DE102016109655A1

DE102016109655A1 - Einrichtung und verfahren für einen leistungssparenden empfänger mit niedriger zwischenfrequenz

Info

Publication number: DE102016109655A1
Application number: DE102016109655.5A
Authority: DE
Inventors: Edgar Borrayo; Stefano Pellerano; David Arditti Ilitzky; Thomas Tetzlaff
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2015-06-25
Filing date: 2016-05-25
Publication date: 2016-12-29
Anticipated expiration: 2036-05-26
Also published as: US20160381643A1; US9980168B2; DE102016109655B4

Abstract

Diese Anmeldung beschreibt eine Einrichtung sowie Verfahren zur Leistungseinsparung unter Verwendung eines Quadraturempfängers, indem ein Einzelstrang-Empfangsmodus des Quadraturempfängers aktiviert wird. In einem Beispiel kann ein Empfänger zum Empfangen von Kommunikationsinformationen ein analoges Front-End, das konfiguriert ist, um ein moduliertes, informationstragendes Hochfrequenzsignal auf einem ersten Frequenzband zu empfangen und eine digitale Repräsentation des modulierten, informationstragenden Hochfrequenzsignals auf einem zweiten Frequenzband bereitzustellen; und ein digitales Front-End aufweisen, das konfiguriert ist, um die digitale Repräsentation auf der zweiten Frequenz zu empfangen und die Kommunikationsinformationen zum Beispiel einem Basisband-Prozessor bereitzustellen. In einem ersten Verarbeitungsmodus des Empfängers kann das analoge Front-End jedes aus phasengleichen Symbolinformationen des modulierten, informationstragenden Hochfrequenzsignals oder Quadratursymbolinformationen des modulierten, informationstragenden Hochfrequenzsignals auf dem zweiten Frequenzband bereitstellen.

Description

HINTERGRUND
Kommunikationslösungen für drahtlose Niedrigleistungssensor- und -aktornetzwerke (LP-WSAN) erzielen weiterhin Fortschritte dabei, stets sinkenden Leistungs- und Kostenbudgets gerecht zu werden. Diese Arten von Vorrichtungen werden mit der Einführung tragbarer Technologien und dem Internet der Dinge (IdD) allgegenwärtig. Viele LP-WSAN-Vorrichtungen basieren auf (schmalbandigen) Einzelträgermodulationen wie z. B. Gaußscher Frequenzumtastung (GFSK), Gaußscher Minimalphasenumtastung (GMSK), Offset-Quadraturphasenumtastung (O-QPSK) etc. Protokolle können umfassen, sind aber nicht beschränkt auf ANT, Bluetooth (BT), Bluetooth Low Energy (BTE), ZigBee, Global System for Mobile Communications (GSM oder 2G für zellulare Netze) etc. Um einen niedrigen Leistungsverbrauch zu erzielen, tendieren LP-WSAN-Vorrichtungen zu Protokollen mit geringem Overhead und einfacher Verarbeitung (weniger Protokollfelder in der Paketstruktur, einfache oder keine FEC etc.) sowie niedrigen Arbeitszyklen (kurze Paketgrößen, lange Verbindungsdauern).
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen, die nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet sind, können gleiche Zahlen ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Ansichten beschreiben. Gleiche Zahlen mit unterschiedlichen Buchstabenzusätzen können unterschiedliche Realisierungen ähnlicher Komponenten repräsentieren. Die Zeichnungen veranschaulichen im Allgemeinen auf beispielhafte, aber nicht beschränkende Weise, verschiedene Ausführungsformen, die in der vorliegenden Anmeldung beschrieben sind.
1 veranschaulicht im Allgemeinen einen beispielhaften Empfänger gemäß einigen Ausführungsformen.
2 veranschaulicht im Allgemeinen ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Betreiben eines Quadraturempfängers gemäß einigen Ausführungsformen, um Leistung einzusparen.
3 veranschaulicht im Allgemeinen ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 300, um Betriebsleistung eines Quadraturempfängers gemäß einigen Ausführungsformen einzusparen.
4 veranschaulicht im Allgemeinen einen beispielhaften Empfänger mit einer einzigen analogen Front-End-Verarbeitungskette gemäß einigen Ausführungsformen.
5 veranschaulicht im Allgemeinen einen Graphen eines gewünschten Signals, das auf 500 kHz mit einer Bandbreite von 1 MHz heruntergewandelt wurde.
6 ist ein Blockdiagramm, welches eine beispielhafte Maschine veranschaulicht, auf welcher eine oder mehrere der hierin beschriebenen Methodologien gemäß einigen Ausführungsformen ausgeführt werden können.
DETAILBESCHREIBUNG
Die Erfinder haben erkannt, dass das analoge Hochfrequenz-Front-End (AFE) von LP-WSAN-Vorrichtungen typischerweise die stärkste leistungsverbrauchende Komponente in drahtlosen, schmalbandigen Einzelträgerempfängern für komplexe Modulationen wie z. B. Empfängervorrichtungen mit niedriger Zwischenfrequenz (IF) sind. Der AFE-Leistungsverbrauch kann während LP-WSAN-„Hub“- oder „Mesh-“(vermaschten Netzwerk-)Anwendungsfällen eine Spitze haben, wenn eine Vorrichtung ein Slave-Gerät mehrerer Vorrichtungen und ein Master-Gerät mehrerer Vorrichtungen sein kann. Zum Beispiel kann in „Hub“- oder „Mesh“-Anwendungsfällen die Anzahl drahtloser Aktivitätszeiträume signifikant größer sein als die eines einfachen Sensor-Slave-Geräts.
Aufgrund der Protokolleinfachheit für einige drahtlose, schmalbandige Einzelträger-LP-WSAN-Technologien (z. B. für Protokolle ohne FEC wie z. B. BLE oder ANT) kann das Eintauschen der Leistungsfähigkeit des drahtlosen Empfängers (Empfindlichkeit, Paketfehlerwahrscheinlichkeit (PER)) gegen eine Leistungsreduktion mittels Funktionsminderung/Vereinfachung des Empfänger-AFEs kontraproduktiv sein, da ein einzelner Bitfehler zwei Paket-Neuübertragungen verursacht (eine Übertragungsneuübertragung und eine Empfangsneuübertragung). Unter einstelligen PER-(und höheren) Bedingungen, kann die aufgrund von Neuübertragungen verlorene Leistung höher sein als die aktiv reduzierte Leistung aufgrund von Empfänger-AFE-Leistungsoptimierungen.
Daher haben die Erfinder erkannt, dass hohe Gewinne bei aktiver Leistungsreduktion erzielt werden können, indem der Empfänger-AFE-Leistungsverbrauch adaptiv optimiert wird, zum Beispiel durch das Anwenden von AFE-Leistungsoptimierungen, welche die Leistungsfähigkeit nur eintauschen, wenn die messbaren Schlüsseleigenschaften des Kanals (Signal-Rausch-Verhältnis (SNR), Nachbarkanalstörungs-(ACI-)Bedingungen, Kanalbedingungen) es erlauben, die mittlere Leistung pro erfolgreich kommuniziertem Bit zu optimieren. In einigen Beispielen kann eine AFE-Optimierung angewendet werden, wenn die abgefühlten Bedingungen eine hohe Wahrscheinlichkeit des korrekten Paketempfangs implizieren, sodass wahrscheinlich keine zusätzliche Leistung für Empfangsfehler-Neuübertragungen benötigt wird. Eine solche Leistungseinsparung kann die Nutzerzufriedenheit signifikant erhöhen, da Vorrichtungen, die auf Batterien oder anderen Energiespeicherversorgungen basieren, signifikant länger zwischen Aufladevorgängen der Energieversorgung betrieben werden können. Solche Vorrichtungen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Mobiltelefone, Smart Phones, tragbare Elektronik, Internet-der-Dinge-(IoT-)-Vorrichtungen und andere Vorrichtungen, die für die Nachrichtenübertragung mit niedriger Datenrate durch drahtlose, eingebettete Niedrigleistungsvorrichtungen bestimmt sind, welche monate- oder jahrelang mit einer einzelnen Knopfbatterie betrieben werden.
1 veranschaulicht im Allgemeinen einen beispielhaften Empfänger 100 wie z. B. einen drahtlosen Empfänger, welcher ein AFE 101, ein digitales Front-End (DFE) 102 und eine Steuerung 103 aufweist. In verschiedenen Beispielen kann der Empfänger ein drahtloses Signal an einer Antenne 114 empfangen und das Signal an einem Verstärker 116 zur Verarbeitung, wie z. B. zum Abwärtswandeln, durch das AFE 101 und das DFE 102 verstärken. In einigen Beispielen kann der Verstärker 116 einen Niedrigrauschverstärker (LNA) aufweisen. In bestimmten Beispielen kann das AFE 101 analoge Mischer 104, 105, analoge Filter 106, 107 und Analog-Digital-Wandler (ADC) 108, 109 aufweisen. Das DFE 102 kann einen komplexen digitalen Multiplikator 110 und einen oder mehrere digitale Filter 111, 112 aufweisen. In bestimmten Beispielen kann das AFE 101 ein moduliertes, informationstragendes Hochfrequenzsignal (f_RF) von einer Antenne 114 empfangen und kann das Signal in zwei Quadraturverarbeitungsketten aufteilen, zum Beispiel eine zum Verarbeiten von phasengleichen Symbolinformationen (I) und eine zum Verarbeiten von Quadratursymbolinformationen (Q). In bestimmten Beispielen kann/können der eine oder mehrere analoge Mischer 104, 105 lokale Oszillatorsignale (cos(2πf_LOt), −sin(2πf_LOt)) empfangen und können das modulierte, informationstragende Hochfrequenzsignal in analoge, phasengleiche Symbolinformationen (I_IF) und analoge Quadraturphasensymbolinformationen (Q_IF) zerlegen, die jeweils ein Zwischenfrequenzband aufweisen, das um eine Zwischenfrequenz (f_IF) zentriert ist. Die analogen Filter 106, 107 können bandexternes Rauschen oder Störungen, die außerhalb des Zwischenfrequenzbandes sind, unterdrücken oder dämpfen. Der eine oder mehrere ADCs können die analogen Symbolinformationen (I_IF, Q_IF) in digitale Symbolinformationen für das DFE 102 umwandeln. Bei bestimmten Architekturen mit niedriger IF können die Trägerfrequenz (f_RF) und die Zwischenfrequenz (f_IF) zu der lokalen Oszillatorfrequenz (f_LO) im Verhältnis stehen, zum Beispiel entweder durch f_RF = f_LO + f_IF, oder durch f_RF = f_LO – f_IF.
Das DFE 102 kann damit fortfahren, die Symbolinformationen (I_IF, Q_IF), welche das Zwischenfrequenzband aufweisen, das um die Zwischenfrequenz (IF) zentriert ist, zu Kommunikationsinformationen herunterzuwandeln, die ein Frequenzband aufweisen, das um Null-Hertz- oder Nullfrequenz-Basisbandinformationen zentriert ist. Der digitale Multiplikator 110 kann einen digitalen Mischer aufweisen, der ein komplexes Oszillatorsignal (cos(2πf_IFt) – jsin(2πf_IFt)) empfangen kann und unter Verwendung der Eingabesymbolinformationen (I_IF, Q_IF) ein komplexes Signal wiederherstellen kann und die Kommunikationsinformationen bei null Hertz (cos[θ(t)], sin[θ(t)]) zerlegen kann. In bestimmten Beispielen, wenn die Empfangscharakteristiken robust sind, kann der komplexe digitale Multiplikator 110 eine Einzelkette digitaler Symbolinformationen von dem AFE 101 auf der Zwischenfrequenz empfangen und kann trotzdem die vollständigen Nullfrequenz-Basisband- oder Kommunikationsinformationen (cos[θ(t)], sin[θ(t)]) wiederherstellen.
In bestimmten Beispielen kann die Dezimations-/Filterkette des digitalen Front-Ends (DFE) 102 eine Steuerung 113 aufweisen, um die auf dem Zwischenfrequenzband empfangene Leistung sowie die Leistung zu messen, die an einem oder mehreren Spiegelfrequenzbändern empfangen wird, die durch den Empfänger 100 geleitet werden können. Spiegelfrequenzbänder können auch als Blockierbänder bezeichnet werden. In bestimmten Beispielen kann auf den Blockierbändern empfangene Leistung die Fähigkeit des komplexen digitalen Multiplikators 110, die komplexen Signalinformationen aus einer Einzelkette analoger Symbolinformationen korrekt wiederherzustellen, signifikant stören. In bestimmten Beispielen kann die Steuerung 113 unter Verwendung von Messungen der empfangenen Leistung innerhalb eines Bandes ein Signal-Rauschverhältnis (SNR) für den Empfänger schätzen. Obwohl sie nicht dahingehend beschränkt ist, kann die IF in bestimmten Anwendungen gewählt werden, um nahe an der Bandbreite des Signals von Interesse zu sein, sodass die digitale Überabtastfrequenz so niedrig wie möglich sein kann, was wiederum darin resultieren kann, dass der Leistungsverbrauch der Verarbeitung der Abtastungen auf einem Minimum gehalten werden kann.
In bestimmten Beispielen kann die Steuerung 113 einen Ausgang (EN) aufweisen, um eine der beiden Verarbeitungsketten des AFEs zu aktivieren und zu deaktivieren. Obwohl das Aktivierthaben beider Verarbeitungsketten eine bessere Empfangsleistungsfähigkeit im Sinne von niedrigen, Empfangsfehlern zugeordneten Wahrscheinlichkeiten bereitstellen kann, kann die Deaktivierung einer der Verarbeitungsketten eine wesentliche Leistungsmenge sparen. Zum Beispiel kann der Empfang von Kommunikationspaketen grob in zwei breite Verarbeitungsschritte aufgeteilt werden, welche Kohärenzherstellung und Paketverarbeitung umfassen. Bei einer konservativen Schätzung kann, wenn die Kohärenzherstellung 10 % der Paketzeit benötigt, ein Einzelkettenbetrieb für ein Empfänger-AFE den aktiven Leistungsverbrauch um etwa 20 % reduzieren, was für ein Paket in einer konservativen Leistungseinsparung von 18 % resultiert. Wenn die Kohärenzherstellungszeit nur auf 5 % der Paketzeit geschätzt wird, kann der Einzelkettenbetrieb für ein Empfänger-AFE den aktiven Leistungsverbrauch um etwa 40 % reduzieren, was für ein Paket in einer Leistungsreduktion von etwa 38 % resultiert. In bestimmten Beispielen, wenn eine Verarbeitungskette deaktiviert wird, können der analoge Mischer, die analogen Filter und der ADC des AFEs, die der deaktivierten Verarbeitungskette zugeordnet sind, abgeschaltet werden. In bestimmten Beispielen können andere Schaltungen, die der Verarbeitungskette zugeordnet sind, wie zum Beispiel, aber nicht beschränkt auf, zusätzliche Filter oder Schaltungen zur Erzeugung und Verteilung lokaler Oszillatoren abgeschaltet werden.
2 veranschaulicht im Allgemeinen ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 200, um einen drahtlosen Quadraturempfänger mit niedriger IF zu betreiben, um Leistung einzusparen. Bei 201 wird das Empfänger-AFE aktiviert, um statt dem Einzelkettenbetrieb im Quadraturmodus betrieben zu werden. Bei 202 kann die Leistung innerhalb eines Bandes gemessen und bei 203 gespeichert werden, wenn der Empfängerkanal frei ist, indem eine Steuerung verwendet wird, die digitale Symbolinformation von dem AFE im Zwischenfrequenzband empfängt. In bestimmten Beispielen ist der Kanal frei, wenn keine Paketinformationen zu diesem Zeitpunkt erwartet werden, weshalb Rauschen und Störungen innerhalb eines Bandes typischerweise die einzigen vorliegenden Signalinformationen sind. Bei 204 kann der Empfänger damit beginnen, ein Kommunikationsdatenpaket zu detektieren. Während die Kohärenz des Signals bei 205 erreicht wird, kann bei 206 die Steuerung die Blockierbandleistung messen. Wenn die Blockierbandleistungsmessung bei 207 eine ausreichende Stärke hat, kann die Steuerung das AFE im Quadraturmodus halten, um das Paket zu empfangen. Bei 208 kann die Leistung innerhalb eines Bandes gemessen werden, und bei 209 kann eine Schätzung für das SNR bestimmt werden, indem die anfängliche Freikanal-Leistungsmessung innerhalb eines Bandes verwendet wird. In bestimmten Beispielen kann ein Schätzschaltkreis wie z. B. ein Schätzschaltkreis der Steuerung die Schätzung für das SNR sowie andere, hierin beschriebene Schätzungen bestimmen. In bestimmten Beispielen kann die Messung der Leistung innerhalb eines Bandes bei 208 während des Paketerwerbs parallel zur Messung der Blockierbandleistung initiiert werden. In einigen Beispielen, wenn die Blockierbandleistung bei 207 eine erste Schwelle nicht erreicht, kann die Leistung innerhalb eines Bandes später bei 208 gemessen werden. In solchen Beispielen, wenn die Leistungsmessung eine ausreichende Stärke hat, sodass der Empfänger im Quadraturmodus bleiben kann, kann die Steuerung die Leistungsmessungen innerhalb eines Bandes nicht initiieren und kann das SNR nicht schätzen. Bei 210, wenn das SNR einer zweiten Schwelle genügt, um auf den Einzelketten-Empfangsmodus zu wechseln, kann die Steuerung bei 211 den Einzelkettenbetrieb des AFEs aktivieren, zum Beispiel indem sie eine der AFE-Verarbeitungsketten deaktiviert. Wenn das SNR der zweiten Schwelle nicht genügt, kann der Empfänger im Quadraturmodus bleiben. Bei 212 detektiert der Empfänger unabhängig vom Betriebsmodus Symbole aus den empfangenen Paketen.
In bestimmten Beispielen kann die Entscheidung, in den Einzelketten-Betriebsmodus des AFEs umzuschalten, bestimmt werden, indem die Fehlerrate der Einzelkanalkommunikationsverbindung geschätzt wird und der geschätzte Energieverbrauch unter Verwendung von Einzelkettenverarbeitung, einschließlich des Energieverbrauchs, der den geschätzten fehlerhaften Übertragungen und entsprechenden Neuübertragungen zugeordnet ist, mit dem Energieverbrauch unter Verwendung des Quadraturmodus verglichen wird. In bestimmten Beispielen können die Störungsenergie der Blockierbänder und das geschätzte SNR verwendet werden, um eine Fehlerrate für den AFE-Einzelkettenbetrieb zu schätzen. In bestimmten Beispielen kann das Verfahren von 2 einen sofortigen Übergang vom Quadratur- in den Einzelkettenbetrieb bieten, ohne eine Einschwingwirkung zu erzeugen, oder irgendeine Einschwingwirkung, die einem Umschalten vom Quadraturempfangsmodus auf den Einzelkettenempfangsmodus zugeordnet wird, kann durch digitale Kompensation auf Basis anderer messbarer Kanalbedingungen korrigiert werden.
3 veranschaulicht im Allgemeinen ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 300 zum Überführen eines drahtlosen Quadraturempfängers zwischen einem AFE-Quadraturempfangsmodus und einem AFE-Einzelkettenempfangsmodus unter Verwendung von Leistungsmessungen eines oder mehrerer Blockierbänder. Bei 301 ist das Empfänger-AFE aktiviert, um im Quadraturmodus statt im Einzelkettenbetrieb betrieben zu werden. Bei 302 werden Leistungsmessungen eines oder mehrerer Blockierbänder initiiert. In bestimmten Beispielen können die Blockierband-Leistungsmessungen vor einer erwarteten Paketzeit initiiert und gerade vor dem Startzeitpunkt des Empfangs des erwarteten Pakets abgeschlossen werden. Wenn bei 303 keine signifikante Blockierbandstörung detektiert wird, kann das AFE bei 304 gerade vor dem Startzeitpunkt des erwarteten Pakets auf Einzelkettenempfang umgeschaltet werden. Bei 305 kann der Empfänger unabhängig vom Betriebsmodus des AFEs beginnen, den Start eines Pakets zu detektieren. Bei 306 kann Kohärenz erzielt werden. Bei 307 können Symbole vom Empfänger detektiert werden. Im Vergleich zum beispielhaften Verfahren von 2 ist das Verfahren von 3 weniger verarbeitungsintensiv, sollte aber außerhalb des Paketempfangs aktiviert werden, weil der Übergang vom Quadratur- zum Einzelkettenempfang negative Einschwingwirkungen auf die Fähigkeit des Empfängers haben kann, Kommunikationssymbole korrekt zu empfangen und zu verarbeiten.
Bei einigen Produkten, insbesondere bei Produkten, bei denen eine erhöhte Batterielebensdauer vorteilhaft sein kann, kann eine beispielhafte Niedrigenergie-Empfängerarchitektur eine einzige Verarbeitungskette für den Empfang und die Zerlegung von Quadraturkommunikationssignalen aufweisen. 4 veranschaulicht im Allgemeinen einen beispielhaften Empfänger 450 mit einer einzigen AFE-Verarbeitungskette. Der Empfänger kann ein Einzelketten-AFE 451 und ein Dualketten-DFE 452 aufweisen. Das Einzelketten-AFE 451 kann einen Empfangsverstärker 453 zum Empfangen eines modulierten, drahtlosen, informationstragenden Hochfrequenzsignals von einer Antenne 454, einen analogen Mischer 455, einen analogen Filter 456 sowie einen ADC 457 aufweisen. Der analoge Mischer 455 kann ein Mischer-Oszillatorsignal (cos(2πf_LOt)) empfangen und kann das empfangene, modulierte, informationstragende Hochfrequenzsignal mit einer ersten Mittenfrequenz (f_RF) oder Trägerfrequenz in ein komplexes, analoges Signal mit einer Zwischenmittenfrequenz (f_IF) umwandeln. In bestimmten Beispielen kann der analoge Filter 456 des Einzelketten-AFEs 451 einen Tiefpassfilter aufweisen, um Signalenergie außerhalb des Zwischenfrequenzbandes zu dämpfen oder zu unterdrücken. Der ADC 457 kann dem DFE 452 eine digitale Repräsentation des Zwischenfrequenzsignals bereitstellen. Das DFE 452 kann die Abwärtswandlung des empfangenen Einzelkettensignals auf ein Nullfrequenz-Basisband-Quadraturinformationssignal (cos[θ(t)], sin[θ(t)]) fertigstellen.
Das DFE 452 kann digitale Mischer 458, 459 aufweisen, um digitale Oszillatorsignale (cos(2πf_IFt), – sin(2πf_IFt)) zu empfangen und die digitale Repräsentation des Zwischenfrequenzsignals herunterzuwandeln, um die Nullfrequenz-Basisbandinformationen (cos[θ(t)], sin[θ(t)]) bereitzustellen. Mehrere Arten von DFE 452 können implementiert werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, CORDIC-basierte Abwärtswandlung, nachschlagtabellen-(LUT-)basierte Abwärtswandlung etc. In bestimmten Beispielen kann ein auf „Hilbert-Transformation“ basierendes Empfangsschema unter Verwendung eines einzelnen IF-Hilbertfilters statt zwei Null-IF-Tiefpassfiltern (LPFs) 459, 460 wie in 4 gezeigt verwendet werden. 4 ist ein veranschaulichendes Beispiel und beschränkt den vorliegenden Gegenstand nicht auf irgendein bestimmtes digitales Abwärtswandlungsschema. In bestimmten Beispielen kann eine Niedrigenergie-Empfängerarchitektur einen Bluetooth-Low-Energy-(Bluetooth-Smart-)Empfänger aufweisen, ist aber nicht auf diesen beschränkt, der zum Beispiel konfiguriert ist, um drahtlose Signale mit einem ersten Frequenzband in einem Bereich von etwa 2,400 Gigahertz (GHz) bis etwa 2,4835 GHz und mit vierzig 2-Megahertz(MHz)-Kanälen zu empfangen und auf ein Zwischenfrequenzband mit Frequenzen zwischen 450 Kilohertz (kHz) und 550 kHz herunterzuwandeln.
Ein optionales Merkmal eines digitalen Abwärtswandlungsschemas oder eines DFEs 452 kann ein oder mehrere anpassbare Basisbandfilter 460, 461 sein. 5 veranschaulicht im Allgemeinen einen Graphen eines gewünschten Signals wie zum Beispiel eines Bluetooth-Low-Energy-(BLE-)Signals, das auf 500 kHZ mit einer 1-MHz-Bandbreite 501 heruntergewandelt wurde, die Blockierbandstörung oder Nachbarkanalstörung (ACI) und Selbststörung 502, und das Signal 503, das aus dem Empfang unter Verwendung eines Einzelketten-AFEs resultiert. Nahe 0,92 MHz kann das gewünschte Signal von Leckleistung der Spiegel-Nachbarstörung aus den Blockierbändern überlagert werden. In bestimmten Beispielen können die optionalen, anpassbaren Filter 460, 461 eine Frequenzantwort aufweisen, die zwischen zumindest zwei diskreten Antworten wie zum Beispiel, aber nicht beschränkt auf, einer hoch selektiven Antwort für Spiegel-Nachbarstörungszenarios und einer weniger selektiven Antwort für andere Fälle anpassbar oder konfigurierbar ist. In solchen Beispielen kann eine Steuerung 462 des Empfängers eine Filtergrenzfrequenz der Filter 460, 461 auf einen Ort nahe dem Punkt anpassen, an dem die Stör-Leckleistung innerhalb der Frequenzen innerhalb eines Bandes höher ist als die Leistung des Signals von Interesse (z. B. nahe 0,92 MHz wie aus 5 ersichtlich). Die auswählbaren Filter 460, 461 können eine weitere Reduktion der Leistungsfähigkeitsminderung bei Vorliegen von ACI bewirken. Zusätzlich zu den anpassbaren oder konfigurierbaren Filtern 460, 461 kann die Steuerung 462 oder eine digitale PHY-Steuerung ein gefiltertes digitales Zwischensignal empfangen, dessen Nachbarkanal nicht vollständig herausgefiltert ist. Die Steuerung 462 oder ein Schätzschaltkreis können gleichzeitig die Leistung innerhalb eines Bandes und die erweiterte Durchlass-Bandleistung schätzen, und durch den Vergleich beider Leistungsschätzungen kann die Nachbarkanalleistung ebenfalls geschätzt werden. Wenn die Nachbarkanalleistung hoch genug ist (sodass deren Leckleistung auf dem Band von Interesse als hoch angenommen werden kann), kann die digitale Filterantwort zum Beispiel dadurch angepasst oder konfiguriert werden, dass ein Ausgang der (hs_en) selektiver ist. In einigen Beispielen kann eine Nachschlagtabellenart von Abstimm-Sollpunkten verwendet werden, um mehrere Abstimmschritte auf Basis unterschiedlicher Schätzungen der ACI-Leistung bereitzustellen.
6 ist ein Blockdiagramm, welches eine beispielhafte Maschine veranschaulicht, auf der eine oder mehrere hierin beschriebene Methodologien ausgeführt werden können. In alternativen Ausführungsformen betreibt die Maschine eine Einzelvorrichtung oder kann mit anderen Maschinen (z. B. in einem Netzwerk) verbunden sein. Bei einem Einsatz in einem Netzwerk kann die Maschine in der Funktion entweder eines Servers oder einer Client-Maschine in Server-Client-Netzwerkumgebungen betrieben werden. Die Maschine kann ein Personal Computer (PC), ein Tablet-PC, ein Beistellgerät (STB), ein persönlicher digitaler Assistent (PDA), ein Mobiltelefon, eine Web-Anwendung, ein Netzwerkrouter, ein Schalter oder ein Brücke, tragbare Elektronik, Internet-der-Dinge-(IoT-)Vorrichtungen wie zum Beispiel, aber nicht beschränkt auf, IoT-Sensoren und IoT-Aktoren, oder eine beliebige Maschine sein, die dazu fähig ist, Befehle (sequentiell oder auf andere Weise) auszuführen, die von dieser Maschine durchzuführende Aktionen spezifizieren. Ferner, während lediglich eine einzelne Maschine dargestellt wird, soll der Begriff „Maschine“ auch aufgefasst werden, um jegliche Ansammlung von Maschinen zu umfassen, die einzeln oder gemeinsam einen Satz (oder mehrere Sätze) von Befehlen ausführen, um eine beliebige oder mehrere der hierin beschriebenen Methodologien durchzuführen.
Ein beispielhaftes Computersystem 600 weist einen Prozessor 602 (z. B. eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) oder beides), einen Hauptarbeitsspeicher 601 und einen statischen Arbeitsspeicher 606 auf, die miteinander über einen Bus 608 kommunizieren. Das Computersystem 600 kann ferner eine Anzeigeeinheit 610, eine alphanumerische Eingabevorrichtung 617 (z. B. eine Tastatur), sowie eine Benutzerschnittstellen(UI-)Navigationsvorrichtung 611 (z. B. eine Maus) aufweisen. In einer Ausführungsform sind der Bildschirm, die Eingabevorrichtung und die Cursor-Steuervorrichtung eine Touch-Screen-Anzeige. In bestimmten Beispielen kann das Computersystem 600 zusätzlich eine Speichervorrichtung (z. B. eine Laufwerkeinheit) 616, eine Signalerzeugungseinheit 618 (z. B. einen Lautsprecher), eine Netzwerkschnittstellenvorrichtung 620 und einen oder mehrere Sensoren 621 wie z. B. einen globalen Positionierungssystemsensor, einen Kompass, einen Beschleunigungsmesser oder einen anderen Sensor aufweisen.
Die Speichervorrichtung 616 weist ein maschinenlesbares Medium 622 auf, auf welchem ein oder mehrere Sätze von Datenstrukturen und Befehlen 623 (z. B. Software) gespeichert sind, die eine beliebige eine oder mehrere der hierin beschriebenen Methodologien oder Funktionen beinhalten oder von dieser/diesen genutzt werden. Die Befehle 623 können während ihrer Ausführung durch das Computersystem 600 auch vollständig oder zumindest teilweise innerhalb des Hauptarbeitsspeichers 601 und/oder innerhalb des Prozessors 602 angeordnet sein, wobei der Hauptarbeitsspeicher 601 und der Prozessor 602 ebenfalls maschinenlesbare Medien darstellen.
Während das maschinenlesbare Medium 622 in einer beispielhaften Ausführungsform als einzelnes Medium dargestellt wird, kann der Begriff „maschinenlesbares Medium“ ein einzelnes Medium oder mehrere Medien umfassen (z. B. eine zentralisierte oder verteilte Datenbank und/oder damit verbundene Caches und Server), welche den einen oder mehrere Befehle 623 speichern. Der Begriff „maschinenlesbares Medium“ soll auch aufgefasst werden, um ein beliebiges physisches Medium zu umfassen, das dazu fähig ist, Befehle zur Ausführung durch die Maschine zu speichern, zu kodieren oder zu tragen, und die bewirken, dass die Maschine eine beliebige eine oder mehrere der Methodologien der vorliegenden Offenbarung durchführt, oder das dazu fähig ist, Datenstrukturen zu speichern, zu kodieren oder zu tragen, die von solchen Befehlen genutzt werden oder diesen zugeordnet sind. Der Begriff „maschinenlesbares Medium“ soll dementsprechend aufgefasst werden, Halbleiter-Arbeitsspeicher sowie optische und magnetische Medien zu umfassen, aber nicht auf diese beschränkt zu sein. Konkrete Beispiele maschinenlesbarer Medien umfassen nichtflüchtige Arbeitsspeicher, einschließlich beispielsweise Halbleiter-Arbeitsspeichervorrichtungen, z. B. elektrisch programmierbare Festwert-Arbeitsspeicher (EPROM), elektrisch löschbare, programmierbare Festwert-Arbeitsspeicher (EEPROM) und Flash-Arbeitsspeichervorrichtungen; magnetische Datenträger wie z. B. interne Festplatten und Wechseldatenträger; magneto-optische Datenträger; sowie CD-ROM- und DVD-ROM-Datenträger.
Die Befehle 623 können unter Verwendung eines Übertragungsmediums ferner mittels der Netzwerkschnittstellenvorrichtung 620, die eine Anzahl gut bekannter Übertragungsprotokolle (z. B. HTTP) nutzt, über ein Kommunikationsnetzwerk 626 übertragen oder empfangen werden. Beispiele für Kommunikationsnetzwerke umfassen ein lokales Netzwerk („LAN“), ein Weitverkehrsnetz („WAN“), das Internet, Mobiltelefonnetzwerke, herkömmliche Telefon-(POTS-)Netzwerke und drahtlose Datennetzwerke (z. B. Wi-Fi^®- und WiMax^®-Netzwerke). Der Begriff „Übertragungsmedium“ soll aufgefasst werden, um ein beliebiges nicht physisches Medium zu umfassen, das dazu fähig ist, Befehle zur Ausführung durch die Maschine zu speichern, zu kodieren oder zu tragen, und umfasst digitale oder analoge Kommunikationssignale oder andere, nicht physische Medien, um die Kommunikation solcher Software zu ermöglichen.
In bestimmten Beispielen kann der zentrale Prozessor 602 einen oder mehrere Prozessoren oder Prozessorschaltkreise aufweisen, welche einen Verarbeitungsschaltkreis aufweisen, der konfiguriert ist, um irrelevante Informationen aus phasenmodulierten Trägersignalen des beispielhaften Computersystems 600 zu entfernen.
ZUSÄTZLICHE BEMERKUNGEN
In Beispiel 1 kann ein Empfänger ein analoges Front-End aufweisen, das konfiguriert ist, um ein moduliertes, informationstragendes Signal auf einem ersten Frequenzband zu empfangen und eine digitale Repräsentation des modulieren, informationstragenden Signals auf einem zweiten Frequenzband bereitzustellen, wobei das modulierte, informationstragende Signal Kommunikationsinformationen aufweist; ein digitales Front-End aufweisen, das konfiguriert ist, um die digitale Repräsentation auf dem zweiten Frequenzband zu empfangen und die digitale Repräsentation herunterzuwandeln, um die Kommunikationsinformationen bereitzustellen, und worin, in einem ersten Verarbeitungsmodus, das analoge Front-End jedes oder lediglich eines aus phasengleichen Symbolinformationen des modulierten, informationstragenden Signals oder Quadratursymbolinformationen des modulieren, informationstragenden Signals auf dem zweiten Frequenzband bereitstellt.
In Beispiel 2 setzt der Empfänger von Beispiel 1 gegebenenfalls eine Niedrigenergiearchitektur ein, die konfiguriert ist, um drahtlose Signale mit einem ersten Frequenzband in einem Bereich von etwa 2,400 Gigahertz (GHz) bis etwa 2,4835 GHz und mit vierzig 2-Megahertz(MHz)-Kanälen zu empfangen.
In Beispiel 3 ist das zweite Frequenzband aus einem oder mehreren der Beispiele 1–2 gegebenenfalls zwischen 450 Kilohertz (kHz) und 550 kHz.
In Beispiel 4 weist der Empfänger aus einem oder mehreren der Beispiele 1–3 gegebenenfalls einen Schätzschaltkreis auf, der konfiguriert ist, um ein gefiltertes, digitales Zwischensignal bereitzustellen, um gleichzeitig die Leistung innerhalb des zweiten Frequenzbandes und die Leistung in zu dem zweiten Frequenzband benachbarten Frequenzen zu schätzen, und wenn Leckleistung, die zu dem zweiten Frequenzband benachbarten Frequenzen zugeordnet ist, in dem zweiten Frequenzband vorliegt, eine Grenzfrequenz innerhalb des zweiten Frequenzbandes zu schätzen, bei der die Nachbarkanalstörleistung höher als eine Schwelle ist, die unter Verwendung der geschätzten Leistung innerhalb des zweiten Frequenzbandes bestimmt wird.
In Beispiel 5 weist das digitale Front-End aus einem oder mehreren der Beispiele 1–4 gegebenenfalls einen oder mehrere Basisbandfilter auf, die konfiguriert sind, um die Kommunikationsinformationen bereitzustellen, um Informationen außerhalb des zweiten Frequenzbandes in dem ersten Verarbeitungsbetriebsmodus zu dämpfen, und um Informationen außerhalb der Grenzfrequenz in einem zweiten Betriebsmodus zu dämpfen.
In Beispiel 6 stellt das analoge Front-End aus einem oder mehreren der Beispiele 1–5 gegebenenfalls sowohl die phasengleichen Symbolinformationen als auch die Quadratursymbolinformationen auf dem zweiten Frequenzband bereit. In Beispiel 7 weist der Empfänger aus einem oder mehreren der Beispiele 1–6 gegebenenfalls eine Steuerung auf, die konfiguriert ist, um den ersten Verarbeitungsmodus des analogen Front-Ends zu aktivieren und gleichzeitig den zweiten Verarbeitungsmodus zu deaktivieren.
In Beispiel 8 ist die Steuerung aus einem oder mehreren der Beispiele 1–7 gegebenenfalls konfiguriert, um in dem zweiten Verarbeitungsmodus die auf einem oder mehreren Spiegelfrequenzbändern empfangene Leistung zu messen, um Messungen der Spiegelbandleistung bereitzustellen.
In Beispiel 9 ist die Steuerung aus einem oder mehreren der Beispiele 1–8 gegebenenfalls konfiguriert, um von dem zweiten Verarbeitungsmodus in den ersten Verarbeitungsmodus umzuschalten, wenn die Spiegelbandleistung unterhalb einer Schwelle ist, welche angibt, dass der erste Verarbeitungsmodus im Vergleich zum Betrieb im zweiten Verarbeitungsmodus Energie einspart.
In Beispiel 10 ist die Steuerung aus einem oder mehreren der Beispiele 1–9 gegebenenfalls konfiguriert, in dem zweiten Verarbeitungsmodus die empfangene Leistung auf der zweiten Frequenz zu messen, um Messungen der Leistung innerhalb eines Bandes bereitzustellen.
In Beispiel 11 ist die Steuerung aus einem oder mehreren der Beispiele 1–10 gegebenenfalls konfiguriert, um das empfangene Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) in dem ersten Verarbeitungsmodus unter Verwendung der Messung der Leistung innerhalb eines Bandes und der Messung der Spiegelbandleistung zu schätzen und um von dem zweiten Verarbeitungsmodus in den ersten Verarbeitungsmodus umzuschalten, wenn das geschätzte SNR unterhalb einer Schwelle ist, die angibt, dass der erste Verarbeitungsmodus im Vergleich zum Betrieb in dem zweiten Verarbeitungsmodus Energie einspart.
In Beispiel 12 weist das analoge Front-End aus einem oder mehreren der Beispiele 1–11 gegebenenfalls eine Vielzahl von Analog-Digital-Wandlern (ADCs) auf, und zumindest ein ADC der Vielzahl von ADCs ist in dem ersten Verarbeitungsmodus deaktiviert und in dem zweiten Verarbeitungsmodus aktiviert.
In Beispiel 13 weist das analoge Front-End aus einem oder mehreren der Beispiele 1–12 gegebenenfalls eine Vielzahl analoger Mischer auf, und zumindest ein analoger Mischer der Vielzahl analoger Mischer ist in dem ersten Verarbeitungsmodus deaktiviert und in dem zweiten Verarbeitungsmodus aktiviert.
In Beispiel 14 weist das analoge Front-End aus einem oder mehreren der Beispiele 1–13 gegebenenfalls eine Vielzahl analoger Filter auf, und zumindest ein analoger Filter der Vielzahl analoger Filter ist in dem ersten Verarbeitungsmodus deaktiviert und in dem zweiten Verarbeitungsmodus aktiviert.
In Beispiel 15 kann ein Verfahren zur Verarbeitung drahtloser Signale mit reduziertem Energieverbrauch aufweisen, ein moduliertes, informationstragendes Signal mit einem ersten Frequenzband an einem analogen Front-End eines drahtlosen Empfängers zu empfangen, wobei das modulierte, informationstragende Signal Kommunikationsinformationen aufweist; das modulierte, informationstragende Signal unter Verwendung zumindest eines Analog-Digital-Wandlers (ADC) des analogen Front-Ends herunterzuwandeln, um eine digitale Repräsentation des modulierten, informationstragenden Signals bereitzustellen, wobei die digitale Repräsentation ein zweites Frequenzband aufweist; die digitale Repräsentation an einem digitalen Front-End des drahtlosen Empfängers zu empfangen; und die digitale Repräsentation zu verarbeiten oder herunterzuwandeln, um die Kommunikationsinformationen wie z. B. Nullfrequenzkommunikation- oder Basisbandinformationen bereitzustellen, worin das Bereitstellen der digitalen Repräsentation in einem ersten Verarbeitungsmodus des Empfängers da Bereitstellen jedes oder lediglich eines aus phasengleichen Symbolinformationen des modulierten, informationstragenden Signals oder Quadratursymbolinformationen des modulierten, informationstragenden Signals aufweist.
In Beispiel 16 weist das Empfangen des Quadratursignals aus einem oder mehreren der Beispiele 1–15 gegebenenfalls das Empfangen drahtloser Signale mit einem ersten Frequenzband in einem Bereich von etwa 2,400 Gigahertz (GHz) bis etwa 2,4835 GHz und mit vierzig 2-Megahertz(MHz)-Kanälen auf.
In Beispiel 17 weist das zweite Frequenzband aus einem oder mehreren der Beispiele 1–16 gegebenenfalls Frequenzen zwischen 450 Kilohertz (kHz) und 550 kHz auf.
In Beispiel 18 weist das Bereitstellen der digitalen Repräsentation aus einem oder mehreren der Beispiele 1–17 gegebenenfalls auf, dem digitalen Front-End die phasengleichen Symbolinformationen und die Quadratursymbolinformationen in einem zweiten Verarbeitungsmodus des Empfängers bereitzustellen.
In Beispiel 19 weist das Verfahren aus einem oder mehreren der Beispiele 1–18 gegebenenfalls das Schätzen von Spiegelbandstörungen des modulierten, informationstragenden unter Verwendung eines Messschaltkreises auf, der konfiguriert ist, um die phasengleichen Symbolinformationen und die Quadratursymbolinformationen während des zweiten Verarbeitungsmodus von dem analogen Front-End zu empfangen.
In Beispiel 20 weist das Verfahren aus einem oder mehreren der Beispiele 1–19 gegebenenfalls auf, das analoge Front-End von dem zweiten Verarbeitungsmodus in den ersten Verarbeitungsmodus umzuschalten, wenn die Schätzung der Spiegelbandstörung einer Störungsschwelle genügt.
In Beispiel 21 weist das Umschalten des analogen Front-Ends von dem zweiten Verarbeitungsmodus in den ersten Verarbeitungsmodus aus einem oder mehreren der Beispiele 1–20 gegebenenfalls das Deaktivieren einer oder mehrerer Komponenten des analogen Front-Ends auf, um den Leistungsverbrauch des drahtlosen Empfängers zu reduzieren.
In Beispiel 22 weist das Verfahren aus einem oder mehreren der Beispiele 1–21 gegebenenfalls das Schätzen eines Signal-Rausch-Verhältnisses (SNR) des Quadratursignals unter Verwendung eines Messschaltkreises auf, der konfiguriert ist, um die phasengleichen Symbolinformationen und die Quadratursymbolinformationen während des zweiten Verarbeitungsmodus von dem analogen Front-End zu empfangen.
In Beispiel 23 weist das Verfahren aus einem oder mehreren der Beispiele 1–22 gegebenenfalls das Umschalten des analogen Front-Ends von dem zweiten Verarbeitungsmodus in den ersten Verarbeitungsmodus auf, wenn die Schätzung des SNR einer SNR-Schwelle genügt.
In Beispiel 24 weist das Umschalten des analogen Front-Ends von dem zweiten Verarbeitungsmodus in den ersten Verarbeitungsmodus aus einem oder mehreren der Beispiele 1–23 gegebenenfalls das Deaktivieren einer oder mehrerer Komponenten des analogen Front-Ends auf, um den Leistungsverbrauch des drahtlosen Empfängers zu reduzieren.
In Beispiel 25 kann eine Einrichtung für eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung eine analoge Front-End-Schaltung, die konfiguriert ist, um ein moduliertes, informationstragendes Signal auf einem ersten Frequenzband zu empfangen und eine digitale Repräsentation des modulierten, informationstragenden Signals auf einem zweiten Frequenzband bereitzustellen, wobei das modulierte, informationstragende Signal Kommunikationsinformationen aufweist; digitale Front-End Schaltungen, um die digitale Repräsentation auf dem zweiten Frequenzband zu empfangen und um die Kommunikationsinformationen bereitzustellen; sowie Verarbeitungsschaltungen aufweisen, um die Front-End-Schaltungen zu konfigurieren, um in entweder einem ersten oder einem zweiten Verarbeitungsmodus betrieben zu werden, worin das analoge Front-End konfiguriert ist, in dem ersten Verarbeitungsmodus entweder phasengleiche Symbolinformationen des modulierten, informationstragenden Signals oder Quadratursymbolinformationen des modulierten, informationstragenden Signals auf dem zweiten Frequenzband bereitzustellen, und worin das analoge Front-End konfiguriert ist, in einem zweiten Verarbeitungsmodus sowohl die phasengleichen Symbolinformationen als auch die Quadratursymbolinformationen auf dem zweiten Frequenzband bereitzustellen.
In Beispiel 26 ist die Verarbeitungsschaltung aus einem oder mehreren der Beispiele 1–25 gegebenenfalls konfiguriert, um aus dem zweiten Modus in den ersten Modus umzuschalten, wenn eine Spiegelbandleistung unterhalb einer Schwelle ist und worin, in dem ersten Modus, ein Teil der analogen Front-End-Schaltung abgeschaltet ist.
Beispiel 27 kann aufweisen oder kann gegebenenfalls kombiniert werden mit einem beliebigen Abschnitt oder einer Kombination beliebiger Abschnitte aus einem oder mehreren der Beispiele 1 bis 26, um den Erfindungsgegenstand aufzuweisen, der Mittel zum Durchführen einer oder mehrerer der Funktionen aus den Beispielen 1 bis 26 aufweisen kann, oder einem maschinenlesbaren Medium, das Befehle aufweist, die, wenn sie von einer Maschine durchgeführt werden, bewirken, dass die Maschine eine oder mehrere der Funktionen aus den Beispielen 1 bis 26 durchführt.
Die obige Detailbeschreibung weist Verweise auf die beiliegenden Zeichnungen auf, die einen Teil der Detailbeschreibung bilden. Die Zeichnungen zeigen auf veranschaulichende Weise spezifische Ausführungsformen, in welchen der vorliegende Gegenstand praktiziert werden kann. Diese Ausführungsformen werden hierin auch als „Beispiele“ bezeichnet. Alle Veröffentlichungen, Patente und Patentdokumente, auf die in diesem Dokument Bezug genommen wird, werden mittels Verweis hierin in ihrer Gesamtheit aufgenommen, als ob sie einzeln mittels Verweis aufgenommen würden. Im Fall inkonsistenter Verwendungen zwischen diesem Dokument und den so mittels Verweis aufgenommenen Dokumenten sollte die Verwendung in den/dem aufgenommenen Verweis(en) als ergänzend zu der dieses Dokuments angesehen werden; für nicht miteinander vereinbare Inkonsistenzen ist die Verwendung in diesem Dokument maßgeblich.
In diesem Dokument werden die Begriffe „ein“ oder „eine“, wie es in Patentdokumenten üblich ist, verwendet, um unabhängig von irgendwelchen anderen Fällen oder Verwendungen von „zumindest ein/e“ oder „ein/e oder mehrere“ ein/e oder mehr als ein/e zu umfassen. In diesem Dokument wird der Begriff „oder“ verwendet, um ein nicht exklusives Oder zu bezeichnen, sodass „A oder B“, sofern nicht anders angegeben, „A, aber nicht B“, „B, aber nicht A“ und „A und B“ umfasst. In den beiliegenden Patentansprüchen werden die Begriffe „aufweisend“ und „in welchem/welcher“ als die allgemeinsprachlichen Äquivalente der jeweiligen Begriffe „umfassend“ und „worin“ verwendet. Ebenso werden in den folgenden Patentansprüchen die Begriffe „aufweisend“ und „umfassend“ offen verwendet, was bedeutet, dass ein System, eine Vorrichtung, ein Artikel oder ein Prozess, das/die/der Elemente zusätzlich zu den nach einem solchen Begriff in einem Patentanspruch aufgelisteten aufweist, immer noch als innerhalb den Schutzumfang dieses Patentanspruches fallend erachtet wird. Darüber hinaus werden die Begriffe „erste/r/s“, „zweite/r/s“ und „dritte/r/s“ etc. lediglich als Hinweise verwendet und sollen ihren Gegenständen keine numerischen Anforderungen auferlegen.
Die obige Beschreibung soll veranschaulichend und nicht einschränkend sein. Zum Beispiel können die oben beschriebenen Beispiele (oder einer oder mehrere Aspekte davon) in Kombination miteinander verwendet werden. Andere Ausführungsformen können zum Beispiel von einem Durchschnittsfachmann nach Durchsicht der obigen Beschreibung verwendet werden. Ebenso können in der obigen Detailbeschreibung verschiedene Merkmale zusammengefasst werden, um die Offenbarung zu vereinfachen. Die sollte nicht so interpretiert werden, dass beabsichtigt wird, dass ein nicht beanspruchtes, offenbartes Merkmal für irgendeinen Patentanspruch essentiell ist. Vielmehr kann der Gegenstand in weniger als allen Merkmalen einer bestimmten, offenbarten Ausführungsform liegen. Daher werden die folgenden Patentansprüche hiermit in die Detailbeschreibung aufgenommen, wobei jeder Patentanspruch für sich selbst als separate Ausführungsform steht. Der Schutzumfang der Ausführungsformen des vorliegenden Gegenstandes sollte unter Bezugnahme auf die beiliegenden Patentansprüche gemeinsam mit dem vollen Schutzumfang von Äquivalenten bestimmt werden, auf welche solche Patentansprüche gesetzlich Anspruch haben.

Claims

Empfänger, umfassend: ein analoges Front-End, das konfiguriert ist, um ein moduliertes, informationstragendes Signal auf einem ersten Frequenzband zu empfangen und eine digitale Repräsentation des modulierten, informationstragenden Signals auf einem zweiten Frequenzband bereitzustellen, wobei das modulierte, informationstragende Signal Kommunikationsinformationen aufweist; ein digitales Front-End, das konfiguriert ist, um die digitale Repräsentation auf dem zweiten Frequenzband zu empfangen und die digitale Repräsentation herunterzuwandeln, um die Kommunikationsinformationen bereitzustellen; und worin das analoge Front-End in einem ersten Verarbeitungsmodus lediglich eines aus phasengleichen Symbolinformationen des modulierten, informationstragenden Signals oder Quadratursymbolinformationen des modulierten, informationstragenden Signals auf dem zweiten Frequenzband bereitstellt.
Empfänger nach Anspruch 1, worin der Empfänger eine Niedrigenergiearchitektur einsetzt, die konfiguriert ist, um drahtlose Signale mit einem ersten Frequenzband in einem Bereich von etwa 2,400 Gigahertz (GHz) bis etwa 2,4835 GHz und vierzig 2-Megahertz-(MHz)-Kanälen zu empfangen.
Empfänger nach Anspruch 2, worin das zweite Frequenzband zwischen 450 Kilohertz (kHz) und 550 kHz ist.
Empfänger nach Anspruch 1, welcher einen Schätzschaltkreis aufweist, der konfiguriert ist, um: ein gefiltertes, digitales Zwischensignal zu empfangen, gleichzeitig die Leistung innerhalb des zweiten Frequenzbandes und die Leistung in den zu dem zweiten Frequenzband des gefilterten, digitalen Zwischensignals benachbarten Frequenzen zu schätzen; und eine Grenzfrequenz innerhalb des zweiten Frequenzbandes zu schätzen, bei der die Nachbarkanalstörleistung höher als eine Schwelle ist, die unter Verwendung der geschätzten Leistung innerhalb des zweiten Frequenzbandes bestimmt wird, wenn Leckleistung, die zu dem zweiten Frequenzband benachbarten Frequenzen zugeordnet ist, in dem zweiten Frequenzband vorliegt.
Empfänger nach Anspruch 1, worin das digitale Front-End einen oder mehrere digitale Basisbandfilter aufweist, die konfiguriert sind, um die Kommunikationsinformationen bereitzustellen, in dem ersten Verarbeitungsbetriebsmodus Informationen außerhalb des zweiten Frequenzbandes zu dämpfen und in einem zweiten Verarbeitungsbetriebsmodus Informationen oberhalb der Grenzfrequenz zu dämpfen.
Empfänger nach Anspruch 1, worin in einem zweiten Verarbeitungsmodus das analoge Front-End sowohl die phasengleichen Symbolinformationen als auch die Quadratursymbolinformationen auf dem zweiten Frequenzband bereitstellt.
Empfänger nach Anspruch 6, welcher eine Steuerung aufweist, die konfiguriert ist, um den ersten Verarbeitungsmodus des analogen Front-Ends zu aktivieren und gleichzeitig den zweiten Verarbeitungsmodus zu deaktivieren.
Empfänger nach Anspruch 7, worin die Steuerung konfiguriert ist, in dem zweiten Verarbeitungsmodus die empfangene Leistung auf einem oder mehreren Spiegelfrequenzbändern zu messen, um Messungen der Spiegelbandleistung bereitzustellen.
Empfänger nach Anspruch 8, worin die Steuerung konfiguriert ist, um von dem zweiten Verarbeitungsmodus in den ersten Verarbeitungsmodus umzuschalten, wenn die Spiegelbandleistung unterhalb einer Schwelle ist, welche angibt, dass der erste Verarbeitungsmodus im Vergleich zum Betrieb im zweiten Verarbeitungsmodus Energie einspart.
Empfänger nach Anspruch 8, worin die Steuerung konfiguriert ist, in dem zweiten Verarbeitungsmodus die empfangene Leistung auf der zweiten Frequenz zu messen, um Messungen der Leistung innerhalb eines Bandes bereitzustellen.
Empfänger nach Anspruch 10, worin die Steuerung konfiguriert ist, um unter Verwendung der Messung der Leistung innerhalb eines Bandes und der Spiegelbandleistungsmessung das empfangene Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) in dem ersten Verarbeitungsmodus zu schätzen und von dem zweiten Verarbeitungsmodus in den ersten Verarbeitungsmodus umzuschalten, wenn das geschätzte SNR unterhalb einer Schwelle ist, die angibt, dass der erste Verarbeitungsmodus im Vergleich zum Betrieb in dem zweiten Verarbeitungsmodus Energie einspart.
Empfänger nach Anspruch 6, worin das analoge Front-End eine Vielzahl von Analog-Digital-Wandlern (ADCs) aufweist und zumindest ein ADC der Vielzahl von ADCs in dem ersten Verarbeitungsmodus deaktiviert ist und in dem zweiten Verarbeitungsmodus aktiviert ist.
Empfänger nach Anspruch 6, worin das analoge Front-End eine Vielzahl analoger Mischer aufweist und zumindest ein analoger Mischer der Vielzahl analoger Mischer in dem ersten Verarbeitungsmodus deaktiviert ist und in dem zweiten Verarbeitungsmodus aktiviert ist.
Empfänger nach Anspruch 6, worin das analoge Front-End eine Vielzahl analoger Filter aufweist und zumindest ein analoger Filter der Vielzahl analoger Filter in dem ersten Verarbeitungsmodus deaktiviert ist und in dem zweiten Verarbeitungsmodus aktiviert ist.
Verfahren zum Verarbeiten von Drahtlossignalen mit reduziertem Energieverbrauch, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: das Empfangen eines modulierten, informationstragenden Signals mit einem ersten Frequenzband an einem analogen Front-End eines drahtlosen Empfängers, wobei das modulierte, informationstragende Signal Kommunikationsinformationen aufweist; das Bereitstellen einer digitalen Repräsentation des modulierten, informationstragenden Signals unter Verwendung eines Analog-Digital-Wandlers (ADC) des analogen Front-Ends, wobei die digitale Repräsentation ein zweites Frequenzband aufweist; das Empfangen der digitalen Repräsentation an einem digitalen Front-End des drahtlosen Empfängers; und das Verarbeiten der digitalen Repräsentation, um die Kommunikationsinformationen bereitzustellen; worin das Bereitstellen der digitalen Repräsentation in einem ersten Verarbeitungsmodus des Empfängers das Bereitstellen lediglich eines aus phasengleichen Symbolinformationen des modulierten, informationstragenden Signals oder Quadratursymbolinformationen des modulierten, informationstragenden Signals aufweist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das zweite Frequenzband Frequenzen zwischen 450 Kilohertz (kHz) und 550 kHz aufweist.
Verfahren nach Anspruch 15, worin das Bereitstellen der digitalen Repräsentation aufweist, in einem zweiten Verarbeitungsmodus des Empfängers dem digitalen Front-End die phasengleichen Symbolinformationen und die Quadratursymbolinformationen bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 15, welches das Schätzen der Spiegelbandstörung des modulierten, informationstragenden unter Verwendung eines Messschaltkreises aufweist, der konfiguriert ist, um die phasengleichen Symbolinformationen und die Quadratursymbolinformationen während des zweiten Verarbeitungsmodus vom analogen Front-End zu empfangen.
Verfahren nach Anspruch 18, welches das Umschalten des analogen Front-Ends von dem zweiten Verarbeitungsmodus in den ersten Verarbeitungsmodus aufweist, wenn die Schätzung der Spiegelbandstörung einer Störungsschwelle genügt.
Verfahren nach Anspruch 19, worin das Umschalten des analogen Front-Ends von dem zweiten Verarbeitungsmodus in den ersten Verarbeitungsmodus aufweist, eine oder mehrere Komponenten des analogen Front-Ends zu deaktivieren, um den Leistungsverbrauch des drahtlosen Empfängers zu reduzieren.
Verfahren nach Anspruch 18, welches das Schätzen eines Signal-Rausch-Verhältnisses (SNR) des Quadratursignals unter Verwendung eines Messschaltkreises aufweist, der konfiguriert ist, um die phasengleichen Symbolinformationen und die Quadratursymbolinformationen während des zweiten Verarbeitungsmodus vom analogen Front-End zu empfangen.
Verfahren nach Anspruch 21, welches das Umschalten des analogen Front-Ends von dem zweiten Verarbeitungsmodus in den ersten Verarbeitungsmodus aufweist, wenn die Schätzung des SNR einer SNR-Schwelle genügt.
Verfahren nach Anspruch 22, worin des analogen Front-Ends von dem zweiten Verarbeitungsmodus in den ersten Verarbeitungsmodus aufweist, eine oder mehrere Komponenten des analogen Front-Ends zu deaktivieren, um den Leistungsverbrauch des drahtlosen Empfängers zu reduzieren.
Einrichtung für eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung, wobei die Einrichtung Folgendes umfasst: eine analoge Front-End-Schaltung, die konfiguriert ist, um ein moduliertes, informationstragendes Signal auf einem ersten Frequenzband zu empfangen und eine digitale Repräsentation des modulierten, informationstragenden Signals auf einem zweiten Frequenzband bereitzustellen, wobei das modulierte, informationstragende Signal Kommunikationsinformationen aufweist; eine digitale Front-End-Schaltung, um die digitale Repräsentation auf dem zweiten Frequenzband zu empfangen und um die Kommunikationsinformationen bereitzustellen; und eine Verarbeitungsschaltung, um die Front-End-Schaltung zu konfigurieren, um in entweder einem ersten oder einem zweiten Verarbeitungsmodus betrieben zu werden, worin das analoge Front-End in dem ersten Verarbeitungsmodus konfiguriert ist, um entweder phasengleiche Symbolinformationen des modulierten, informationstragenden Signals oder Quadratursymbolinformationen des modulierten, informationstragenden Signals auf dem zweiten Frequenzband bereitzustellen; und worin das analoge Front-End in einem zweiten Verarbeitungsmodus konfiguriert ist, um sowohl die phasengleichen Symbolinformationen als auch die Quadratursymbolinformationen auf dem zweiten Frequenzband bereitzustellen.
Einrichtung nach Anspruch 24, worin die Verarbeitungsschaltung konfiguriert ist, um von dem zweiten Modus in den ersten Modus umzuschalten, wenn eine Spiegelbandleistung unterhalb einer Schwelle ist und worin in dem ersten Modus ein Abschnitt der analogen Front-End-Schaltung abgeschaltet ist.