專利名稱：用于識(shí)別相鄰信道被信號(hào)占用的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種借助具有有用信道部分和/或相鄰信道部分的、復(fù)數(shù)值的帶通信號(hào)來識(shí)別相鄰信道被信號(hào)占用的方法。此外，本發(fā)明還涉及相應(yīng)的用于占用識(shí)別的裝置以及一種發(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)明處于電信領(lǐng)域。其特別處于電信系統(tǒng)領(lǐng)域，其中大量發(fā)送/接收裝置根據(jù)頻分復(fù)用訪問方法(FDMA)訪問頻譜上間隔的(載波頻率)信道。在此，在每個(gè)發(fā)送/接收裝置的接收單元中，一方面可保證，即使在頻譜上相鄰的信道(“相鄰信道”)中同時(shí)傳輸其它發(fā)送/接收裝置的數(shù)據(jù)，并且因此接收信號(hào)具有有用信道部分和相鄰信道部分，通過“自己的”信道(“有用信道”)所接收的數(shù)據(jù)仍被正確地檢測(cè)。另一方面可保證，當(dāng)在有用信道中沒有傳輸數(shù)據(jù)并且接收信號(hào)由此僅僅具有相鄰信道部分時(shí)，在相鄰信道中傳輸?shù)牟⑶也皇菫樽约旱陌l(fā)送/接收裝置所規(guī)定的數(shù)據(jù)也不被接收單元檢測(cè)。
通常，在發(fā)送/接收裝置的接收單元中的相鄰信道信號(hào)部分通過具有足夠陡峭的濾波器邊沿的模擬接收濾波器被抑制。在此不利的是，這種接收濾波器在其構(gòu)造上是復(fù)雜的并且由此成本高的。伴隨復(fù)雜的構(gòu)造而來的還有接收濾波器的能量需求的升高。當(dāng)必須采取補(bǔ)償由于制造容差、溫度影響和/或老化影響而產(chǎn)生的、為模擬接收濾波器所使用的部件的值波動(dòng)的預(yù)防措施時(shí)，實(shí)施開銷和能量消耗進(jìn)一步變大。
雖然原則上可以應(yīng)用到任意FDMA電信系統(tǒng)中，本發(fā)明以及作為其基礎(chǔ)的問題以下仍借助根據(jù)IEEE 802.15.4的“ZigBee”通信系統(tǒng)來闡述。
為了在相對(duì)短的距離(大約10m)上無線傳輸信息，可以使用所謂的“無線個(gè)人域網(wǎng)”(WPAN)。與“無線局域網(wǎng)”(WLAN)不同，WPAN為了數(shù)據(jù)傳輸需要少的甚至無需基礎(chǔ)設(shè)施，這樣為廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域可以實(shí)施小的、簡(jiǎn)單的、能量有效和成本低的設(shè)備。
IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)說明了低速率的WPAN，它們以直到250kbit/s的原始數(shù)據(jù)率和固定的或移動(dòng)的設(shè)備而適于在工業(yè)監(jiān)視和控制中、在傳感器網(wǎng)絡(luò)中、在自動(dòng)化中、以及在計(jì)算機(jī)配件的領(lǐng)域中的應(yīng)用和適于交互式游戲。除了設(shè)備的非常簡(jiǎn)單和成本低的可實(shí)施性，對(duì)于這樣的應(yīng)用，這些設(shè)備的極其小的能量需求是具有決定性意義的。這樣，以該標(biāo)準(zhǔn)，電池工作時(shí)間力求從幾個(gè)月直到幾年。
在物理層的層面上，IEEE 802.15.4詳細(xì)說明了在幾乎世界范圍可用的ISM帶(工業(yè)、科研、醫(yī)療)中在2.4GHz附近的一共16個(gè)(載波頻率)信道，間隔分別為5MHz。對(duì)于250kbit/s的原始數(shù)據(jù)率，在這些信道中設(shè)置了符號(hào)值特定的PN帶擴(kuò)展(偽噪聲擴(kuò)展)，碼片速率為fC＝2Mchip/s，以及偏置QPSK調(diào)制(四相相移鍵控)。
數(shù)據(jù)傳輸原則上借助幀來進(jìn)行。實(shí)際上的有用數(shù)據(jù)(“數(shù)據(jù)凈荷”，MSDU)在此在發(fā)送側(cè)在MAC層(媒體訪問控制)的層面上被補(bǔ)上控制數(shù)據(jù)和調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)、例如序列號(hào)、地址字段和幀校驗(yàn)序列。所得到的MAC幀(MPDU)在物理層的層面上通過另外的控制數(shù)據(jù)、例如使接收單元能夠同步和鎖合(Einrasten)至數(shù)據(jù)流的同步報(bào)頭的前置，被展為最終待發(fā)送的數(shù)據(jù)幀(“data frame”，PPDU)。
若模擬接收濾波器出于復(fù)雜性和能量消耗的原因而被實(shí)施得邊沿較少地陡峭(steilflankig)，并且由此較不強(qiáng)烈地抑制相鄰信道信號(hào)部分，則可出現(xiàn)問題，即在雖然接收到相鄰信道信號(hào)但沒有接收到有用信道信號(hào)部分的情形下，在接收信號(hào)中所包含的相鄰信道數(shù)據(jù)由于目前接收單元的非常高的靈敏度而被正確地檢測(cè)并錯(cuò)誤地作為有用信道數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給發(fā)送/接收裝置的控制單元。在MAC層的層面上隨后才在控制單元中例如通過將期望的數(shù)或者說地址與MAC幀(MPDU)的實(shí)際的數(shù)或者說地址進(jìn)行比較來確定，該幀例如完全不是給該發(fā)送/接收裝置的并且必須被丟棄。在MAC幀(MPDU)的數(shù)或地址的這種比較可以被執(zhí)行之前，必須由接收單元檢測(cè)整個(gè)數(shù)據(jù)幀(PPDU)。在此不利的是，在該時(shí)段(PPDU的持續(xù)時(shí)間)內(nèi)，接收單元不可被用來檢測(cè)實(shí)際的有用信道數(shù)據(jù)。此外不利的是，通常作為分離的集成電路實(shí)施的控制單元為數(shù)或者說地址的比較而消耗附加的能量。

發(fā)明內(nèi)容
在該背景下，本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種方法和裝置，用于相鄰信道的占用的快速和可靠的識(shí)別，它們使得發(fā)送/接收裝置能夠簡(jiǎn)單和成本低地實(shí)施和節(jié)省能量地工作。
根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過具有下述特征的方法、裝置、發(fā)送/接收裝置以及集成電路解決。
本發(fā)明的方法設(shè)置了以下步驟a)導(dǎo)出實(shí)數(shù)值的帶通信號(hào)，其方式是復(fù)數(shù)值的帶通信號(hào)被濾波并且由被濾波的信號(hào)形成實(shí)部，b)將實(shí)數(shù)值的帶通信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝换鶐盘?hào)，c)對(duì)第一基帶信號(hào)進(jìn)行濾波，使得被有用信道部分影響的頻譜部分被抑制，并且提供第一被濾波的信號(hào)，以及d)分析(Auswerten)第一被濾波的信號(hào)并且根據(jù)被分析出的第一被濾波的信號(hào)產(chǎn)生二進(jìn)制的占用信號(hào)，用于說明相鄰信道的占用。
本發(fā)明的裝置具有以下單元a)模擬的濾波器單元，其被構(gòu)造用于導(dǎo)出實(shí)數(shù)值的帶通信號(hào)，其方式是復(fù)數(shù)值的帶通信號(hào)被濾波，并且由被濾波的信號(hào)形成實(shí)部，b)與模擬的濾波器單元相連的變換單元，其被構(gòu)造用于將實(shí)數(shù)值的帶通信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝换鶐盘?hào)，c)與變換單元相連的數(shù)字濾波器單元，其被構(gòu)造用于將第一基帶信號(hào)這樣濾波，使得被有用信道部分影響的頻譜部分被抑制，并且提供第一被濾波的信號(hào)，以及d)與數(shù)字濾波器單元相連的分析單元(Auswerteinheit)，其被構(gòu)造用于分析第一被濾波的信號(hào)，并且根據(jù)被分析出的第一被濾波的信號(hào)產(chǎn)生二進(jìn)制的占用信號(hào)，以說明相鄰信道的占用。
本發(fā)明的發(fā)送/接收裝置和本發(fā)明的集成電路分別具有一個(gè)這樣的裝置。
本發(fā)明的本質(zhì)在于，由復(fù)數(shù)值的帶通信號(hào)首先導(dǎo)出一個(gè)實(shí)數(shù)值的帶通信號(hào)，其方式是該復(fù)數(shù)值的帶通信號(hào)被濾波并且由所得到的被濾波的信號(hào)中僅形成實(shí)部，其中上述復(fù)數(shù)值的帶通信號(hào)例如通過將被接收的無線電信號(hào)(接收信號(hào))向下混頻入(Herabmischung)中頻區(qū)域而形成。這樣生成的復(fù)數(shù)值的帶通信號(hào)在頻譜上具有部分重疊的相鄰信道部分和有用信道部分，只要存在這兩個(gè)部分。由于僅僅部分的頻譜重疊，不被有用信道部分影響的頻譜部分可以可靠地通過濾波而被選出并且持續(xù)地、即在數(shù)據(jù)幀的接收期間，被分析。完整的數(shù)據(jù)幀的檢測(cè)不是必需的。說明相鄰信道占用的、二進(jìn)制的占用信號(hào)，因此存在于明顯更早的時(shí)間點(diǎn)，例如還在實(shí)際的有用數(shù)據(jù)(MSDU)的檢測(cè)之前。通過這種方式，相鄰信道的占用被快速并可靠地識(shí)別。若相鄰信道被識(shí)別為被占用，則接收單元可以更早地為另外的數(shù)據(jù)的檢測(cè)而待命。
通過被濾波的信號(hào)的實(shí)部的形成，隨后的信號(hào)處理此外可以以實(shí)數(shù)值地進(jìn)行，使得特別是僅需要模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(替代用于復(fù)數(shù)值信號(hào)處理的兩個(gè)轉(zhuǎn)換器)，這不但顯著降低了實(shí)現(xiàn)開銷，而且還顯著降低了發(fā)送/接收裝置的能量消耗。因?yàn)榱硗獾牟襟E也可以簡(jiǎn)單地被實(shí)現(xiàn)，所以由此能夠?qū)l(fā)送/接收裝置簡(jiǎn)單并成本低地實(shí)施并且節(jié)省能量地運(yùn)行。
本發(fā)明的有利的構(gòu)型和進(jìn)一步方案可以從下述內(nèi)容中得到。
在一種有利的構(gòu)型中，第一被濾波的信號(hào)被分析，其方式是由一個(gè)取決于第一被濾波的信號(hào)的二進(jìn)制信號(hào)的值確定中值(Medianwerte)。二進(jìn)制(二階的(zweistufigen))信號(hào)值的中值可以有利地以極簡(jiǎn)單的方式被確定，使得發(fā)送/接收裝置的實(shí)施和能量消耗被進(jìn)一步降低。
在另一種有利的構(gòu)型中，第一被濾波的信號(hào)被分析，其方式是由取決于第一被濾波的信號(hào)的二進(jìn)制信號(hào)的值確定平均值(Mittelwerte)(未加權(quán)的，加權(quán)的，RMS值，等等)。由此，有利地，相鄰信道占用能夠更可靠被識(shí)別。
根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的進(jìn)一步構(gòu)型，產(chǎn)生二進(jìn)制的占用信號(hào)，其方式是，第一二進(jìn)制信號(hào)與第二二進(jìn)制信號(hào)進(jìn)行邏輯“或”運(yùn)算，其中產(chǎn)生第一二進(jìn)制信號(hào)，其方式是，第一被濾波的信號(hào)的值單個(gè)地被分析，并且產(chǎn)生第二二進(jìn)制信號(hào)，其方式是第一被濾波的信號(hào)的值借助于平滑的加窗技術(shù)(Fensterung)被分析。通過該第一被濾波的信號(hào)的帶記憶的分析和瞬態(tài)分析的組合，實(shí)現(xiàn)了相鄰信道占用的非?？煽亢涂焖俚淖R(shí)別，因?yàn)椴坏虝r(shí)的高信號(hào)電平，而且較長持續(xù)的輕微升高的電平都通過或運(yùn)算而被識(shí)別。通過二進(jìn)制信號(hào)的邏輯運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)了實(shí)施花費(fèi)和能量消耗的進(jìn)一步的降低。
在一種有利的構(gòu)型中，第一被濾波的信號(hào)的值單個(gè)地被分析，其方式是它們?cè)谀Ｉ吓c第一比較值進(jìn)行比較，并且如果第一被濾波的信號(hào)的相應(yīng)值在模上超過第一比較值，則第一二進(jìn)制信號(hào)采納邏輯1的值，或者如果情況不是這樣，則采納邏輯0的值。這種分析可有利地非常簡(jiǎn)單地被實(shí)現(xiàn)并且節(jié)省能量地被實(shí)施。
優(yōu)選的是，第一比較值是閾值，這進(jìn)一步簡(jiǎn)化了實(shí)現(xiàn)。
在一種另外的構(gòu)型中，第二二進(jìn)制信號(hào)的每個(gè)值都說明了一個(gè)二進(jìn)制的輔助信號(hào)的N個(gè)值的中值，其中N表示窗口長度并且該二進(jìn)制的輔助信號(hào)取決于第一被濾波的信號(hào)。通過使用二進(jìn)制的、即二階的輔助信號(hào)，簡(jiǎn)化了中值確定，使得第一被濾波的信號(hào)的分析總體上較少花費(fèi)地被設(shè)計(jì)。
優(yōu)選的是，第一被濾波的信號(hào)的值在模上與一個(gè)第二比較值進(jìn)行比較。如果第一被濾波的信號(hào)的相應(yīng)值在模上超過第二比較值，則二進(jìn)制的輔助信號(hào)采納邏輯1的值，而如果情況不是這樣，則采納邏輯0的值。通過這種方式，二進(jìn)制的輔助信號(hào)被簡(jiǎn)單地由第一被濾波的信號(hào)推導(dǎo)出。
優(yōu)選的是，第二比較值是一個(gè)閾值，這進(jìn)一步簡(jiǎn)化了實(shí)現(xiàn)。
在一種另外的構(gòu)型中，實(shí)數(shù)值的帶通信號(hào)此外被轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙鶐盘?hào)，該第二基帶信號(hào)被這樣地濾波，使得由相鄰信道部分所影響的頻譜部分被抑制。這樣產(chǎn)生的第二被濾波的信號(hào)同樣被分析，并且二進(jìn)制的占用信號(hào)根據(jù)被分析的第一被濾波的信號(hào)以及被分析的第二被濾波的信號(hào)產(chǎn)生。由此，有利的是，甚至更可靠的相鄰信道占用的識(shí)別是可能的。
優(yōu)選的是，在此，第一、然而優(yōu)選地第二比較值也取決于第二被濾波的信號(hào)。
在一種另外的構(gòu)型中，在復(fù)數(shù)值的帶通信號(hào)中包含的數(shù)據(jù)值被檢測(cè)，并且一旦二進(jìn)制的占用信號(hào)信號(hào)化表示相鄰信道的占用時(shí)，該檢測(cè)中斷。通過一旦相鄰信道被識(shí)別為被占用時(shí)檢測(cè)過程的中斷，接收單元有利地在較早的時(shí)間點(diǎn)上對(duì)于檢測(cè)另外的數(shù)據(jù)又可供使用。
優(yōu)選的是，該分析單元具有一個(gè)中值確定單元，它被構(gòu)造用來實(shí)施對(duì)一個(gè)取決于該第一被濾波的信號(hào)的二進(jìn)制信號(hào)的一些值的中值確定。
優(yōu)選的是，該分析單元具有一個(gè)平均值確定單元，該平均值確定單元被構(gòu)造用來實(shí)施對(duì)一個(gè)取決于該第一被濾波的信號(hào)的信號(hào)的一些值的平均值確定。
優(yōu)選的是，該分析單元具有以下單元a)一個(gè)與該數(shù)字濾波器單元相連接的第一分析單元，該第一分析單元被構(gòu)造用于產(chǎn)生一個(gè)第一二進(jìn)制信號(hào)，其方式是該第一被濾波的信號(hào)的這些值單個(gè)地被分析，b)一個(gè)與該數(shù)字濾波器單元相連接的第二分析單元，該第二分析單元被構(gòu)造用于產(chǎn)生一個(gè)第二二進(jìn)制信號(hào)，其方式是該第一被濾波的信號(hào)的這些值借助平滑的加窗技術(shù)進(jìn)行分析，c)一個(gè)與該第一分析單元和第二分析單元相連接的“或”門，該“或”門被構(gòu)造用于通過該第一二進(jìn)制信號(hào)與該第二二進(jìn)制信號(hào)的邏輯“或”運(yùn)算來產(chǎn)生該二進(jìn)制的占用信號(hào)。
優(yōu)選的是，該第一分析單元具有以下單元a)一個(gè)與該數(shù)字濾波器單元相連接的模形成單元，它被構(gòu)造用于形成該第一被濾波的信號(hào)的這些值的模，b)一個(gè)與該模形成單元相連接的第一判定單元，它被構(gòu)造用于將該第一被濾波的信號(hào)的這些值的模與一個(gè)第一比較值進(jìn)行比較，并且這樣地產(chǎn)生該第一二進(jìn)制信號(hào)，使得如果該第一被濾波的信號(hào)的相應(yīng)值在模上超過該第一比較值，則該第一二進(jìn)制信號(hào)采納邏輯1的值，或者如果情況不是這樣，則采納邏輯0的值。
優(yōu)選的是，該第二分析單元具有一個(gè)中值確定單元，其被構(gòu)造用于這樣地產(chǎn)生該第二二進(jìn)制信號(hào)，使得該第二二進(jìn)制信號(hào)的每個(gè)值都說明一個(gè)二進(jìn)制的輔助信號(hào)的N個(gè)值的一個(gè)中值，其中N表示窗口長度并且所述二進(jìn)制的輔助信號(hào)取決于該第一被濾波的信號(hào)。
優(yōu)選的是，所述第二分析單元具有以下單元a)一個(gè)與該數(shù)字濾波器單元相連接的模形成單元，它被構(gòu)造用于形成該第一被濾波的信號(hào)的這些值的模，b)一個(gè)與該模形成單元相連接的第二判定單元，它被構(gòu)造用于將該第一被濾波的信號(hào)的這些值的模與一個(gè)第二比較值進(jìn)行比較，并且這樣地產(chǎn)生該二進(jìn)制的輔助信號(hào)，使得如果該第一被濾波的信號(hào)的相應(yīng)值在模上超過該第二比較值，則該二進(jìn)制的輔助信號(hào)采納邏輯1的值，或者如果情況不是這樣，則采納邏輯0的值，c)一個(gè)與該第二判定單元相連接的窗口累加器，它被構(gòu)造用于將該二進(jìn)制的輔助信號(hào)的各N個(gè)值的平滑地累加，d)一個(gè)與該窗口累加器相連接的第三判定單元，它被構(gòu)造用于這樣地產(chǎn)生該第二二進(jìn)制信號(hào)，使得如果該相應(yīng)地被累加的值超過一個(gè)基本上為N/2的值，則該第二二進(jìn)制信號(hào)采納邏輯1的值，或者如果情況不是這樣，則采納邏輯0的值。
優(yōu)選的是，a)該變換單元被構(gòu)造，用于將該實(shí)數(shù)值的帶通信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)第二基帶信號(hào)，b)該數(shù)字濾波器單元被構(gòu)造，用于將該第二基帶信號(hào)這樣地濾波，使得由該相鄰信道部分影響的頻譜部分被抑制，并且用于提供一個(gè)第二被濾波的信號(hào)，c)該分析單元被構(gòu)造，用于分析該第二被濾波的信號(hào)以及根據(jù)該被分析的第一被濾波的信號(hào)和該被分析的第二被濾波的信號(hào)產(chǎn)生該二進(jìn)制的占用信號(hào)。
優(yōu)選的是，其中該分析單元被構(gòu)造用于設(shè)置一個(gè)取決于該第二被濾波的信號(hào)的第一比較值。
優(yōu)選的是，其中該分析單元被構(gòu)造用于設(shè)置一個(gè)取決于該第二被濾波的信號(hào)的第二比較值。
優(yōu)選的是，所述裝置包含a)一個(gè)與該分析單元相連接的控制單元用于控制一個(gè)數(shù)據(jù)檢測(cè)單元，該數(shù)據(jù)檢測(cè)單元被構(gòu)造用于檢測(cè)在該復(fù)數(shù)值的帶通信號(hào)中所包含的數(shù)據(jù)值，b)其中該控制單元被構(gòu)造用于當(dāng)所述二進(jìn)制的占用信號(hào)信號(hào)化表示該相鄰信道的占用時(shí)，指示該數(shù)據(jù)檢測(cè)單元中斷當(dāng)前的檢測(cè)過程。


本發(fā)明在以下借助在附圖的示意性示圖中說明的實(shí)施例進(jìn)一步闡述。在此，圖1示出了帶有根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送/接收裝置的根據(jù)IEEE802.15.4的“無線個(gè)人域網(wǎng)”(WPAN)的例子；圖2示出了帶有根據(jù)本發(fā)明的裝置的根據(jù)IEEE 802.15.4的發(fā)送/接收裝置的接收單元的實(shí)施例；圖3示出了圖2中的不同信號(hào)的模頻譜；以及圖4示出了圖2中的分析單元的實(shí)施例。
在附圖中，相同和功能相同的元件和信號(hào)—只要未另外說明—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標(biāo)準(zhǔn)802.15.4的“無線個(gè)人域網(wǎng)”(WPAN)10的一個(gè)例子。其包括固定或移動(dòng)設(shè)備形式的三個(gè)發(fā)送/接收裝置(收發(fā)器，TRX)11-13，它們借助無線電信號(hào)無線地交換信息。發(fā)送/接收裝置11是所謂的全功能設(shè)備，該全功能設(shè)備接管WPAN協(xié)調(diào)器的功能，而發(fā)送/接收裝置12、13是所謂的部分功能設(shè)備，它們被配置給全功能設(shè)備11，并且只能與其交換數(shù)據(jù)。除了在圖1中示出的星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌谠摼W(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲须p向的數(shù)據(jù)傳輸僅僅在這些部分功能設(shè)備12、13的各一個(gè)和全功能設(shè)備11之間、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)置了所謂的“對(duì)等(Peer-to-Peer)”拓?fù)洌渲腥康娜δ茉O(shè)備都可以分別與其它所有的全功能設(shè)備通信。
發(fā)送/接收裝置11-13分別包括天線14、與天線相連的發(fā)送單元(發(fā)射機(jī)，TX)15、與天線相連的接收單元(接收機(jī)，RX)16以及與發(fā)送單元和接收單元相連的控制單元(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中未示出的、電池等形式的能量供給單元，用于單元15-17的能量供給，以及可能的另外的部件、如傳感器、執(zhí)行器等等。
以下從這里出發(fā)，即數(shù)據(jù)傳輸在2.4GHz附近的ISM帶(工業(yè)、科研、醫(yī)學(xué))中進(jìn)行。如在說明書導(dǎo)言中所闡述的，IEEE 802.15.4在該頻帶中詳細(xì)說明了一共16個(gè)信道，間距分別是5MHz。對(duì)于250kbit/s的原始數(shù)據(jù)率，在這些信道中設(shè)置了碼片速率fC＝2Mchip/s的帶擴(kuò)展(Spreading)以及偏置QPSK調(diào)制(四相相移鍵控)。
每個(gè)發(fā)送/接收裝置的發(fā)送單元15將各待發(fā)送的數(shù)據(jù)流根據(jù)IEEE802.15.4轉(zhuǎn)換為待由它們的天線14發(fā)射的無線電信號(hào)，其方式是各待發(fā)送的數(shù)據(jù)流首先被轉(zhuǎn)變?yōu)樗谋忍貙挼姆?hào)，并且它們被轉(zhuǎn)變?yōu)楸舜讼嗬^的PN序列(偽噪聲)。這些彼此相繼的PN序列接著—借助半正弦脈沖成形—被偏置QPSK調(diào)制(四相相移鍵控)，在頻譜上被推移到上述16個(gè)信道之一中，并且最后為了傳輸而被加強(qiáng)。每個(gè)發(fā)送/接收裝置在此都被分配一個(gè)另外的信道，使得每個(gè)信道在每個(gè)時(shí)刻上最多被一個(gè)發(fā)送/接收裝置占用。
每個(gè)發(fā)送/接收裝置的接收單元16將由其天線14接收的以及由一個(gè)第二發(fā)送/接收裝置的發(fā)送單元根據(jù)IEEE 802.15.4產(chǎn)生的無線電信號(hào)盡可能無誤地轉(zhuǎn)換為被發(fā)送的數(shù)據(jù)，其方式是被接收的無線電信號(hào)此外被濾波，被變換到基帶中，被解調(diào)并且數(shù)據(jù)被檢測(cè)(判定)。若檢測(cè)到一個(gè)完整的數(shù)據(jù)幀(PPDU)，則它為了根據(jù)MAC層的進(jìn)一步的處理而被遞交給控制單元17。
除了有用信道部分、即由第二發(fā)送/接收裝置在所期望的信道中傳輸?shù)陌l(fā)送信號(hào)，被接收的信號(hào)可具有相鄰信道部分，即由第三發(fā)送/接收裝置在頻譜相鄰的信道中傳輸?shù)陌l(fā)送信號(hào)。若有用信道例如具有中心頻率fCH＝2440MHz，則最重要的相鄰信道的中心頻率基于信道柵(Kanalraster)根據(jù)IEEE 802.15.4位于fCH-5MHz＝2435MHz(“左邊的”相鄰信道)附近以及fCH+5MHz＝2445MHz附近。
相反，被接收的信號(hào)也可具有第三發(fā)送/接收裝置的相鄰信道部分，而沒有第二發(fā)送/接收裝置的有用信道部分。在這種情況下，接收單元16的任務(wù)在于，盡可能快地將相鄰信道識(shí)別為被占用并且結(jié)束檢測(cè)過程，以便盡可能早地又可用于可能的隨后的有用信道數(shù)據(jù)的檢測(cè)。
發(fā)送/接收裝置的發(fā)送單元15和接收單元16在此是(在圖1中未被示出的)集成電路、例如ASIC(專用集成電路)或ASSP(特殊應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品)的部分，而控制單元17通過(同樣未被示出的)微控制器實(shí)現(xiàn)。有利的是，發(fā)送/接收裝置僅僅具有一個(gè)(例如作為ASIC或ASSP實(shí)施的)集成電路，其承擔(dān)發(fā)送單元15、接收單元16和控制單元17的功能。
圖2示出了接收單元(RX)16的框圖，其具有本發(fā)明的裝置20用于借助復(fù)數(shù)值的帶通信號(hào)識(shí)別相鄰信道被信號(hào)的占用。圖3示意性示出了圖2中的不同信號(hào)的模頻譜(Betragsspektren)。
根據(jù)圖2，接收單元16包含一個(gè)與天線14相連接的混合器單元21、一個(gè)連接在混合器單元21之后的、用于識(shí)別相鄰信道被信號(hào)占用的裝置20，以及與一個(gè)裝置20相連接的數(shù)據(jù)檢測(cè)單元26。借助由混合器單元21提供的復(fù)數(shù)值帶通信道xIFc，裝置20生成一個(gè)二進(jìn)制的占用信號(hào)y，其說明，相鄰信道是否被信號(hào)占用。復(fù)數(shù)值的信號(hào)或者說用于傳輸復(fù)數(shù)值信號(hào)的線路連接在附圖中通過雙線箭頭示出。
裝置20具有以下的串聯(lián)連接的功能塊一個(gè)模擬濾波器單元(CHSEL)22，一個(gè)變換單元23，一個(gè)數(shù)字濾波器單元24和一個(gè)產(chǎn)生二進(jìn)制的占用信號(hào)y的分析單元(EVAL)25。在此，模擬濾波器單元22在輸入側(cè)與混合器單元21相連接，而變換單元23具有一個(gè)與數(shù)據(jù)檢測(cè)單元26相連接的輸出端。
在一種第一優(yōu)選的實(shí)施例中，變換單元23具有以下串聯(lián)連接的功能塊一個(gè)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)30，一個(gè)第一混合器31，一個(gè)第一低通濾波器(TP1)32和一個(gè)第二混合器33。模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器30在此在輸入側(cè)與模擬濾波器單元22相連接，而第二混合器33在輸出側(cè)與數(shù)字濾波器單元24相連接。第一低通濾波器32此外在輸出側(cè)與數(shù)據(jù)檢測(cè)單元26相連接。
根據(jù)第一實(shí)施例，數(shù)字濾波器單元24包括一個(gè)第二低通濾波器(TP2)34，其在輸入側(cè)與變換單元23的第二混合器33相連接以及在輸出側(cè)與分析單元25相連接。
在第二實(shí)施例中，變換單元23附加地具有一個(gè)第三混合器35以及數(shù)字濾波器單元24附加地具有一個(gè)第三低通濾波器(TP3)36。在此，第三混合器35在輸入側(cè)與第一低通濾波器32相連接以及在輸出側(cè)與第三低通濾波器36相連接，其輸出側(cè)地與分析單元25相連接。
在兩種實(shí)施例中，被構(gòu)造用于檢測(cè)在復(fù)數(shù)值的帶通信號(hào)xIFc中包含的數(shù)據(jù)值的數(shù)據(jù)檢測(cè)單元26具有一個(gè)在輸入側(cè)與變換單元23的第一低通濾波器32相連接的解調(diào)單元27，一個(gè)連接在后面的相關(guān)單元28和一個(gè)連接在相關(guān)單元28之后的檢測(cè)單元29。
由天線14接收的實(shí)數(shù)值的無線電信號(hào)xRF，其-如上面參照?qǐng)D1所描述的那樣-可具有一個(gè)有用信道部分和/或一個(gè)或多個(gè)頻譜間隔的相鄰信道部分，在混合器單元21中首先借助低噪聲放大器(LNA)放大并且通過多相濾波器(Polyphasenfilter)分解為同相分量(I)和正交分量(Q)。這樣形成的復(fù)數(shù)值的接收信號(hào)(具有實(shí)部I和虛部Q)接著借助兩個(gè)混合器轉(zhuǎn)變到中頻區(qū)域(Zwischenfrequenzbereich)中，并且這樣形成中頻信號(hào)xIFc(IF，中頻)。中頻信號(hào)xIFc是復(fù)數(shù)值的帶通信號(hào)。中頻信號(hào)xIFc的模頻譜|XIFc|在圖3a中示意性地被示出。由圖3a可以看出，由于轉(zhuǎn)變至中頻范圍，有用信道部分的中心頻率(所期望信道，DCH)位于中頻fIF＝2MHz附近，并且在頻譜中接下來的左邊的相鄰信道部分的中心頻率(左邊相鄰信道，LAC)位于fIF-5MHz＝-3MHz附近。為了簡(jiǎn)化示圖，在圖3a中由此出發(fā)，即DCH部分和LAC部分的平均功率相同。由于2MHz的中頻fIF的值相對(duì)低，在圖2中示出的接收單元16被稱為“低IF”-接收單元。
作為信道選擇濾波器(CHSEL)起作用的模擬濾波器單元22推導(dǎo)出實(shí)數(shù)值的帶通信號(hào)xIFr，其方式是，復(fù)數(shù)值的帶通信號(hào)xIFc借助一個(gè)(復(fù)數(shù)的)三階的Butterworth濾波器被濾波并且僅僅形成被濾波的信號(hào)的實(shí)部。由此，模擬濾波器單元22可以被簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)并且節(jié)省能量地被運(yùn)行。優(yōu)選的是，被濾波的信號(hào)的實(shí)部的值接著在濾波器單元22中借助所謂的限幅放大器(Limiter-Verstrkers)被放大并且這樣地被限制到最大值上，使得在模上，這些實(shí)部值不超過該最大值。
因?yàn)閮H僅形成和進(jìn)一步處理被濾波信號(hào)的實(shí)部，所以在圖2中示出的接收單元16被稱為“實(shí)數(shù)值的低IF”-接收單元。通過實(shí)部形成，隨后的功能塊的構(gòu)造得到簡(jiǎn)化并且由此整個(gè)接收單元顯著地簡(jiǎn)化。這樣，有利地特別是，僅需要一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于隨后的信號(hào)處理。
在圖3b中示意性地示出了實(shí)數(shù)值的帶通信號(hào)xIFr的模頻譜|XIFr|。通過實(shí)部形成，由左邊相鄰信道(LAC)產(chǎn)生的相鄰信道部分在頻譜上與有用信道部分(DCH)重疊，如在圖3b中借助具有兩個(gè)陰影線的那些區(qū)域可以看出的那樣。
變換單元23將實(shí)數(shù)值的帶通信號(hào)xIFr轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)第一和一個(gè)第三基帶信號(hào)xBB1或者說xBB3以及可選附加地轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)第二基帶信號(hào)xBB2，其中所有三個(gè)基帶信號(hào)是復(fù)數(shù)值的以及是數(shù)字的。首先，實(shí)數(shù)值的帶通信號(hào)xIFr通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器30以優(yōu)選為16Msps(百萬采樣每秒)的采樣率采樣并且以優(yōu)選僅一個(gè)Bit的比特寬度來量化。所得到的實(shí)數(shù)值的、數(shù)字IF信號(hào)接著借助第一混合器31被推移到基帶中并且通過具有帶寬為2MHz的(復(fù)數(shù))第一低通濾波器(TP1)32進(jìn)行低通濾波。通過這種方式形成的第三基帶信號(hào)xBB3又具有一個(gè)有用信道部分(DCH)和/或一個(gè)相鄰信道部分(LAC)，如在圖3c中從其模頻譜|XBB3|示意性的示圖中可以看出的那樣。
第三基帶信號(hào)xBB3不但被輸送給在數(shù)據(jù)檢測(cè)單元26中的解調(diào)單元27，而且還輸送給第二混合器33。在數(shù)據(jù)檢測(cè)單元26中，在第三基帶信號(hào)xBB3的有用信道部分中包含的數(shù)據(jù)借助解調(diào)單元27、相關(guān)單元(PN解展頻器)28和檢測(cè)單元29被盡可能無誤地檢測(cè)。第二混合器33將第三基帶信號(hào)xBB3在頻譜上向左移動(dòng)1.5MHz。這樣得到的第一基帶信號(hào)xBB1被輸送給數(shù)字濾波器單元24的(復(fù)數(shù))第二低通濾波器(TP2)34。
數(shù)字濾波器單元24的第二低通濾波器(TP2)34這樣地將第一基帶信號(hào)xBB1濾波，使得由有用信道部分(DCH)所影響的頻譜部分被抑制，并且提供了復(fù)數(shù)值的第一被濾波的信號(hào)xLAC。該第一被濾波的信號(hào)xLAC的模頻譜|XLAC|在圖3d中示意性地被示出?？梢钥闯龅氖牵撔盘?hào)僅僅具有相鄰信道部分(LAC)。優(yōu)選的是，第二低通濾波器34由一個(gè)第一復(fù)數(shù)FIR-濾波器(有限脈沖響應(yīng))、一個(gè)降低因子2的采樣率縮減器(Abtastratenreduzierers)以及一個(gè)第二復(fù)數(shù)FIR-濾波器的串聯(lián)電路構(gòu)成，使得總體得到簡(jiǎn)單構(gòu)造的、具有帶寬為大約0.5MHz的低通濾波器。
分析單元25分析該第一被濾波的信號(hào)xLAC，并且根據(jù)所分析的第一被濾波信號(hào)產(chǎn)生二進(jìn)制的占用信號(hào)y，用于說明相鄰信道的占用。這種分析單元在以下參照附圖4來描述。
根據(jù)圖2，裝置20此外還具有一個(gè)與分析單元25和數(shù)據(jù)檢測(cè)單元26相連接的控制單元(CTL)37，二進(jìn)制的占用信號(hào)y被輸送給它?？刂茊卧?7根據(jù)二進(jìn)制的占用信號(hào)y這樣地控制數(shù)據(jù)檢測(cè)單元26，使得一旦二進(jìn)制的占用信號(hào)y指明(信號(hào)化表示)相鄰信道的占用時(shí)，當(dāng)前的檢測(cè)過程中斷或者說離開接收模式，并且切換到“聽模式”，在其中接收單元16重新檢驗(yàn)一個(gè)IEEE 802.15.4-信號(hào)的存在。為此，控制單元37優(yōu)選地與數(shù)據(jù)檢測(cè)單元26相連接，如果數(shù)據(jù)檢測(cè)單元26被控制單元37指示這樣做時(shí)，則該數(shù)據(jù)檢測(cè)單元直接地結(jié)束當(dāng)前的接收過程，也就是說當(dāng)前接收的幀的數(shù)據(jù)被拒絕。由此，LAC-幀從接收單元16至控制單元17的傳輸停止，這一方面使得能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)送/接收裝置的節(jié)省能量的運(yùn)行，并且另一方面使得接收單元16在一個(gè)更早的時(shí)間點(diǎn)上又準(zhǔn)備好接收在有用信道(DCH)中的數(shù)據(jù)幀。
根據(jù)第二實(shí)施例，變換單元23附加地生成一個(gè)第二基帶信號(hào)xBB2，其方式是將第三基帶信號(hào)xBB3借助第三混合器35在頻譜上向右移動(dòng)0.5MHz。數(shù)字濾波器單元24的、優(yōu)選類似于第二低通濾波器34地實(shí)現(xiàn)的(復(fù)數(shù))第三低通濾波器36，這樣地對(duì)第二基帶信號(hào)xBB2進(jìn)行濾波，使得由左相鄰信道(LAC)所影響的頻譜部分被抑制，并且提供了一個(gè)復(fù)數(shù)值的第二被濾波的信號(hào)xDCH。第二被濾波的信號(hào)xDCH的模頻譜|XDCH|在圖3e中被示意性地示出?？梢钥闯龅氖牵撔盘?hào)僅僅具有有用信道部分(DCH)。在第二實(shí)施例中，分析單元25不但分析出第一被濾波的信號(hào)xLAC，而且還分析出第二被濾波的信號(hào)xDCH，并且根據(jù)兩個(gè)被分析出的信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制的占用信號(hào)y用于說明相鄰信道的占用。這種分析單元同樣在下面參照附圖4描述。
圖4示出了由圖2的分析單元(EVAL)的框圖。根據(jù)第一實(shí)施例，分析單元25具有一個(gè)第一分析單元41，一個(gè)第二分析單元42和一個(gè)“或”門43。這兩個(gè)分析單元41和42在輸入側(cè)與圖2中的第二低通濾波器(TP2)34相連接，并且在輸出側(cè)與“或”門43的兩個(gè)輸入端相連接。在“或”門43的相當(dāng)于分析單元25的輸出端的輸出端上，二進(jìn)制的占用信號(hào)y被提取。
第一分析單元41生成第一二進(jìn)制信號(hào)y1，其方式是第一被濾波的信號(hào)xLAC的值被單個(gè)地分析，即對(duì)于第一二進(jìn)制信號(hào)y1的每個(gè)值都恰好分析出第一被濾波的信號(hào)xLAC的一個(gè)值(即當(dāng)前值)，使得進(jìn)行當(dāng)前值分析。第二分析單元42生成一個(gè)第二二進(jìn)制信號(hào)y2，其方式是第一被濾波的信號(hào)xLAC的值借助平滑的(gleitenden)加窗技術(shù)被分析，即對(duì)于第二二進(jìn)制信號(hào)y2的每個(gè)值，分析出第一被濾波的信號(hào)xLAC的多個(gè)值(即當(dāng)前的以及以前的值)，這樣進(jìn)行“帶記憶”的分析?！盎颉遍T43最后生成二進(jìn)制的占用信號(hào)y，方式是第一二進(jìn)制信號(hào)y1與第二二進(jìn)制信號(hào)y2進(jìn)行“或”邏輯運(yùn)算。
第一分析單元41包含一個(gè)在輸入側(cè)與圖2中的第二低通濾波器(TP2)34相連接的模形成單元44和一個(gè)連接在后面的第一判定單元45，該判定單元在輸出側(cè)與“或”門43的一個(gè)第一輸入端相連接。首先在模形成單元44中形成第一被濾波的信號(hào)xLAC的值的模|xLAC|。接著在第一判定單元45中，將這些模|xLAC|與一個(gè)第一比較值V1進(jìn)行比較，并且第一二進(jìn)制信號(hào)y1被這樣地產(chǎn)生，使得如果第一被濾波的信號(hào)xLAC的相應(yīng)值在模上超過第一比較值V1，則該第一二進(jìn)制信號(hào)y1采納邏輯1的值，或者說如果情況不是這樣，則采納邏輯0的值。在一種優(yōu)選的實(shí)施形式中，比較值V1是一個(gè)閾值，該閾值有利地被確定在第一被濾波的信號(hào)xLAC的值的最大可能的模的大約75-95％范圍內(nèi)的值上。
第二分析單元42具有以下的串聯(lián)的功能塊該模形成單元44，一個(gè)第二判定單元46，以及由一個(gè)帶有連接在后面的第三判定單元49的窗口累加器(Fensterakkumulator)48構(gòu)成的中值確定單元47，其中該中值確定單元47或者說第三判定單元49在輸出側(cè)與“或”門43的第二輸入端相連接。
在第二判定單元46中，第一被濾波的信號(hào)的值的、在模形成單元44中形成的模|xLAC|與一個(gè)第二比較值V2進(jìn)行比較，并且這樣地產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制的輔助信號(hào)h，即如果第一被濾波的信號(hào)xLAC的相應(yīng)值在模上超過第二比較值V2，則該輔助信號(hào)采納邏輯1的值，或者說如果情況不是這樣，則采納邏輯0的值。在一種優(yōu)選的實(shí)施形式中，比較值V2是一個(gè)閾值，該閾值有利地大致被確定在由第一被濾波的信號(hào)xLAC的值的最小和最大可能的模的平均值上。
中值確定單元47這樣地產(chǎn)生第二二進(jìn)制信號(hào)y2，使得第二二進(jìn)制信號(hào)y2的每個(gè)值都說明了該二進(jìn)制的輔助信號(hào)h的N個(gè)值的一個(gè)中值，其中N表示窗口長度。為此，窗口累加器48平滑地分別將二進(jìn)制的輔助信號(hào)h的N個(gè)值累加，由此在第三判定單元49中可這樣地產(chǎn)生第二二進(jìn)制信號(hào)y2，使得如果相應(yīng)的累加的值超過大致為N/2的一個(gè)值時(shí)，則該第二二進(jìn)制信號(hào)采納邏輯1的值，或者說如果情況不是這樣，則采納邏輯0的值。優(yōu)選的是，窗口長度被選為N＝16。
替代窗口累加器48也可以設(shè)置平均值確定單元，該平均值確定單元將二進(jìn)制的輔助信號(hào)h的值(必要時(shí)加權(quán)地或在RMS平均值的意義上)平滑地進(jìn)行平均，以便產(chǎn)生第三判定單元49的輸入信號(hào)。也可以設(shè)置更昂貴的、非二進(jìn)制的平均值確定單元，它直接地將第一被濾波的信號(hào)的值的這些模|xLAC|平均，以便產(chǎn)生第三判定單元49的輸入信號(hào)。
根據(jù)第二實(shí)施例，分析單元25不但分析第一被濾波的信號(hào)xLAC而且分析在第二輸入端上的第二被濾波的信號(hào)xDCH，并且根據(jù)兩個(gè)被分析的信號(hào)產(chǎn)生二進(jìn)制的占用信號(hào)y。優(yōu)選的是，分析單元25為了該目的而附加地包含一個(gè)比較值確定單元(VDET)50，該比較值確定單元在輸入側(cè)與第三低通濾波器36相連接以及在輸出側(cè)與第一判定單元45和第二判定單元46相連接，并且基于第二被濾波的信號(hào)xDCH確定取決于該信號(hào)的比較值V1和V2。為了確定比較值V2，第二被濾波的信號(hào)xDCH例如在模上被平均(未加權(quán)的/加權(quán)的平均，RMS平均，中值確定，等等)，而為了確定比較值V1，例如僅將xDCH的值的、按照模最大的三分之一在模上平均。
雖然本發(fā)明在前面借助實(shí)施例被描述，但其并不局限于此，而是可以以多種方式修改。這樣，本發(fā)明例如既不局限于WPAN本身，也不局限于根據(jù)IEEE 802.15.4的WPAN或那里說明的帶擴(kuò)展方法、調(diào)制方法、頻帶、比特率、字符率和碼片速率以及其階數(shù)等等，也不局限于中頻、采樣頻率、濾波器帶寬類型和階數(shù)等等的所說明的值。本發(fā)明而是可以有利地被應(yīng)用于不同的無線或有線的FDMA通信系統(tǒng)中。
參考標(biāo)號(hào)表10數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)/根據(jù)IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.15.4的“無線個(gè)人域網(wǎng)”(WPAN)11-13 發(fā)送/接收裝置(收發(fā)機(jī)，TRX)14天線
15發(fā)送單元(發(fā)送器，TX)16接收單元(接收器，RX)17控制單元(CTRL)20用于識(shí)別相鄰信道占用的裝置21混合器單元22模擬濾波器單元(CHSEL)23變換單元24數(shù)字濾波器單元25分析單元(EVAL)26數(shù)據(jù)檢測(cè)單元27解調(diào)單元(DEMOD)28相關(guān)單元(COR)29檢測(cè)單元(DET)30模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)31第一混合器32第一低通濾波器(TP1)33第二混合器34第二低通濾波器(TP2)35第三混合器36第三低通濾波器(TP3)37控制單元(CTL)41，42第一或第二分析單元43“或”門44模形成單元45，46第一或第二判定單元47中值確定單元
48窗口累加器49第三判定單元50比較值確定單元ADC 模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器AKK 累加器BB基帶BP帶通濾波器CHSEL 信道選擇濾波器COR 相關(guān)單元，解展頻器CTL 控制單元CTRL 控制單元DEMOD 解調(diào)器DET 檢測(cè)器EVAL 分析單元FDMA 頻分多路復(fù)用(頻分復(fù)用方法)FIR 有限脈沖響應(yīng)IF中頻ISM 工業(yè)、科研、醫(yī)療(2.4GHz附近的頻帶)LAC 左相鄰信道LNA 低噪音放大器MAC 媒體訪問控制MPDU MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元MSDU MAC
QPSK 四相相移鍵控RF射頻RMS 均方根RX接收單元TP低通濾波器TRX 發(fā)送/接收裝置，收發(fā)機(jī)TX發(fā)送單元VDET 比較值確定單元WPAN 無線個(gè)人域網(wǎng)|x| 量x的(絕對(duì)值)模fC碼片時(shí)鐘(＝1/TC)fCH 信道的中心頻率fIF 中頻fRF 射頻h 進(jìn)制的輔助信號(hào)N 窗口長度TC碼片周期(＝1/fC)V1，V2第一或第二比較值xBB1，xBB2第一或第二基帶信號(hào)xBB3 第三基帶信號(hào)XBB3 信號(hào)xBB3的頻譜xDCH 第二被濾波的信號(hào)XDCH 信號(hào)xDCH的頻譜xIFc 復(fù)數(shù)值的帶通/中頻信號(hào)XIFc 信號(hào)xIFc的頻譜xIFr 實(shí)數(shù)值的帶通/中頻信號(hào)
XIFr 信號(hào)xIFr的頻譜xLAC 第一被濾波的信號(hào)XLAC 信號(hào)xLAC的頻譜xRF 無線電信號(hào)y 二進(jìn)制的占用信號(hào)y1，y2第一或第二二進(jìn)制信號(hào)。
權(quán)利要求
1.借助一個(gè)具有一個(gè)有用信道部分和/或一個(gè)相鄰信道部分的、復(fù)數(shù)值的帶通信號(hào)(xIFc)來識(shí)別一個(gè)相鄰信道被信號(hào)占用的方法，具有以下步驟a)導(dǎo)出一個(gè)實(shí)數(shù)值的帶通信號(hào)(xIFr)，其方式是該復(fù)數(shù)值的帶通信號(hào)(xIFc)被濾波并且由被濾波的信號(hào)形成實(shí)部，b)將該實(shí)數(shù)值的帶通信號(hào)(xIFr)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)第一基帶信號(hào)(xBB1)，c)對(duì)該第一基帶信號(hào)(xBB1)進(jìn)行濾波，使得被該有用信道部分影響的頻譜部分被抑制，并且提供一個(gè)第一被濾波的信號(hào)(xLAC)，d)對(duì)該第一被濾波的信號(hào)(xLAC)進(jìn)行分析，并且根據(jù)該被分析的第一被濾波的信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制的占用信號(hào)(y)，用于說明該相鄰信道的占用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，該第一被濾波的信號(hào)(xLAC)的所述分析包括對(duì)一個(gè)取決于該第一被濾波的信號(hào)(xLAC)的二進(jìn)制信號(hào)的一些值的中值確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，該第一被濾波的信號(hào)(xLAC)的所述分析包括一個(gè)取決于該第一被濾波的信號(hào)的信號(hào)的一些值的平均值確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的方法，其特征在于，該第一被濾波的信號(hào)(xLAC)的所述分析包括以下步驟a)產(chǎn)生一個(gè)第一二進(jìn)制信號(hào)(y1)，其方式是該第一被濾波的信號(hào)(xLAC)的這些值單個(gè)地被分析，b)產(chǎn)生一個(gè)第二二進(jìn)制信號(hào)(y2)，其方式是該第一被濾波的信號(hào)(xLAC)的這些值借助于平滑的加窗技術(shù)(Fensterung)被分析，c)通過該第一二進(jìn)制信號(hào)(y1)與該第二二進(jìn)制信號(hào)(y2)的邏輯“或”運(yùn)算而產(chǎn)生該二進(jìn)制的占用信號(hào)(y)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，該第一被濾波的信號(hào)(xLAC)的這些值單個(gè)地被分析，其方式是將這些值在模上與一個(gè)第一比較值(V1)進(jìn)行比較，并且如果該第一被濾波的信號(hào)(xLAC)的相應(yīng)值在模上超過該第一比較值(V1)，則該第一二進(jìn)制信號(hào)(y1采納邏輯1的值，或者如果情況不是這樣，則采納邏輯0的值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于，該第一比較值(V1)是一個(gè)閾值。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6之一的方法，其特征在于，該第二二進(jìn)制信號(hào)(y2)的每個(gè)值都說明了一個(gè)二進(jìn)制的輔助信號(hào)(h)的N個(gè)值的一個(gè)中值，其中N表示窗口長度并且該二進(jìn)制的輔助信號(hào)(h)取決于該第一被濾波的信號(hào)(xLAC)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，將該第一被濾波的信號(hào)(xLAC)的這些值在模上與一個(gè)第二比較值(V2)進(jìn)行比較，并且如果該第一被濾波的信號(hào)(xLAC)的相應(yīng)值在模上超過該第二比較值(V2)，則該二進(jìn)制的輔助信號(hào)(h)采納邏輯1的值，而如果情況不是這樣，則采納邏輯0的值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于，該第二比較值(V2)是一個(gè)閾值。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，具有以下步驟a)將該實(shí)數(shù)值的帶通信號(hào)(xIFr)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)第二基帶信號(hào)(xBB2)，b)對(duì)該第二基帶信號(hào)(xBB2)進(jìn)行濾波，使得被該相鄰信道部分影響的頻譜部分被抑制，并且提供一個(gè)第二被濾波的信號(hào)(xDCH)，c)對(duì)該第二被濾波的信號(hào)(xDCH)進(jìn)行分析并且根據(jù)該被分析的第一被濾波的信號(hào)及該被分析的第二被濾波的信號(hào)來產(chǎn)生該二進(jìn)制的占用信號(hào)(y)。
11.根據(jù)引用權(quán)利要求5的權(quán)利要求10的方法，其中該第一比較值(V1)取決于該第二被濾波的信號(hào)(xDCH)。
12.根據(jù)引用權(quán)利要求8的權(quán)利要求10的方法，其中該第二比較值(V2)取決于該第二被濾波的信號(hào)(xDCH)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，具有以下步驟a)檢測(cè)這些被包含在該復(fù)數(shù)值的帶通信號(hào)(xIFc)中的數(shù)據(jù)值(d)，b)一旦該二進(jìn)制的占用信號(hào)(y)信號(hào)化表示該相鄰信道的占用，則中斷所述檢測(cè)步驟。
14.借助一個(gè)具有一個(gè)有用信道部分和/或一個(gè)相鄰信道部分的復(fù)數(shù)值的帶通信號(hào)(xIFc)來識(shí)別一個(gè)相鄰信道被信號(hào)占用的裝置(20)，包括a)一個(gè)模擬的濾波器單元(22)，它被構(gòu)造用于導(dǎo)出一個(gè)實(shí)數(shù)值的帶通信號(hào)(xIFr)，其方式是該復(fù)數(shù)值的帶通信號(hào)(xIFc)被濾波，并且由該被濾波的信號(hào)形成實(shí)部，b)一個(gè)與該模擬的濾波器單元(22)相連接的變換單元(23)，它被構(gòu)造用于將該實(shí)數(shù)值的帶通信號(hào)(xIFr)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)第一基帶信號(hào)(xBB1)，c)一個(gè)與該變換單元(23)相連接的數(shù)字濾波器單元(24)，它被構(gòu)造用于對(duì)該第一基帶信號(hào)(xBB1)這樣地進(jìn)行濾波，使得被該有用信道部分影響的頻譜部分被抑制，并且提供一個(gè)第一被濾波的信號(hào)(xLAC)，d)一個(gè)與該數(shù)字濾波器單元(24)相連接的分析單元(25)，它被構(gòu)造用于對(duì)該第一被濾波的信號(hào)(xLAC)進(jìn)行分析，并且根據(jù)被該分析的第一被濾波的信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制的占用信號(hào)(y)，用于說明該相鄰信道的占用。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其特征在于，該分析單元(25)具有一個(gè)中值確定單元(47)，它被構(gòu)造用來實(shí)施對(duì)一個(gè)取決于該第一被濾波的信號(hào)(xLAC)的二進(jìn)制信號(hào)的一些值的中值確定。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15的裝置，其特征在于，該分析單元(25)具有一個(gè)平均值確定單元，該平均值確定單元被構(gòu)造用來實(shí)施對(duì)一個(gè)取決于該第一被濾波的信號(hào)(xLAC)的信號(hào)的一些值的平均值確定。
17.根據(jù)權(quán)利要求14至16之一的裝置，其特征在于，該分析單元(25)具有以下單元a)一個(gè)與該數(shù)字濾波器單元(24)相連接的第一分析單元(41)，該第一分析單元被構(gòu)造用于產(chǎn)生一個(gè)第一二進(jìn)制信號(hào)(y1)，其方式是該第一被濾波的信號(hào)(xLAC)的這些值單個(gè)地被分析，b)一個(gè)與該數(shù)字濾波器單元(24)相連接的第二分析單元(42)，該第二分析單元被構(gòu)造用于產(chǎn)生一個(gè)第二二進(jìn)制信號(hào)(y2)，其方式是該第一被濾波的信號(hào)(xLAC)的這些值借助平滑的加窗技術(shù)進(jìn)行分析，c)一個(gè)與該第一分析單元(41)和第二分析單元(42)相連接的“或”門(43)，該“或”門被構(gòu)造用于通過該第一二進(jìn)制信號(hào)(y1)與該第二二進(jìn)制信號(hào)(y2)的邏輯“或”運(yùn)算來產(chǎn)生該二進(jìn)制的占用信號(hào)(y)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的裝置，其特征在于，該第一分析單元(41)具有以下單元a)一個(gè)與該數(shù)字濾波器單元(24)相連接的模形成單元(44)，它被構(gòu)造用于形成該第一被濾波的信號(hào)(xLAC)的這些值的模(|xLAC|)，b)一個(gè)與該模形成單元(44)相連接的第一判定單元(45)，它被構(gòu)造用于將該第一被濾波的信號(hào)的這些值的模(|xLAC|)與一個(gè)第一比較值(V1)進(jìn)行比較，并且這樣地產(chǎn)生該第一二進(jìn)制信號(hào)(y1)，使得如果該第一被濾波的信號(hào)(xLAC)的相應(yīng)值在模上超過該第一比較值(V1)，則該第一二進(jìn)制信號(hào)(y1)采納邏輯1的值，或者如果情況不是這樣，則采納邏輯0的值。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18的裝置，其特征在于，該第二分析單元(42)具有一個(gè)中值確定單元(47)，其被構(gòu)造用于這樣地產(chǎn)生該第二二進(jìn)制信號(hào)(y2)，使得該第二二進(jìn)制信號(hào)(y2)的每個(gè)值都說明一個(gè)二進(jìn)制的輔助信號(hào)(h)的N個(gè)值的一個(gè)中值，其中N表示窗口長度并且所述二進(jìn)制的輔助信號(hào)(h)取決于該第一被濾波的信號(hào)(xLAC)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的裝置，其特征在于，所述第二分析單元(42)具有以下單元a)一個(gè)與該數(shù)字濾波器單元(24)相連接的模形成單元(44)，它被構(gòu)造用于形成該第一被濾波的信號(hào)(xLAC)的這些值的模(|xLAC|)，b)一個(gè)與該模形成單元(44)相連接的第二判定單元(46)，它被構(gòu)造用于將該第一被濾波的信號(hào)的這些值的模(|xLAC|)與一個(gè)第二比較值(V2)進(jìn)行比較，并且這樣地產(chǎn)生該二進(jìn)制的輔助信號(hào)(h)，使得如果該第一被濾波的信號(hào)(xLAC)的相應(yīng)值在模上超過該第二比較值(V2)，則該二進(jìn)制的輔助信號(hào)(h)采納邏輯1的值，或者如果情況不是這樣，則采納邏輯0的值，c)一個(gè)與該第二判定單元(46)相連接的窗口累加器(48)，它被構(gòu)造用于將該二進(jìn)制的輔助信號(hào)(h)的各N個(gè)值的平滑地累加，d)一個(gè)與該窗口累加器(48)相連接的第三判定單元(49)，它被構(gòu)造用于這樣地產(chǎn)生該第二二進(jìn)制信號(hào)(y2)，使得如果該相應(yīng)地被累加的值超過一個(gè)基本上為N/2的值，則該第二二進(jìn)制信號(hào)(y2)采納邏輯1的值，或者如果情況不是這樣，則采納邏輯0的值。
21.根據(jù)權(quán)利要求14至20之一的裝置，其特征在于，a)該變換單元(23)被構(gòu)造，用于將該實(shí)數(shù)值的帶通信號(hào)(xIFr)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)第二基帶信號(hào)(xBB2)，b)該數(shù)字濾波器單元(24)被構(gòu)造，用于將該第二基帶信號(hào)(xBB2)這樣地濾波，使得由該相鄰信道部分影響的頻譜部分被抑制，并且用于提供一個(gè)第二被濾波的信號(hào)(xDCH)，c)該分析單元(25)被構(gòu)造，用于分析該第二被濾波的信號(hào)(xDCH)以及根據(jù)該被分析的第一被濾波的信號(hào)和該被分析的第二被濾波的信號(hào)產(chǎn)生該二進(jìn)制的占用信號(hào)(y)。
22.根據(jù)引用權(quán)利要求18的權(quán)利要求21的裝置，其中該分析單元(25)被構(gòu)造用于設(shè)置一個(gè)取決于該第二被濾波的信號(hào)(xDCH)的第一比較值(V1)。
23.根據(jù)引用權(quán)利要求20的權(quán)利要求21的裝置，其中該分析單元(25)被構(gòu)造用于設(shè)置一個(gè)取決于該第二被濾波的信號(hào)(xDCH)的第二比較值(V2)。
24.根據(jù)權(quán)利要求14至23之一的裝置，包含a)一個(gè)與該分析單元(25)相連接的控制單元(37)用于控制一個(gè)數(shù)據(jù)檢測(cè)單元(26)，該數(shù)據(jù)檢測(cè)單元被構(gòu)造用于檢測(cè)在該復(fù)數(shù)值的帶通信號(hào)(xIFc)中所包含的數(shù)據(jù)值(d)，b)其中該控制單元(37)被構(gòu)造用于當(dāng)所述二進(jìn)制的占用信號(hào)(y)信號(hào)化表示該相鄰信道的占用時(shí)，指示該數(shù)據(jù)檢測(cè)單元(26)中斷當(dāng)前的檢測(cè)過程。
25.發(fā)送/接收裝置(11-13)，特別是用于根據(jù)IEEE-標(biāo)準(zhǔn)802.15.4在2.4GHz頻帶中的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(10)，包含一個(gè)天線(14)以及一個(gè)與該天線相連接的接收單元(16)，用于接收特別是根據(jù)IEEE802.15.4的數(shù)據(jù)，具有根據(jù)權(quán)利要求14至24之一的用于識(shí)別相鄰信道的占用的裝置(20)。
26.集成電路，特別是用于根據(jù)權(quán)利要求25的發(fā)送/接收裝置，具有根據(jù)權(quán)利要求14至24之一的裝置(20)。
全文摘要
本發(fā)明涉及借助一個(gè)具有有用信道部分和/或相鄰信道部分的復(fù)數(shù)值帶通信號(hào)來識(shí)別相鄰信道被信號(hào)占用的方法。根據(jù)本發(fā)明，a)推導(dǎo)一個(gè)實(shí)數(shù)值的帶通信號(hào)，其方式是該復(fù)數(shù)值的帶通信號(hào)被濾波并且由該被濾波的信號(hào)形成實(shí)部，b)將該實(shí)數(shù)值的帶通信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)第一基帶信號(hào)，c)對(duì)該第一基帶信號(hào)進(jìn)行濾波，使得被有用信道部分影響的頻譜部分被抑制，以及d)分析該第一被濾波的信號(hào)并且根據(jù)被該分析的第一被濾波的信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制的占用信號(hào)，用于說明相鄰信道的占用。本發(fā)明此外還涉及相應(yīng)的用于占用識(shí)別的裝置，以及具有這種裝置的發(fā)送/接收裝置和集成電路。
文檔編號(hào)H04L25/03GK1960201SQ20061012807
公開日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2006年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月1日
發(fā)明者迪爾克·亨切爾, 埃里克·薩克塞, 米夏埃爾·施密特 申請(qǐng)人:Atmel德國有限公司