TW201822515A - 解調 - Google Patents

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魯賓 阿德希姆
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Abstract

一種無線電接收器裝置20配置成用以接收一以一包含位址部分的資料封包調變之無線電信號10。該無線電接收器包括:一同步電路部分28,其配置成用以產生對應於該資料封包的同步資訊;一解調電路部分22,其包括一相關器30,其中,該解調電路部分配置成用以接收該無線電信號10,並且使用該相關器30及該同步資訊來產生包括複數個已解調位元的該位址部分38之估計;一位址檢查電路部分26,其配置成用以接收該複數個已解調位元,以針對一預定位元樣型檢查該複數個已解調位元,並且如果判定該複數個已解調位元對應於該預定位元樣型,則產生一匹配旗標42。該無線電接收器裝置配置成使得:在偵測到一即將到來的逾時事件時,該解調電路部分22使用其間的一交握通道46傳送一逾時警告信號至該位址檢查電路部分26;該位址檢查電路部分26配置成使得如果它接收該逾時警告信號,則它停止針對該預定位元樣型檢查該複數個已解調位元。

Description

解調
本發明係有關於用於無線電通信接收器中的解調器,具體地,係有關於判定已接收資料封包是否意欲由給定接收器來接收或者資料封包的接收是否是錯誤的且意欲用於不同的接收器。
以資料封包調變的無線電信號通常至少包括位址及資訊欄(payload),其中,位址識別資料的預期接收者,而資訊欄包含意圖由資料封包傳送的任何資訊(例如,音頻資料、視頻資料、財務資訊、進出控制系統的輸入及輸出信號等等)。無線電發射器通常將使用該項技藝本身已知的一些調變技術中的任何一種來改變載波信號的屬性,例如,振幅(振幅調變)、頻率(頻率調變)或相位(相位調變),以回應資料封包的「符元」。在最基本的實例中,可以使用一串數位「0」及「1」,藉由在兩個離散值之間改變這些屬性中之一來調變載波信號,以致於無線電接收器可以觀測已接收信號,並且對其進行解調,以便回復發射器在產生無線電信號時所使用的資料封包(亦即,「0」及「1」)。
當解調已接收無線電信號,以擷取被調變至載波信號上的資料封包時,對於高性能解調器來說,重要的是,使封包的開端(通常是同步字或位址)與已知序列互相關聯,以便完成對頻率偏移(亦即,理想標稱調變頻率與已接收信號的實際調變頻率之間的頻率差)及符元時序(亦即,在那裡,每個資料符元在該資料封包內開始及結束)的估計。這個同步字係發射 器及接收器所已知的,通常設置在每個訊框的開端附近,接收器可以在解碼來自訊框的信息資料(亦即,資訊欄)前,使用同步字來執行像符元時序恢復、頻率偏移補償、相位同步、自動增益控制(AGC)訓練及訊框同步的操作。
這樣的相關性可以提供「硬匹配」,其中,以鑑別器為基礎的解調器執行已接收信號與已知序列的符元方式比較,以便提供兩者是否匹配的確定性判定;或者「軟匹配」,其中,以相關器為基礎的解調器提供「模糊」輸出,這個輸出表示多麼確定它是特定匹配而不保證確定性判定。
如果同步字也是位址,位址可以採用通常由無線電協定決定的可接受範圍內之任何值,並且期望位址的硬匹配,則申請人已經認識到會有下面的情況:即使相較於接收器所意欲回應的實際位址,在由發射器傳送的資料封包之位址部分中翻轉一個或兩個(或者在一些情況下,甚至三個)位元,來自相關器的軟輸出係不夠好的,因為它常常導致假為正確(false positive)(亦即,報告的匹配實際上是不正確的)。即使已接收信號強度(RSS)係相對高的,亦可能發生這種情況。一些無線電通信協定(例如,Bluetooth®Low Energy(BLE))對於接收器忽略意欲由不同接收器接收的資料封包會有嚴格要求。
已知於領域本身中,傳統上以相關器為基礎的解調器亦遭受訊框同步發生太早的困擾。例如,解調器可能不經意地執行即時訊框同步或者根據來自先前接收的資料封包之儲存在緩衝器中的數值,導致在這種情況下100%的封包誤差率(PER)。亦可能基於雜訊或位元在正確區段之前到達檢查器而進行錯誤的訊框同步,這可能造成15-30%的PER。
申請人已認識到,除了上述錯誤的同步狀態之外,如果解調器的「前端」(亦即,執行同步的解調器之部分)在接收封包期間逾時,但是「後端」(亦即,位址檢查器)仍然期望從資料封包接收更多的位元,則傳統 無線電接收器裝置可能處於「暫懸(hanging)」狀態。
當從第一態樣來看時,本發明提供一種無線電接收器裝置,其配置成用以接收一以一包含位址部分的資料封包調變之無線電信號,該無線電接收器包括:一同步電路部分,其配置成用以產生對應於該資料封包的同步資訊;一解調電路部分,其包括一相關器,其中,該解調電路部分配置成用以接收該無線電信號,並且使用該相關器及該同步資訊來產生包括複數個已解調位元的該位址部分之估計;一位址檢查電路部分,其配置成用以接收該複數個已解調位元,以針對一預定位元樣型檢查該複數個已解調位元,並且如果判定該複數個已解調位元對應於該預定位元樣型,則產生一匹配旗標;其中,該無線電接收器裝置配置成使得:在偵測到一即將到來的逾時事件時,該解調電路部分使用其間的一交握通道傳送一逾時警告信號至該位址檢查電路部分;該位址檢查電路部分配置成使得如果它接收該逾時警告信號,則它停止針對該預定位元樣型檢查該複數個已解調位元。
該第一態樣擴展至一種用以操作無線電接收器裝置的方法,該方法包括:接收一以一包含位址部分的資料封包調變之無線電信號;產生對應於該資料封包的同步資訊;使用一相關器及該同步資訊來產生包括複數個已解調位元的該位址部分之估計;針對一預定位元樣型檢查該複數個已解調位元;如果該複數個已解調位元對應於該預定位元樣型,則產生一匹配旗 標;以及在偵測到一即將到來的逾時事件時,停止針對該預定位元樣型檢查該複數個已解調位元。
因此,當從這個第一態樣來看時,本發明的實施例提供一種不太容易遭受暫懸的改良型無線電接收器裝置。如果該無線電裝置的前端(亦即,該解調電路部分)逾時,則該交握通道向該解調電路部分提供通知該位址檢查電路部分應該停止針對該預定位元樣型檢查該等已解調位元的機制。這可以防止它識別位址匹配,此位址匹配將使該無線電裝置的其他部件期望接收不會到來的資料(一旦該解調器逾時)。
在一組實施例中,當移除該逾時警告信號或使用該交握通道傳送另一個表示逾時結束的信號時,該位址檢查電路部分重新開始針對該預定位元樣型檢查該複數個已解調位元。這可能是發生在該同步電路部分產生對應於一後續資料封包之同步資訊的時候。在這樣的實施例中,該位址檢查電路部分有效地處於「靜止」,直到該同步電路部分產生新的同步資訊為止。該後續資料封包可以是任何數目的資料封包,這取決於逾時的長度,但是該後續資料封包較佳地是由該無線電接收器裝置所接收的下一個資料封包,其導致該同步電路部分產生同步資訊。
在一組實施例中,該同步電路部分配置成用以估計該無線電信號的載波頻率與一標稱載波頻率之間的頻率偏移。在一組可能部分相同的實施例中,該同步電路部分配置成用以估計對應於該資料封包的符元時序。儘管有不同的方法可用以獲得在領域本身所已知的封包之同步資訊,但是在一組較佳實施例中,該同步電路部分包括一同步相關器。申請人已理解到,基於一些理由,相關器對於同步係有利的。第一個理由是,因為不需要進行檢索或學習類型的操作,所以相關器能夠相對快速地操作。第 二個理由是,因為相關器可以提供符元時序及頻率偏移的估計,所以可以完成快速時序同步,這樣在同步協定中允許有限時間的應用(諸如Bluetooth®及Bluetooth®Low Energy)中係有利的。第三個理由是,相關器亦可以作為封包偵測器來工作,因為在相關器輸出端的有效「波峰」亦可以充當有效封包(訊框)同步。第四個理由是,已經發現適當設計的相關器可以在低信號雜訊比(SNR)下令人滿意地工作,亦即,相關器不會變成限制因素。在申請人的早期公開WO2014/167318A2中描述一種該項技藝本身已知的可用以實施本發明之實施例的合適同步相關器,在此以引用方式將上述早期公開WO2014/167318 A2併入。
如果逾時事件係即將發生的,則從該解調電路部分接收該逾時警告信號可能造成該位址檢查電路部分放棄該封包且不採取進一步的行動,以及因此,在一些實施例中,該位址檢查電路部分配置成在接收該逾時警告信號時不產生該匹配旗標。然而,在一組替代實施例中,該位址檢查電路部分配置成在接收該逾時警告信號時選擇性地產生該匹配旗標。在這樣的配置中,該位址檢查電路部分可以配置成在接收該逾時警告信號後立即宣告匹配(如果有的話)。換句話說,該逾時警告信號設定該位址檢查電路部分在發生逾時之前可以宣告匹配的最後時間。在一些這樣的實施例中,如果該位址檢查電路部分在接收該逾時警告信號之後產生該匹配旗標,則該位址檢查電路部分例如經由該交握通道向該解調電路部分發出一中止逾時信號。應該理解的是,這有利地阻止逾時會實際發生。
在一些實施例中,該無線電接收器裝置進一步包括一第二解調電路部分,其中,該第二解調電路部分配置成用以接收該資料封包且產生第二複數個已解調位元。該第二解調電路部分可以包括一鑑別器。鑑別器係相關器的一種本身已知形式,其較佳地是比較簡單的,並且做出「硬」 判定,而該第一解調器較佳地做出「軟」判定。較佳地,該第二解調電路部分包括一第二位址檢查電路部分。這產生競賽狀態,其中,無論兩個解調器中的哪一個先宣告匹配,其隨後接收該資料封包的剩餘部分。在這樣的實施例中,與該第一解調器相關聯的逾時警告信號係特別有利的,因為當其前端已逾時且因而提供該第二解調器對該封包進行解調的機會時,它阻止該第一解調器「贏得競賽」。
該第二位址檢查電路部分可以配置成在比該第一位址檢查電路部分接收該第一複數個位元晚一預定量時間的情況下接收該第二複數個位元。因此,依據這樣的實施例,相較於該第一位址檢查部分,該第二位址檢查電路部分配置成在稍微延遲之後處理該封包,以致於包括該以相關器為基礎的第一解調電路部分及該第一位址檢查部分的第一裝置獲得第一個宣告匹配的優勢。換句話說,能夠宣告匹配的該第一與第二位址檢查電路部分之間的這個延遲係有利的,因為它提供第一以相關器為基礎的裝置(通常是較靈敏的裝置)比第二例如以鑑別器為基礎的解調器裝置具有稍微「搶先起步的優勢」。
至少在較佳實施例中,該第一解調電路部分可以包括一高性能解調器,而該第二解調電路部分可以包括一低性能解調器。應該理解的是,在此所使用的術語「高性能解調器」意指比「低性能解調器」還靈敏(因而,能夠接收更弱的信號)之解調器。通常,當在該位址部分中具有少量翻轉位元時,這樣的高性能解調器比低性能解調器更容易有錯誤匹配。從另一個角度來看,在一組實施例中,該第一解調電路部分的靈敏度高於該第二解調電路部分的靈敏度。在一組實施例中,該第一解調電路部分比該第二解調電路部分靈敏至少3dB。
應該理解到,在使用於術語:「第一解調電路部分」、「第一 位址檢查電路部分」及「第一複數個位元」中時的術語「第一」表示先前所述的「解調電路部分」、「位址檢查電路部分」及「複數個位元」。
在一組實施例中,該位址檢查電路部分配置成僅在已經從該解調電路部分接收對應於該資料封包之一預定數量的已解調位元之後才產生該匹配旗標。這防止例如基於雜訊或尚未從該位址檢查電路部分所正在使用的緩衝器正確地清除之來自先前接收的資料封包之數值而太早宣布匹配。使用在可以合理確定匹配之前所需要的持續時間之先前知識,以允許設定這樣的下限。
這本身是新穎且進步的,因此,當從第二態樣來看時,本發明提供一種無線電接收器裝置,其配置成用以接收一以一包含位址部分的資料封包調變之無線電信號,該無線電接收器包括:一同步電路部分,其配置成用以產生對應於該資料封包的同步資訊;一解調電路部分,其包括一相關器,其中,該解調電路部分配置成用以接收該無線電信號,並且使用該相關器及該同步資訊來產生包括複數個已解調位元的該位址部分之估計;一位址檢查電路部分,其配置成用以接收該複數個已解調位元,以針對一預定位元樣型檢查該複數個已解調位元,並且如果判定該複數個已解調位元對應於該預定位元樣型且如果從該解調電路部分已接收對應於該資料封包的估計之一預定最小數量的已解調位元,則產生一匹配旗標。
本發明的第二態樣擴展至一種用以操作無線電接收器裝置的方法,該方法包括:接收一以一包含位址部分的資料封包調變之無線電信號;產生對應於該資料封包的同步資訊;使用一相關器及該同步資訊來產生包括複數個已解調位元的該位址 部分之估計;針對一預定位元樣型檢查該複數個已解調位元;如果該複數個已解調位元對應於該預定位元樣型且如果從該解調電路部分已接收對應於該資料封包之估計的一預定數量的已解調位元,則產生一匹配旗標。
應該理解到,上面關於該第一態樣所述的較佳及任選特徵在適當的情況下同樣可適用於該第二態樣。
2‧‧‧資料封包
6‧‧‧標頭部分
8‧‧‧存取位址部分
9‧‧‧資訊欄部分
10‧‧‧無線電通信系統
12‧‧‧第一電子裝置
14‧‧‧第二電子裝置
16‧‧‧無線電信號
20‧‧‧無線電接收器裝置
22‧‧‧第一解調電路部分
24‧‧‧第二解調電路部分
26‧‧‧位址檢查電路部分或「後端」
28‧‧‧同步相關器
30‧‧‧解調器
32‧‧‧第一位址檢查電路部分
34‧‧‧延遲單元
36‧‧‧第二位址檢查電路部分
38‧‧‧第一已解調位元流
40‧‧‧第二已解調位元流
42‧‧‧匹配旗標
44‧‧‧匹配旗標
46‧‧‧交握通道
48‧‧‧特定同步視窗
49‧‧‧同步事件
50‧‧‧最小位元長度
52‧‧‧最大位元長度
54‧‧‧小視窗
68‧‧‧調頻(FM)解調器
70‧‧‧已解調信號
72‧‧‧低通濾波器
74‧‧‧已濾波信號
76‧‧‧位元分割器
78‧‧‧數位輸出信號
80‧‧‧同步相關器
82‧‧‧頻率偏移補償器
84‧‧‧匹配濾波器組
86‧‧‧偵測信號
88‧‧‧頻率偏移信號
90‧‧‧輸出信號
現在將參考所附圖式僅以舉例方式描述本發明的某些實施例,其中,圖1係說明資料封包的典型結構之示圖;圖2係示例性無線電通信系統的示意圖,其中,將具有圖1所示結構的資料封包透過無線電信號從一個裝置傳送至另一個裝置;圖3係依據本發明的一實施例之無線電接收器裝置的示意圖;圖4A及4B分別係適用於圖3的無線電接收器之低性能及高性能解調器的方塊圖;以及圖5係說明依據本發明的一實施例之說明圖3的無線電接收器裝置如何對圖1的封包進行操作的示圖。
圖1係說明在諸如Bluetooth®Low Energy(BLE)的無線電通信系統中之資料封包2的典型結構之簡圖。資料封包2包括標頭部分6;存取位址部分8;以及資訊欄部分9,其中,標頭部分6包含關於封包2的協定特定資訊,而存取位址部分8包含識別資料封包2的預期接收者的資料,其中,在資訊欄部分9內包含(諸如信息、音頻資料、視頻資料等)資料。
圖2係示例性無線電通信系統10的示意圖,無線電通信系統10包括第一電子裝置12,其配置成用以將資料封包2透過無線電信號16傳送至第二電子裝置14,其中,資料封包2具有先前圖1所述的結構。兩個裝置12、14配置成使用該項技藝本身所已知的無線電頻率通信協定(例如BLE)來彼此通信。將包含第二裝置14的位址之資料封包2藉由在第一電子裝置12內的發射器(未顯示)調變至無線電信號16上。第二裝置14配置成用以在下面所要說明之解調後檢查其位址18是否與資料封包2的位址部分匹配。
圖3係依據本發明的一實施例之無線電接收器裝置20的示意圖。無線電接收器裝置20包括:第一解調電路部分22;第二解調電路部分24;以及位址檢查電路部分或「後端」26。第一解調電路部分22包括:同步相關器28及以匹配濾波器組(MFB)為基礎的解調器30。不像以相關器為基礎的解調電路部分22,第二解調電路部分24係以鑑別器為基礎的。下面參考圖4A及4B來進一步詳細描述第一及第二解調電路部分22、24。第一解調電路部分22及第二解調電路部分24皆配置成用以接收無線電信號10且分別產生第一及第二已解調位元流38及40。第一解調電路部分22所產生的第一已解調位元流38被輸入至第一位址檢查電路部分32。同樣地,第二解調電路部分24所產生的第二已解調位元流40經由延遲單元34被輸入至第二位址檢查電路部分36。
僅作為實例,在第一解調電路部分22內的同步相關器28可以相似於申請人的早期公開WO2014/167318 A2所述之同步相關器。簡單地說,同步相關器28對來自資料封包2的固定數量之位元執行整體模式匹配操作(holistic pattern matching operation)。例如,同步相關器28可以將從標頭6的結尾及位址部分8的開頭所取得之十六位元(亦即,兩個八位元組)與已知序列進行匹配。同步相關器28產生任何頻率偏移(亦即,理想標稱調變頻率與 已接收信號10的實際調變頻率之間的頻率差)及符元時序(亦即,在那裡,每個資料符元在資料封包2內開始及結束)的估計。這個同步資訊(亦即,頻率偏移估計及符元時序資訊)被輸入至以MFB為基礎的解調器30。以MFB為基礎的解調器30使用此信息將資料封包2的剩餘位元與每個可能位元序列組合進行比較。以MFB為基礎的解調器30產生「軟」位元值流,其中,這些軟位元值中之每一者對應於有關資料封包2中的對應位元係數位「0」或「1」的可靠程度。僅作為實例,此軟位元可以接著被輸入至維特比解碼器,維特比解碼器判定對應於已接收資料封包2的最可能位元序列。所得到的已解調位元序列38被輸入至第一位址檢查電路部分32。除了同步相關器28所「消耗」的那些(例如,前16位元)之外,第一解調電路部分22所產生的已解調位元流38包括對應於資料封包2的所有位元之複數個已解調位元。
作為對比,第二解調電路部分24利用鑑別器來直接判定(例如,藉由施加一個臨界值)輸入至第二位址檢查電路部分36的第二解調位元流40。然而,不像第一已解調位元流38,第二已解調位元流40包括對應於資料封包2內的所有位元之位元,因為沒有位元被第二解調電路部分24所消耗。可以單獨從資料封包2的標頭部分6回復第二解調電路部分24所需要的任何同步資訊。
該位址檢查電路部分32、36中之每一者配置成用以將對應的已解調位元流38、40與已知位元樣型進行比較,並且如果發現匹配,則產生個別匹配旗標42、44。這種相關操作通常涉及對已知位元樣型使用已解調位元流38、40的「滑動視窗(sliding window)」。位址檢查電路部分32、36所使用的個別滑動視窗可以具有相同寬度或者可以具有不同寬度,例如,三位元、五位元等。以滑動視窗為基礎的相關性針對每個位元產生一些「觀測」-例如,對於一個三位元滑動視窗,位元流38、40內的每個位元將對照已知位元 樣型的一部分被檢查三次(在資料封包2的開始及/或結束處的終端位元具有可能的例外)。將理解到,無論解調電路部分22、24及位址檢查電路部分32、36的哪個配對先產生其各自的匹配旗標42、44,那個配對通常將「獲勝」,並且處理對應的資料封包2的剩餘部分。較佳的是,第一解調電路部分22及第一位址檢查電路部分32處理資料封包2,因為這個是比較靈敏的解調器,並且相較於第一位址檢查電路部分32,延遲單元34使第二位址檢查電路部分36處於刻意的不利條件。
如果第一解調電路部分22偵測到在其內部即將發生逾時事件,則它在交握通道46上發出逾時警告信號至第一位址檢查電路部分32。取決於所使用的協定,這可能造成位址檢查電路部分32有效地變成「靜止」,並且因此不能產生它的匹配旗標42,直到例如當同步相關器28產生表示正在接收新的資料封包之新的同步資訊時,重置在交握通道46上的警告信號為止。然而,在其它配置中,如果位址檢查電路部分32認為第一已解調位元流38係匹配的,則它可以配置成在接收逾時警告信號時立即提供中間匹配旗標42。換句話說,逾時警告信號設定第一位址檢查電路部分32在實際發生逾時之前可以宣告匹配的最後時間。如果在接收逾時警告信號之後產生匹配旗標42,則可以經由交握通道46將中止逾時信號傳送回到第一解調電路部分22,以便取消逾時。交握通道46防止第一位址檢查電路部分32在會導致接收器的其餘部分等待無法到達的位元之第一解調電路部分22的逾時之後提供匹配旗標42。取而代之,這允許第二解調電路部分24及第二位址檢查電路部分36完成匹配。
圖4A及4B係適用於圖3的無線電接收器裝置20之第一「高性能」解調電路部分22及第二低性能解調電路部分24的個別方塊圖。當然,將會理解的是,這些僅僅是示例性裝置,並且依據本發明可以容易地應用其 他解調電路裝置。
圖4A所示的低性能解調電路部分24包括:調頻(FM)解調器68;低通濾波器72;以及「位元分割器(bit slicer)」76。無線電信號16的同相(I)及正交(Q)分量被輸入至FM解調器68,而FM解調器68提供已解調信號70。已解調信號70被輸入至低通濾波器72,低通濾波器72去除任何不需要的高頻成分(例如,雜訊),以便產生已濾波信號74。已濾波信號74被輸入至位元分割器76,位元分割器76對已濾波信號74施加一個臨界值,以便產生數位輸出信號78。
圖4B所示的高性能解調電路部分30包括:同步相關器80;頻率偏移補償器82;以及匹配濾波器組(MFB)84。無線電信號16的同相(I)及正交(Q)分量被輸入至同步相關器80及頻率偏移補償器82。同步相關器80配置成使I及Q信號與已知序列互相關聯,以便判定何時偵測到一個封包2且產生偵測信號86及頻率偏移信號88,偵測信號86提供符元時序資訊,其中,頻率偏移信號88係I及Q信號的標稱頻率(亦即,無線電信號16的頻率)與無線電信號16的期望頻率之間的任何偏移之估計。
同步相關器80所產生的頻率偏移信號88被輸入至頻率偏移補償器82,頻率偏移補償器82針對頻率偏移進行調整且產生已補償同相(I')及正交(Q')信號,已補償同相(I')及正交(Q')信號被輸入至MFB 84,MFB 84亦接收來自同步相關器80的符元時序資訊(亦即,偵測信號86)。MFB 84包括一「組」所有可能位元序列,MFB 84將其與輸入的I'及Q'信號進行比較,以便判定每個可能匹配的「可靠程度」。MFB 84產生輸出信號90,在一些配置中,輸出信號90可以是「軟」輸出,「軟」輸出表示每個位元的可靠程度(例如,0與1之間的數值),其中,給定值越接近0,表示對應位元為數位「0」的可靠度越高,而給定值越接近於1,表示對應位元為數位「1」的可靠度越高。 然而,將會理解到,在一些配置中,可以例如藉由施加一個臨界值或藉由輸入信號90至維特比解碼器,對每個位元進行最後的「硬」判定。
圖5係說明依據本發明的一實施例之用以操作圖3的無線電接收器裝置20之方法的示圖。最初,在接收資料封包2之後,同步相關器28立即開始試圖獲得同步資訊,例如,針對特定同步視窗48的頻率偏移及符元時序的估計。在一旦同步相關器28產生所需的同步資訊後發生的同步事件49之後,無線電接收器裝置20可以設定最小位元長度50,此最小位元長度50對應於以MFB為基礎的解調器30所產生的第一已解調位元流38內之最小數量的位元,第一位址檢查電路部分32必須在允許透過其匹配旗標42宣告匹配前接收這個最小數量的位元。同樣地,該無線電接收器裝置20可以定義對應於位元流38內之最大數量的位元之最大位元長度52,第一位址檢查電路部分32可以在不再允許宣告匹配前接收這個最大數量的位元。由於第一解調電路部分22與後端26之間的交握通道46(提供逾時警告信號),此最大位元長度52不需要延長超過資料封包2的長度太多,因為後端26知道如果逾時即將發生,則它將接收逾時警告信號。這定義了一個小視窗54,其中,第一位址檢查電路部分32可以在萬一找到匹配時宣告匹配。在理想情況下,此視窗54盡可能小,然而,它通常比1個位元還寬,以允許像抖動之輕微誤差。在這個小視窗54內第一位址檢查電路部分32能夠宣告匹配,並且這個小視窗54減少第一位址檢查電路部分32所產生的假為正確匹配旗標42之機會,其中,假為正確匹配旗標42的產生係例如由於雜訊或由於第一位址檢查電路部分32根據尚未適當被清除之來自先前資料封包的保留在其緩衝器中之位元流38的先前數值來進行判定所造成。
因此,熟悉該項技藝者將理解到,在此所述的本發明之實施例提供一種改良型無線電接收器裝置,其可以不易於遭受暫懸及/或由於不 需要的雜訊或緩衝器保留對應於先前已接收資料封包的位元值而錯誤地宣告位址匹配。熟悉該項技藝者將會理解到,上述實施例僅僅是示例性的,並非用以限制本發明的範圍。

Claims (38)

  1. 一種無線電接收器裝置,其配置成用以接收一以一包含位址部分的資料封包調變之無線電信號,該無線電接收器裝置包括:一同步電路部分,其配置成用以產生對應於該資料封包的同步資訊;一解調電路部分,其包括一相關器,其中,該解調電路部分配置成用以接收該無線電信號,並且使用該相關器及該同步資訊來產生包括複數個已解調位元的該位址部分之估計;一位址檢查電路部分,其配置成用以接收該複數個已解調位元,以針對一預定位元樣型檢查該複數個已解調位元,並且如果判定該複數個已解調位元對應於該預定位元樣型,則產生一匹配旗標;其中,該無線電接收器裝置配置成使得:在偵測到一即將到來的逾時事件時,該解調電路部分使用其間的一交握通道傳送一逾時警告信號至該位址檢查電路部分;該位址檢查電路部分配置成使得如果它接收該逾時警告信號,則它停止針對該預定位元樣型檢查該複數個已解調位元。
  2. 如請求項1所述之無線電接收器裝置,其中,該位址檢查電路部分配置成當移除該逾時警告信號或使用該交握通道傳送另一個表示逾時結束的信號時,重新開始針對該預定位元樣型檢查該複數個已解調位元。
  3. 如請求項2所述之無線電接收器裝置,其中,當該同步電路部分產生對應於一後續資料封包之同步資訊時,移除該逾時警告信號或傳送該另一個表示逾時結束的信號。
  4. 如請求項3所述之無線電接收器裝置,其中,該後續資料封包係為該無線電接收器裝置接收的下一個資料封包,其導致該同步電路部分產生同步資訊。
  5. 如任一前述請求項所述之無線電接收器裝置,其中,該同步電路部分配 置成用以估計該無線電信號的載波頻率與一標稱載波頻率之間的頻率偏移。
  6. 如任一前述請求項所述之無線電接收器裝置,其中,該同步電路部分配置成用以估計對應於該資料封包的符元時序。
  7. 如任一前述請求項所述之無線電接收器裝置,其中,該同步電路部分包括一同步相關器。
  8. 如任一前述請求項所述之無線電接收器裝置,其中,該位址檢查電路部分配置成在接收該逾時警告信號時不產生該匹配旗標。
  9. 如請求項1至7中任一項所述之無線電接收器裝置,其中,該位址檢查電路部分配置成在接收該逾時警告信號時選擇性地產生該匹配旗標。
  10. 如請求項9所述之無線電接收器裝置,其中,該位址檢查電路部分配置成在接收該逾時警告信號後,如果有的話就立即宣告一個匹配。
  11. 如請求項10所述之無線電接收器裝置,其中,如果該位址檢查電路部分在接收該逾時警告信號之後產生該匹配旗標,則該位址檢查電路部分發出一中止逾時信號至該解調電路部分。
  12. 如任一前述請求項所述之無線電接收器裝置,其進一步包括一第二解調電路部分,其中,該第二解調電路部分配置成用以接收該資料封包且產生第二複數個已解調位元。
  13. 如請求項12所述之無線電接收器裝置,其中,該第二解調電路部分包括一鑑別器。
  14. 如請求項12或13所述之無線電接收器裝置,其中,該第二解調電路部分包括一第二位址檢查電路部分。
  15. 如請求項12至14中任一項所述之無線電接收器裝置,其中,該第二位址檢查電路部分配置成在比該第一位址檢查電路部分接收該第一複數個 位元晚一預定量時間的情況下接收該第二複數個位元。
  16. 如請求項12至15中任一項所述之無線電接收器裝置,其中,該第一解調電路部分包括一高性能解調器,而該第二解調電路部分包括一低性能解調器。
  17. 如請求項12至16中任一項所述之無線電接收器裝置,其中,該第一解調電路部分比該第二解調電路部分靈敏至少3dB。
  18. 如任一前述請求項所述之無線電接收器裝置,其中,該位址檢查電路部分配置成僅在已經從該解調電路部分接收對應於該資料封包之一預定數量的已解調位元之後才產生該匹配旗標。
  19. 一種無線電接收器裝置,其配置成用以接收一以一包含位址部分的資料封包調變之無線電信號,該無線電接收器裝置包括:一同步電路部分,其配置成用以產生對應於該資料封包的同步資訊;一解調電路部分,其包括一相關器,其中,該解調電路部分配置成用以接收該無線電信號,並且使用該相關器及該同步資訊來產生包括複數個已解調位元的該位址部分之估計;一位址檢查電路部分,其配置成用以接收該複數個已解調位元,以針對一預定位元樣型檢查該複數個已解調位元,並且如果判定該複數個已解調位元對應於該預定位元樣型且如果從該解調電路部分已接收對應於該資料封包的估計之一預定最小數量的已解調位元,則產生一匹配旗標。
  20. 一種操作一無線電接收器裝置之方法,該方法包括:接收一以一包含位址部分的資料封包調變之無線電信號;產生對應於該資料封包的同步資訊; 使用一相關器及該同步資訊來產生包括複數個已解調位元的該位址部分之估計;針對一預定位元樣型檢查該複數個已解調位元;如果該複數個已解調位元對應於該預定位元樣型,則產生一匹配旗標;以及在偵測到一即將到來的逾時事件時,停止針對該預定位元樣型檢查該複數個已解調位元。
  21. 如請求項20所述之方法,其包括當移除該逾時警告信號或使用該交握通道傳送另一個表示逾時結束的信號時,該位址檢查電路部分重新開始針對該預定位元樣型檢查該複數個已解調位元。
  22. 如請求項21所述之方法,其包括當該同步電路部分產生對應於一後續資料封包之同步資訊時,移除該逾時警告信號或傳送該另一個表示逾時結束的信號。
  23. 如請求項22所述之方法,其中,該後續資料封包係為該無線電接收器裝置接收的下一個資料封包,其導致該同步電路部分產生同步資訊。
  24. 如請求項20至23中任一項所述之方法,其包括該同步電路部分估計該無線電信號的載波頻率與一標稱載波頻率之間的頻率偏移。
  25. 如請求項20至24中任一項所述之方法,其包括該同步電路部分估計對應於該資料封包的符元時序。
  26. 如請求項20至25中任一項所述之方法,其中,該同步電路部分包括一同步相關器。
  27. 如請求項20至26中任一項所述之方法,其包括該位址檢查電路部分在接收該逾時警告信號時不產生該匹配旗標。
  28. 如請求項20至26中任一項所述之方法,其包括該位址檢查電路部分在接 收該逾時警告信號時選擇性地產生該匹配旗標。
  29. 如請求項28所述之方法,其包括該位址檢查電路部分在接收該逾時警告信號後,如果有的話立即宣告一個匹配。
  30. 如請求項29所述之方法,其包括如果該位址檢查電路部分在接收該逾時警告信號之後產生該匹配旗標,則該位址檢查電路部分發出一中止逾時信號至該解調電路部分。
  31. 如請求項20至30中任一項所述之方法,其中,該無線電接收器裝置進一步包括一第二解調電路部分,該第二解調電路部分接收該資料封包且產生第二複數個已解調位元。
  32. 如請求項31所述之方法,其中,該第二解調電路部分包括一鑑別器。
  33. 如請求項31或32所述之方法,其中,該第二解調電路部分包括一第二位址檢查電路部分。
  34. 如請求項31至33中任一項所述之方法,其包括該第二位址檢查電路部分在比該第一位址檢查電路部分接收該第一複數個位元晚一預定量時間的情況下接收該第二複數個位元。
  35. 如請求項31至34中任一項所述之方法,其中,該第一解調電路部分包括一高性能解調器,而該第二解調電路部分包括一低性能解調器。
  36. 如請求項31至35中任一項所述之方法,其中,該第一解調電路部分比該第二解調電路部分靈敏至少3dB。
  37. 如請求項20至36中任一項所述之方法,其包括該位址檢查電路部分僅在已經從該解調電路部分接收對應於該資料封包之一預定數量的已解調位元之後才產生該匹配旗標。
  38. 一種操作一無線電接收器裝置之方法,該方法包括:接收一以一包含位址部分的資料封包調變之無線電信號; 產生對應於該資料封包的同步資訊;使用一相關器及該同步資訊來產生包括複數個已解調位元的該位址部分之估計;針對一預定位元樣型檢查該複數個已解調位元;如果該複數個已解調位元對應於該預定位元樣型且如果從該解調電路部分已接收對應於該資料封包的估計之一預定數量的已解調位元,則產生一匹配旗標。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201907717D0 (en) * 2019-05-31 2019-07-17 Nordic Semiconductor Asa Apparatus and methods for dc-offset estimation
US11514322B2 (en) * 2019-07-26 2022-11-29 Maxim Integrated Products, Inc. CNN-based demodulating and decoding systems and methods for universal receiver
US11502779B2 (en) 2019-07-26 2022-11-15 Analog Devices, Inc. CNN-based demodulating and decoding systems and methods for universal receiver
US20220330180A1 (en) * 2021-04-07 2022-10-13 Nxp B.V. Method and Technique of Highly Accurate Carrier Frequency Offset Estimation
CN114024893A (zh) * 2021-11-18 2022-02-08 群联电子股份有限公司 时钟重整电路模块、信号传输系统及信号传输方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6005885A (en) * 1995-12-12 1999-12-21 Intermec Ip Corp. Methodology for discontinuous radio reception utilizing embedded frame length words
JP3366277B2 (ja) * 1999-03-25 2003-01-14 日本電気株式会社 Atコマンド受信回路
US6654594B1 (en) * 2000-05-30 2003-11-25 Motorola, Inc. Digitized automatic gain control system and methods for a controlled gain receiver
JP5517677B2 (ja) * 2010-02-26 2014-06-11 株式会社日立製作所 無線通信システム、及び、無線通信方法
US8490118B2 (en) * 2010-12-02 2013-07-16 Microsoft Corporation Wait on address synchronization interface
US8824606B2 (en) 2012-01-30 2014-09-02 Qualcomm Incorporated Multiple correlators for communication device detection
GB2512935A (en) 2013-04-12 2014-10-15 Nordic Semiconductor Asa Digital Radio Transmissions
GB201410641D0 (en) 2014-06-13 2014-07-30 Nordic Semiconductor Asa Radio communication
US20170238328A1 (en) * 2016-02-16 2017-08-17 Qualcomm Incorporated Acquisition threshold based on signal strength
US10674459B2 (en) * 2017-03-10 2020-06-02 Analog Devices Global Method of operating a receiver to process a preamble of a data packet, and to a receiver operating in accordance with the method
US10938512B2 (en) * 2018-03-22 2021-03-02 Marvell Asia Pte., Ltd. Correlation-based detection of encoded address in packet

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