TW201630449A - 無線隧道傳送收發器中的低功率操作 - Google Patents

無線隧道傳送收發器中的低功率操作 Download PDF

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Abstract

一種無線隧道傳送系統通過無線鏈路隧道傳送了在第一主機裝置和第二主機裝置之間的通信，而同時維持了在第一主機裝置和第二主機裝置之間的通信符合有線通信協議並且以高能效方式操作。兩個主機裝置可以通過無線鏈路使用無線隧道傳送系統相互通信，好像兩個主機裝置通過有線電纜連線一樣。無線隧道傳送系統操作在高功率狀態和一個或多個低功率狀態中的一個。在高功率狀態中，無線隧道傳送系統以較高資料速率交換資料用於隧道傳送。在低功率狀態中，無線隧道傳送系統禁用功耗大的部件以用於節省電能。

Description

無線隧道傳送收發器中的低功率操作
本公開的實施例總體上涉及無線裝置的領域，並且更特別地涉及用於無線隧道傳送(wireless tunneling)的收發器架構。
在無線隧道傳送系統中，通過無線通道而隧道傳送傳統上在有線通信鏈路上通信的資料。常規地，無線通訊顯著地慢於在有線鏈路上的通信。然而，諸如60GHz無線通訊系統的先進無線技術能夠以適用於諸如通用序列匯流排(Universal Serial Bus,USB)、高清晰度媒體介面(High-Definition Media Interface,HDMI)和顯示接口(DisplayPort,DP)的傳統有線協議，而以多重十億位元(multi-Gigabit)資料速率進行傳輸。然而，因為高頻無線傳輸的高功耗，在開發適用於諸如行動電話的電池供電裝置的商業可用無線隧道傳送系統中存在挑戰。
公開的無線隧道傳送系統通過無線鏈路而隧道傳送了在第一主機裝置和第二主機裝置之間的通信，而同時維持了在第一主機裝置和第二主機裝置之間的通信符合有線通信協議(wired communication protocol)，並且以高能效方式操作。
在一個實施例中，無線隧道傳送系統包括至少兩個全雙工收發器裝置(full-duplex transceiver device)，以通過無線鏈路相互通信。第一全雙工收發器裝置耦合至第一主機裝置並且第二全雙工收發器裝置耦合至第二主機裝置。這兩個主機裝置可以通過無線鏈路而使用兩個全雙工收發器進行通信，好像兩個主機裝置是通過有線電纜而連接一樣。
每個收發器裝置包括發射器、接收器和狀態機。發射器和接收器根據狀態機而操作在高功率狀態與一個或多個低功率狀態中的一個中。在高功率狀態中，發射器和接收器以較高的資料速率發射和接收資料。相較於操作在 任意一個或多個低功率狀態中，操作在高功率狀態的發射器和接收器呈現更高的功耗。在一個方面中，發射器和接收器操作在高功率狀態以用於通過無線鏈路而隧道傳送在兩個主機裝置之間的通信。在一個或多個低功率狀態中，發射器和接收器以較低的資料速率發射和接收資料，嘗試與另一裝置通信地接合(engage)，和/或禁用功耗大的部件。
發射器包括高頻發射電路、低頻發射電路、以及上變頻器電路。高頻發射電路操作在高功率狀態中，以從第一主機裝置接收發射資料並且以第一資料速率在第一發射基帶信號(baseband signal)中編碼此發射資料。發射資料以第二主機裝置為目標並且符合有線通信協議。可以在一個或多個低功率狀態中禁用高頻發射電路。
低頻發射電路操作在一個或多個低功率狀態中，以低於第一資料速率的第二資料速率產生第二發射基帶信號。第二發射基帶信號包括控制資訊。
上變頻器電路當處於高功率狀態中時接收第一發射基帶信號並且當處於一個或多個低功率狀態中時接收第二發射基帶信號。上變頻器電路將第一發射基帶信號或第二發射基帶信號調製(modulate)至載波信號(carrier signal)上以產生用於發射的無線發射信號。
接收器包括下變頻器電路、高頻接收電路、以及低頻接收電路。下變頻器電路接收無線接收信號並且解調(demodulate)無線接收信號以產生接收基帶信號。
高頻接收電路操作在高功率狀態中以接收此接收基帶信號。高頻接收電路解碼接收基帶信號以獲得用於向第一主機裝置提供的接收資料。接收資料符合有線通信協議。當處於一個或多個低功率狀態中時，高頻接收電路可以被禁用。
低頻接收電路操作在一個或多個低功率狀態中以接收此接收基帶信號，並且基於在接收基帶信號中的控制資訊而產生控制信號。狀態機部分地基於控制信號而控制收發器裝置在高功率狀態和一個或多個低功率狀態之間的切換。
在一個示例性實施例中，無線隧道傳送系統產生具有打開時段的包絡(envelope)的基帶信號以指示收發器裝置的一個發射裝置的狀態，或者使得在收發器裝置的一個接收裝置處的操作得以執行。在收發器裝置的一個發射 裝置中，狀態機基於狀態機的狀態而確定發射基帶信號的包絡的打開時段。
在一個示例性實施例中，下變頻器電路包括包絡檢測器。包絡檢測器濾除無線接收信號的高頻分量以產生接收基帶信號。低頻接收電路確定接收基帶信號的包絡的打開時段，並且狀態機至少部分地基於所確定的打開時段而控制收發器裝置的操作狀態。
在一個示例性實施例中，低頻發射電路包括包絡發生器電路以產生包絡信號，其中多個喚醒事件(wake-up event)中的一個是編碼於包絡信號的打開時段。此外，低頻發射電路包括偽隨機二進位序列發生器(pseudo random binary sequence generator)以產生多個脈衝，而這些脈衝具有偽隨機地改變的脈衝寬度。另外，低頻發射電路包括邏輯電路，藉由通過輸出恒定電壓以表示包絡信號的關閉時段並通過輸出這些脈衝以表示包絡信號的打開時段，而產生第二發射基帶信號。
在一個實施例中，狀態機週期性地使能低頻發射電路和低頻接收電路，以檢測在預定接近範圍內的另一個收發器裝置。在接近檢測狀態(proximity detection process)中，可以禁用高頻發射電路和高頻接收電路。狀態機可以回應於檢測到在預定接近範圍內另一個收發器裝置而進入高功率狀態。
在一個示例性實施例中，至少一個收發器裝置包括機械開關，此機械開關是基於物理接近另一個收發器裝置而被啟動。當被啟動時，狀態機重定(reset)並且使得收發器啟動接近檢測過程以快速地檢測另一個收發器裝置。
100‧‧‧無線隧道傳送系統
110(110a、110b)‧‧‧主機裝置
120(120a、120b)‧‧‧收發器
122(122a、122b)‧‧‧發射器
124(124a、124b)‧‧‧接收器
126(126a、126b)‧‧‧功率狀態機
130‧‧‧無線鏈路
150(150a、150b)‧‧‧計算系統
202‧‧‧高頻發射電路
204‧‧‧低頻發射電路
206‧‧‧數位至類比轉換器
208‧‧‧發射混頻器
210‧‧‧功率放大器
212‧‧‧天線
214‧‧‧合成器
302‧‧‧天線
304‧‧‧低雜訊放大器(LNA)
306‧‧‧射頻包絡檢測器
308‧‧‧低頻類比至數位轉換器和測量子系統
310‧‧‧低頻接收電路
312‧‧‧時鐘/資料恢復塊
314‧‧‧高頻接收電路
510、530、550、570‧‧‧包絡信號
515‧‧‧脈衝
520‧‧‧發射基帶信號
525‧‧‧恒定電壓
552‧‧‧振盪器
554‧‧‧計數器
556‧‧‧偽隨機二進位序列(PRBS)發生器
558‧‧‧包絡發生器電路
560‧‧‧及(AND)邏輯電路
605‧‧‧接收基帶信號
610‧‧‧邊緣檢測器
630‧‧‧不穩定性檢測模組
640‧‧‧事件檢測模組
655‧‧‧控制信號
710、720、725、730、740、760、770、780、785、790‧‧‧步驟
810A、810B、810C、810D、810E、810F、810G、810H、820A、820B、825A、825B‧‧‧時間段
902‧‧‧W0狀態
904‧‧‧睡眠狀態
906‧‧‧W2狀態
908‧‧‧W3狀態
910‧‧‧接近檢測狀態
1002、1008‧‧‧主機裝置
1004、1006‧‧‧收發器
1052、1054、1056、1058、1060、1062、1063、1064、1066、1068‧‧‧步驟
CLK‧‧‧參考時鐘信號
ProxDet‧‧‧接近檢測信號
Tdet、Trxp、Ttxp‧‧‧時間
proposed_link_state‧‧‧信號
a、b1、b2、c1、c2、d1、e、f、g1、g2‧‧‧弧線
通過結合附圖考慮以下詳細描述能夠容易地理解對在此公開的實施例的教導。
圖1示出了無線隧道傳送系統的一個實施例。
圖2示出了無線隧道傳送系統的發射器的示例實施例。
圖3示出了無線隧道傳送系統的接收器的示例實施例。
圖4A、圖4B和圖4C示出了示例情形，其中低頻信令(signaling)可以用於促使改進無線隧道傳送系統中的功率效率。
圖5A示出了根據一個實施例的從發射器的低頻發射電路產生的示例基帶信號及其具有不同打開時段的包絡。
圖5B示出了根據一個實施例的用於產生低資料速率基帶信號的低頻發射電路的示例實施例。
圖6示出了在接收器的低頻接收電路中的部件的示例實施例。
圖7示出了根據一個實施例的執行接近檢測的兩個計算系統的示例交互圖。
圖8示出了根據一個實施例的執行接近檢測的兩個計算系統的示例時序圖。
圖9示出了根據一個實施例的能夠隧道傳送USB資料的無線隧道傳送系統的示例狀態轉換圖。
圖10示出了示例交互圖，其示出了根據一個實施例的用於在USB無線隧道傳送系統中的W2退出事件(exit event)的過程。
說明書中描述的特徵和優點不是無所不包的，並且特別地，考慮到附圖、說明書和權利要求，許多額外的特徵和優點對本領域技術人員而言將是明顯的。此外，應該注意的是，說明書中使用的語言主要是為了可讀性和教導目的而選擇，並且可以不被選擇用於描繪或限制創新性主題。
附圖和以下說明書僅藉由示意說明方式涉及優選實施例。應該注意的是，從以下討論，在此所公開的結構和方法的備選實施例將容易被認為是可以在不脫離本發明的原理情況下採用的可行備選例。
現在將詳細參照本發明的數個實施例，其示例示出在附圖中。應該注意的是，只要可行，類似或相同附圖標記可以在附圖中使用並且可以指示類似或相同的功能。附圖僅為了示意說明目的描述實施例。本領域技術人員將易於從以下說明書認識到可以採用在此所述結構和方法的備選實施例而並不脫離在此所述原理。
圖1示出了無線隧道傳送系統100的實施例。無線隧道傳送系統100包括經由無線鏈路130而與第二計算系統150b通信的第一計算系統150a。每個計算系統150a、150b(在此統稱為計算系統150)包括耦合至各自主機裝置110a、110b(在此統稱為主機裝置110)的收發器120a、120b(在此統稱為收發器120)。在一個實施例中，無線隧道傳送系統100為諸如USB、HDMI、DisplayPort或其他串列通信協議的傳統有線通信提供替代。例如，不同於經由 傳統電纜通信的主機裝置110a、110b，主機裝置110a、110b替代地與它們各自收發器120a、120b通信，其接著以超過使用傳統有線通信可以實現的速度而在高速點對點串列無線鏈路130上隧道傳送資料。
收發器120操作在低延遲下並且以足夠使得主機裝置110維持符合傳統有線協議(例如USB、HDMI或DisplayPort)的連接的速度而在主機裝置110之間中繼傳輸。從主機裝置110的角度，此連接與好像它們經由傳統電纜連線一樣。因此，主機裝置110無需在操作或設計上偏離在經由這些協議的傳統有線通信中所使用的裝置。
以USB作為示例，具有USB介面的傳統無線裝置在收發器中終止USB協議並且重編碼資料至用於傳輸的不同無線協議中。傳統的無線裝置可視作USB樹形拓撲中的節點(USB集線器、USB裝置或USB中繼器)。相反地，USB隧道傳送收發器允許USB鏈路層資料流以在非常低延遲下無需修改且無需終止USB協議層下發射。因此，這些收發器裝置(或隧道傳送裝置)在USB拓撲中不可見。
主機裝置110包括電腦或數位邏輯，輸出用於通信發送至另一個王機裝置110的信號(例如資料和/或命令)。在一個實施例中，主機裝置110根據諸如例如USB、HDMI、或DisplayPort的通信協議而輸出信號(和/或處理所接收的信號)。例如，在配置用於USB通信的實施例中，主機裝置110以好像主機裝置110輸出至另一個主機裝置110而兩者之間沒有兩個收發器120一樣的方式，向收發器120輸出符合USB協議的USB信號。類似地，主機裝置110以好像主機裝置110直接從另一個主機裝置110接收信號一樣的方式，接收並處理從收發器120接收到符合USB協議的USB信號。在其他實施例中，主機裝置110可以根據HDMI協議、DisplayPort協議或其他串列通信協議而通信，並且維持與另一主機裝置110的連接符合串列通信協議。
收發器120包括發射器122(122a、122b)、接收器124(124a、124b)以及功率狀態機126(126a、126b)。發射器122從主機裝置110接收資料並且在無線鏈路130上發射資料至不同計算系統150的接收器124。接收器124在無線鏈路130上從另一個計算系統150的發射器122接收資料並且向主機裝置110提供所接收的資料。功率狀態機126通過在高功率狀態與一個或多個低功率狀態之間切換收發器120而控制收發器120的功率狀態，其中高功率狀 態是用於發射高頻資料，且將在以下進一步詳述。收發器進一步模仿了在隧道傳送協議內通過信號發送的低功率狀態。在實施例中，收發器120能夠全雙工通信以使其可以在無線鏈路130上同時發射和接收資料。
在一個實施例中，收發器120a、120b是基本上等同的裝置。備選地，收發器120a、120b是具有類似高層級架構的不同互補裝置類型，但是在本文所描述的某些架構或操作特性上不同。例如，在一個實施例中，第一收發器120a包括配置用於操作具體化為塢站(docking station)的主機裝置110a的第一裝置類型，而第二收發器120b包括配置用於操作具體化為移動裝置的主機裝置110b的第二裝置類型。在一個實施例中，為了實施全雙工通信，不同類型的互補收發器120具有不同的天線極化，以使得兩個不同的發射器/接收器天線對可以沿兩個方向同時操作。例如，收發器120a可以具有X類型發射天線和Y類型接收天線，而收發器120b具有互補的Y類型發射天線和X類型接收天線。此外，不同類型的收發器120可以根據不同控制方案而操作以便於優化一對收發器120中的一個的功率效率。例如，當第一收發器120a配置用於操作塢站並且第二收發器120b配置用於操作移動裝置時，收發器120a、120b可以非對稱地操作，以便於付出由塢站託管的收發器120b的代價而降低由移動裝置託管的收發器120b的功耗。因為塢站通常連接至持續電源，而移動裝置依賴於具有有限電能的電池，所以可能需要這種取捨。
在一個實施例中，與收發器120相關聯的裝置類型(以及與其相關聯的操作)可以永久地設計至收發器120中。備選地，收發器120可以基於開關或暫存器設置而在兩個或多個裝置類型之間配置。以下進一步描述在互補對中的收發器120a、120b的不同配置之間的架構和/或操作差異。
在一個實施例中，無線鏈路130包括60千兆赫(GHz)無線鏈路。無線鏈路130限制於短程通信，其中收發器120相互非常靠近(例如在幾毫米內)。在無線鏈路130上的資料傳輸可以具有例如每秒6十億位元(Gigabit)或更高的資料速率。
在一個實施例中，收發器120具體化為可移除傳輸器(dongle)，而可耦合至主機裝置110的埠(例如USB埠、HDMI埠或DisplayPort埠)。在其他實施例中，收發器120內部地耦合至主機裝置110(例如經由印刷電路板上的跡線)或者可以完全地與主機裝置110集成(例如在積體電路中)。
計算系統150(及其部件)可以使用類比電路部件、數位邏輯、軟體或其組合而實施。在一個實施例中，計算系統150的一個或多個部件可以實施為處理器以及儲存指令的非暫態電腦可讀儲存媒體，而當由處理器執行指令時使得處理器實行部件屬性的功能。備選地或者額外地，數位部件可以實施作為專用積體電路(application specific integrated circuit,ASIC)、現場可程式設計閘陣列(field-programmable gate array,FPGA)或使用實施方式的組合。
圖2示出了發射器122的示例實施例(例如發射器122a或發射器122b)。發射器122包括高頻(HF)發射電路202，低頻(LF)發射電路204，以及共用發射資料路徑，而共用發射資料路徑包括數位至類比轉換器(DAC)206、發射(Tx)混頻器208(在此也稱作“上變頻器電路(up-converter circuit)”)、合成器(synthesizer)214、功率放大器210以及天線212。高頻發射資料路徑包括高頻發射電路202，並且可以與共用發射資料路徑一起操作或者包括共用發射資料路徑。類似地，低頻發射資料路徑包括低頻發射電路204，並且可以與共用發射資料路徑一起操作或者包括共用發射資料路徑。
高頻發射電路202提供搭配主機裝置110的介面以用於接收數位資料，並且產生高資料速率(例如6Gbps)的數位基帶信號(在此也稱作“第一發射基帶信號”)。例如，在一個實施例中，高頻發射電路202接收符合USB協議、HDMI協議、DisplayPort協議或其他通信協議的串列資料，並且產生適用於無線傳輸的高速信號。
低頻發射電路204產生低資料速率信號(在此也稱作“第二發射基帶信號”)，具有比由高頻發射電路202產生的高資料速率信號顯著較低的資料速率。低資料速率信號通常包括控制信號，以用於傳遞控制資訊或狀態資訊，諸如例如用於操作在接近檢測狀態或裝置附連(attachment)/分離(detachment)狀態中或者在其之間轉變的資訊，以及用於控制收發器120的功率狀態的其他狀態資訊。
數位至類比轉換器206將分別來自高頻發射電路202和低頻發射電路204的高速和低速信號，從數位域轉換至類比域以產生類比基帶信號。發射混頻器208基於(由合成器214產生的)載波信號，而將類比基帶信號上變頻(up-convert)至射頻信號以產生上變頻信號。功率放大器210放大此上變頻信號以產生放大信號(在此也稱作“無線發射信號”)，而經由天線212在無線 鏈路130上發射。在一個實施例中，功率放大器210包括多級功率放大器，以滿足輸出功率和線性需求的方式放大上變頻信號。如上所述，天線212可以是不同類型的，取決於發射器122是第一裝置類型(例如用於壁式供電的塢站裝置)還是第二裝置類型(例如用於電池供電的移動裝置)。
功率狀態機126取決於發射器122的操作狀態而控制發射器122的各個部件的功率狀態，以便於改進發射器122的功率效率。例如，因為高頻發射電路202的功耗與低頻發射電路204相比相對較高，因此功率狀態機126可控制高頻發射電路202以低功率狀態操作，或者在不使用高頻發射電路202時的低頻傳輸期間關閉高頻發射電路202。在高頻傳輸期間，低頻發射電路204可以斷電。此外甚至在接近檢測期間(如稍後所述)，因為低頻發射電路204發射操作通常相對不頻繁地發生，所以在當高頻發射電路202或低頻發射電路204均不操作時的週期期間，功率狀態機126可以關閉對數位至類比轉換器206、發射混頻器208、合成器214和功率放大器210的供電。當隨著時間推移而平均時，此發射資料路徑的工作迴圈(duty-cycling)有助於降低功耗。
圖3示出了接收器124的示例實施例(例如接收器124a或124b)。接收器124包括共用接收資料路徑，包括天線302、低雜訊放大器(low noise amplifier,LNA)304、以及下變頻器電路(例如射頻(RF)包絡檢測器306)；高頻接收資料路徑，包括時鐘/資料恢復塊312和高頻接收電路314；以及低頻接收資料路徑，包括低頻類比至數位轉換器和測量子系統(low frequency analog-to-digital converter(LF ADC)and measurement sub-system)308以及低頻接收電路310。高頻接收資料路徑可以與共用接收資料路徑一起操作或者包括共用接收資料路徑。類似地，低頻接收資料路徑可以與共用接收資料路徑一起操作或者包括共用接收資料路徑。
天線302經由無線鏈路130接收由低雜訊放大器304放大的無線信號(在此也稱作“接收無線信號”)。如上所述，天線302可以是不同類型的，取決於接收器124是第一裝置類型(例如用於塢站裝置)還是第二裝置類型(例如用於移動裝置)。低雜訊放大器304提供增益並且包括自動增益控制，以確保在射頻(RF)包絡檢測器306的輸入端處的最佳信號水準。射頻包絡檢測器306通過檢測放大信號的包絡而解調放大的無線信號(或放大的射頻信號)，以恢復基帶信號(在此也稱作“接收基帶信號”)。例如，在一個實施例中，射頻包絡 檢測器306應用非線性(例如平方律)放大以整流放大的射頻信號，並且隨後濾除高頻分量以提供基帶信號。
在高頻接收資料路徑中，時鐘/資料恢復塊312恢復隱含在基帶信號中的時鐘信號，並且使用時鐘信號以恢復高速資料。高頻接收電路314處理高速資料信號，並且產生適用於對接至主機裝置110的信號(在此也稱作“接收資料”)。例如，高頻接收電路314產生符合USB協議、HDMI協議、DisplayPort協議或與主機裝置110相關聯的其他資料協議的資料信號。
在低頻接收資料路徑中，低頻類比至數位轉換器(LF ADC)和測量子系統308將基帶信號轉換為數位表示，並且提供此數位信號至低頻接收電路310。低頻接收電路310處理數位信號以產生表示控制的信號(在此也稱作“控制信號”或“控制資訊”)而用於提供至功率狀態機126，或是產生狀態資訊而用於提供至主機裝置110。
功率狀態機126取決於接收器124的操作狀態而控制接收器124的各個部件的功率狀態，以便於改進接收器124的功率效率。例如，因為高頻接收電路314的功耗與低頻接收電路310相比相對較高，因此功率狀態機126可控制高頻接收電路314以低功率狀態操作，或者在不使用高頻接收電路314時的低頻傳輸期間關閉高頻接收電路314。類似地，時鐘/資料恢復塊312可以在低頻傳輸期間斷電。在高頻傳輸期間，諸如低頻類比至數位轉換器(LF ADC)和測量子系統308以及低頻接收電路310的低頻部件可以斷電。
低頻接收資料路徑的架構適用於低功率操作。與傳統接收架構相反，接收器124的接收資料路徑並不包括合成器，其通常在傳統接收器架構中消耗大量功率。替代地，接收器124可以基於包絡檢測而恢復低頻和高頻傳輸，由此操作在比傳統接收器顯著更低的功率下。基於開-關鍵(on-off keying)控並使用射頻包絡檢測器306的此低功率射頻架構並不取決於固定的本地振盪器頻率。
圖4A、圖4B和圖4C提供了示例場景，其中低頻信令可以用於促進改進無線隧道傳送系統100中的功率效率。在圖4A中，收發器120a、120b不足夠接近彼此以使得在無線鏈路130上進行通信。低頻發射和接收資料路徑(在此也稱作“低頻資料路徑”)可以由發射器122和接收器124利用以週期性掃描接近，而同時保持高頻發射和接收資料路徑(在此也稱作“高頻資料路 徑”)關閉(或處於較低功率狀態)。高頻資料路徑(其消耗顯著更多功率)被關閉並且只有一旦檢測到接近而被使能。
在圖4B中，收發器120a、120b足夠接近彼此，但是收發器120b從主機裝置110b斷開並且因此無法發射或接收高速資料。在此，可以利用低頻資料路徑以在收發器120a、120b之間週期性發送“KEEP_ALIVE”(保持活動)信號以指示繼續接近而並無顯著能耗，同時高頻資料路徑斷電以減少能耗。在遠遠更粗的時間尺度下，高頻發射電路202和高頻接收電路314可以週期性通電以檢測收發器120是否已經附接至主機裝置110，並且如果沒有檢測到附接則再次斷電。
在圖4C中，收發器120a、120b足夠接近彼此，並且均連接至它們各自的主機裝置110a、110b。然而，在此情形中，主機裝置110a、110b處於低功率狀態並且不具有待通信發送的任何高速資料(例如對於USB主機的“U3”狀態)。在此，當主機裝置110a、110b處於低功率狀態中，高頻資料路徑可以斷電以減少能耗。如果主機裝置110a、110b任一退出低功率狀態，則可以使用低頻資料路徑以將低功率退出事件通過信號發送至其他收發器120，並且使得收發器120打開其高頻資料路徑以準備接收高頻通信。
圖5A示出了根據一個實施例的從發射器122的低頻發射電路204產生的示例發射基帶信號及其具有不同打開時段的包絡。在一個示例中，低頻發射電路204使用具有不同打開時段的修改的開/關包絡信號(例如包絡信號510、530、550和570)產生發射基帶信號520，以對不同控制資訊(諸如來自不同低功率狀態的各個喚醒事件)進行編碼。與在開/關信號的打開時段期間發射恒定HIGH(高)信號不同，發射基帶信號520包括表示包絡信號的關閉時段的恒定電壓525(例如LOW(低)或零伏特)，以及表示包絡信號的打開時段的具有改變脈衝寬度的多個脈衝515。
圖5B示出了低頻發射電路204的一個示例實施方式，包括及(AND)邏輯電路560、振盪器552(例如操作在具有±10%精度的大約14MHz的低功率RC振盪器)、計數器554、包絡發生器電路558以及偽隨機二進位序列(pseudo random binary sequence,PRBS)發生器556。這些部件一起產生第二發射基帶信號520，其編碼了用於經由低頻發射電路204傳輸的喚醒事件。
振盪器552(例如低功率RC振盪器)產生參考時鐘信號(CLK) (例如在±10%精度內的14MHz時鐘信號)。計數器554對預定義數目的時鐘週期計數(例如36)，並且當達到計數時輸出信號至包絡發生器電路558。包絡發生器電路558基於所需的喚醒事件以及計數器554的輸出而產生包絡信號(例如包絡信號510、530、550和570中的一個)。例如，包絡發生器電路558產生包絡信號，其中如參照圖9更詳細所述，包絡信號的打開時段編碼了多個喚醒事件中的一個。
包絡發生器電路558根據預定數目的參考時鐘信號脈衝，以產生具有週期的包絡而指示不同的喚醒事件。例如，包絡發生器電路558所產生的包絡信號510具有含單位數目(例如36)的參考時鐘信號脈衝的週期，以表示USB3 U3退出事件(exit event)。類似地，包絡發生器電路558所產生的包絡信號530具有含兩個單位數目(例如72)的參考時鐘信號脈衝的週期，以表示USB2掛起-恢復(suspend-resume)。包絡發生器電路558所產生的包絡信號550具有含四個單位數目(例如144)的參考時鐘信號脈衝的週期，以表示接近檢測狀態。類似地，包絡發生器電路558所產生的包絡信號570具有含八個單位數目(例如288)的參考時鐘信號脈衝的週期，以表示保持活動“KEEP_ALIVE”狀態。接收器124可以配置用於在20us、100us、100us、100us內檢測包絡信號510、530、550和570，分別如表1中所列。
偽隨機二進位序列發生器556產生多個脈衝515，而脈衝515具有偽隨機地改變的脈衝寬度。在一個實施方式中，偽隨機二進位序列發生器556實施為基於互斥或(XOR)的11位元線性回饋移位暫存器。
及(AND)邏輯電路560從包絡發生器電路558接收包絡信號，從偽隨機二進位序列發生器556接收多個脈衝515，並且使用邏輯及(AND)操作組合這些信號以產生第二發射基帶信號520。在此配置中，及(AND)邏輯電 路560通過輸出恒定電壓525以表示包絡信號的關閉時段以及通過輸出多個脈衝515以表示包絡信號的打開時段，而產生第二發射基帶信號520。
有利地，如上所述使用包絡信號產生發射基帶信號的低頻發射電路204得以節省大量的功率。具體地，在包絡信號的關閉時段期間，發射(Tx)混頻器208和功率放大器210不產生發射無線信號。因此，當隨著時間推移而平均十，發射資料路徑的工作迴圈有助於降低功耗。
通過在包絡信號的打開時段期間實施偽隨機二進位序列(PRBS)脈衝，可以分散無線頻譜中的音調以減少對於其他無線頻帶的干擾。例如，使用偽隨機二進位序列(PRBS)脈衝的無線頻譜可以符合60GHz頻帶中的頻譜掩蔽需求。
圖6示出了低頻接收電路310的示例實施例。低頻接收電路310接收了接收基帶信號605(或來自低頻類比至數位轉換器和測量子系統308的其數位表示)並且產生控制信號655或狀態資訊。在一個實施例中，低頻接收電路310包括邊緣檢測器610、不穩定性檢測模組630、以及事件檢測模組640。這些部件可以使用類比電路部件、數位邏輯、軟體或其組合而實施。
在一個實施例中，低頻接收電路310確定接收基帶信號605的打開時段，並基於接收基帶信號605的確定的打開時段而產生控制信號655或狀態資訊。接收基帶信號605的打開時段可以對應於從另一個收發器產生的發射基帶信號520的包絡信號的打開時段。
基於從在射頻(RF)包絡檢測器306的輸出端處的低頻類比至數位轉換器(LF ADC)和測量子系統308(例如10位元採樣並保持(sample and hold,SAR)類比至數位轉換器)所獲得的信號功率測量，低頻接收電路310實施檢測演算法。在一個實施方式中，10個類比至數位轉換器(ADC)位元中的6個位元可以用於測量。
低頻類比至數位轉換器(LF ADC)和測量子系統308操作在低頻發射電路204中的參考時鐘信號的頻率下(例如14MHz)並且低頻類比至數位轉換器(LF ADC)和測量子系統308的每個輸出位元可以每隔一半單位的採樣(例如16個採樣)而測量，呈現了(14/16)MHz的採樣頻率。
邊緣檢測器610檢測接收基帶信號605(或類比至數位轉換器的輸出)的邊緣。為了在脈衝中部開始檢測過程，忽略第一正邊緣並且從第一負 邊緣開始檢測。當序列的邊緣高於檢測閾值時，可以檢測到邊緣。測量負至正邊緣間隔以及正至負邊緣間隔兩者並且獲得平均間隔。為了改進檢測的穩定性，對序列的檢測邊緣進行平滑並且將其與幅度閾值比較。超過幅度閾值的會被發送至不穩定性檢測模組630。
不穩定性檢測模組630確定來自接收基帶信號605的測量是否是穩定的。
事件檢測模組640對於每個序列類型比較打開時段測量與閾值，並且根據不穩定性檢測模組630的輸出，確定接收基帶信號605的打開時段。事件檢測模組640也可以基於所確定的脈衝寬度確定檢測到哪個喚醒序列種類。根據所確定的接收基帶信號605的打開時段或者檢測到的喚醒序列的種類，事件檢測模組640產生控制信號655或狀態資訊。
圖7示出了根據一個實施例的在接近檢測狀態執行接近檢測的兩個計算系統150a、150b的示例交互圖。接近檢測由計算系統150a和計算系統150b執行，以確定兩個計算系統150a和150b是否在預定接近範圍內。在此示例中，計算系統150a是第二裝置類型(例如電池供電的移動裝置)，以及計算系統150b是第一裝置類型(例如壁式供電的塢站裝置)。備選地，計算系統150a和150b可以是裝置類型的任意組合。
在接近檢測狀態中，計算系統150a(例如移動裝置)針對時間Tdet週期性地使能(亦即打開)710低頻接收資料路徑，以試圖檢測接近檢測信號(ProxDet)。計算系統150a基於是否成功檢測到接收接近檢測信號(ProxDet)而確定720是否檢測到附近裝置。回應於未接收任何接收接近檢測信號(亦即並未檢測到任何附近裝置)，計算系統150a禁用725低頻接收資料路徑並且等待直至接收器睡眠時間Trxp結束。在接收器睡眠時間Trxp之後，計算系統150a重新使能710低頻接收資料路徑以再次搜索可能的附近裝置。回應於在檢測時間Tdet期間檢測到接收接近檢測信號，低頻發射電路204產生發射接近檢測信號(ProxDet)，並且針對時間Ttxp發射了730(發射)接近檢測信號以指示附近裝置其接收到了(接收)接近檢測信號並且可用於連接。在發射接近檢測信號之後，功率狀態機126將收發器120轉換至高功率狀態，並且使能740高資料速率的通信。
在接近檢測狀態中，計算系統150b(例如塢站裝置)針對至少 接收器睡眠時間Trxp週期性地使能低頻發射資料路徑並且發射760接近檢測信號(ProxDet)。在發射接近檢測信號之後，計算系統150b針對時間Tdet使能770低頻接收資料路徑，以試圖搜索由計算系統150a產生的接近檢測信號(ProxDet)。計算系統150b基於其是否檢測到接收接近檢測信號而確定780是否檢測到附近裝置。回應於在時間Tdet期間沒有接收到任何接收接近檢測信號(亦即並未檢測到任何附近裝置)，計算系統150b禁用低頻發射和接收資料路徑並且等待785直至發射器睡眠時間Ttxp結束。優選地，時間Ttxp的數值遠遠大於時間Trxp和時間Tdet。在發射器睡眠時間Ttxp之後，計算系統150b再次發射760發射接近檢測信號。回應於在檢測時間Tdet期間檢測到接收接近檢測信號，功率狀態機126將收發器120轉換至高功率狀態，並且使能790高資料速率的通信。
在一個方面中，設計圖7中的接近檢測方案以使得用於計算系統150a的功耗小於計算系統150b。具體地，在檢測附近裝置之前，計算系統150b週期性地使能低頻發射資料路徑，而計算系統150a週期性地使能低頻接收資料路徑，其中發射操作可以消耗比接收操作更多的功率。
圖8示出了根據一個實施例的執行接近檢測的兩個計算系統150a和150b的示例時序圖。計算系統150a和150b根據功率狀態機126而週期性地執行接近檢測。
計算系統150a(例如移動裝置)在時間段810A、810B……810H期間針對檢測時間Tdet週期性地打開低頻接收資料路徑。在計算系統150b不在附近的情形中，計算系統150a無法從計算系統150b接收到接收接近檢測信號，並且禁用計算系統150a的低頻接收資料路徑直至接收器睡眠時間Trxp結束。計算系統150a在時間段810期間週期性地搜索接收接近檢測信號，直至在預定接近範圍內檢測到計算系統150b。
計算系統150b(例如塢站裝置)在時間段820A、820B期間週期性地使能低頻發射資料路徑，並且針對至少接收器睡眠時間Trxp發射了發射接近檢測信號。在每次發射了發射接近檢測信號之後，計算系統150b分別在時間段825A、825B期間針對檢測時間Tdet搜索響應於發射接近檢測信號而產生的接收接近檢測信號。如果計算系統150b未能檢測到接收接近檢測信號，則其針對發射器睡眠時間Ttxp禁用低頻發射和接收資料路徑，並且重新發射了發射 接近檢測信號。如果計算系統150b檢測到接收接近檢測信號，則計算系統150a和150b建立無線鏈路130並且使能高資料速率通信。
有利地，通過參照圖7和圖8所述非對稱地執行接近檢測，可以實現對於計算系統150a和150b的低功耗。對於第一裝置類型(例如塢站裝置)，計算系統150b根據長發射器睡眠時間Ttxp而週期性地發射了發射接近檢測信號並且搜索響應以減少功耗。例如，發射器睡眠時間Ttxp(例如1s)遠遠長於檢測時間Tdet(例如3.7ms)與接收器睡眠時間Trxp(例如10.05ms)的總和。用於計算系統150a的發射時間是使得足夠長以確保發射器112內的合成器214的足夠建立時間。當產生了發射接近檢測信號時，發射器122的合成器214花費相對較長的建立時間以產生適當的載波頻率。採用長的發射器睡眠時間Ttxp，第一裝置類型的發射器122中功耗大的部件可以長時間被禁用。因此，發射器睡眠時間Ttxp的大數值有助於具有低平均功耗的工作迴圈因數。
對於第二裝置類型(例如移動裝置)，計算系統150a根據接收器睡眠時間Trxp而週期性地搜索接收接近檢測信號。接收器睡眠時間Trxp小於發射器睡眠時間Ttxp，因此計算系統150a更頻繁地打開。不同於計算系統150b，計算系統150a更頻繁地使能接收器124以避開了功耗大的高頻合成器，並且很少使能發射器122。結果，第二裝置類型可以執行頻繁接收操作而並不消散大功耗。
在一個實施例中，計算系統150a和/或150b可以包括機械開關以進入高功率狀態。例如，當計算系統150a和150b緊密接近(例如物理地連接)時可以觸發機械開關。計算系統150a或150b中的機械開關可以耦合至重定管腳，其促使計算系統150a或150b搜索附近裝置並且在檢測時間Tdet內建立無線鏈路130。此外，計算系統150a和150b中的每一個的功率狀態機126在檢測到接近之後進入高功率狀態。
圖9示出了根據一個實施例的用於能夠隧道傳送USB資料的無線隧道傳送系統的示例性狀態轉換圖。在此實施例中，五個可能的功率狀態可應用：W0狀態902，W2狀態906，W3狀態908，接近檢測狀態(Proximity Detect)910，以及睡眠狀態(Sleep)904。W0狀態902表示高功率狀態，其中使能了高頻發射電路202、高頻接收電路314以及相關部件，並且收發器120主動地發射或可應用並準備好發射高頻串列資料(例如USB資料)。
在W0狀態中，高頻發射電路202和高頻接收電路314打開並且收發器120可以主動地隧道傳送USB資料。如果失去了其他裝置的接近，則收發器120轉換至接近檢測狀態。在接近檢測狀態910中，高頻發射電路202和高頻接收電路314關閉。低頻發射電路204和低頻接收電路310打開以週期性地檢查另一裝置的接近，如參照圖7一圖8如上所述，並且當不使用時關閉。如果接近檢測成功但是確定主機裝置110未被附接(如圖4B的示例中所述)，則此對收發器120a和120b可以從W0狀態902進入睡眠狀態904。此確定在W0狀態902中做出。在睡眠狀態904中，只有“常開(always-on)”塊在運行並且為了功率效率而關閉其他部件。收發器在預定義的時間保持睡眠狀態904，並且隨後返回至接近檢測狀態910以確保維持了無線接近。如果檢測到附近裝置，則收發器120轉換回到W0狀態902，其中檢查主機裝置的附接。當一對收發器120a/120b無線接近，主機裝置110a/110b處於附接狀態，但是主機裝置110處於低功率狀態或者並不主動地通信發送資料(如圖4C中示例所述)時，進入W2狀態906和W3狀態908。例如，當主機裝置110處於USB 3.0超高速的“U2”低功率狀態時進入W2狀態906，並且當主機裝置110處於USB 3.0超高速的“U3”狀態或者處於USB 2.0高速的“掛起(Suspend)”狀態時進入W3狀態908。
圖9中每個弧線表示在狀態之間可能的轉換。在表2中概述用於在狀態之間轉換的條件並且以下更詳細描述。
轉換出W0狀態902(例如經由弧線a、b1、c1和g1)取決於本地收發器的狀態以及接近本地收發器的遠端收發器的狀態。為了將本地裝置的狀態通信發送至遠端裝置，並且反之亦然，當W0狀態902中指示向由本地裝置條件指令的新狀態的轉換時，在裝置之間週期性地發送信號proposed_link_state。例如，在一個實施例中，信號proposed_link_state是編碼了由本地裝置基於其條件而宣告的狀態的2位元信號(例如0b00表示W0，0b01表示W2，0b10表示W3，以及0b11表示睡眠)。信號proposed_link_state被週期性地更新並且當在W0狀態902時在無線鏈路上被交換。
當其檢測到主機裝置110被禁用或斷開時，裝置宣告轉換至睡眠狀態904(弧線a)。當其檢測到USB 2.0已經斷開或掛起以及USB 3.0已經進入U2低功率狀態時，裝置宣告轉換至W2狀態906(弧線b1)。當其檢測到USB 2.0已經斷開或掛起，以及USB 3.0已經進入U3狀態時，裝置宣告轉換至W3狀態908(弧線c1)。當失去高頻無線鏈路(亦即使用高頻發射和接收資料路徑的無線鏈路130)時，裝置宣告轉換至接近檢測狀態910。
僅在無線鏈路130的兩側均宣告相同低功率狀態(例如睡眠、W2或W3)之後發生從W0狀態902的改變。否則，兩個裝置保持在W0狀態902。在W0狀態902中，週期性地發送信號proposed_link_state的數值。為了完整交握(handshake)，也將遠端信號proposed_link_state的數值週期性通信發送回至遠端裝置。此交握解決了在嘗試進入低功率狀態期間當失去高頻無線鏈路時的情形。當本地和遠端裝置均宣告相同低功率狀態時，每個裝置轉換至其狀態。
由發送退出事件的上游(upstream)或下游(downstream)主機裝置觸發從W2狀態906離開至W0狀態902(弧線b2)。例如，在USB 3.0中，退出事件可以包括到無線裝置的U2退出低頻週期信令(Low Frequency Periodic Signaling,LFPS)。為了使得發生W2退出，無線裝置發射回具有足夠低延遲的交握低頻週期信令(LFPS)以滿足下層串列協議的需求(例如對於USB 3.0鏈路，2ms)。在一個實施方式中，當操作在W2狀態906時，通過保持對所有鎖相環(phase-locked loops,PLL)供電而促進快速W2退出。現在對於USB 3.0 鏈路描述W2退出序列。
圖10示出了用於從W2狀態906轉換至W0狀態902的過程的實施例。初始地，上游主機裝置1002和下游主機裝置1008處於低功率USB 3.0 U2狀態，並且上游收發器1004和下游收發器1006均處於低功率W2狀態906。上游主機裝置1002使用低頻週期信令(LFPS)發射1052 U2退出事件至上游收發器1004。上游收發器1004檢測退出事件並且產生1054 USB喚醒事件以用於低頻發射電路204的傳輸。上游收發器1004在低頻無線鏈路(亦即使用低頻資料路徑的無線鏈路130)上發射1056 USB喚醒事件，並且隨後打開1058高頻資料部件。下游收發器1006經由低頻接收電路310檢測USB喚醒並且打開1060高頻接收部件。下游收發器1006隨後使用低頻週期信令(LFPS)發射1062 U2退出事件至下游主機裝置1008。一旦全雙工高頻無線鏈路可應用1063，下游主機裝置1008經由低頻週期信令(LFPS)提供1064低頻週期信令(LFPS)交握至下游收發器1006。取決於回應時間，此步驟可以在過程中更早發生，但是通常以足夠抵抗交握超時的容限而發生(例如在USB 3.0中，2ms)。下游收發器1006經由低頻週期信令(LFPS)使用HF無線鏈路發射1066交握至上游收發器1004。在發生交握超時之前，上游收發器1004隨後經由低頻週期信令(LFPS)提供1068交握至上游主機裝置1002。
由發送退出事件或恢復信號(例如經由低頻週期信令(LFPS)發送的USB 3.0 U3退出或USB 2.0恢復信號)的上游或下游裝置觸發退出W3狀態908至W0狀態902(弧線c2)。同樣如上所述的W2退出，收發器操作以在交握超時週期內(例如對於U3退出10ms或在20ms內恢復)發射交握低頻週期信令(LFPS)。由於鎖相環(PLL)穩定用時，從W3狀態908退出通常比從W2狀態906退出花費較長時間。W3退出序列另外類似於如上所述的W2退出序列。
當確定了USB 3.0禁用並且USB 2.0斷開時，從W0狀態902進入睡眠狀態904(弧線a)。一旦進入睡眠狀態904，所有部件(除了某些“常開”部件之外)關閉。在SLEEP_TIME(例如1秒)之後，狀態切換至接近檢測狀態910(弧線d1)。如果在接近檢測狀態檢測到接近，裝置轉換至W0狀態902(弧線g2)。如果收發器120仍然與主機110分離，則功率狀態機126將再次轉換回睡眠狀態904。因此，通過從W0狀態902(檢測主機是否連接或斷開)、睡眠狀態904(等待SLEEP_TIME期滿)、以及接近檢測狀態910(確定是否存 在對於另一裝置的接近，並且如果是，則返回至W0狀態902)的轉換而實施了裝置附接輪詢。
在W2低功率狀態906和W3低功率狀態908期間，無線裝置可以失去接近。一旦進入W2狀態906或W3狀態908，上游和下游無線裝置啟動計時器，計數直至達到預定義數值(例如500ms)。當達到預定義計數時，上游裝置發射無線“保持活動(keep-alive)”信號並且重定計數器。一旦接收到保持活動信號，下游裝置重定其計數器，等待另一預定義週期，並且隨後發射無線保持活動信號。當上游裝置或下游裝置錯失兩個連續的保持活動信號時，裝置進入接近檢測狀態910(弧線e、f)。
當閱讀本公開時，本領域技術人員將通過在此所公開的原理而知曉另外額外的備選實施例。因此，儘管已經示出並描述了特定實施例和應用，應該理解的是所公開的實施例不限於在此所公開的精確構造和部件。可以對在此所公開方法和設備的設置、操作和細節作出對本領域技術人員將是明顯的各種修改、改變和變形而並不脫離在此所述的範圍。
100‧‧‧無線隧道傳送系統
110(110a、110b)‧‧‧主機裝置
120(120a、120b)‧‧‧收發器
122(122a、122b)‧‧‧發射器
124(124a、124b)‧‧‧接收器
126(126a、126b)‧‧‧功率狀態機
130‧‧‧無線鏈路
150(150a、150b)‧‧‧計算系統

Claims (20)

  1. 一種全雙工收發器裝置，用於無線地隧道傳送在一第一主機裝置和一第二主機裝置之間的通信，而同時維持在該第一主機裝置和該第二主機裝置之間的通信符合一有線通信協議，該全雙工收發器裝置包括：一發射器，包括：一高頻發射電路，操作在一高功率狀態中以從該第一主機裝置接收一發射資料，並以一第一資料速率在一第一發射基帶信號中編碼該發射資料，該發射資料以該第二主機裝置為目標並且符合該有線通信協議，該高頻發射電路在一或多個低功率狀態中被禁用；一低頻發射電路，操作在該或該些低功率狀態中以一第二資料速率產生一第二發射基帶信號，而該第二資料速率是低於該第一資料速率，該第二發射基帶信號包括控制資訊；以及一上變頻器電路，配置用於當在該高功率狀態中時接收該第一發射基帶信號，以及當在該或該些低功率狀態中時接收該第二發射基帶信號，並且用於將該第一發射基帶信號或該第二發射基帶信號調製到一載波信號上以產生用於發射的一無線發射信號；一接收器，包括：一下變頻器電路，配置用於接收一無線接收信號並解調該無線接收信號以產生一接收基帶信號；一高頻接收電路，操作在該高功率狀態中以接收該接收基帶信號，該高頻接收電路用於解碼該接收基帶信號，以獲得用於向該第一主機裝置提供的一接收資料，該接收資料符合該有線通信協議，當該高頻接收電路在該或該些低功率狀態中時，該高頻接收電路被禁用；以及一低頻接收電路，操作在該或該些低功率狀態中以接收該接收基帶信 號，並且基於在該接收基帶信號中的控制資訊而產生一控制信號；以及一狀態機，用於部分地基於該控制信號而控制該全雙工收發器裝置在該高功率狀態和該或該些低功率狀態之間的切換。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之全雙工收發器裝置，其中該低頻接收電路確定該接收基帶信號的一包絡的打開時段；以及其中該狀態機至少部分地基於所確定的該接收基帶信號的該包絡的打開時段，而控制該全雙工收發器裝置的操作狀態。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之全雙工收發器裝置，其中該低頻發射電路包括：一包絡發生器電路，用於產生一包絡信號，其中多個喚醒事件中的一個是編碼於該包絡信號的打開時段；一偽隨機二進位序列發生器，用於產生多個脈衝，而該些脈衝具有偽隨機地改變的脈衝寬度；以及一邏輯電路，用於通過輸出一恒定電壓以表示該包絡信號的關閉時段，並通過輸出該些脈衝以表示該包絡信號的打開時段，而產生該第二發射基帶信號。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之全雙工收發器裝置，其中在一接近檢測狀態中的該狀態機週期性地使能該低頻發射電路和該低頻接收電路，以執行一接近檢測序列而在一預定接近範圍內檢測另一全雙工收發器裝置。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之全雙工收發器裝置，其中該狀態機回應於在該預定接近範圍內檢測到該另一全雙工收發器裝置，而進入該高功率狀態。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之全雙工收發器裝置，其中該全雙工收發器裝置是在該接近檢測狀態中操作而針對一預定時間段週期性地使能該低頻接收電路，以搜索一接收接近檢測信號；以及 其中該全雙工收發器裝置進一步配置用於回應於在該預定時間段期間檢測到該接收接近檢測信號，而由該低頻發射電路產生一發射接近檢測信號以及由該狀態機將該全雙工收發器裝置轉換至該高功率狀態。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之全雙工收發器裝置，其中該全雙工收發器裝置是在該接近檢測狀態中操作而針對一預定時間段週期性地使能該低頻發射電路，以產生一發射接近檢測信號，並且針對另一預定時間段使能該低頻接收電路，以搜索響應於該發射接近檢測信號而產生的一接收接近檢測信號；以及其中該全雙工收發器裝置進一步配置用於回應於檢測到該接收接近檢測信號，而由該狀態機將該全雙工收發器裝置轉換至該高功率狀態。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之全雙工收發器裝置，進一步包括：一機械開關，基於物理接近另一全雙工收發器裝置而被啟動，當被啟動時該機械開關用於執行一重定，使得該全雙工收發器裝置啟動一接近檢測過程以檢測該另一全雙工收發器裝置。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之全雙工收發器裝置，其中該全雙工收發器裝置進一步配置用於：當操作在該高功率狀態中時，檢測該全雙工收發器裝置與該第一主機裝置之間的一分離；回應於檢測到該分離，進入一睡眠狀態；在一預定義時間段之後，轉換至一接近檢測狀態以確定該全雙工收發器裝置是否在另一第一主機裝置的接近範圍內；以及回應於檢測到該全雙工收發器裝置接近該另一第一主機裝置，轉換至該高功率狀態。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之全雙工收發器裝置，其中當操作在一分離主機 低功率狀態中時，回應於未能在該預定義時間段內於該低頻接收電路處接收到一保持活動信號，而轉換至該接近檢測狀態。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之全雙工收發器裝置，其中該有線通信協議是通用序列匯流排協議。
  12. 一種通信方法，用於使用一全雙工收發器裝置無線地隧道傳送在一第一主機裝置和一第二主機裝置之間的通信，而同時維持在該第一主機裝置和該第二主機裝置之間的通信符合一有線通信協議，該通信方法包括：當操作在一高功率狀態中時，由一高頻發射電路從該第一主機裝置接收一發射資料；由該高頻發射電路以一第一資料速率在一第一發射基帶信號中編碼該發射資料，該發射資料以該第二主機裝置為目標並且符合該有線通信協議；當操作在一或多個低功率狀態中時，由一低頻發射電路以一第二資料速率產生一第二發射基帶信號，而該第二資料速率是低於該第一資料速率，該第二發射基帶信號包括控制資訊；當在該高功率狀態中時，由一上變頻器電路接收該第一發射基帶信號，並且當在該或該些低功率狀態中時，由該上變頻器電路接收該第二發射基帶信號；由該上變頻器電路將該第一發射基帶信號或該第二發射基帶信號調製到一載波信號上，以產生用於發射的一無線發射信號；由一下變頻器電路接收一無線接收信號；由該下變頻器電路解調該無線接收信號以產生一接收基帶信號；當操作在該高功率狀態中時，由一高頻接收電路解碼該接收基帶信號，以獲得用於向該第一主機裝置提供的一接收資料，該接收資料符合該有線通信協議； 當操作在該或該些低功率狀態中時，由一低頻接收電路基於該接收基帶信號中的控制資訊而產生一控制信號；以及由一狀態機部分地基於該控制信號控制在該高功率狀態和該或該些低功率狀態之間的切換。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之通信方法，進一步包括：確定該接收基帶信號的一包絡的打開時段；以及至少部分地基於所確定的該接收基帶信號的該包絡的打開時段，而控制該全雙工收發器裝置的操作狀態。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之通信方法，進一步包括：由一包絡發生器電路產生一包絡信號，其中多個喚醒事件中的一個是編碼於該包絡信號的打開時段；由一偽隨機二進位序列發生器產生多個脈衝，而這些脈衝具有偽隨機地改變的脈衝寬度；以及由一邏輯電路通過輸出一恒定電壓以表示該包絡信號的關閉時段並通過輸出該些脈衝以表示該包絡信號的打開時段，而產生該第二發射基帶信號。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之通信方法，進一步包括：週期性地使能該低頻發射電路和該低頻接收電路，而在一預定接近範圍內檢測另一全雙工收發器裝置。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之通信方法，進一步包括：回應於在該預定接近範圍內檢測到該另一全雙工收發器裝置而進入該高功率狀態。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之通信方法，進一步包括：在一接近檢測狀態中，針對一預定時間段週期性地搜索一接收接近檢測信號；以及 回應於在該預定時間段期間檢測到該接收接近檢測信號，產生一發射接近檢測信號，並且轉換至該高功率狀態。
  18. 如申請專利範圍第15項所述之通信方法，進一步包括：在一接近檢測狀態中，針對一預定時間段週期性地產生一發射接近檢測信號；在該接近檢測狀態中，針對另一預定時間段以搜索響應於該發射接近檢測信號而產生的一接收接近檢測信號；以及回應於檢測到該接收接近檢測信號，轉換至該高功率狀態。
  19. 如申請專利範圍第12項所述之通信方法，進一步包括：當操作在該高功率狀態中時，檢測該全雙工收發器裝置與該第一主機裝置之間的一分離；回應於檢測到該分離，進入一睡眠狀態；在一預定義時間段之後，轉換至一接近檢測狀態以確定該全雙工收發器裝置是否在另一第一主機裝置的接近範圍內；以及回應於檢測到該全雙工收發器裝置接近該另一第一主機裝置，轉換至該高功率狀態。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之通信方法，進一步包括：當操作在一分離主機低功率狀態中時，回應於未能在該預定義時間段內於該低頻接收電路處接收到一保持活動信號，而轉換至該接近檢測狀態。
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