用,则在给出的时间间隔内,这些计数单元45典型地分别求得p1=p2=...=8的值,因此图3中的第一判决单元33的第二阈值THp在这种情况中优选地被确定为THp=8*m。
在图4c中示出的、确定单元32的第三实现形式中同样包含m个分别与相关单元31(见图3)相连接的平行的分支,然而它们仅仅各具有一个模形成单元(ABS)41。这m个分支汇入一个与这些模形成单元41相连接的加法部件47中,一个第二判决单元48以及一个计数单元(CNT)49串联地连接在该加法部件后面。
与根据图4a或4b的第一和第二实现形式类似,首先借助模形成单元41形成这些复数值的相关结果rsFS1,rsFS2,...,rsFSm的(绝对)值|rsFS1|,|rsFS2|,...,|rsFSm|。接着这些模|rsFS1|,|rsFS2|,...,|rsFSm|被通过加法部件47相加并这样形成和rsc。在第二判决单元48中,和rsc被与第一阈值THr2相比较并且生成逻辑信号1,如果和rsc超过第一阈值THr2,则该逻辑信号具有逻辑1的值,如果没有超过,则具有逻辑零的值。接着,后接的计数单元49确定数目p,其方式是求得该逻辑信号1在一个预给定的时间间隔、例如八个符号周期8*TS中的脉冲的上升沿的数目。若在802.15.4-无线电信号的情况中,在不同分支中的相关结果的模极大值基本上同时地出现,则这里优选地可选择例如为THr2=m*THr1的、升高的第一阈值THr2和THp=8的、图3中的第一判决单元33的第二阈值THp。若在不同分支中的相关结果的模极大值不是同时出现,则优选地选择THr2=THr1以及THp=8*m。
从确定单元32的前面参照图4描述的实现形式中,可以以简单的方式导出另外的、功能相同的、实现形式。这样例如逻辑信号l1,l2,...,lm和/或g可以被翻转地定义(若没有超过阈值,为逻辑1)和/或计数单元不是针对上升沿而是下降沿。
图5示出了本发明的用于求得传输信道被无线电信号占用的方法的流程图。
在步骤S1中,首先提供初始码序列F0的m≥2个部分序列FS1,FS2,...,FSm。这些部分序列FS1,FS2,...,FSm和它们的提供以及初始码序列F0在前面参照图2和3以及表格被详细描述。
接着在步骤S2中通过将微分解调信号s与m个部分序列FS1,FS2,...,FSm的每个进行相关计算出m个相关结果rsFS1,rsFS2,...,rsFSm。这些相关结果rsFS1,rsFS2,...,rsFSm的计算在前面参照图2和3被详细描述。
最后m个相关结果rsFS1,rsFS2,...,rsFSm在步骤S3中被分析并且生成输出信号y,该输出信号说明传输信道的占用。为此,在步骤S3a中首先确定一个数目p。在步骤S3b中该数目被与第二阈值THp比较,如果该数目p大于或等于第二阈值THp时,输出信号被置为“BUSY”(信道被占用),并且否则被置为“IDLE”(信道空闲)。数目p、第二阈值THp以及相关结果的分析以及输出信号y的生成在前面参照图2至4被详细描述。
虽然本发明在前面借助实施例被描述,但是并不局限于此,而是可以以多种方式被改进。这样本发明既不局限于WPAN本身,也不局限于根据IEEE 802.15.4的WPAN或在那里被说明的PN序列(序列的数目和长度,码片的阶数(Stugigkeit)和值)、码片/符号/比特的速率和阶数等等。本发明也不限于前面的表格中说明的被导出的序列。对于在被导出的码片和PN序列之间的关联,可以规定多种不同的等价的逻辑关系。
                    参考标号表
10        数据传输系统/“无线个人域网”
          (WPAN)根据IEEE-标准802.15.4
11-13     发送/接收装置,“收发器”
14        天线
15        发送单元,“发射机”
16        接收单元,“接收机”
17        控制单元
21        内部接收机
22        微分解调器
23        用于频率偏置校正和/或均衡的单元
24        相关单元,解扩机
25        分析单元,检测机
26        同步单元
27        用于信道占用识别的装置
28      相关单元
29      分析单元
30      序列提供单元
31      相关单元
32      确定单元
33      第一判决单元
41      模形成单元
42      第二判决单元
43      “或”门
44、45  计数单元
46、47  加法部件
48      第二判决单元
49      计数单元
ABS     模形成单元
ANT     天线
CCA     空闲信道评估
CNT     计数单元
COR     相关单元,解扩机
CSMA-CA 带冲突避免的载波检测多路访问
CTRL    控制单元
DEC     阈值判决器
DEMOD   微分解调器
DET     确定单元
EVAL    分析单元
FC/EQ   频率偏置校正/均衡
IC             集成电路;芯片
iREC           内部接收机
ISM            工业、科研、医学(2.4GHz处的频带)
MAC            媒体访问控制
MEM            存储(RAM,ROM,PROM等等)
MSDU           MAC服务数据单元(数据有效载荷)
OR             “或”门
PN             随机噪声
PPDU           物理协议数据单元(数据帧)
QPSK           四相相移键控
RX             接收单元,接收机
SEQ            序列提供单元
SFD            起始帧定界符
SHR            同步头
TRX            发送/接收装置,收发器
TX             发送单元,发射机
WPAN           无线个人区域网
b              复数基带信号
d0,d1,d2,...数据符号
fB             比特时钟(=1TB)
fC             码片时钟(=1TC)
fS             符号时钟(=1fS)
F0,F1,F2,...被导出的序列,F-/FSK序列,第二码(接收侧)
F0             初始码序列,F0-/FSK0序列(接收侧)
F0c1,F0c2,...初始码序列的码片(“被导出的码片”)F0
F5c0,F5c1,...被导出序列的码片(“被导出的码片”)F5
FG1         被导出的序列F0,...,F7的第三组
FG2         被导出的序列F8,...,F15的第四组
FS1...FSm   初始码序列的部分序列
g           总信号
i,j,n     下标
l           逻辑信号
l1,...,lm 一些逻辑信号
m           部分序列的数目
p           数目,它是对于在一个预给定的时间间隔内,一个
            或多个由相关结果被导出的量超过第一阈值多少次
            的一个尺度
p1,...,pm 数目,它表明了在一个预给定的时间间隔内,相关
            结果rsFS1,rsFS2,...,或rsFSm按模地(betragmβig)
            数值上超过阈值多少次
P0,P1,P2,...PN 序列,扩展序列,第一码(发送侧)
P0,P1,...,P7   第一PN序列
P8,P9,...,P15  第二PN序列
P0c0,P0c1,...PN 序列的码片(“PN码片”)P5
PG1         第一PN序列P0,...,P7的第一组
PG2         第二PN序列P8,...,P15的第二组
r           无线电信号,接收信号
rsc         相关结果的模的和
rsFS1,...,rsFSm 相关结果
s           微分解调信号;软信息值
se          被均衡的被解调信号;
           被均衡的软信息值
TB         比特周期(=1/fB)
TC         码片周期(=1/fC)
THp        第二阈值
THr1,THr2 第一阈值
TS         符号周期(=1/fS)
y          用于说明信道占用的CCA输出信号

Claims (20)

1.用于借助一个微分解调的信号(s)求得一个传输信道被以一个无线电信号(r)占用的方法,该微分解调的信号在发送侧通过使用来自一个PN序列库(PG)的PN序列(P0,P1,...,P15)来产生,该PN序列库具有一些第一PN序列(P0,P1,...,P7)的一个第一组(PG1)和一些第二PN序列(P8,P9,...,P15)的一个第二组(PG2),其中这些第一和第二PN序列在它们的相应的组中仅仅通过它们的码片值的周期的推移而彼此区分,并且其中该第二组(PG2)对于每个第一PN序列(P0)都具有一个相应的第二PN序列(P8),它仅仅通过每个第二码片值的翻转而与该第一PN序列(P0)区分,该方法具有这些步骤:
a)提供(S1)一个初始码序列(F0)的至少两个部分序列(FS1,FS2,...),该初始码序列被配设给这些第一PN序列之一(P0)并且可以借助逻辑运算由其推导出,然而该初始码序列与其不相同,
b)通过将该微分解调的信号(s)与所述至少两个部分序列(FS1,FS2,...)的每个进行相关,计算(S2)出至少两个相关结果(rsFS1,rsFS2,...),
c)分析(S3)这些相关结果(rsFS1,rsFS2,...)并且根据这些被分析的相关结果生成一个输出信号(y)用于说明该传输信道的占用。
2.根据权利要求1的方法,其特征在于,该初始码序列(F0)的这些部分序列(FS1,FS2,...)被这样选择,即它们在原始的或翻转的状态中的彼此排列产生该初始码序列(F0)或该初始码序列(F0)的一个周期推移的变型。
3.根据权利要求1或2的方法,其特征在于,该初始码序列(F0)的恰好两个部分序列(FS1,FS2)被提供并且与该微分解调的信号(s)进行相关。
4.根据权利要求1至3之一的方法,其特征在于,这些相关结果(rsFS1,rsFS2,...)的所述分析(S3)和该输出信号(y)的所述生成包含以下步骤:
a)确定(S3a)一个数目(p),它是这样的一个尺度,即说明在一个预给定的时间间隔内一个或多个由这些相关结果(rsFS1,rsFS2,...)导出的量超过一个第一阈值(THr1,THr2)多少次的尺度,
b)将该数目(p)与一个第二阈值(THp)比较(S3b),及这样地生成该输出信号(y),即仅当该数目(p)达到或超过该第二阈值(THp)时,该输出信号用信号表示该传输信道的占用。
5.根据权利要求4的方法,其特征在于,该数目(p)的所述确定(S3a)包含以下步骤:
a)形成这些相关结果的模(|rsFS1|,|rsFS2|,...),
b)将这些相关结果的模(|rsFS1|,|rsFS2|,...)与该第一阈值(THr1)比较,若该相应的模超过该第一阈值(THr1),则产生至少两个具有逻辑1的值的逻辑信号(l1,l2,...),若没有超过,则产生至少两个具有逻辑零的值的逻辑信号,
c)通过将这些逻辑信号(l1,l2,...)进行“或”逻辑运算产生一个总信号(g),并且
d)通过求得该总信号(g)在该预给定的时间间隔内具有的脉冲的上升沿的数目来确定该数目(p)。
6.根据权利要求4的方法,其特征在于,该数目(p)的所述确定(S3a)包含以下步骤:
a)形成这些相关结果的模(|rsFS1|,|rsFS2|,...),
b)将这些相关结果的模(|rsFS1|,|rsFS2|,...)与该第一阈值(THr1)比较,若该相应的模超过该第一阈值(THr1),则产生至少两个具有逻辑1的值的逻辑信号(l1,l2,...),若没有超过,则产生至少两个具有逻辑零的值的逻辑信号,
c)确定这些逻辑信号(l1,l2,...)分别在该预给定的时间间隔内具有的脉冲的上升沿的数目(p1,p2,...),
d)通过将这些上升沿的这些数目(p1,p2,...)相加来确定该数目(p)。
7.根据权利要求4的方法,其特征在于,该数目(p)的所述确定(S3a)包含以下步骤:
a)形成这些相关结果的模(|rsFS1|,|rsFS2|,...),
b)通过将这些相关结果的这些模(|rsFS1|,|rsFS2|,...)相加确定一个总和(rsc),
c)将该总和(rsc)与该第一阈值(THr2)比较,若该总和(rsc)超过该第一阈值(THr2),则产生一个具有逻辑1的值的逻辑信号(l),若没有超过,则产生一个具有逻辑零的值的逻辑信号,
d)通过求得该逻辑信号(l)在该预给定的时间间隔内具有的脉冲的上升沿的数目来确定该数目(p)。
8.根据前述权利要求之一的方法,其特征在于,该初始码序列(F0)具有被导出的码片(F0c0,F0c1,F0c2,...),它们的值分别相应于被配设了该初始码序列(F0)的这个第一PN序列(P0)的相应的PN码片(P0c0,P0c1,P0c2,...)的逻辑运算。
9.根据权利要求8的方法,其特征在于,带有一个第一正下标(F0ci,i=1,2...)的、这些被导出的码片分别具有一个值,该值可以由具有该第一正下标(P0ci,i=1,2...)的PN码片与按照下标地相应的前面的PN码片(P0cj,j=i-1)的XOR逻辑运算来导出。
10.根据权利要求8或9的方法,其特征在于,该按照下标第一的、被导出的码片(F0c0)具有一个值,该值可以由该按照下标第一的PN码片(P0c0)与按照下标最后的PN码片(P0c31)的XOR逻辑运算来导出。
11.根据权利要求9或10的方法,其特征在于,
a)具有偶数下标的这些被导出的码片(F0c0,F0c2,...)分别具有一个值,该值被配设给该相应的XOR逻辑运算的值,并且
b)具有奇数下标的这些被导出的码片(F0c1,F0c3,...)分别具有一个值,该值被配设给该相应的XOR逻辑运算的翻转的值。
12.用于借助一个微分解调的信号(s)求得一个传输信道被以一个无线电信号(r)占用的装置(27),该微分解调的信号在发送侧通过使用来自一个PN序列库(PG)的PN序列(P0,P1,...,P15)来产生,该PN序列库具有一些第一PN序列(P0,P1,...,P7)的一个第一组(PG1)和一些第二PN序列(P8,P9,...,P15)的一个第二组(PG2),其中这些第一和第二PN序列在它们的相应的组中仅仅通过它们的码片值的周期的推移而彼此区分,并且其中该第二组(PG2)对于每个第一PN序列(P0)都具有一个相应的第二PN序列(P8),它仅仅通过每个第二码片值的翻转而与该第一PN序列(P0)区分,该装置包括:
a)一个序列提供单元(30),它被构造用于提供一个初始码序列(F0)的至少两个部分序列(FS1,FS2,...),其中该初始码序列(F0)被配设给这些第一PN序列之一(P0)并且可以借助逻辑运算由其推导出,然而该初始码序列与其不同
b)至少两个分别与该序列提供单元(30)相连接的相关单元(31),它们被构造用于通过将该微分解调的信号(s)与所述至少两个部分序列(FS1,FS2,...)的每个进行相关来计算出至少两个相关结果(rsFS1,rsFS2,...),以及
c)一个与这些相关单元(31)相连接的分析单元(29),它被构造用于分析这些相关结果(rsFS1,rsFS2,...)并且根据这些被分析的相关结果生成一个输出信号(y)用于说明该传输信道的占用。
13.根据权利要求12的装置,其特征在于,
a)该序列提供单元(30)被构造用于提供恰好两个部分序列(FS1,FS2),
b)设有恰好两个相关单元(31)用于通过将该微分解调信号(s)与这两个部分序列(FS1,FS2)的每个进行相关来计算出两个相关结果(rsFS1,rsFS2)。
14.根据权利要求12或13的装置,其特征在于,该分析单元(29)具有以下单元:
a)一个与这些相关单元(31)相连接的确定单元(32),它被构造用于确定一个数目(p),该数目是这样一个尺度,即说明在一个预给定的时间间隔内一个或多个由这些相关结果(rsFS1,rsFS2,...)导出的量超过一个第一阈值(THr1,THr2)多少次的尺度,
b)一个与该确定单元(32)相连接的第一判决单元(33),用于将该数目(p)与一个第二阈值(THp)相比较,并且用于生成该输出信号(y),仅当该数目(p)达到或超过该第二阈值(THp)时,该输出信号用信号表示该传输信道的占用。
15.根据权利要求14的装置,其特征在于,该确定单元(32)具有以下单元:
a)至少两个分别与一个相关单元(31)相连接的模形成单元(41),用于形成这些相关结果的模(|rsFS1|,|rsFS2|,...),
b)至少两个分别与这些模形成单元(41)之一相连接的第二判决单元(42),用于将这些相关结果的模(|rsFS1|,|rsFS2|,...)与该第一阈值(THr1)比较,并且若相应的模超过该第一阈值(THr1),则产生至少两个具有逻辑1的值的逻辑信号(l1,l2,...),若没有超过,则产生至少两个具有逻辑零的值的逻辑信号
c)一个与这些第二判决单元(42)相连接的“或”门(43),用于通过这些逻辑信号(l1,l2,...)的“或”逻辑运算产生一个总信号(g),以及
d)一个与该“或”门(43)相连接的计数单元(44),用于通过求得该总信号(g)在该预给定的时间间隔内具有的脉冲的上升沿的数目确定该数目(p)。
16.根据权利要求14的装置,其特征在于,该确定单元(32)具有以下单元:
a)至少两个分别与一个相关单元(31)相连接的模形成单元(41),用于形成这些相关结果的模(|rsFS1|,|rsFS2|,...),
b)至少两个分别与这些模形成单元(41)之一相连接的第二判决单元(42),用于将这些相关结果的模(|rsFS1|,|rsFS2|,...)与该第一阈值(THr1)比较,并且若该相应的模超过该第一阈值(THr1),则产生至少两个具有逻辑1的值的逻辑信号(l1,l2,...),若没有超过,则产生至少两个具有逻辑零的值的逻辑信号
c)至少两个分别与这两个第二判决单元(42)之一相连接的计数单元(45),用于确定这些逻辑信号(l1,l2,…)分别在该预给定的时间间隔内具有的脉冲的上升沿的这些数目(p1,p2,…),
d)一个与这些计数单元(45)相连接的加法部件(46),用于通过这些上升沿的数目(p1,p2,…)的相加来确定该数目(p)。
17.根据权利要求14的装置,其特征在于,该确定单元(32)具有以下单元:
a)至少两个分别与一个相关单元(31)相连接的模形成单元(41),用于形成这些相关结果的模(|rsFS1|,|rsFS2|,…),
b)一个与这些模形成单元(41)相连接的加法部件(47),用于通过将这些相关结果的模(|rsFS1|,|rsFS2|,…)相加来确定一个总和(rsc),
c)一个与该加法部件(47)相连接的第二判决单元(48),用于将该总和(rsc)与该第一阈值(THr2)比较,并且若该总和(rsc)超过该第一阈值(THr2),则产生一个具有逻辑1的值的逻辑信号(l),若没有超过,则产生一个具有逻辑零的值的逻辑信号,
d)一个与该第二判决单元(48)相连接的计数单元(49),用于通过求得该逻辑信号(l)在该预给定的时间间隔内具有的脉冲的上升沿的数目来确定该数目(p)。
18.根据权利要求12至17之一的装置,其特征在于,这些相关单元(31)是一个同步单元(26)的组成部分。
19.发送/接收装置(11-13),特别是用于在2.4GHz频带中根据IEEE 802.15.4标准的数据传输系统(10),该发送/接收装置包含
a)一个天线(14),
b)一个与该天线(14)相连接的发送单元(15),用于在2.4GHz频带中发送特别是根据IEEE 802.15.4标准的数据,其中该发送单元(15)被构造得,为每个数据符号(d0=5)分派一个来自一个序列库中的PN序列(P5),该序列库具有一些第一PN序列(P0,P1,...,P7)的一个第一组(PG1)和一些第二PN序列(P8,P9,...,P15)的一个第二组(PG2),其中这些第一和第二PN序列在它们的相应的组中仅仅通过它们的码片值的周期的推移而彼此区分,并且其中该第二组(PG2)对于每个第一PN序列(P0)都具有一个相应的第二PN序列(P8),它仅仅通过每个第二码片值的翻转而与该第一PN序列(P0)区分,
c)一个与该天线(14)相连接的、带有一个微分解调器(22)和一个接在后面的、根据权利要求12至18之一的用于求得一个传输信道被无线电信号占用的装置(27)的接收单元(16),
d)一个与该发送单元(15)、该接收单元(16)和该装置(27)相连接的控制单元(17),用于控制该发送单元(15)和该接收单元(16),其中该控制单元(17)被构造得,当该装置(27)求得该传输信道为被占用时,将该发送单元(15)禁止。
20.集成电路,特别是用于根据权利要求19的发送/接收装置,具有根据权利要求1至18之一的装置(27)。
CN2006100916263A 2005-06-07 2006-06-07 用于求得传输信道占用的方法和装置 Active CN1878099B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005026086.1 2005-06-07
DE102005026086A DE102005026086B3 (de) 2005-06-07 2005-06-07 Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln der Belegung eines Übertragungskanals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1878099A true CN1878099A (zh) 2006-12-13
CN1878099B CN1878099B (zh) 2012-02-29

Family

ID=36914978

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006100916263A Active CN1878099B (zh) 2005-06-07 2006-06-07 用于求得传输信道占用的方法和装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7633996B2 (zh)
CN (1) CN1878099B (zh)
DE (1) DE102005026086B3 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108696405A (zh) * 2017-04-03 2018-10-23 恩智浦有限公司 范围确定模块以及相关方法和设备
CN109691160A (zh) * 2016-08-19 2019-04-26 路晟(上海)科技有限公司 无线抗干扰收发系统

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8977683B2 (en) 2000-12-26 2015-03-10 Polycom, Inc. Speakerphone transmitting password information to a remote device
US8964604B2 (en) 2000-12-26 2015-02-24 Polycom, Inc. Conference endpoint instructing conference bridge to dial phone number
US7339605B2 (en) 2004-04-16 2008-03-04 Polycom, Inc. Conference link between a speakerphone and a video conference unit
US9001702B2 (en) 2000-12-26 2015-04-07 Polycom, Inc. Speakerphone using a secure audio connection to initiate a second secure connection
US8948059B2 (en) 2000-12-26 2015-02-03 Polycom, Inc. Conference endpoint controlling audio volume of a remote device
US8934382B2 (en) 2001-05-10 2015-01-13 Polycom, Inc. Conference endpoint controlling functions of a remote device
US8976712B2 (en) 2001-05-10 2015-03-10 Polycom, Inc. Speakerphone and conference bridge which request and perform polling operations
US8144854B2 (en) 2001-12-31 2012-03-27 Polycom Inc. Conference bridge which detects control information embedded in audio information to prioritize operations
US8885523B2 (en) 2001-12-31 2014-11-11 Polycom, Inc. Speakerphone transmitting control information embedded in audio information through a conference bridge
US7978838B2 (en) 2001-12-31 2011-07-12 Polycom, Inc. Conference endpoint instructing conference bridge to mute participants
US8934381B2 (en) 2001-12-31 2015-01-13 Polycom, Inc. Conference endpoint instructing a remote device to establish a new connection
US8705719B2 (en) 2001-12-31 2014-04-22 Polycom, Inc. Speakerphone and conference bridge which receive and provide participant monitoring information
US8223942B2 (en) * 2001-12-31 2012-07-17 Polycom, Inc. Conference endpoint requesting and receiving billing information from a conference bridge
US8947487B2 (en) 2001-12-31 2015-02-03 Polycom, Inc. Method and apparatus for combining speakerphone and video conference unit operations
US8102984B2 (en) 2001-12-31 2012-01-24 Polycom Inc. Speakerphone and conference bridge which receive and provide participant monitoring information
US8126029B2 (en) 2005-06-08 2012-02-28 Polycom, Inc. Voice interference correction for mixed voice and spread spectrum data signaling
US8199791B2 (en) * 2005-06-08 2012-06-12 Polycom, Inc. Mixed voice and spread spectrum data signaling with enhanced concealment of data
US8050200B2 (en) 2006-10-04 2011-11-01 Marvell World Trade Ltd. Opportunistic 40 MHz mode of transmission in wireless transmitters
KR101548324B1 (ko) * 2007-08-08 2015-09-07 한국전자통신연구원 무선통신시스템에서 신호형성방법 및 장치
DE102008018869A1 (de) * 2008-04-14 2009-10-22 Atmel Automotive Gmbh Empfängerschaltung, Verwendung und Verfahren zum Empfang in einem Funknetz
US8619754B2 (en) * 2009-01-15 2013-12-31 Essence Security International Ltd. Robust channel allocation method for RF communication systems
US9743432B2 (en) 2013-09-23 2017-08-22 Qualcomm Incorporated LTE-U uplink waveform and variable multi-subframe scheduling
US10917795B2 (en) * 2015-04-02 2021-02-09 Qualcomm Incorporated Enhanced preamble waveform for coexistence
WO2017028204A1 (zh) * 2015-08-18 2017-02-23 华为技术有限公司 一种数据传输方法、设备及系统
CN106341158B (zh) * 2016-10-13 2019-03-26 惠州Tcl移动通信有限公司 一种移动终端根据扩频和解频安全接收信号的方法及系统
GB2557306A (en) * 2016-12-05 2018-06-20 Nordic Semiconductor Asa Clear channel assessment

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4554508A (en) * 1983-12-07 1985-11-19 American Microsystems, Incorporated Carrier detection circuit
US6831905B1 (en) * 1995-06-30 2004-12-14 Interdigital Technology Corporation Spread spectrum system assigning information signals to message-code signals
JP2780696B2 (ja) * 1996-02-01 1998-07-30 日本電気株式会社 キャリア検出装置
US6067291A (en) * 1997-09-23 2000-05-23 Lucent Technologies Inc. Wireless local area network with enhanced carrier sense provision
JP2947278B1 (ja) * 1998-07-10 1999-09-13 日本電気株式会社 Tdma−tdd移動通信システムの制御チャネルキャリアセンス方法
US20050036573A1 (en) * 2003-08-15 2005-02-17 Liang Zhang Baseband receiver for binary symbol data

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109691160A (zh) * 2016-08-19 2019-04-26 路晟(上海)科技有限公司 无线抗干扰收发系统
CN109691160B (zh) * 2016-08-19 2023-07-11 路晟(上海)科技有限公司 无线抗干扰收发系统
CN108696405A (zh) * 2017-04-03 2018-10-23 恩智浦有限公司 范围确定模块以及相关方法和设备

Also Published As

Publication number Publication date
US7633996B2 (en) 2009-12-15
US20060274863A1 (en) 2006-12-07
CN1878099B (zh) 2012-02-29
DE102005026086B3 (de) 2006-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1878099A (zh) 用于求得传输信道占用的方法和装置
CN1104116C (zh) 扩频信号接收方法及扩频信号接收装置
CN1168252C (zh) 解调码分多址信号的接收机和方法
CN1163009C (zh) 码分多址移动通信的方法和系统
CN1129332C (zh) 移动站、基站和通信方法
CN1353517A (zh) 多路载波通讯系统的发送技术和方法及接收技术和方法
CN1559114A (zh) 正交频分复用传输方法
CN1136747C (zh) 通信方法、发送和接收装置及蜂窝无线电通信系统
CN1795632A (zh) 无线通信系统及无线通信方法
CN1120595C (zh) 相干检波方法,移动通信接收机及干扰消除装置
CN1327660A (zh) 移动通信系统、基站和移动通信终端以及重发送控制方法
CN1669215A (zh) 具接收多样化块组传输的群组式连续干扰消除
CN1618192A (zh) Ofdm解调电路以及使用该电路的ofdm接收设备
CN1714525A (zh) 通信系统、通信方法、发送装置、接收装置以及控制程序
CN1272262A (zh) 在移动通信系统中支持传输分集的过区切换方法
CN1185083A (zh) 基站、移动单元通信装置及其相互间的通信方法
CN1369981A (zh) 移动通信系统中接收处理方法以及接收装置
CN1492612A (zh) 采用单一扩频码的频谱扩展通信系统
CN1929464A (zh) 用于wcdma射频收发器的基带处理模块
CN1287417A (zh) 分离多径接收的码分多址无线通信装置和功耗控制方法
CN1115030C (zh) 接收机接收信号绝对定相装置
CN1241428C (zh) 用于检测业务信道和导频信道之间的功率比的设备和方法
CN1111967C (zh) 数字无线通信接收机
CN1677854A (zh) 时刻调节方法及使用该方法的数字滤波器和接收装置
RU2327280C2 (ru) Способ и устройство для поиска радиосвязи с разнесенным приемом и назначения демодулятора в системе беспроводной связи

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant