專(zhuān)利名稱(chēng)：用于求得傳輸信道占用的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于求得傳輸信道被以無(wú)線(xiàn)電信號(hào)占用的方法和裝置。此外本發(fā)明還涉及發(fā)送/接收裝置和具有這種裝置的集成電路。
背景技術(shù)：
本發(fā)明處于數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域中。雖然原則上可以應(yīng)用于任何數(shù)字通信系統(tǒng)，但是本發(fā)明以及作為其基礎(chǔ)的問(wèn)題在下面借助根據(jù)IEEE802.15.4的“ZigBee”通信系統(tǒng)來(lái)闡述。
為了消息在相對(duì)短的距離上(例如10m)的無(wú)線(xiàn)傳輸可以使用所謂的“無(wú)線(xiàn)個(gè)人域網(wǎng)”(WPANs)。與“無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)”(WLANs)相反，WPANs為了數(shù)據(jù)傳輸需要較少的或根本不需要基礎(chǔ)設(shè)施，這樣較小的、簡(jiǎn)單的、有效利用能量并且成本低的設(shè)備可以被用于廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。
IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)說(shuō)明了低數(shù)據(jù)率的WPANs，它們具有最大直到250kbit/s的原始數(shù)據(jù)率(Rohdatenraten)并且位置固定或移動(dòng)的設(shè)備適用于在工業(yè)監(jiān)視和控制、在傳感器網(wǎng)絡(luò)、在自動(dòng)化以及在計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備的領(lǐng)域中的應(yīng)用以及適用于互動(dòng)游戲。除了這些設(shè)備的非常簡(jiǎn)單并且成本低的可實(shí)施性之外，這些設(shè)備對(duì)于這些類(lèi)型的應(yīng)用的、極小的能量需求也是具有決定性意義的，這樣以該標(biāo)準(zhǔn)，爭(zhēng)取達(dá)到幾個(gè)月直至幾年的電池工作時(shí)間。
在物理層的層面上，在幾乎世界范圍中可供使用的、大約2.4GHz的ISM帶(工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療)中，IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.15.4對(duì)于原始數(shù)據(jù)率fB＝250kbit/s詳細(xì)說(shuō)明了具有碼片速率fC＝2Mchip/s的頻帶擴(kuò)展(擴(kuò)頻)以及具有符碼率fS＝62.5ksymbol/s的偏置QPSK調(diào)制(四相相移鍵控)。
在ISM帶的802.15.4發(fā)射機(jī)中，待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流首先被轉(zhuǎn)換為PN序列(偽噪聲)的系列，其方式是在每個(gè)符號(hào)周期(TS＝1/fs＝16μs)中使用四個(gè)數(shù)據(jù)位，以便從一共有16個(gè)PN序列的序列庫(kù)中選出一個(gè)PN序列。由四個(gè)數(shù)據(jù)位組成的每個(gè)符號(hào)都以這種方式被配設(shè)一個(gè)符號(hào)值特定的、由32個(gè)PN碼片(碼片周期TC＝TS/32＝500ns＝1/fC)構(gòu)成的PN序列，該序列替代四個(gè)數(shù)據(jù)位而被傳輸。在標(biāo)準(zhǔn)中被詳細(xì)說(shuō)明的、由16個(gè)“準(zhǔn)正交”P(pán)N序列構(gòu)成的序列庫(kù)在此包括一個(gè)由八個(gè)第一PN序列構(gòu)成的第一組，這八個(gè)第一PN序列僅僅通過(guò)它們的碼片值的周期的推移而彼此區(qū)分，還包括一個(gè)由八個(gè)第二PN序列構(gòu)成的第二組，它們同樣僅僅通過(guò)它們的碼片值的周期的推移而彼此區(qū)分并且僅僅通過(guò)每一個(gè)進(jìn)行第二碼片值的翻轉(zhuǎn)而與第一PN序列的每一個(gè)進(jìn)行區(qū)分(見(jiàn)IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.15.4-2003，6.5.2.3章)。
被配設(shè)給彼此相繼的符號(hào)的PN序列被互相連接并且接著被偏置QPSK調(diào)制(四相相移鍵控)，其方式是一借助半正弦脈沖形式一將帶有偶數(shù)下標(biāo)(Index)(0、2、4、...)的PN碼片調(diào)制到同相(I)載波上，并且將具有奇數(shù)下標(biāo)(1、3、5、...)的那些PN碼片調(diào)制到正交相(Q)載波上。為了形成偏置，正交相碼片被相對(duì)于同相碼片延遲一個(gè)碼片周期TC(見(jiàn)IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.15.4-2003，6.5.2.4章)。
數(shù)據(jù)傳輸原理上借助幀進(jìn)行。在此，有用數(shù)據(jù)在所謂的數(shù)據(jù)幀(“data frame”，PPDU)中被傳輸，這些數(shù)據(jù)幀除了實(shí)際上的有用數(shù)據(jù)(“data payload”，MSDU)之外還包含校驗(yàn)和控制數(shù)據(jù)、例如所謂的同步頭。該存在于每個(gè)幀的開(kāi)始處的同步頭(SHR)包含所謂的前同步序列(Prambel-Sequenz)和“起始幀定界符”(SFD)，它們使得接收機(jī)能夠同步并且“鎖合”(Einrasten)到數(shù)據(jù)比特流上，由此被發(fā)送的數(shù)據(jù)接下來(lái)可以被正確地檢測(cè)。前同步序列在此由32個(gè)二進(jìn)制零構(gòu)成，而接下來(lái)的SFD字段包括位串“11100101”(見(jiàn)IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.15.4-2003，5.4.3和6.3.1章)。
為了保證健壯(robuste)的數(shù)據(jù)傳輸，在MAC層(媒體訪問(wèn)控制)的層面上詳細(xì)說(shuō)明了不同的安全機(jī)制。這樣，每個(gè)幀在末端都具有所謂的循環(huán)冗余碼(CRC)，它使得接收機(jī)能夠檢測(cè)位錯(cuò)誤。附加地，一個(gè)數(shù)據(jù)幀的成功的接收通過(guò)回送可選的確認(rèn)幀來(lái)表明收到。此外，對(duì)于傳輸信道的訪問(wèn)根據(jù)CSMA-CA方法(帶沖突避免的載波檢測(cè)多路訪問(wèn))在所謂的搶占訪問(wèn)期間(CAP)中進(jìn)行。在此，每個(gè)企圖發(fā)送例如一個(gè)數(shù)據(jù)幀的設(shè)備首先都等待一個(gè)具有隨機(jī)選擇的持續(xù)時(shí)間的時(shí)間間隔，并且隨后檢查信道占用。然而若在此確定信道空閑，則該設(shè)備隨后可以發(fā)送其數(shù)據(jù)。然而若信道被占用，則在該設(shè)備再次嘗試訪問(wèn)信道之前，它必須再等待一個(gè)另外的、重新隨機(jī)選擇的時(shí)間間隔。借助這種CSMA-CA方法，當(dāng)多個(gè)設(shè)備在相同的(頻率)信道上同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生的沖突應(yīng)該被盡可能地避免。視網(wǎng)絡(luò)配置(具有或沒(méi)有所謂的信標(biāo)(beacon)的傳輸)而定地，在此或者使用該安全機(jī)制的、與確定的時(shí)間標(biāo)度線(xiàn)(Zeitraster)對(duì)齊的“被時(shí)隙化的(slotted)”CSMA-CA-變型，或者使用不受制于確定的時(shí)間標(biāo)度線(xiàn)的“未被時(shí)隙化的CSMA-CA”-變型(見(jiàn)IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.15.4-2003，5.4.1-5.4.4和7.5.1章)。
為了確定是否允許訪問(wèn)信道，設(shè)備必須任何時(shí)候都能夠應(yīng)MAC層的請(qǐng)求求得是否信道被占用(“忙碌”)。為此在物理層的層面上規(guī)定了，每個(gè)設(shè)備都必須能夠執(zhí)行三種CCA方法(空閑信道評(píng)估)的至少之一。在CCA模式1中，當(dāng)存在超過(guò)確定的閾值的能量時(shí)，信道則被認(rèn)為是被占用。在此處令人感興趣的模式2和3中，當(dāng)檢測(cè)到這樣的信號(hào)，它具有前面闡述的頻帶擴(kuò)展以及調(diào)制特征(模式2)，或者當(dāng)檢測(cè)到這樣的信號(hào)并且能量位于該閾值之上時(shí)(模式3)，則信號(hào)應(yīng)該認(rèn)為被占用。若在接收一個(gè)數(shù)據(jù)幀(“data frame”，PPDU)期間，出現(xiàn)求得信道占用的請(qǐng)求，則不取決于CCA方法的模式地將信道歸為被占用。在此，在檢測(cè)到“起始幀定界符”(SFD)之后，即在接收機(jī)同步之后，數(shù)據(jù)幀的接收被認(rèn)為開(kāi)始(見(jiàn)IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.15.4-2003，6.7.9章)。
然而，當(dāng)雖然一個(gè)802.15.4-信號(hào)已經(jīng)到達(dá)接收機(jī)，然而該接收機(jī)還未被同步時(shí)，查明信道的請(qǐng)求隨后到達(dá)，這種情況是有問(wèn)題的。當(dāng)設(shè)備想發(fā)送數(shù)據(jù)，并且事先求得信道占用時(shí)，這種情況可能特別地在設(shè)備接通之后或從睡眠模式中醒來(lái)之后很快出現(xiàn)。對(duì)于該問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)沒(méi)有為申請(qǐng)人公開(kāi)解決方案。
為了檢測(cè)在接收信號(hào)中包含的數(shù)據(jù)符號(hào)，公開(kāi)了相干(kohrente)和非相干的方法。在相干方法中，接收信號(hào)借助從載波調(diào)節(jié)電路中得到的頻率和相位合適的載波振蕩被轉(zhuǎn)移到復(fù)數(shù)的包絡(luò)線(xiàn)(基帶)中，而在非相干方法中則可放棄該過(guò)程。由于在相干方法中更高的實(shí)現(xiàn)開(kāi)銷(xiāo)，該開(kāi)銷(xiāo)同時(shí)伴隨著提高的能量需求，所以在本發(fā)明中從非相干接收機(jī)出發(fā)，在該接收機(jī)中接收信號(hào)至少不被相位合適地變換到復(fù)數(shù)包絡(luò)線(xiàn)中并且將得到的基帶信號(hào)進(jìn)行微分(differentiell)解調(diào)。

發(fā)明內(nèi)容
在該背景下，本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種方法，用于借助微分解調(diào)的信號(hào)求得(識(shí)別)傳輸信道被無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的占用，該方法還能夠在接收機(jī)未完成同步時(shí)正確地求得傳輸信道的占用狀態(tài)，即能夠識(shí)別，該信道是否被具有前面闡述的頻帶擴(kuò)展和調(diào)制特征的信號(hào)占用。該方法此外應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)例如根據(jù)IEEE 802.15.4的發(fā)送/接收裝置的節(jié)能并且簡(jiǎn)單的實(shí)施。此外，本發(fā)明的任務(wù)還在于，提供一種裝置用于求得占用以及提供一種發(fā)送/接收裝置和一種集成電路。
根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過(guò)具有下面的特征的一種方法、一種裝置、一種發(fā)送/接收裝置以及一種集成電路解決。
本發(fā)明的用于借助微分解調(diào)的信號(hào)以求得傳輸信道被無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的占用的方法，該被差分地解調(diào)的信號(hào)在發(fā)送側(cè)通過(guò)使用來(lái)自一個(gè)PN序列庫(kù)中的PN序列被產(chǎn)生，該P(yáng)N序列庫(kù)具有第一PN序列的第一組和第二PN序列的第二組，其中該第一和第二PN序列在它們的相應(yīng)的組中僅僅通過(guò)它們的碼片值的周期的推移而彼此區(qū)分，并且其中第二組對(duì)于每個(gè)第一PN序列都具有一個(gè)相應(yīng)的第二PN序列，它們僅僅通過(guò)每個(gè)第二碼片值的翻轉(zhuǎn)而與第一PN序列區(qū)分，該方法考慮了，a)提供一個(gè)初始碼序列的至少兩個(gè)部分序列，該初始碼序列被配設(shè)給第一PN序列之一并且可以借助邏輯運(yùn)算由其推導(dǎo)出，然而該初始碼序列與該第一序列不同，b)通過(guò)將微分解調(diào)的信號(hào)與至少兩個(gè)部分序列的每個(gè)進(jìn)行相關(guān)，計(jì)算至少兩個(gè)相關(guān)結(jié)果，并且c)分析相關(guān)結(jié)果并且根據(jù)被分析的相關(guān)結(jié)果產(chǎn)生輸出信號(hào)用于說(shuō)明傳輸信道的占用。
本發(fā)明的裝置包括a)一個(gè)序列提供單元，它被構(gòu)造用于提供上述的初始碼序列的至少兩個(gè)部分序列，b)至少兩個(gè)分別與序列提供單元相連接的相關(guān)單元，它們被構(gòu)造用于通過(guò)將微分解調(diào)的信號(hào)與至少兩個(gè)部分序列的每個(gè)進(jìn)行相關(guān)以計(jì)算出至少兩個(gè)相關(guān)結(jié)果，以及c)一個(gè)與相關(guān)單元相連接的分析單元，它被構(gòu)造用于分析該相關(guān)結(jié)果并且根據(jù)被分析的相關(guān)結(jié)果生成輸出信號(hào)用于說(shuō)明傳輸信道的占用。
本發(fā)明的發(fā)送/接收裝置以及本發(fā)明的集成電路分別具有這種裝置。
本發(fā)明的本質(zhì)在于，將從被接收到的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)中獲得的微分解調(diào)信號(hào)和一個(gè)與微分解調(diào)匹配的初始碼序列的至少兩個(gè)部分序列進(jìn)行相關(guān)，其中該初始碼序列被配設(shè)給第一PN序列之一并且可以借助邏輯運(yùn)算從中推導(dǎo)出，然而并不與其相同。
本發(fā)明基于下面的認(rèn)識(shí)，在微分解調(diào)中為了檢測(cè)(確定)數(shù)據(jù)符號(hào)可以有利地使用所謂的被導(dǎo)出的、與該微分解調(diào)匹配的序列。每個(gè)在發(fā)送側(cè)可使用的PN序列在此都被配設(shè)一個(gè)被推導(dǎo)出的序列，該序列可以借助邏輯運(yùn)算由PN序列推導(dǎo)出，然而并不與其相同。被推導(dǎo)出的序列由此而出眾，即它們僅僅通過(guò)它們的碼片值的周期的推移和/或通過(guò)它們的所有碼片值的翻轉(zhuǎn)而彼此區(qū)分。
此外本發(fā)明還基于這樣的認(rèn)識(shí)，即在每個(gè)符號(hào)周期內(nèi)的被解調(diào)的信號(hào)完全包括同一個(gè)被導(dǎo)出的序列的至少一半(并且由此也包括三分之一、四分之三等等)，確切地說(shuō)，以原始的或翻轉(zhuǎn)的形式。由于被導(dǎo)出的序列的前面描述的特征，這不取決于符號(hào)周期的時(shí)間狀態(tài)(即在還未進(jìn)行的同步情況下也適用)地并且對(duì)于所導(dǎo)出的序列的任意一個(gè)都適用。
若現(xiàn)在使用被導(dǎo)出的序列的任意一個(gè)作為初始碼序列并且將該微分解調(diào)的信號(hào)例如不但與該初始碼序列的第一半而且也與其第二半進(jìn)行相關(guān)，則在每個(gè)符號(hào)周期內(nèi)產(chǎn)生至少一個(gè)相關(guān)峰(Korrelationspeak)。由該相關(guān)峰可以有利地推出傳輸信道的占用。
通過(guò)這種方式和方法，當(dāng)(數(shù)據(jù))幀的開(kāi)始未被正確地檢測(cè)時(shí)，即當(dāng)還沒(méi)有進(jìn)行同步時(shí)，到達(dá)的信號(hào)隨后也被作為IEEE 802.15.4-信號(hào)被識(shí)別并且與陌生類(lèi)型的(不是根據(jù)IEEE 802.15.4被生成的)信號(hào)區(qū)別，并且由此則也可靠地求得傳輸信道的占用。此外本發(fā)明使得用于識(shí)別傳輸信道的占用的設(shè)備能夠非常簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)并且由此也使得相應(yīng)的發(fā)送/接收裝置能夠非常簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)—例如在工業(yè)監(jiān)視和控制中、在傳感器網(wǎng)絡(luò)中、在自動(dòng)化中或在計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用中—極小的能量需求和非常簡(jiǎn)單的可實(shí)現(xiàn)性是絕對(duì)必要時(shí)，這些特點(diǎn)是特別有利的。雖然本發(fā)明并不局限于IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，但是這在該標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)送/接收裝置中示例地是這樣的。
本發(fā)明的有利的擴(kuò)展方案和改進(jìn)方案可以從后面的描述中得到。
在一種有利的擴(kuò)展方案中，初始碼序列的這些部分序列被這樣選擇，即它們?cè)谠嫉幕蚍D(zhuǎn)的狀態(tài)中的彼此排列(Aneinanderreihung)產(chǎn)生出初始碼序列或初始碼序列的周期推移的變型。初始碼序列至部分序列的完全劃分能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)信道占用的識(shí)別的高可靠性以及發(fā)送/接收裝置的簡(jiǎn)單并且由此節(jié)能的實(shí)施，其中這些部分序列分別相應(yīng)于初始碼序列的相鄰的碼片值的一個(gè)區(qū)段。
優(yōu)選的是提供恰好兩個(gè)部分序列并且與微分解調(diào)的信號(hào)進(jìn)行相關(guān)。由此進(jìn)一步降低了在信道占用識(shí)別中的錯(cuò)誤率，因?yàn)橥ㄟ^(guò)這種方式，兩個(gè)相關(guān)結(jié)果由于長(zhǎng)的部分序列而被非常準(zhǔn)確地確定。
根據(jù)一種另外的擴(kuò)展方案，這些相關(guān)結(jié)果被分析，其方式是首先確定一個(gè)數(shù)目p，它是這樣一個(gè)尺度，即在一個(gè)預(yù)給定的時(shí)間間隔內(nèi)，一個(gè)或多個(gè)由相關(guān)結(jié)果導(dǎo)出的量超過(guò)一個(gè)第一閾值多少次。該數(shù)目接著被與一個(gè)第二閾值進(jìn)行比較。此外還生成一個(gè)輸出信號(hào)，僅當(dāng)該數(shù)目達(dá)到或超過(guò)第二閾值時(shí)，該輸出信號(hào)才用信號(hào)表示傳輸信道的占用。相關(guān)結(jié)果的這種兩級(jí)的分析能夠?qū)崿F(xiàn)用于識(shí)別信道占用的設(shè)備以及由此發(fā)送/接收裝置的非常簡(jiǎn)單并且從而節(jié)能的實(shí)施。
在一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案中確定了數(shù)目p，其方式是a)首先形成相關(guān)結(jié)果的模(Betrge)，b)這些模隨后分別與第一閾值比較，若相應(yīng)的模超過(guò)第一閾值，則生成至少兩個(gè)具有邏輯壹的值的邏輯信號(hào)，若沒(méi)有超過(guò)，則產(chǎn)生至少兩個(gè)具有邏輯零的值的邏輯信號(hào)，c)接著通過(guò)將這些邏輯信號(hào)進(jìn)行行邏輯“或”運(yùn)算產(chǎn)生一個(gè)總信號(hào)，及d)最后確定數(shù)目p，其方式是求得總信號(hào)在預(yù)給定的時(shí)間間隔內(nèi)具有的脈沖的上升沿的數(shù)目。在該擴(kuò)展方案中，在信號(hào)流動(dòng)方向上盡可能快地過(guò)渡到二進(jìn)制范圍內(nèi)，這樣邏輯信號(hào)可以有利地以非常簡(jiǎn)單的方法被進(jìn)一步處理。
在一種另外的擴(kuò)展方案中確定了數(shù)目p，其方式是a)首先形成該相關(guān)結(jié)果的模，b)這些模隨后分別與第一閾值比較，若相應(yīng)的模超過(guò)第一閾值，則生成至少兩個(gè)具有邏輯1的值的邏輯信號(hào)，若沒(méi)有超過(guò)，則產(chǎn)生至少兩個(gè)具有邏輯零的值的邏輯信號(hào)，c)確定邏輯信號(hào)分別在預(yù)給定的時(shí)間間隔內(nèi)具有的脈沖的上升沿的數(shù)目，及d)最后確定數(shù)目p，其方式是將這些上升沿的數(shù)目相加。在該擴(kuò)展方案中也是有利地盡可能快地過(guò)渡到二進(jìn)制范圍內(nèi)。但是這里脈沖沿首先在每個(gè)分支內(nèi)被單個(gè)地計(jì)算，這在相關(guān)結(jié)果的時(shí)間上的提供是確定的類(lèi)型時(shí)是有利的。
根據(jù)一種另外的擴(kuò)展方案，確定了數(shù)目p，其方式是a)首先形成這些相關(guān)結(jié)果的模，b)通過(guò)將這些模相加確定總和，c)將總和與第一閾值比較，若該總和超過(guò)第一閾值，則生成具有邏輯1的值的邏輯信號(hào)，若沒(méi)有超過(guò)，則產(chǎn)生具有邏輯零的值的邏輯信號(hào)，及d)確定數(shù)目p，其方式是求得該邏輯信號(hào)在預(yù)給定的時(shí)間間隔內(nèi)具有的脈沖的上升沿的數(shù)目。在這種擴(kuò)展方案中替代二進(jìn)制(邏輯)信號(hào)聯(lián)合了(加上了)更高階的信號(hào)(相關(guān)結(jié)果的模)并且隨后進(jìn)一步處理。通過(guò)這種方法可以有利地特別在干擾影響下改進(jìn)信道占用識(shí)別的效率，即降低錯(cuò)誤率，因?yàn)橄嚓P(guān)結(jié)果的單個(gè)模在判決之前被結(jié)構(gòu)性地疊加。
在一種另外的擴(kuò)展方案中，帶有第一正下標(biāo)的(即除了第一的所有的)被導(dǎo)出的碼片(即初始碼序列的碼片)分別具有一個(gè)值，該值可由具有該第一正下標(biāo)的PN碼片(即初始碼序列被配設(shè)給的那些第一PN序列的碼片)與該按照下標(biāo)地(并且由此時(shí)間上地)相應(yīng)的前面的PN序列的XOR邏輯運(yùn)算導(dǎo)出。優(yōu)選的是，該按照下標(biāo)的(并且時(shí)間上的)第一被導(dǎo)出的碼片(下標(biāo)為零)具有一個(gè)值，該值可以由按照下標(biāo)的第一PN碼片(下標(biāo)為零)與按照下標(biāo)的最后的PN碼片的XOR邏輯運(yùn)算導(dǎo)出。通過(guò)使用這種初始碼序列，序列提供單元、相關(guān)單元和分析單元都可以被非常簡(jiǎn)單并且節(jié)能地實(shí)現(xiàn)。
在本發(fā)明的裝置的一種擴(kuò)展方案中，這些相關(guān)單元是同步單元的一個(gè)組成部分。通過(guò)這種方法，相關(guān)單元被雙倍地使用，即一方面用于信道占用識(shí)別并且另一方面用于同步，這樣有利地不需要分離的相關(guān)單元。


本發(fā)明在下面借助在附圖的示意性示圖中說(shuō)明的實(shí)施例被進(jìn)一步闡述。其中圖1示出了根據(jù)IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的、具有本發(fā)明的發(fā)送/接收裝置的“無(wú)線(xiàn)個(gè)人域網(wǎng)”(WPAN)的例子；圖2示出了具有本發(fā)明的裝置的非相干接收單元(RX)的例子；圖3示出了本發(fā)明的裝置的實(shí)施例；圖4示出了圖3中的確定單元32的實(shí)現(xiàn)例子；圖5示出了本發(fā)明的方法的實(shí)施例。
在附圖中，相同的以及功能相同的元件和信號(hào)一只要未被另外說(shuō)明一都被設(shè)置以相同的參考標(biāo)號(hào)。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了根據(jù)IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的“無(wú)線(xiàn)個(gè)人域網(wǎng)”(WPAN)10的例子。它包括三個(gè)以位置固定或移動(dòng)的設(shè)備的形式的發(fā)送/接收裝置(收發(fā)器，TRX)11-13，它們借助無(wú)線(xiàn)電信號(hào)無(wú)線(xiàn)地交換信息。發(fā)送/接收裝置11是所謂的全功能設(shè)備(Vollfunktionsgert)，它承擔(dān)WPAN協(xié)調(diào)器(Koordinators)的功能，而發(fā)送/接收裝置12、13是所謂的部分功能設(shè)備(Teilfunktionsgerte)，它們被配置給全功能設(shè)備11并且僅僅可以與全功能設(shè)備交換數(shù)據(jù)。除了在圖1中示出的星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在該網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中雙向的數(shù)據(jù)傳輸僅僅能夠在這些部分功能設(shè)備12、13之一和全功能設(shè)備11之間進(jìn)行，而不能在部分功能設(shè)備12、13之間進(jìn)行，該標(biāo)準(zhǔn)還設(shè)計(jì)了所謂的“對(duì)等(Peer-to-Peer)”拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中所有的全功能設(shè)備(其中的一個(gè)承擔(dān)WPAN協(xié)調(diào)器的角色)都可以與所有其它的全功能設(shè)備進(jìn)行通信。
發(fā)送/接收裝置11-13各包括一個(gè)天線(xiàn)14、一個(gè)與該天線(xiàn)相連接的發(fā)送單元(發(fā)射機(jī)，TX)15，一個(gè)與該天線(xiàn)相連接的接收單元(接收機(jī)，RX)16以及一個(gè)與發(fā)送單元和接收單元相連接的控制單元(控制單元，CTRL)17用于控制發(fā)送單元和接收單元15、16。此外發(fā)送/接收裝置11-13分別包括一個(gè)在圖1中未被示出的、電池等形式的能量供應(yīng)單元用于單元15-17的能量供應(yīng)，以及可能還包括另外的組件如傳感器、接口等等。
以下從這里出發(fā)，即數(shù)據(jù)傳輸在2.4GHz左右的ISM帶(工業(yè)、科研、醫(yī)學(xué))中進(jìn)行。每個(gè)發(fā)送/接收裝置的發(fā)送單元15都將各待發(fā)送的數(shù)據(jù)流按照IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換為通過(guò)其天線(xiàn)14待發(fā)射的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)，其方式是各待發(fā)送的數(shù)據(jù)流如在說(shuō)明書(shū)序言中描述的那樣，首先被轉(zhuǎn)換為四比特寬的符號(hào)d0，d1，d2，...以及其彼此緊隨的PN序列(例如，如果d0＝5，d1＝4，d2＝7時(shí)，為P5，P4，P7)。彼此緊隨的PN序列接著—借助半正弦脈沖形式—被偏移QPSK調(diào)制(四相相移鍵控)。
相應(yīng)地，每個(gè)發(fā)送/接收裝置的接收單元16將由其天線(xiàn)14接收的(并且由另外的發(fā)送/接收裝置的發(fā)送單元根據(jù)IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)生成的)無(wú)線(xiàn)電信號(hào)盡可能無(wú)誤地轉(zhuǎn)換為被發(fā)送的數(shù)據(jù)，其方式是該無(wú)線(xiàn)電信號(hào)另外被解調(diào)并且數(shù)據(jù)隨后被檢測(cè)(判決)。
發(fā)送/接收裝置的發(fā)送單元15和接收單元16在此都是(在圖1中未被示出的)集成電路(IC)的、例如ASIC(專(zhuān)用集成電路)的一部分，而控制單元17通過(guò)(同樣未被示出的)微控制器實(shí)現(xiàn)。有利的是，發(fā)送/接收裝置也可以?xún)H僅具有一個(gè)(例如作為ASIC實(shí)施的)IC，該IC履行發(fā)送單元15、接收單元16和控制單元17的功能。
圖2示出了非相干接收單元(RX)16的方框圖，該接收單元具有以下串聯(lián)的功能塊一個(gè)內(nèi)部的接收機(jī)(iREC)21，一個(gè)微分解調(diào)器(DEMOD)22，一個(gè)FC/EQ單元23用于頻率偏置校正和/或均衡，一個(gè)相干單元24以及一個(gè)分析單元25。此外接收單元16還具有一個(gè)與FC/EQ單元23相連接的同步單元26以及一個(gè)本發(fā)明的裝置27用于求得傳輸信道的占用，該裝置與解調(diào)器22、同步單元26和相關(guān)單元24相連接。該裝置27具有與微分解調(diào)器22和同步單元26相連接的相關(guān)單元28、連接在相關(guān)單元28之后的分析單元29和與兩個(gè)相關(guān)單元24、28相連接的序列提供單元30。
與發(fā)送/接收裝置的天線(xiàn)14相連接的內(nèi)部接收機(jī)21將接收到的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)r變換為復(fù)數(shù)的基帶信號(hào)b(包絡(luò)線(xiàn))，該基帶信號(hào)具有PN序列的發(fā)送側(cè)使用的PN碼片的例如按四倍時(shí)鐘的采樣值(即四倍的碼片時(shí)鐘4*fC＝8MHz)。在此，每個(gè)復(fù)數(shù)采樣值都包括一個(gè)實(shí)數(shù)部分(同相成分I)和虛數(shù)部分(正交成分Q)。復(fù)數(shù)值的信號(hào)如基帶信號(hào)b在附圖中通過(guò)具有雙線(xiàn)的箭頭表示。根據(jù)所使用的振蕩器的品質(zhì)，該復(fù)數(shù)基帶信號(hào)b可有一個(gè)或多或少地強(qiáng)地顯著的頻率偏置。
該基帶信號(hào)b隨后通過(guò)微分解調(diào)器22被變換為被解調(diào)的信號(hào)s，其方式是基帶信號(hào)b的、未被延遲的“當(dāng)前”采樣值分別與被延遲了一個(gè)碼片周期TC＝1/fC的采樣值的共軛復(fù)數(shù)值相乘。該解調(diào)信號(hào)s具有例如按四倍碼片時(shí)鐘的復(fù)數(shù)值的采樣值。
同步單元26計(jì)算對(duì)于符號(hào)同步和碼片時(shí)鐘同步必需的信息。優(yōu)選的是它確定被解調(diào)的信號(hào)S的、在上面例子中的四個(gè)相位狀態(tài)的最佳的，并且此外還計(jì)算出一個(gè)用于校正頻率偏置所必需的復(fù)數(shù)因子fOFF。
在FC/EQ單元23中，該被解調(diào)的信號(hào)s按照同步單元26的信息被同步并且這樣地(向下)采樣，使得存在按碼片時(shí)鐘fC的信號(hào)值。通過(guò)與復(fù)數(shù)因子fOFF相乘，可選地校正了頻率偏置。有利的是在此生成了一個(gè)信號(hào)，它的采樣值不具有所謂的硬比特(Hardbits)(即二階的(zweistufige)、二進(jìn)制的值)而具有所謂的軟信息值(Sofi-Informationswerte)(更高階的、例如4Bit寬的信號(hào)值)。此外該被解調(diào)的信號(hào)在FC/EQ單元23中被可選地均衡。為此設(shè)置的均衡器23，優(yōu)選地每個(gè)符號(hào)周期TS＝1/fs＝32*TC地，確定被解調(diào)的信號(hào)s的平均值，并且接著通過(guò)從直流部分中減去該平均值而釋放該信號(hào)。替代地或附加地，可以設(shè)置一個(gè)濾波器、例如一個(gè)高通濾波器。
接著在被微分解調(diào)的(并且必要時(shí)被均衡的)信號(hào)se中被包含的數(shù)據(jù)符號(hào)d0，d1，d2，...被檢測(cè)，即被判決。對(duì)此，按碼片時(shí)鐘fC存在的信號(hào)se首先在相關(guān)單元24中與所謂的被導(dǎo)出的序列F0，F(xiàn)1，...，F(xiàn)15進(jìn)行相關(guān)，這些序列被配設(shè)給在發(fā)送側(cè)可使用的PN序列P0，P1，...，P15(并且可以從它們中導(dǎo)出)，并且由該序列提供單元30提供。這導(dǎo)致了相關(guān)結(jié)果rsF0，rsF1，...，rsF15，它們表示出信號(hào)se與相應(yīng)的被導(dǎo)出的序列F0，F(xiàn)1，...或F15的一致性的尺度。在分析單元25中，這些相關(guān)結(jié)果最后被分析并且數(shù)據(jù)符號(hào)d0，d1，d2，...被檢測(cè)(判決)。
除了被導(dǎo)出的序列F0，F(xiàn)1，...，F(xiàn)15，序列提供單元30有利地還提供初始碼序列、例如被導(dǎo)出的序列F0的m≥2個(gè)部分序列FS1，F(xiàn)S2，...，F(xiàn)Sm(替代地對(duì)此也可以設(shè)置一個(gè)第二序列提供單元)。這些部分序列在相關(guān)單元28中與被解調(diào)的信號(hào)s例如按多倍的碼片時(shí)鐘進(jìn)行相關(guān)，其中該相關(guān)單元也可以是同步單元26的組成部分。這導(dǎo)致平滑(gleitende)的相關(guān)結(jié)果(相關(guān)函數(shù))rsFS1，rsFS2，...，rsFSm，它們表示出了信號(hào)s與相應(yīng)的部分序列FS1，F(xiàn)S2，...，或FSm的一致性的尺度。在分析單元29中，相關(guān)結(jié)果rsFS1，rsFS2，...，rsFSm最后被分析并且產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)y，該輸出信號(hào)說(shuō)明，傳輸信道是否被按照IEEE 802.15.4生成的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)r占用，或者沒(méi)有被這種信號(hào)占用。該CCA信號(hào)(空閑信道評(píng)估)y被傳輸給在圖1中示出的控制單元17，該控制單元，在說(shuō)明書(shū)序言中闡述的CSMA-CA方法的范圍內(nèi)，如果該信號(hào)y說(shuō)明信道是空閑的(y＝“IDLE”)，則使能發(fā)送單元15，或者，如果該信號(hào)y表明信道被802.15.4信號(hào)占用(y＝BUSY”)，則禁止發(fā)送單元15。裝置27的單個(gè)的功能塊以及其工作原理結(jié)合圖3被進(jìn)一步說(shuō)明。
因?yàn)橛尚蛄刑峁﹩卧?0提供的部分序列FS1，F(xiàn)S2，...，F(xiàn)Sm由被導(dǎo)出的序列F0，F(xiàn)1，...，F(xiàn)7之一得出，所以下面首先描述如何獲得被導(dǎo)出的序列F0，F(xiàn)1，...，F(xiàn)7。下面的表格不但示出了按照IEEE802.15.4的、在發(fā)送側(cè)待使用的PN序列P0，P1，...而且還示出了根據(jù)本發(fā)明地被配設(shè)給PN序列的、被導(dǎo)出的序列F0，F(xiàn)1，...。
就在發(fā)送側(cè)待使用的PN序列P0，P1，P2，...而言，首先確定，序列庫(kù)以總共16個(gè)PN序列P0，P1，...PN15被說(shuō)明。每個(gè)PN序列在此都包括32個(gè)所謂的碼片，它們可以分別設(shè)定邏輯零(0)或一(1)的值。如從表格中可以看到的那樣，例如PN序列P5的前10個(gè)碼片設(shè)定為值0011010100。
對(duì)于例如PN序列P5的碼片，為了簡(jiǎn)化描述引入?yún)?shù)P5c0(P5的第一碼片(c0))，P5c1(第二碼片(c1))，...，P5c30，P5c31(最后碼片(c31))。類(lèi)似的也適用于另外的PN序列，這樣Picj表示具有下標(biāo)i的PN序列(Pi)的具有下標(biāo)j的碼片(即第(j+1)個(gè)碼片)，其中i＝0，1，...，15并且j＝0，1，...，31。此外為了PN序列的碼片與被導(dǎo)出的序列的那些碼片的更好的可區(qū)分性，將這些第一碼片稱(chēng)為PN碼片。
若將序列庫(kù)的所有16個(gè)PN序列P0，P1，...P15劃分為八個(gè)“第一”P(pán)N序列P0，P1，...P7的第一組PG1和八個(gè)“第二”P(pán)N序列P8，P9，...P15的第二組PG2，則從該表格中還可以看出，第一PN序列P0，P1，...P7僅僅通過(guò)它們的碼片值的周期的推移而彼此區(qū)別。這樣例如在PN序列P0的開(kāi)始出現(xiàn)的位模式{110110}可以在PN序列P1中從PN碼片P1c4開(kāi)始，在PN序列P2中從P2c8開(kāi)始，在P3中從P3c12開(kāi)始，在P4中從P4c16開(kāi)始，...，并且最后在P7中從P7c28開(kāi)始—在周期擴(kuò)展的情況下—被識(shí)別出。第二PN序列P8，P9，...，P15也僅僅通過(guò)它們的碼片值的周期推移而彼此區(qū)分。
此外還可以看出的是，對(duì)于第一組PG1的每個(gè)第一PN序列都存在第二組PG2的一個(gè)第二PN序列，該P(yáng)N序列僅僅在每個(gè)第二碼片值中與第一組PG1的第一PN序列相區(qū)別—確切地說(shuō)，通過(guò)每個(gè)第二碼片值的翻轉(zhuǎn)。若比較例如在表中的PG1中的PN序列P0和PG2中的P8，則可以確定，這些帶有偶數(shù)下標(biāo)的PN碼片分別具有相同的值(P0c0＝P8c0＝1；P0c2＝P8c2＝0；P0c4＝P8c4＝1；等等)，而具有奇數(shù)下標(biāo)的PN碼片具有不同的(彼此翻轉(zhuǎn)的)值(P0c1＝1，P8c1＝0，P0c3＝1，P8c3＝0，P0c5＝0，P8c5＝1等等)。

根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)PN序列都被配設(shè)了一個(gè)不相同的—與微分解調(diào)匹配的—被導(dǎo)出的序列，PN序列P0例如被配設(shè)了被列舉在表格中在P0之下的、被導(dǎo)出的序列F0，PN序列P1被配設(shè)T被導(dǎo)出的序列F1等等。這些被導(dǎo)出的序列的碼片，在此被稱(chēng)為被導(dǎo)出的碼片，可以設(shè)定對(duì)立的(antipodalen)值+1和-1，其中出于清楚的原因，在表格中僅僅記錄了這些值的符號(hào)。與上面舉出的PN碼片名稱(chēng)類(lèi)似，具有下標(biāo)i的被導(dǎo)出的序列的具有下標(biāo)j的被導(dǎo)出的碼片在下面被稱(chēng)為Ficj，其中j＝0，1，...，15并且j＝0，1，...，31。
被導(dǎo)出的碼片的值如下面描述的那樣由PN碼片的值來(lái)得出。為了形成例如根據(jù)表格為+1的被導(dǎo)出的碼片F(xiàn)0c2的值，在表格中被記錄在其緊上方的PN碼片P0c2＝0的值被與被記錄在P0c2的左邊的(即時(shí)間上在前面的)PN碼片P0c1＝1的值進(jìn)行邏輯XOR運(yùn)算。該邏輯XOR運(yùn)算在這種情況中得到值邏輯1，它被配設(shè)了在表格中對(duì)于F0c2而記錄的對(duì)立的值+1。相應(yīng)地，F(xiàn)0c4的值由P0c4 XOR P0c3＝1 XOR1＝0得到，用于在表格中對(duì)于F0c4記錄的值-1，因?yàn)檫壿嬃惚慌湓O(shè)了一個(gè)對(duì)立的值-1。該推導(dǎo)規(guī)則對(duì)于具有正偶數(shù)下標(biāo)的、所有被導(dǎo)出的碼片都適用。這樣Ficj表示具有下標(biāo)i的被導(dǎo)出的序列的具有下標(biāo)j的被導(dǎo)出的碼片，并且Picj表示和Picn表示具有下標(biāo)i的PN序列的具有下標(biāo)j或n的PN碼片，這樣對(duì)于i＝0，1，...，15的被導(dǎo)出的碼片F(xiàn)icj的正偶數(shù)下標(biāo)j得到Ficj＝2*(Picj XOR Picn)-1，其中對(duì)于j＝2，4，6，...，30，有n＝j(luò)-1(1)其中XOR邏輯運(yùn)算的結(jié)果以因子2相乘并且接著的減1應(yīng)該反映邏輯值0和1配設(shè)給對(duì)立的值-1或+1。
對(duì)于形成具有下標(biāo)j＝0的被導(dǎo)出的碼片F(xiàn)icj，替代(不存在的)時(shí)間上在前面的、具有下標(biāo)n＝j(luò)-1＝-1的PN碼片Picn而使用了最后的帶有n＝31的PN碼片Picn，即Ficj＝2*(Picj XOR Picn)-1，其中對(duì)于i＝0，1，...，15，有j＝0并且n＝31 (2)與等式(1)相似的推導(dǎo)規(guī)則適用于具有奇數(shù)的下標(biāo)j的、被導(dǎo)出的碼片F(xiàn)icj。在這種情況中，XOR邏輯運(yùn)算的結(jié)果必須在被配設(shè)給對(duì)立的值之前被翻轉(zhuǎn)Ficj＝2*INV{Picj XOR Picn}-1，其中對(duì)于j＝1，3，5，...，31，有n＝j(luò)-1(3)其中INV{}表示邏輯翻轉(zhuǎn)并且還是有i＝0，1，...，15。
替代邏輯值的翻轉(zhuǎn)并且接下來(lái)將邏輯0配設(shè)給對(duì)立的值-1以及將邏輯1配設(shè)給對(duì)立的值+1，自然也可以使用另外的配設(shè)，即將邏輯0配設(shè)給對(duì)立的值+1并且將邏輯1配設(shè)給對(duì)立的值-1，并且由此放棄邏輯翻轉(zhuǎn)。作為公式，隨后得到Ficj＝1-2*(Picj XOR Picn)，其中對(duì)于j＝1，3，5，...，31，有n＝j(luò)-1 (3)相應(yīng)的“當(dāng)前的”P(pán)N碼片(帶有待形成的被導(dǎo)出的碼片的下標(biāo))的應(yīng)用以及相應(yīng)的前面的PN碼片的應(yīng)用符合在說(shuō)明書(shū)前序部分中闡述的、在發(fā)送側(cè)將具有偶數(shù)的(奇數(shù)的)下標(biāo)的PN碼片在偏置-QPSK-調(diào)制(四相相移鍵控)的范圍中劃分到同相-(I)-載波(正交相(Q)載波)上。PN碼片的、另外的發(fā)送側(cè)的I-/Q劃分需要被導(dǎo)出的碼片的相應(yīng)地匹配的組成。
若將全部16個(gè)被導(dǎo)出的序列F0，F(xiàn)1，...，F(xiàn)15劃分為八個(gè)被導(dǎo)出的序列F0，F(xiàn)1，...，F(xiàn)7的一個(gè)第三組FG1和八個(gè)被導(dǎo)出的序列F8，F(xiàn)9，...，F(xiàn)15的一個(gè)第四組FG2，則從表格中可以看出，第三組FG1的被導(dǎo)出的序列F0，F(xiàn)1，...，F(xiàn)7僅僅通過(guò)它們的碼片值的周期推移而彼此區(qū)分。這樣例如在被導(dǎo)出的序列F0的開(kāi)始出現(xiàn)的位模式{+++---}可以在被導(dǎo)出的序列F1中從被導(dǎo)出的碼片F(xiàn)1c4開(kāi)始，在被導(dǎo)出的序列F2中從F2c8開(kāi)始，在F3中從F3c12開(kāi)始，在F4中從F4c16開(kāi)始，...，并且最后在F7中從F7c28開(kāi)始—在周期擴(kuò)展的情況下—被識(shí)別出。第四組FG2的被導(dǎo)出的序列F8，F(xiàn)9，...，F(xiàn)15也僅僅通過(guò)它們的碼片值的周期推移而彼此區(qū)別。
此外可以確定的是，對(duì)于第三組FG1的每個(gè)被導(dǎo)出的序列都存在第四組FG2的一個(gè)被導(dǎo)出的序列，它僅僅通過(guò)它們的所有碼片值的翻轉(zhuǎn)而區(qū)別。若例如將表格中的由FG1被導(dǎo)出的序列F0與由FG2的F8相比較，則可以確定，所有的碼片值都被翻轉(zhuǎn)。因?yàn)檫@對(duì)于序列對(duì)F1/F9，F(xiàn)2/F10等等都適用，所以可以確定，第三組FG1的所有被導(dǎo)出的序列以翻轉(zhuǎn)形式被包含在第四組FG2中Ficj＝(-1)*Fncj，其中i＝0，1，...，7，n＝i+8并且j＝0，1，...，31(4)
與這樣的PN序列、即其中相應(yīng)的序列對(duì)P0/P8，P1/P9等等通過(guò)每個(gè)第二PN碼片的翻轉(zhuǎn)而區(qū)分相反，被導(dǎo)出的序列的、相應(yīng)的對(duì)F0/F8，F(xiàn)1/F9等等通過(guò)它們的所有碼片值的翻轉(zhuǎn)而區(qū)分。
被導(dǎo)出的序列的、在上述部分中提及的特征能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)單元28、分析單元29以及序列提供單元30以及由此圖2中的裝置27的極其簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)。
圖3示出了圖2中的本發(fā)明的裝置27的一種實(shí)施例。在該實(shí)施例中，序列提供單元(SEQ)30提供了初始碼序列F0的一共m≥2個(gè)部分序列FS1，F(xiàn)S2，...，F(xiàn)Sm，即參照前述表格地被闡述的、被導(dǎo)出的、被配設(shè)給PN序列P0的序列F0。在此，部分序列FS1，F(xiàn)S2，...，F(xiàn)Sm分別相應(yīng)于序列F0的一個(gè)區(qū)段，其中該區(qū)段優(yōu)選地具有一個(gè)統(tǒng)一的長(zhǎng)度。若將原始的或翻轉(zhuǎn)的部分序列彼此排列，則優(yōu)選地又得到序列F0或?qū)ζ浞D(zhuǎn)的序列F8-或者F0或F8的被周期推移的版本，例如另外的被導(dǎo)出的序列之一。原則上可以使用每個(gè)被導(dǎo)出的序列F0，F(xiàn)1，...，F(xiàn)15作為初始碼序列，因?yàn)檫@些序列—如上面說(shuō)明的那樣—充其量通過(guò)所有碼片值的周期推移和/或翻轉(zhuǎn)彼此區(qū)分。
除了序列提供單元30，裝置27一共包含m個(gè)分別與微分解調(diào)器22(圖2)和序列提供單元30相連接的相關(guān)單元31，一個(gè)與m個(gè)相關(guān)單元31相連接的確定單元32以及一個(gè)連接在確定單元32之后的第一判決單元33。在此，相關(guān)單元31也可以是圖2中的同步單元26的組成部分。
在此，每個(gè)相關(guān)單元31都將微分解調(diào)的信號(hào)s與部分序列FS1，F(xiàn)S2，...，F(xiàn)Sm之一進(jìn)行相關(guān)，并且例如按四倍碼片時(shí)鐘這樣計(jì)算這些(平滑的)相關(guān)結(jié)果(相關(guān)函數(shù))rsFS1，rsFS2，...，rsFSm之一。在確定單元32中，這些相關(guān)結(jié)果rsFS1，rsFS2，...，rsFSm被分析并且確定一個(gè)數(shù)目p，它給出了這樣一個(gè)尺度，即說(shuō)明在一個(gè)例如為八個(gè)符號(hào)周期8*TS＝128μs(相應(yīng)于前同步序列的長(zhǎng)度)的預(yù)給定的時(shí)間間隔內(nèi)，一個(gè)或多個(gè)由相關(guān)結(jié)果rsFS1，rsFS2，...，rsFSm被導(dǎo)出的量超過(guò)第一閾值多少次的尺度。在第一判決單元33中，該數(shù)目p被與一個(gè)第二閾值THp比較并且生成一個(gè)輸出信號(hào)y，只有當(dāng)數(shù)目p達(dá)到或超過(guò)第二閾值THp時(shí)，該信號(hào)y用信號(hào)表示傳輸信道的占用y＝“BUSY”，當(dāng)p≥THp時(shí)(“信道被占用”)y＝“IDLE”，其余情況(“信道空閑”)根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施形式，使用恰好m＝2個(gè)部分序列，其中第一部分序列FS1相應(yīng)于初始碼序列的第一半并且第二部分序列FS2相應(yīng)于其第二半。在此，第一部分序列FS1和/或第二部分序列FS2與初始碼序列的各半相比也可以是翻轉(zhuǎn)的。在這些情況中實(shí)現(xiàn)了一種非常可靠并且健壯的信道占用識(shí)別，因?yàn)閮煞N相關(guān)結(jié)果rsFS1、rsFS2由于相對(duì)長(zhǎng)的部分序列FS1、FS2都被以高準(zhǔn)確性確定。
若又例如使用被導(dǎo)出的序列F0作為初始碼序列，則根據(jù)前述的表格得到這些部分序列FS1＝{+++------+++-+++} 以及(5a)FS2＝{+-+-+++--++-++--} (5b)或者對(duì)此翻轉(zhuǎn)的部分序列。在m＝3個(gè)部分序列的情況中，有利的是，最后將初始碼序列劃分為一個(gè)第一的、一個(gè)第二的以及一個(gè)第三的三分之一。
圖4示出了圖3中的確定單元32的不同實(shí)現(xiàn)形式的三個(gè)方框圖。雖然根據(jù)上述的說(shuō)明優(yōu)選地使用恰好m＝2個(gè)部分序列，并且由此通過(guò)確定單元32恰好分析兩個(gè)相關(guān)結(jié)果rsFS1，rsFS2，但是下面出于表達(dá)的普適性的原因從一共有m≥2個(gè)待分析的(平滑的)相關(guān)結(jié)果(相關(guān)函數(shù))rsFS1，rsFS2，...，rsFSm出發(fā)。
在圖4a中示出的確定單元32的第一實(shí)現(xiàn)形式包括m個(gè)分別與相關(guān)單元31(見(jiàn)圖3)相連接的平行的、各由一個(gè)模形成單元(Betragsbildungseinheit)(ABS)41和一個(gè)后接的第二判決單元42構(gòu)成的分支。這m個(gè)分支匯入一個(gè)與m個(gè)第二判決單元42相連接的“或”門(mén)(OR)43中，該“或”門(mén)在輸出側(cè)與計(jì)數(shù)單元(CNT)44相連接。
借助m個(gè)模形成單元41，首先形成這些復(fù)數(shù)值的相關(guān)結(jié)果rsFS1，rsFS2，...，rsFSm的(絕對(duì))值|rsFS1|，|rsFS2|，...，|rsFSm|。這些模接著在m個(gè)第二判決單元42中分別與第一閾值THr1相比較并且一共生成m個(gè)邏輯信號(hào)l1，l2，...，lm，如果相應(yīng)的模超過(guò)第一閾值THr1，則它們具有邏輯1的值，如果沒(méi)有超過(guò)，則具有邏輯零的值。m個(gè)邏輯信號(hào)l1，l2，...，lm隨后借助“或”門(mén)43被進(jìn)行邏輯“或”運(yùn)算并且這樣生成一個(gè)總信號(hào)g，當(dāng)這些模的至少一個(gè)超過(guò)第一閾值THr1時(shí)，該總信號(hào)始終具有邏輯1的值，并且否則具有邏輯零的值。最后通過(guò)計(jì)數(shù)單元44確定數(shù)目p，其方式是求得該總信號(hào)g在預(yù)給定的時(shí)間間隔中、例如八個(gè)符號(hào)周期8*TS中所具有的脈沖的上升沿的數(shù)目。若這些相關(guān)結(jié)果在時(shí)間上被這樣調(diào)整地出現(xiàn)，使得在不同分支中的模極大值(Betragsmaxima)基本上同時(shí)地出現(xiàn)，則如果信道被根據(jù)IEEE 802.15.4的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)占用，則計(jì)數(shù)單元44在被給定的時(shí)間間隔中典型地求得p＝8的值。在這種情況下，圖3中的第一判決單元33的第二閾值THp優(yōu)選地被確定為T(mén)Hp＝8。若在不同分支中的相關(guān)結(jié)果的模極大值不是同時(shí)出現(xiàn)，則THp優(yōu)選地被選擇為8*m。
圖4b示出了確定單元32的第二實(shí)現(xiàn)形式，該確定單元32包括m個(gè)分別與相關(guān)單元31(見(jiàn)圖3)相連接的、平行的分支，這些分支分別由一個(gè)模形成單元(ABS)41、一個(gè)后接的第二判決單元42和一個(gè)后接的計(jì)數(shù)單元(CNT)45構(gòu)成。這m個(gè)分支最后匯入一個(gè)與m個(gè)計(jì)數(shù)單元45相連接的加法部件46。
與根據(jù)圖4a的第一實(shí)現(xiàn)形式類(lèi)似，首先借助模形成單元41和第二判決單元42一共形成m個(gè)邏輯信號(hào)l1，l2，...，lm，如果該相應(yīng)的模超過(guò)第一閾值THr1，則它們具有邏輯1的值，如果沒(méi)有超過(guò)，則具有邏輯零的值。與圖4a中的第一實(shí)現(xiàn)形式不同，這m個(gè)邏輯信號(hào)l1，l2，...，lm接下來(lái)不被合并生成一個(gè)總信號(hào)g，而是根據(jù)圖4b被輸送給單個(gè)的相應(yīng)的計(jì)數(shù)單元45。在此，每個(gè)計(jì)數(shù)單元45確定在計(jì)數(shù)單元的輸入端上的相應(yīng)的邏輯信號(hào)在一個(gè)預(yù)給定的時(shí)間間隔、例如八個(gè)符號(hào)周期8*TS中具有的脈沖的上升沿的數(shù)目。這樣在m個(gè)平行的分支中得到的數(shù)目p1，p2，...，pm接下來(lái)在加法部件46中被相加，以便確定數(shù)目p。通過(guò)這種方式，時(shí)間上重疊的、不同的邏輯信號(hào)的脈沖多次地計(jì)入數(shù)目p中。若信道被根據(jù)IEEE 802.15.4的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)占用，則在給出的時(shí)間間隔內(nèi)，這些計(jì)數(shù)單元45典型地分別求得p1＝p2＝...＝8的值，因此圖3中的第一判決單元33的第二閾值THp在這種情況中優(yōu)選地被確定為T(mén)Hp＝8*m。
在圖4c中示出的、確定單元32的第三實(shí)現(xiàn)形式中同樣包含m個(gè)分別與相關(guān)單元31(見(jiàn)圖3)相連接的平行的分支，然而它們僅僅各具有一個(gè)模形成單元(ABS)41。這m個(gè)分支匯入一個(gè)與這些模形成單元41相連接的加法部件47中，一個(gè)第二判決單元48以及一個(gè)計(jì)數(shù)單元(CNT)49串聯(lián)地連接在該加法部件后面。
與根據(jù)圖4a或4b的第一和第二實(shí)現(xiàn)形式類(lèi)似，首先借助模形成單元41形成這些復(fù)數(shù)值的相關(guān)結(jié)果rsFS1，rsFS2，...，rsFSm的(絕對(duì))值|rsFS1|，|rsFS2|，...，|rsFSm|。接著這些模|rsFS1|，|rsFS2|，...，|rsFSm|被通過(guò)加法部件47相加并這樣形成和rsc。在第二判決單元48中，和rsc被與第一閾值THr2相比較并且生成邏輯信號(hào)1，如果和rsc超過(guò)第一閾值THr2，則該邏輯信號(hào)具有邏輯1的值，如果沒(méi)有超過(guò)，則具有邏輯零的值。接著，后接的計(jì)數(shù)單元49確定數(shù)目p，其方式是求得該邏輯信號(hào)1在一個(gè)預(yù)給定的時(shí)間間隔、例如八個(gè)符號(hào)周期8*TS中的脈沖的上升沿的數(shù)目。若在802.15.4-無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的情況中，在不同分支中的相關(guān)結(jié)果的模極大值基本上同時(shí)地出現(xiàn)，則這里優(yōu)選地可選擇例如為T(mén)Hr2＝m*THr1的、升高的第一閾值THr2和THp＝8的、圖3中的第一判決單元33的第二閾值THp。若在不同分支中的相關(guān)結(jié)果的模極大值不是同時(shí)出現(xiàn)，則優(yōu)選地選擇THr2＝THr1以及THp＝8*m。
從確定單元32的前面參照?qǐng)D4描述的實(shí)現(xiàn)形式中，可以以簡(jiǎn)單的方式導(dǎo)出另外的、功能相同的、實(shí)現(xiàn)形式。這樣例如邏輯信號(hào)l1，l2，...，lm和/或g可以被翻轉(zhuǎn)地定義(若沒(méi)有超過(guò)閾值，為邏輯1)和/或計(jì)數(shù)單元不是針對(duì)上升沿而是下降沿。
圖5示出了本發(fā)明的用于求得傳輸信道被無(wú)線(xiàn)電信號(hào)占用的方法的流程圖。
在步驟S1中，首先提供初始碼序列F0的m≥2個(gè)部分序列FS1，F(xiàn)S2，...，F(xiàn)Sm。這些部分序列FS1，F(xiàn)S2，...，F(xiàn)Sm和它們的提供以及初始碼序列F0在前面參照?qǐng)D2和3以及表格被詳細(xì)描述。
接著在步驟S2中通過(guò)將微分解調(diào)信號(hào)s與m個(gè)部分序列FS1，F(xiàn)S2，...，F(xiàn)Sm的每個(gè)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算出m個(gè)相關(guān)結(jié)果rsFS1，rsFS2，...，rsFSm。這些相關(guān)結(jié)果rsFS1，rsFS2，...，rsFSm的計(jì)算在前面參照?qǐng)D2和3被詳細(xì)描述。
最后m個(gè)相關(guān)結(jié)果rsFS1，rsFS2，...，rsFSm在步驟S3中被分析并且生成輸出信號(hào)y，該輸出信號(hào)說(shuō)明傳輸信道的占用。為此，在步驟S3a中首先確定一個(gè)數(shù)目p。在步驟S3b中該數(shù)目被與第二閾值THp比較，如果該數(shù)目p大于或等于第二閾值THp時(shí)，輸出信號(hào)被置為“BUSY”(信道被占用)，并且否則被置為“IDLE”(信道空閑)。數(shù)目p、第二閾值THp以及相關(guān)結(jié)果的分析以及輸出信號(hào)y的生成在前面參照?qǐng)D2至4被詳細(xì)描述。
雖然本發(fā)明在前面借助實(shí)施例被描述，但是并不局限于此，而是可以以多種方式被改進(jìn)。這樣本發(fā)明既不局限于WPAN本身，也不局限于根據(jù)IEEE 802.15.4的WPAN或在那里被說(shuō)明的PN序列(序列的數(shù)目和長(zhǎng)度，碼片的階數(shù)(Stugigkeit)和值)、碼片/符號(hào)/比特的速率和階數(shù)等等。本發(fā)明也不限于前面的表格中說(shuō)明的被導(dǎo)出的序列。對(duì)于在被導(dǎo)出的碼片和PN序列之間的關(guān)聯(lián)，可以規(guī)定多種不同的等價(jià)的邏輯關(guān)系。
參考標(biāo)號(hào)表10數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)/“無(wú)線(xiàn)個(gè)人域網(wǎng)”(WPAN)根據(jù)IEEE-標(biāo)準(zhǔn)802.15.411-13 發(fā)送/接收裝置，“收發(fā)器”14天線(xiàn)15發(fā)送單元，“發(fā)射機(jī)”16接收單元，“接收機(jī)”17控制單元21內(nèi)部接收機(jī)22微分解調(diào)器23用于頻率偏置校正和/或均衡的單元24相關(guān)單元，解擴(kuò)機(jī)25分析單元，檢測(cè)機(jī)26同步單元27用于信道占用識(shí)別的裝置
28 相關(guān)單元29 分析單元30 序列提供單元31 相關(guān)單元32 確定單元33 第一判決單元41 模形成單元42 第二判決單元43 “或”門(mén)44、45 計(jì)數(shù)單元46、47 加法部件48 第二判決單元49 計(jì)數(shù)單元ABS 模形成單元ANT 天線(xiàn)CCA 空閑信道評(píng)估CNT 計(jì)數(shù)單元COR 相關(guān)單元，解擴(kuò)機(jī)CSMA-CA 帶沖突避免的載波檢測(cè)多路訪問(wèn)CTRL控制單元DEC 閾值判決器DEMOD 微分解調(diào)器DET 確定單元EVAL分析單元FC/EQ 頻率偏置校正/均衡
IC 集成電路；芯片iREC 內(nèi)部接收機(jī)ISM工業(yè)、科研、醫(yī)學(xué)(2.4GHz處的頻帶)MAC媒體訪問(wèn)控制MEM存儲(chǔ)(RAM，ROM，PROM等等)MSDU MAC服務(wù)數(shù)據(jù)單元(數(shù)據(jù)有效載荷)OR “或”門(mén)PN 隨機(jī)噪聲PPDU 物理協(xié)議數(shù)據(jù)單元(數(shù)據(jù)幀)QPSK 四相相移鍵控RX 接收單元，接收機(jī)SEQ序列提供單元SFD起始幀定界符SHR同步頭TRX發(fā)送/接收裝置，收發(fā)器TX 發(fā)送單元，發(fā)射機(jī)WPAN 無(wú)線(xiàn)個(gè)人區(qū)域網(wǎng)b 復(fù)數(shù)基帶信號(hào)d0，d1，d2，...數(shù)據(jù)符號(hào)fB 比特時(shí)鐘(＝1TB)fC 碼片時(shí)鐘(＝1TC)fS 符號(hào)時(shí)鐘(＝1fS)F0，F(xiàn)1，F(xiàn)2，...被導(dǎo)出的序列，F(xiàn)-/FSK序列，第二碼(接收側(cè))F0 初始碼序列，F(xiàn)0-/FSK0序列(接收側(cè))F0c1，F(xiàn)0c2，...初始碼序列的碼片(“被導(dǎo)出的碼片”)F0
F5c0，F(xiàn)5c1，...被導(dǎo)出序列的碼片(“被導(dǎo)出的碼片”)F5FG1 被導(dǎo)出的序列F0，...，F(xiàn)7的第三組FG2 被導(dǎo)出的序列F8，...，F(xiàn)15的第四組FS1...FSm 初始碼序列的部分序列g(shù) 總信號(hào)i，j，n 下標(biāo)l 邏輯信號(hào)l1，...，lm 一些邏輯信號(hào)m 部分序列的數(shù)目p 數(shù)目，它是對(duì)于在一個(gè)預(yù)給定的時(shí)間間隔內(nèi)，一個(gè)或多個(gè)由相關(guān)結(jié)果被導(dǎo)出的量超過(guò)第一閾值多少次的一個(gè)尺度p1，...，pm 數(shù)目，它表明了在一個(gè)預(yù)給定的時(shí)間間隔內(nèi)，相關(guān)結(jié)果rsFS1，rsFS2，...，或rsFSm按模地(betragmβig)數(shù)值上超過(guò)閾值多少次P0，P1，P2，...PN 序列，擴(kuò)展序列，第一碼(發(fā)送側(cè))P0，P1，...，P7 第一PN序列P8，P9，...，P15 第二PN序列P0c0，P0c1，...PN 序列的碼片(“PN碼片”)P5PG1 第一PN序列P0，...，P7的第一組PG2 第二PN序列P8，...，P15的第二組r 無(wú)線(xiàn)電信號(hào)，接收信號(hào)rsc 相關(guān)結(jié)果的模的和rsFS1，...，rsFSm 相關(guān)結(jié)果s 微分解調(diào)信號(hào)；軟信息值se 被均衡的被解調(diào)信號(hào)；
被均衡的軟信息值TB 比特周期(＝1/fB)TC 碼片周期(＝1/fC)THp第二閾值THr1，THr2 第一閾值TS 符號(hào)周期(＝1/fS)y 用于說(shuō)明信道占用的CCA輸出信號(hào)
權(quán)利要求
1.用于借助一個(gè)微分解調(diào)的信號(hào)(s)求得一個(gè)傳輸信道被以一個(gè)無(wú)線(xiàn)電信號(hào)(r)占用的方法，該微分解調(diào)的信號(hào)在發(fā)送側(cè)通過(guò)使用來(lái)自一個(gè)PN序列庫(kù)(PG)的PN序列(P0，P1，...，P15)來(lái)產(chǎn)生，該P(yáng)N序列庫(kù)具有一些第一PN序列(P0，P1，...，P7)的一個(gè)第一組(PG1)和一些第二PN序列(P8，P9，...，P15)的一個(gè)第二組(PG2)，其中這些第一和第二PN序列在它們的相應(yīng)的組中僅僅通過(guò)它們的碼片值的周期的推移而彼此區(qū)分，并且其中該第二組(PG2)對(duì)于每個(gè)第一PN序列(P0)都具有一個(gè)相應(yīng)的第二PN序列(P8)，它僅僅通過(guò)每個(gè)第二碼片值的翻轉(zhuǎn)而與該第一PN序列(P0)區(qū)分，該方法具有這些步驟a)提供(S1)一個(gè)初始碼序列(F0)的至少兩個(gè)部分序列(FS1，F(xiàn)S2，...)，該初始碼序列被配設(shè)給這些第一PN序列之一(P0)并且可以借助邏輯運(yùn)算由其推導(dǎo)出，然而該初始碼序列與其不相同，b)通過(guò)將該微分解調(diào)的信號(hào)(s)與所述至少兩個(gè)部分序列(FS1，F(xiàn)S2，...)的每個(gè)進(jìn)行相關(guān)，計(jì)算(S2)出至少兩個(gè)相關(guān)結(jié)果(rsFS1，rsFS2，...)，c)分析(S3)這些相關(guān)結(jié)果(rsFS1，rsFS2，...)并且根據(jù)這些被分析的相關(guān)結(jié)果生成一個(gè)輸出信號(hào)(y)用于說(shuō)明該傳輸信道的占用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，該初始碼序列(F0)的這些部分序列(FS1，F(xiàn)S2，...)被這樣選擇，即它們?cè)谠嫉幕蚍D(zhuǎn)的狀態(tài)中的彼此排列產(chǎn)生該初始碼序列(F0)或該初始碼序列(F0)的一個(gè)周期推移的變型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，該初始碼序列(F0)的恰好兩個(gè)部分序列(FS1，F(xiàn)S2)被提供并且與該微分解調(diào)的信號(hào)(s)進(jìn)行相關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的方法，其特征在于，這些相關(guān)結(jié)果(rsFS1，rsFS2，...)的所述分析(S3)和該輸出信號(hào)(y)的所述生成包含以下步驟a)確定(S3a)一個(gè)數(shù)目(p)，它是這樣的一個(gè)尺度，即說(shuō)明在一個(gè)預(yù)給定的時(shí)間間隔內(nèi)一個(gè)或多個(gè)由這些相關(guān)結(jié)果(rsFS1，rsFS2，...)導(dǎo)出的量超過(guò)一個(gè)第一閾值(THr1，THr2)多少次的尺度，b)將該數(shù)目(p)與一個(gè)第二閾值(THp)比較(S3b)，及這樣地生成該輸出信號(hào)(y)，即僅當(dāng)該數(shù)目(p)達(dá)到或超過(guò)該第二閾值(THp)時(shí)，該輸出信號(hào)用信號(hào)表示該傳輸信道的占用。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，該數(shù)目(p)的所述確定(S3a)包含以下步驟a)形成這些相關(guān)結(jié)果的模(|rsFS1|，|rsFS2|，...)，b)將這些相關(guān)結(jié)果的模(|rsFS1|，|rsFS2|，...)與該第一閾值(THr1)比較，若該相應(yīng)的模超過(guò)該第一閾值(THr1)，則產(chǎn)生至少兩個(gè)具有邏輯1的值的邏輯信號(hào)(l1，l2，...)，若沒(méi)有超過(guò)，則產(chǎn)生至少兩個(gè)具有邏輯零的值的邏輯信號(hào)，c)通過(guò)將這些邏輯信號(hào)(l1，l2，...)進(jìn)行“或”邏輯運(yùn)算產(chǎn)生一個(gè)總信號(hào)(g)，并且d)通過(guò)求得該總信號(hào)(g)在該預(yù)給定的時(shí)間間隔內(nèi)具有的脈沖的上升沿的數(shù)目來(lái)確定該數(shù)目(p)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，該數(shù)目(p)的所述確定(S3a)包含以下步驟a)形成這些相關(guān)結(jié)果的模(|rsFS1|，|rsFS2|，...)，b)將這些相關(guān)結(jié)果的模(|rsFS1|，|rsFS2|，...)與該第一閾值(THr1)比較，若該相應(yīng)的模超過(guò)該第一閾值(THr1)，則產(chǎn)生至少兩個(gè)具有邏輯1的值的邏輯信號(hào)(l1，l2，...)，若沒(méi)有超過(guò)，則產(chǎn)生至少兩個(gè)具有邏輯零的值的邏輯信號(hào)，c)確定這些邏輯信號(hào)(l1，l2，...)分別在該預(yù)給定的時(shí)間間隔內(nèi)具有的脈沖的上升沿的數(shù)目(p1，p2，...)，d)通過(guò)將這些上升沿的這些數(shù)目(p1，p2，...)相加來(lái)確定該數(shù)目(p)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，該數(shù)目(p)的所述確定(S3a)包含以下步驟a)形成這些相關(guān)結(jié)果的模(|rsFS1|，|rsFS2|，...)，b)通過(guò)將這些相關(guān)結(jié)果的這些模(|rsFS1|，|rsFS2|，...)相加確定一個(gè)總和(rsc)，c)將該總和(rsc)與該第一閾值(THr2)比較，若該總和(rsc)超過(guò)該第一閾值(THr2)，則產(chǎn)生一個(gè)具有邏輯1的值的邏輯信號(hào)(l)，若沒(méi)有超過(guò)，則產(chǎn)生一個(gè)具有邏輯零的值的邏輯信號(hào)，d)通過(guò)求得該邏輯信號(hào)(l)在該預(yù)給定的時(shí)間間隔內(nèi)具有的脈沖的上升沿的數(shù)目來(lái)確定該數(shù)目(p)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，該初始碼序列(F0)具有被導(dǎo)出的碼片(F0c0，F(xiàn)0c1，F(xiàn)0c2，...)，它們的值分別相應(yīng)于被配設(shè)了該初始碼序列(F0)的這個(gè)第一PN序列(P0)的相應(yīng)的PN碼片(P0c0，P0c1，P0c2，...)的邏輯運(yùn)算。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于，帶有一個(gè)第一正下標(biāo)(F0ci，i＝1，2...)的、這些被導(dǎo)出的碼片分別具有一個(gè)值，該值可以由具有該第一正下標(biāo)(P0ci，i＝1，2...)的PN碼片與按照下標(biāo)地相應(yīng)的前面的PN碼片(P0cj，j＝i-1)的XOR邏輯運(yùn)算來(lái)導(dǎo)出。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的方法，其特征在于，該按照下標(biāo)第一的、被導(dǎo)出的碼片(F0c0)具有一個(gè)值，該值可以由該按照下標(biāo)第一的PN碼片(P0c0)與按照下標(biāo)最后的PN碼片(P0c31)的XOR邏輯運(yùn)算來(lái)導(dǎo)出。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的方法，其特征在于，a)具有偶數(shù)下標(biāo)的這些被導(dǎo)出的碼片(F0c0，F(xiàn)0c2，...)分別具有一個(gè)值，該值被配設(shè)給該相應(yīng)的XOR邏輯運(yùn)算的值，并且b)具有奇數(shù)下標(biāo)的這些被導(dǎo)出的碼片(F0c1，F(xiàn)0c3，...)分別具有一個(gè)值，該值被配設(shè)給該相應(yīng)的XOR邏輯運(yùn)算的翻轉(zhuǎn)的值。
12.用于借助一個(gè)微分解調(diào)的信號(hào)(s)求得一個(gè)傳輸信道被以一個(gè)無(wú)線(xiàn)電信號(hào)(r)占用的裝置(27)，該微分解調(diào)的信號(hào)在發(fā)送側(cè)通過(guò)使用來(lái)自一個(gè)PN序列庫(kù)(PG)的PN序列(P0，P1，...，P15)來(lái)產(chǎn)生，該P(yáng)N序列庫(kù)具有一些第一PN序列(P0，P1，...，P7)的一個(gè)第一組(PG1)和一些第二PN序列(P8，P9，...，P15)的一個(gè)第二組(PG2)，其中這些第一和第二PN序列在它們的相應(yīng)的組中僅僅通過(guò)它們的碼片值的周期的推移而彼此區(qū)分，并且其中該第二組(PG2)對(duì)于每個(gè)第一PN序列(P0)都具有一個(gè)相應(yīng)的第二PN序列(P8)，它僅僅通過(guò)每個(gè)第二碼片值的翻轉(zhuǎn)而與該第一PN序列(P0)區(qū)分，該裝置包括a)一個(gè)序列提供單元(30)，它被構(gòu)造用于提供一個(gè)初始碼序列(F0)的至少兩個(gè)部分序列(FS1，F(xiàn)S2，...)，其中該初始碼序列(F0)被配設(shè)給這些第一PN序列之一(P0)并且可以借助邏輯運(yùn)算由其推導(dǎo)出，然而該初始碼序列與其不同b)至少兩個(gè)分別與該序列提供單元(30)相連接的相關(guān)單元(31)，它們被構(gòu)造用于通過(guò)將該微分解調(diào)的信號(hào)(s)與所述至少兩個(gè)部分序列(FS1，F(xiàn)S2，...)的每個(gè)進(jìn)行相關(guān)來(lái)計(jì)算出至少兩個(gè)相關(guān)結(jié)果(rsFS1，rsFS2，...)，以及c)一個(gè)與這些相關(guān)單元(31)相連接的分析單元(29)，它被構(gòu)造用于分析這些相關(guān)結(jié)果(rsFS1，rsFS2，...)并且根據(jù)這些被分析的相關(guān)結(jié)果生成一個(gè)輸出信號(hào)(y)用于說(shuō)明該傳輸信道的占用。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其特征在于，a)該序列提供單元(30)被構(gòu)造用于提供恰好兩個(gè)部分序列(FS1，F(xiàn)S2)，b)設(shè)有恰好兩個(gè)相關(guān)單元(31)用于通過(guò)將該微分解調(diào)信號(hào)(s)與這兩個(gè)部分序列(FS1，F(xiàn)S2)的每個(gè)進(jìn)行相關(guān)來(lái)計(jì)算出兩個(gè)相關(guān)結(jié)果(rsFS1，rsFS2)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13的裝置，其特征在于，該分析單元(29)具有以下單元a)一個(gè)與這些相關(guān)單元(31)相連接的確定單元(32)，它被構(gòu)造用于確定一個(gè)數(shù)目(p)，該數(shù)目是這樣一個(gè)尺度，即說(shuō)明在一個(gè)預(yù)給定的時(shí)間間隔內(nèi)一個(gè)或多個(gè)由這些相關(guān)結(jié)果(rsFS1，rsFS2，...)導(dǎo)出的量超過(guò)一個(gè)第一閾值(THr1，THr2)多少次的尺度，b)一個(gè)與該確定單元(32)相連接的第一判決單元(33)，用于將該數(shù)目(p)與一個(gè)第二閾值(THp)相比較，并且用于生成該輸出信號(hào)(y)，僅當(dāng)該數(shù)目(p)達(dá)到或超過(guò)該第二閾值(THp)時(shí)，該輸出信號(hào)用信號(hào)表示該傳輸信道的占用。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其特征在于，該確定單元(32)具有以下單元a)至少兩個(gè)分別與一個(gè)相關(guān)單元(31)相連接的模形成單元(41)，用于形成這些相關(guān)結(jié)果的模(|rsFS1|，|rsFS2|，...)，b)至少兩個(gè)分別與這些模形成單元(41)之一相連接的第二判決單元(42)，用于將這些相關(guān)結(jié)果的模(|rsFS1|，|rsFS2|，...)與該第一閾值(THr1)比較，并且若相應(yīng)的模超過(guò)該第一閾值(THr1)，則產(chǎn)生至少兩個(gè)具有邏輯1的值的邏輯信號(hào)(l1，l2，...)，若沒(méi)有超過(guò)，則產(chǎn)生至少兩個(gè)具有邏輯零的值的邏輯信號(hào)c)一個(gè)與這些第二判決單元(42)相連接的“或”門(mén)(43)，用于通過(guò)這些邏輯信號(hào)(l1，l2，...)的“或”邏輯運(yùn)算產(chǎn)生一個(gè)總信號(hào)(g)，以及d)一個(gè)與該“或”門(mén)(43)相連接的計(jì)數(shù)單元(44)，用于通過(guò)求得該總信號(hào)(g)在該預(yù)給定的時(shí)間間隔內(nèi)具有的脈沖的上升沿的數(shù)目確定該數(shù)目(p)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其特征在于，該確定單元(32)具有以下單元a)至少兩個(gè)分別與一個(gè)相關(guān)單元(31)相連接的模形成單元(41)，用于形成這些相關(guān)結(jié)果的模(|rsFS1|，|rsFS2|，...)，b)至少兩個(gè)分別與這些模形成單元(41)之一相連接的第二判決單元(42)，用于將這些相關(guān)結(jié)果的模(|rsFS1|，|rsFS2|，...)與該第一閾值(THr1)比較，并且若該相應(yīng)的模超過(guò)該第一閾值(THr1)，則產(chǎn)生至少兩個(gè)具有邏輯1的值的邏輯信號(hào)(l1，l2，...)，若沒(méi)有超過(guò)，則產(chǎn)生至少兩個(gè)具有邏輯零的值的邏輯信號(hào)c)至少兩個(gè)分別與這兩個(gè)第二判決單元(42)之一相連接的計(jì)數(shù)單元(45)，用于確定這些邏輯信號(hào)(l1，l2，…)分別在該預(yù)給定的時(shí)間間隔內(nèi)具有的脈沖的上升沿的這些數(shù)目(p1，p2，…)，d)一個(gè)與這些計(jì)數(shù)單元(45)相連接的加法部件(46)，用于通過(guò)這些上升沿的數(shù)目(p1，p2，…)的相加來(lái)確定該數(shù)目(p)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其特征在于，該確定單元(32)具有以下單元a)至少兩個(gè)分別與一個(gè)相關(guān)單元(31)相連接的模形成單元(41)，用于形成這些相關(guān)結(jié)果的模(|rsFS1|，|rsFS2|，…)，b)一個(gè)與這些模形成單元(41)相連接的加法部件(47)，用于通過(guò)將這些相關(guān)結(jié)果的模(|rsFS1|，|rsFS2|，…)相加來(lái)確定一個(gè)總和(rsc)，c)一個(gè)與該加法部件(47)相連接的第二判決單元(48)，用于將該總和(rsc)與該第一閾值(THr2)比較，并且若該總和(rsc)超過(guò)該第一閾值(THr2)，則產(chǎn)生一個(gè)具有邏輯1的值的邏輯信號(hào)(l)，若沒(méi)有超過(guò)，則產(chǎn)生一個(gè)具有邏輯零的值的邏輯信號(hào)，d)一個(gè)與該第二判決單元(48)相連接的計(jì)數(shù)單元(49)，用于通過(guò)求得該邏輯信號(hào)(l)在該預(yù)給定的時(shí)間間隔內(nèi)具有的脈沖的上升沿的數(shù)目來(lái)確定該數(shù)目(p)。
18.根據(jù)權(quán)利要求12至17之一的裝置，其特征在于，這些相關(guān)單元(31)是一個(gè)同步單元(26)的組成部分。
19.發(fā)送/接收裝置(11-13)，特別是用于在2.4GHz頻帶中根據(jù)IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(10)，該發(fā)送/接收裝置包含a)一個(gè)天線(xiàn)(14)，b)一個(gè)與該天線(xiàn)(14)相連接的發(fā)送單元(15)，用于在2.4GHz頻帶中發(fā)送特別是根據(jù)IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，其中該發(fā)送單元(15)被構(gòu)造得，為每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)(d0＝5)分派一個(gè)來(lái)自一個(gè)序列庫(kù)中的PN序列(P5)，該序列庫(kù)具有一些第一PN序列(P0，P1，...，P7)的一個(gè)第一組(PG1)和一些第二PN序列(P8，P9，...，P15)的一個(gè)第二組(PG2)，其中這些第一和第二PN序列在它們的相應(yīng)的組中僅僅通過(guò)它們的碼片值的周期的推移而彼此區(qū)分，并且其中該第二組(PG2)對(duì)于每個(gè)第一PN序列(P0)都具有一個(gè)相應(yīng)的第二PN序列(P8)，它僅僅通過(guò)每個(gè)第二碼片值的翻轉(zhuǎn)而與該第一PN序列(P0)區(qū)分，c)一個(gè)與該天線(xiàn)(14)相連接的、帶有一個(gè)微分解調(diào)器(22)和一個(gè)接在后面的、根據(jù)權(quán)利要求12至18之一的用于求得一個(gè)傳輸信道被無(wú)線(xiàn)電信號(hào)占用的裝置(27)的接收單元(16)，d)一個(gè)與該發(fā)送單元(15)、該接收單元(16)和該裝置(27)相連接的控制單元(17)，用于控制該發(fā)送單元(15)和該接收單元(16)，其中該控制單元(17)被構(gòu)造得，當(dāng)該裝置(27)求得該傳輸信道為被占用時(shí)，將該發(fā)送單元(15)禁止。
20.集成電路，特別是用于根據(jù)權(quán)利要求19的發(fā)送/接收裝置，具有根據(jù)權(quán)利要求1至18之一的裝置(27)。
全文摘要
用于借助微分解調(diào)信號(hào)求得傳輸信道占用的方法，該信號(hào)在發(fā)送側(cè)通過(guò)使用來(lái)自具有第一PN序列的第一組和第二PN序列的第二組的PN序列庫(kù)中的PN序列產(chǎn)生，該第一和第二PN序列在它們的相應(yīng)的組中僅僅通過(guò)它們的碼片值的周期的推移而彼此區(qū)分，第二組對(duì)于每個(gè)第一PN序列都具有一個(gè)相應(yīng)的第二PN序列，在此提出，a)提供一個(gè)初始碼序列的至少兩個(gè)部分序列，該初始碼序列被配設(shè)給第一PN序列之一并且可以借助邏輯運(yùn)算由其推導(dǎo)出，然而該初始碼序列與其不同b)通過(guò)將微分解調(diào)的信號(hào)與所述至少兩個(gè)部分序列的每個(gè)進(jìn)行相關(guān)，計(jì)算至少兩個(gè)相關(guān)結(jié)果c)分析相關(guān)結(jié)果并且根據(jù)相關(guān)結(jié)果生成輸出信號(hào)用于說(shuō)明傳輸信道的占用。還提出一種相應(yīng)的裝置。
文檔編號(hào)H04L12/26GK1878099SQ20061009162
公開(kāi)日2006年12月13日 申請(qǐng)日期2006年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月7日
發(fā)明者迪爾克·亨切爾, 托馬斯·哈努施, 埃里克·薩克塞 申請(qǐng)人:Atmel德國(guó)有限公司