专利名称：分集式接收器和收发器的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及射频通信系统，并且更具体地，涉及一种分集式接收器、分集式收发器以及利用天线分集技术的近程装置(SRD)应用。
背景技术：
天线分集技术是应对无线通信系统中已接收的信号的多路径衰退的方法，正如在建筑物内部或者之间的射频(RF)通信中遇到的，多路径发送会导致破坏性干扰，并且因而减小可靠通信的范围。例如，如图1中所示，没有天线分集的通信系统10可以包括带有单个发射器侧天线14的发射器(TX)或发送器12、和带有接收器侧天线18的接收器(RX) 16。信号可以是携载信息的物理量的变化，例如电磁波。信号可以例如是射频信号或光学信号。从发射器侧天线14放射的信号，即例如包括从发送器或发射器发射信息的电磁波，可以例如在第一壁20和第二壁22处被反射，由此在所示的示例中产生用于三个例子情形的发射的三个发射路径或者在接收器侧天线18处潜在地彼此干扰的信号24、26、28的多路径表示。为了改善接收信号质量，可以使用更多功率来发射信号24、26、28，或者可以配置接收器16，用于提供更多的接收信号灵敏度。然而，这会导致非常严格的发射链路裕量。例如，如图2中所示，不同的通信系统可以是分集式天线系统30，包括具有单个发射器侧天线14的发射器12和具有两个或更多个接收器侧天线34、36的分集式接收器32， 其可以接收不同的多路径信号24、26、28;38、40、42，并且因此在不同天线处接收的得到的信号可以不被相同干扰同时影响。然后，比较由每个天线34、36接收的信号，并且选择提供由接收器所测量的较佳接收或最佳接收信号质量(例如，较高信噪比)的天线。为了双向通信，可以使用收发器，提供发射器和接收器这两种功能性。图3中示出一般分集式收发器。收发器44可以包括连接到发射天线48的发射器46以及每一个连接到不同接收天线54、56的两个或更多个接收器50、52。在所示的示例中，使用3个引脚58、 60、62(2个用于RX，1个用于TX)用于天线连接。微控制器单元(MCU)64可以连接到发射器，用于提供待发射数据，且可以连接到接收器，用于接收在接收天线上的数据和信号电平值，并且评估信号强度或信号电平且决定要用哪个天线。为了使用MCU管理天线分集功能， 可以利用模-数转换器(未示出)将所接收的信号从接收到的模拟表示转换成数字表示。 在信号接收期间，MCU可以处于接通模式，即MCU可以是“醒着的”。在电信中，低功率通信设备或近程装置(SRD)也会遭受多路径衰退。SRD是使用无线通信的受限制的放射线装置，例如无线麦克风、无线电控制的车库门开启器或者其他装置，例如医疗或自动装置，其中发射器和接收器之间的距离一般只有几米。这些装置中许多例如使用工业、科学和医疗(ISM)无线频带通信，其最初是国际上保留用于除通信之外的工业、科学和医疗目的的RF电磁场的。通信装置通常必须接受由ISM装置所产生的任何干扰。ISM频带例如在315MHz、433MHz或868MHz的范围内。近程装置常较小，这会限制若干天线的可利用区域，或者会限定用于分集式接收器信号处理的接收器侧数字处理单元和所连接的模_数转换器的可利用功率。
发明内容
本发明提供如随附的权利要求中所描述的分集式接收器、分集式收发器以及利用天线分集技术的近程装置(SRD)应用。在从属权利要求中阐释了本发明的具体实施例。参照下文中所描述的实施例，本发明的这些及其他方面将是显而易见的。
将参照附图而仅以示例的方式来描述本发明进一步的细节、方面和实施例。图中的元件为简明、清楚而例示，并且未必按比例绘制。不同图中的相同附图标记表示相同或相似的部件。图1示意性示出现有技术RF通信系统经历单个发射器侧天线和单个接收器侧天线之间的多路径发射的示例。图2示意性示出现有技术RF通信系统经历单个发射器侧天线和两个接收器侧天线之间的多路径发射的示例。图3示出现有技术分集式收发器的示例的示意性框图。图4示出分集式天线系统的第一示例的示意性框图。图5是示出发射的数据分组结构的示例的示意性框图。图6示出分集式天线系统的第二示例的示意性框图。图7示出分集式天线系统的第三示例的示意性框图。图8示意性示出在分集式天线系统的第三示例的操作期间分集式接收器和所连接的接收器侧MCU的状态的示例。图9示出分集式接收器的实施例的示例的示意性框图。图10示出分集式收发器的第一实施例的示例的示意性框图。图11示出分集式收发器的第二实施例的示例的示意性框图。图12示出在具有多个发射器侧天线的分集式发射器和具有至少第一接收器侧天线的接收器之间发射数据分组的方法的示例的示意性框图。图13示出近程装置(SRD)应用的实施例的示例的示意性框图。
具体实施例方式参照图4，示出分集式天线系统的第一示意性示例。所示分集式天线系统70包括具有多个发射器侧天线74、76的分集式发射器72。可以将分集式发射器布置为产生包括数据分组的至少一个序列的信号，所述数据分组具有针对所述数据分组中的每一个而相同的有效负载和不同的标识符。标识符中的每一个可以识别所述多个发射器侧天线74、76中相对应的一个。并且可以将分集式发射器72布置为在所述多个发射器侧天线74、76上及时地在不同点处顺次地发射所述信号中的至少两个。而且所示的分集式天线系统70可以包括接收器78，所述接收器78包括第一接收器侧天线80。可以将接收器78布置为在第一接收器侧天线80上顺次地接收至少一个序列的信号，并且当所述至少一个序列中已接收的信号中所包括的数据分组的误差校验指示成功接收时，中止接收所述至少一个序列的后续信号。通过利用发射器侧天线分集，接收器可以遭遇较少功耗。发射器可以产生信号序列，每个信号包括数据分组，其中所有数据分组携载将要与用于区分数据分组的标识符一起发射的相同的有效负载。信号序列可以施加到用于有效负载信息的冗余发射的发射器侧天线、每个信号并且因而每个数据分组在不同时间被施加到不同的发射天线，发射器因此利用空间和时间多路复用器发射有效负载信息。作为示例，接收器可以接收第一发射器侧天线上发送的第一信号的多路径表示 82、84、86以及第二发射器侧天线上发送的第二信号的多路径表示88、90、92，所述第一信号包括携载有效负载信息的第一发射数据分组，且所述第二信号包括携载相同有效负载信息的第二数据分组。可以将接收器布置为至少在第一接收器侧天线80处顺次接收发射信号，对已接收的信号中所包括的数据分组施以误差校验，并且当误差校验的结果指示已经成功接收数据分组时，中止接收同一序列的后续信号。可以在完成信号的接收并且对已接收的信号中所包括的数据分组执行误差校验，例如循环冗余校验(CRC)之后，做出中止接收该序列的后续信号的决定。在完成数据分组接收之前，当不能正确地检测前导符或者发现信号电平在可接受阈值以下时，接收器可以例如尝试检测正在接收的信号中的前导符，并且可以跳过该信号并等待后续信号的数据分组中的下一前导符。应予以注意的是，术语“已接收的信号”可以指完全被接收了的信号，即其中所包括的数据分组已完全被传送并且因而可以被分析，例如通过执行误差校验，而术语“正在接收的信号”可以指当前正在接收的信号，即其未必被完全接收。参照图5，示出发射的数据分组结构100的示意性示例。数据分组是数据的格式化单位，包括控制信息以及通常情况下的用户数据，即有效负载或有效负载信息。在无线通信系统中发射数据分组可以指放射信号，例如无线电磁波，其包括数据分组信息，使得接收器可以接收携载数据分组的信号。如图所示，数据分组100可以包括前导符102、报头104和有效负载信息106。有效负载或有效负载信息106是发射系统的用户会可能想要从系统的发射侧传递至接收侧的数据。其可以例如为待发射的数字化编码信息的模拟表示。前导符102和头部106—起可以包括控制或信令信息。前导符102可以是接收器已知的，用于验证开端并识别发射类型。报头104可以包括更多控制信息。识别符可以是发射管理所需的信令数据的一部分， 并且可以是数据分组100的报头信息的一部分。然而，在本说明书的情形中，数据分组也可以是信号所携载的任何信息，具有不同的开端和末端并且至少包括用于当与其他数据分组比较时识别特定数据分组的识别符。返回参照图4，中止后续数据分组的接收可以包括例如为减小功耗而停用接收天线80或者连接到这些天线的接收器电路。然而，其也可以包括，在成功接收携载相同的有效负载信息的先前的数据分组之后，忽略、拒绝或中止对携载有效负载信息106的数据分组100评估。对数据分组的误差校验，例如循环冗余校验(CRC)，可以在完成数据分组的接收之后由接收器78来执行。当误差校验指示错误的数据分组时，接收器可以继续接收和验证该序列的第二信号。可以对序列的所有信号继续进行接收和验证，直至检测到带有有效数据分组的信号为止。然后成功的数据分组的识别符可以识别出最佳发射侧天线用于发射。对于多个发射器侧天线74、76中的至少两个，可以使从发射器侧天线74、76放射的包括数据分组的、诸如射频信号的信号不同地极化。在双发射器使用两个不同发射天线的情况下，可以例如使信号彼此正交极化。例如，可以使从第一发射器侧天线76放射的信号的多路径表示82、84、86与从第二发射器侧天线74放射的信号的多路径表示86、88、90 不同地极化。通过使发射器侧天线74、76更靠近加之以仅减小所放射的信号之间的干扰增力口，这可以例如提高携载数据分组的信号的接收质量，并且同时允许发射器天线分集的更加紧凑的布局。干扰和多路径衰退可以是依赖于频率的。因此，替选地或额外地，可以将分集式天线系统70布置用于频率多路复用，其中可以利用频率多路复用，在多个发射器侧天线74、 76中相对应的天线上发射包括该序列的数据分组的信号。依据所使用的信号和调制的类型，频率多路复用例如可以指使用不同的频率范围、不同的载波频率或者不同的比特率。频率多路复用可以用于提高接收质量并且更好地区分接收器侧处已接收的数据分组。并且所提出的分集式天线系统可以提供双频带通信的可能性。现在参照图6，示意性示出分集式天线系统110的第二示例，其中接收器可以是用于多路径接收的分集式接收器112，至少包括接收至少一个序列的信号的第二接收器侧天线116，被布置为测量第一和至少第二接收器侧天线上正在接收的信号的一个或多个质量特性；以及包括逻辑控制单元(这里未示出)，被布置为依据一个或多个所测量的质量特性来选择最佳接收器侧天线。如图6所示，分集式天线系统110可以包括多个接收器侧天线 114、116，例如如图6中所示的两个，允许在接收器侧天线114、116中每一个上进行多路径接收。一个或所有接收器侧天线114、116可以接收所发射的序列的数据分组中的每一个的多路径表示(82、84、86 ；88,90,92) ； (118、120、122 ； 124、126、128)。正在接收的信号的质量测量可以包括正在接收的信号的一个或多个质量特性的确定和评估，例如通过确定信号强度或电平并且将其与阈值电平比较并试图正确地检测正在接收的信号中所包括的前导符。 如果所测量的信号特性未指示有效信号，则不可以选择该特定天线用于接收。质量测量也可以包括例如通过直接比较信号电平来比较已接收的信号。例如，当超过一个接收天线在接收具有有效质量特性的信号时，可以例如通过信号电平的相对比较来选择最佳天线。接收器112中所包括的逻辑控制单元可以是处理器，诸如微控制器单元(MCU)，或者可以指在处理器上执行的算法。然而，逻辑控制单元可以使用逻辑电路来实现或者可以例如实现为状态机，例如在可编程逻辑阵列(PLA)中实现。所提出的具有分集式发射器和分集式接收器的分集式天线系统可以允许分集式天线使用的任何组合两个或更多个发射天线和一个接收天线，两个或更多个发射天线和两个或更多个接收天线，或者一个发射天线和两个或更多个接收天线。现在参照图7，示出分集式天线系统的第三示例130的示例的示意图。这里，发射器侧132可以包括MCU或其他处理单元14以及发射缓冲器148。MCU 144可以将数据插入发射缓冲器148，将其作为有效负载从发射器侧132发送至接收器侧134。并且MCU 144 可以连接至发射器72并且启用发射缓冲器148中存储的数据的发射。发射器72可以从发
7射缓冲器148读取数据，产生第一数据分组136、138和第二数据分组140、142并在第一发射天线76上发射第一数据分组136、138，且稍后在第二天线74上发射第二数据分组140、 142。分集式接收器112可以尝试在第一接收器侧天线114上接收第一数据分组136，可以尝试在第二接收器侧天线116上接收第一数据分组138并且在正在接收的信号的质量测量，诸如已接收的信号电平和成功的前导符解码指示有效的信号质量的情况下，可以选择天线作为最佳接收器侧天线。在不同接收天线处接收超过一个信号的情况下，质量测量可以包括对正在接收的信号进行相对比较，例如信号电平的相对比较，用于选择最佳接收器侧天线。在完成数据分组的接收之后，误差校验，例如CRC，可以指示数据分组的成功接收。在于第一和第二接收器侧天线114、116上接收第一数据分组136、138失败的情况下，接收器112可以尝试接收所发射的数据分组分集序列的下一数据分组。这里，接收器 112可以尝试在第一和第二接收器侧天线114、116上接收第二数据分组140、142，并且在质量测量指示有效的信号质量的情况下，可以选择天线作为最佳接收器侧天线。在完全接收了数据分组并且对指示成功接受的完整数据分组执行了误差校验之后，接收器112可以将特定数据分组(或其有效负载信息)插入与接收器112相连接的接收缓冲器150。然后，接收器侧MCU或其他处理单元146可以从接收缓冲器150读取已接收的数据。如上所述，接收器112可以包括用于至少存储已接收的数据分组的接收器侧缓冲器150和处理器146，例如所示的MCU。现在同样参照图8，示意性示出在分集式天线系统的第三示例的操作期间分集式接收器152和所连接的接收器侧MCU 154的状态的示例。处理器或MCU可以具有关闭状态166和接通状态168，并且可以被布置为从关闭状态166切换到接通状态168，用于当指示成功接收时至少读取已接收的数据分组。可以将处理器切换到关闭166，从而直到成功接收数据分组为止只消耗较少或不消耗功率。可以将接收器连接到处理器，用于当新的有效数据可用于在接收缓冲器中读取时发送唤醒信号。图8示出随时间变化的接收器状态152和对应的MCU状态154的示例的示意图。当接收器在第一接收天线 156和第二接收天线158上检测到前导符时，MCU可以保持在关闭状态166中。然而，前导符可能是无效的且接收器可以继续前导符检测。可以在第一天线上以及第二天线158上再次检测156到前导符，例如两个前导符均为有效(PR ok)。因此，接收器可以依据较高的接收信号电平而选择160第一天线，可以检测数据分组内的报头信息162并且在报头解码成功时，可以接收所包括的有效负载数据并可以将该数据写入接收缓冲器164中，可以例如检查错误并且在CRC测试成功时，可以发送唤醒信号到MCU。然后，当接收器继续对接收器侧天线156、158进行前导符检测时，MCU可以读取缓冲的数据并且之后可以再次进入睡眠 (艮P，切换到关闭状态166)。由于在由状态机执行天线分集式管理时MCU可以处于关闭状态，所以包括分集式天线系统的应用的功耗可以为低。因此，该应用例如可以是电池供电的应用。参照图9，示出分集式接收器112的实施例的示例。分集式接收器112可以是如上所述内置于分集式天线系统110、130中的分集式接收器，或者可以将所示分集式接收器 112与不同分集式天线系统一起使用，其中分集式接收器在其天线上进行多路径接收。分集式接收器112可以包括连接到接收器电路174的多个接收路径，所述接收路径中的每一个包括接收信号的天线114、116，所述天线114、116被连接到匹配网络170、176，所述匹配网络170、176被连接到接收放大器172、178，接收器电路174被连接到信号电平比较电路，用于提供指示所述接收路径中接收具有相对最大强度的信号的一个接收路径的相对比较值， 信号电平比较电路包括比较器电路182，所述比较器电路182被连接到接收当前接收的信号电平的接收器电路174，并且被连接到逻辑控制单元180，所述逻辑控制单元180被布置为选择所述接收路径中的一个，以将所述当前接收的信号提供到所述接收器电路。图9中所示的分集式接收器的示例性实施例可以包括连接到接收器电路174和逻辑控制单元180的比较器电路，所述逻辑控制单元180用于提供由多个路径接收、即至少第一和至少第二接收路径的信号的相对比较结果。所示的比较器电路182可以传递由第一和第二接收路径接收的信号电平的相对比较结果，即可以在之前没有确定绝对的接收信号电平值的情况下比较信号电平。这可以避免通过数字处理器进行代码字比较以及之前对接收信号电平进行AD转换。并且信号电平比较电路可以包括连接到接收器电路174和比较器电路182的至少一个采样&保持缓冲器电路184，并且可以从逻辑控制单元180接收控制信号。采样&保持缓冲器电路184可以是被配置为至少短时间稳定地保持已接收的模拟信号值的任何缓冲器电路，例如与开关相结合的电容器。逻辑控制单元180可以与触发接收信号路径之间的切换相对应地触发采样&保持电路，以便存储先前接收的信号电平，用于与当前接收的信号电平比较。如上所述，采样&保持电路和比较器的应用可以避免已接收的信号数据的数-模转换，并且接收器可以控制接收路径选择而无需对已接收的信号进行AD转换。因此，对于分集式接收器而言，所提出的接收器可以低成本模拟实现。在分集式接收器的实施例中，当前接收的信号可以包括至少一个数据分组，并且接收器电路174可以被连接到逻辑控制单元180，用于将所接收的数据分组中的至少一部分提供到逻辑控制单元180。逻辑控制单元180可以被布置为顺次将包括第一接收器侧天线114、第一匹配网络170和第一接收放大器172的第一接收路径连接到接收器电路174，并且将包括至少第二接收器侧天线116、至少第二匹配网络176和至少第二接收放大器178的至少第二接收路径连接到接收器电路174。每个接收器侧天线114、116可以耦合至匹配网络170、176，可以例如产生最终得到的接收信号，等于多路径发射的不同信号的总和。接收放大器172、178可以例如为低噪声放大器(LNA)，可以用于通信系统中，用于放大天线所捕捉的非常微弱的信号。LNA通常可以位于非常靠近天线处，从而可以使馈给线 (feedline)中的损耗变得无关紧要。可以例如将LNA置于射频接收器电路的前端处。使用 LNA时，当LNA自身的噪声注入到接收信号中时，可以通过LNA的增益来减小所有后续级的噪声。这样，LNA需要提高期望的信号功率，同时尽可能增加少量的噪声，使得可以在系统中后几级中恢复该信号。如图9所示，虽然对于每个接收器侧天线114、116会有一个接收路径，但接收器路径可以连接到公共接收器电路174级用于信号恢复。接收器电路174可以例如为超外差式接收器。将已接收的数据分组的至少一部分提供到逻辑控制单元180，例如当被用于诸如以上所述的系统中时，可以指将信令数据的至少一部分，可以是前导符或头部或者这两者， 提供到逻辑控制单元180。依据接收器电路174和逻辑控制单元180的实现方式，逻辑控制单元180可以接收整个数据分组，用于稍后将有效负载数据例如插入接收缓冲器中，或者逻辑控制单元180可以被布置为控制接收器电路174执行此任务。逻辑控制单元180可以接收数据分组的前导符并尝试将其解码。逻辑控制单元180可以被布置为在接收路径之间切换，从而使接收器电路174将在接收器侧天线114、116中超过一个天线上接收的前导符数据顺次提供到逻辑控制单元180。如果接收天线114、116中只有一个天线收到有效的前导符数据，则可以由逻辑控制单元180选择对应的接收路径。如果超过一个接收天线114、 116收到有效的前导符数据，则可以将逻辑控制单元180布置为例如依据接收信号的信号强度比较来选择接收路径。例如，可以由逻辑控制单元180通过下述方式来选择用于接收数据分组的天线，即，在每个天线上的前导符期间测量到来信号的强度或电平，以检查是否可以在每个天线上正确地解码前导符，并且只选择具有正确解码前导符的天线，或者如果超过一个接收信号被正确地解码，则选择具有最佳、即最高信号电平的天线。可以例如根据接收信号强度指示(RSSI)度量来测量信号强度或信号电平，其是已接收的无线电信号中存在的功率的测量。RSSI是通用无线电接收器技术度量，正如基于IEEE 802. 11协议族的无线联网中所使用的。可以以硬件方式或至少部分以软件方式将逻辑控制单元180作为处理器的一部分来实现。然而，替选地，可以例如将逻辑控制单元180作为状态机来实现。如前所述，分集式天线系统可以例如为具有多个发射器侧天线和接收器侧天线的天线系统。现在同样参照图10，在此情况下，可以将分集式接收器112作为用于双向通信的分集式收发器190来实现，其中逻辑控制单元可以被布置为将分集式收发器190切换到发射模式或接收模式，并且天线192、194可以依据模式而被布置为接收器侧天线或发射器侧天线。发射器侧天线和接收器侧天线可以是相同的天线192、194。因此，天线连接所需的引脚数不会高于发射器侧天线数和接收器侧天线数。在所示的示例中，减少后的用于天线连接的引脚数可以因此为2。并且作为分集式收发器190实现的分集式接收器可以包括连接到接收器电路174 的锁相环(PLL)电路196和发射放大器驱动器电路198。这可以允许在经由天线192、194 发射之前和接收之后使用同一 PLL电路来调制和解调数据信号。可以自动进行PLL编程而不必给MCU增加任何负载。发射放大器驱动器电路198可以是功率放大器驱动器电路，其将待发射数据信号提供到一个或多个发射放大器200、202，所述一个或多个发射放大器200、 202可以被配置为功率放大器。对于发射和接收信号而言，都可以将分集式收发器190设计为使用尽可能多的电路部件。对于每个接收路径和发射路径而言，只有可以是例如LNA的接收放大器174、176 以及例如可以是功率放大器的发射放大器200、202可以是唯一的。因此，根据用于提供收发器功能的包括多个发射放大器200、202的接收器的实施例，分集式收发器190可以包括接收器电路174、发射放大器驱动器电路198、锁相环电路196、逻辑控制单元180和多个天线192、194、匹配网络170、176、接收放大器172、178以及还有发送放大器200、202，其中可以连接多个天线192、194、匹配网络170、176和接收放大器172、178，作为连接到接收器电路174的对应的多个接收路径，并且可以连接多个天线192、194、匹配网络170、176和发送放大器200、202，作为连接到发射放大器驱动器电路198的对应的多个发射路径。并且逻辑控制单元180可以能够在接收模式中激活接收路径中的一个或者顺次激活所述接收路径中的两个或更多个。并且逻辑控制单元180可以能够在发射模式中激活发射路径中的一个或者顺次激活所述发射路径中的两个或更多个。并且所描述的接收器可以被实现为单个集成电路。例如，代替以在公共盒内组合独立的发射器和接收器电路并且只增加切换电路用于选择发射器或接收器，所示的收发器 190可以被实现为单片集成电路。此外，收发器电路对于所有通信方实体而言都可以是相同的。然而，分集式收发器190还可以与不同的接收器功能一起使用，例如在具有有或没有信号电平比较电路的情况下使用不同的分集式天线选择机制，以便例如通过评估其他接收信号参数来建立稳定的通信。分集式收发器190因此可以包括一个接收器电路174、 一个发射放大器驱动器电路198、一个锁相环电路196、一个逻辑控制单元180和多个天线 192、194、匹配网络170、176、接收放大器172、178和发射放大器200、202，其中可以连接多个天线192、194、匹配网络170、176和接收放大器172、178，作为连接到接收器电路174的对应的多个接收路径，并且可以连接多个天线192、194、匹配网络170、176和发射放大器 200、202，作为连接到发射放大器驱动器电路198的对应的多个发射路径。并且逻辑控制单元180可以能够在接收模式中激活接收路径中的一个或者顺次激活所述接收路径中的两个或更多个。并且逻辑控制单元180可以能够在发射模式中激活发射路径中的一个或者顺次激活所述发射路径中的两个或更多个。可以将此分集式收发器作为单个集成电路来实现。现在参照图11，示出分集式收发器的第二实施例的示例210的示意性框图。分集式收发器210可以包括作为接收放大器的低噪声放大器212、214和作为发射放大器的功率放大器216、218。并且所示的分集式收发器可以包括具有比较器222和采样&保持缓冲器电路224的接收信号比较电路220。此外，所示分集式收发器可以包括逻辑控制单元226或者分集式管理器，用于选择第一功率放大器218或第二功率放大器216或者第一 LNA 212 或第二 LNA 214，并且因此选择对应的发射路径或接收路径。可以将逻辑控制单元226与用于已接收的数据和待发射的数据的数据管理器单元一起实现为状态机。如图所示，公共缓冲器可以被用于接收和发射数据。进一步地，状态机可以包括频率设定单元，用于控制将发射数据调制到待发射信号上。所描述的低噪声放大器、功率放大器、采样&保持和比较器电路可以只需要非常少的管芯面积。如果例如所示收发器电路可以实现在3. 3mm2硅面积上， 则所描述的低噪声放大器、功率放大器、采样&保持和比较器电路可以例如需要少于4%的面积。现在参照图12，在具有多个发射器侧天线的分集式发射器和具有至少第一接收器侧天线的接收器之间发射数据分组的方法的示例的示意性流程图，包括产生230至少一个序列的信号，所述至少一个序列的信号包括数据分组，所述数据分组具有针对数据分组中的每一个而相同的有效负载和不同的标识符，标识符中的每一个识别所述多个发射器侧天线中对应的一个天线；以及在所述多个发射器侧天线中对应的天线上，及时地在不同点处顺次发射232信号中的至少两个。并且该方法可以包括在第一接收器侧天线上顺次接收 234所述至少一个序列的信号，对所述至少一个序列的已接收的信号中所包括的数据分组执行236误差校验，并且当误差校验的结果指示成功接收时，中止接收238所述至少一个序列的后续信号。
所描述的方法可以允许将所描述的分集式天线系统的优点和特性作为在具有多个发射器侧天线的分集式发射器和具有至少第一接收器侧天线的接收器之间发射数据分组的方法的一部分来实现。所描述的方法可以包括测量第一接收器侧天线上以及在至少第二接收器侧天线上正在接收的信号的一个或多个质量特性，并且依据一个或多个所测量的质量特性来选择最佳接收器侧天线。现在参照图13，示出近程装置(SRD)应用240的实施例的示例的示意性框图。SRD 应用通常包括在几米、例如5m范围内通信的发射器和接收器。SRD应用可以包括如上所述的分集式接收器或分集式收发器。SRD应用可以例如为例如实现于PDA (个人数字助理)中的医疗应用，例如随身穿戴式胰岛素泵和远程控制装置。这里，发射器和接收器之间不依赖于装置的位置和方位的稳定的高可靠性通信极为重要。然而，可以例如同样与需要通信实体之间强壮的无线链路的任何手持式装置一起使用所提出的分集式接收器和收发器，例如用于自动化医疗、工业或家庭自动化应用，例如被动进入系统。例如，轮胎压力监视系统可以是自动化SRD应用。进一步地，计算机程序产品可以包括代码部分，当运行于可编程设备上时，所述代码部分如上所述实现分集式收发器的一部分或者实现分集式接收器的一部分。本发明可以例如至少部分地实现于用于在计算机系统上运行的计算机程序中，至少包括用于当运行于可编程设备，例如计算机系统上时执行根据本发明的方法的步骤或者使可编程设备能够执行根据本发明的装置或系统的功能的代码部分。计算机程序可以例如包括下列各项中的一个或多个子例程、函数、程序、对象方法、对象实现、可执行应用程序、小应用程序、小服务程序、源代码、对象代码、共享库/动态加载库和/或用于在计算机系统上执行而设计的其他指令序列。计算机程序可以被提供于存储有可以加载于计算机系统的存储器中的、表示计算机程序的数据的数据载体上，例如CD-rom或磁盘。数据载体还可以是数据连接，例如电话缆线或无线连接。在前面的说明书中，参照本发明实施例的特定示例描述了本发明。然而，将显而易见的是，在不脱离随附的权利要求书中所阐释的本发明的较宽精神和范围的情况下，可以在其中做出各种修改和改变。因为实施本发明的设备主要由本领域技术人员已知的电子部件和电路组成，所以将不在比根据用于理解和评价本发明的基本构思的需要而考虑的范围更大的范围中说明电路细节，以便不混淆或分散本发明的教导。以上实施例中的一些根据应用可以利用多种不同系统来实现。例如，虽然图9及其讨论描述了示意性分集式接收器，提出此示例性接收器只是在讨论本发明的各种方面中提供有用的参考。当然，为了讨论的目的而简化了描述，并且其只是根据本发明而可以使用的许多不同类型的适当架构中的一种。本领域技术人员将认识到，逻辑块之间的边界只是例示性的，并且替选的实施例可以合并逻辑块或者对各种逻辑块施以替选的功能分解。因此，要理解的是，本申请中所描绘的构架只是示例性的，并且事实上，也可以实现获得相同功能的许多其他架构。从抽象但又明确的意义上来说，使实现相同功能的任何部件布置有效地“相关联”，从而获得所期望的功能。因而，在此经组合以实现特定功能的两个部件可以被视为彼此“关联”，从而获得所期望的功能，而不论架构或中间的部件如何。同样地，如此关联的任何两个部件也可以被视为彼此“可操作地连接”或者“可操作地耦合”， 以实现所期望的功能性。进一步地，本领域技术人员将认识到，上述操作的功能性之间的边界只是例示性的。可以将多个操作的功能组合成单个操作，并且/或者可以将单个操作的功能分布于附加的操作中。此外，替选的实施例可以包括特定操作的多个示例，并且在各种其他实施例中可以更改操作次序。同样，本发明不限于在非可编程硬件中实现的物理装置或者单元，而是还可以被应用于能够通过根据合适的程序代码而执行所期望的装置功能的可编程装置或单元中。可编程装置可以例如包括处理装置或处理单元，其为由下列各项组成的组中的一个或多个 微处理器、中央处理单元、图形处理器、协处理器、数字信号处理器、嵌入式处理器专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)、实现状态机的装置、微控制器单元(MCU)。此外，这些装置可以物理上分布于许多设备上，而功能上作为单个装置操作。在一个实施例中，接收器112是诸如近程装置的通信装置的一部分。在另一实施例中，接收器 112的一部分可以被包括在例如为分布式计算机系统的可编程设备中。计算机系统可以是信息处理系统，其可以被设计用以向一个或多个用户提供独立的计算能力。计算机系统会被发现表现为许多形式，包括但不限于大型机、小型机、服务器、工作站、个人电脑、记事本、 个人数字助理、电子游戏、自动化和其他嵌入式系统、蜂窝电话以及各种其他无线装置。然而，其他修改、变形和替代也是可以的。因此，说明书和附图应理解为是例示性而非限制性的。在权利要求书中，置于括号中的任何附图标记都不应被解释为对权利要求的限定。词语“包括”不排除存在除权利要求中所列出的元件或步骤以外的其他元件或步骤。此夕卜，如本申请中所使用的术语“一”或“一个”被限定为一个或多于一个。同样，即使在同一权利要求包括引入短语“一个或多个”或者“至少一个”以及诸如“a”或“皿”这样的不定冠词时，在权利要求中使用诸如“至少一个”和“一个或多个”这样的引入短语也不应被解释为意图通过不定冠词“a”或“an”引入另一权利要求要素而将包含这样引入的权利要求要素的任一特定权利要求限定到只包含一个这样的元件的发明。对于使用定冠词的情形同样如此。除非另外声明，否则诸如“第一”和“第二”这样的术语被用以任意区分这样的术语所描述的要素。因此，这些术语并非意图表示这样的要素在时间或其他方面的优先次序。 将一定的措施记载于相互不同的权利要求中并非表示不能有利地使用这些措施的组合。尽管上面结合特定设备描述了本发明的原理，但应予以清楚理解的是，此描述只是通过示例的方式做出而并非作为对本发明范围的限定。
权利要求
1.一种分集式接收器(112)，包括 多个接收路径，接收器电路(174)，所述接收路径中的每一个包括 天线(114、116)，所述天线(114,116)接收信号， 匹配网络(170、176)， 接收放大器(172、178)，信号电平比较电路，所述信号电平比较电路用于提供相对比较值，所述相对比较值指示出所述接收路径中接收具有相对最大强度的所述信号的一个接收路径，所述信号电平比较电路包括比较器电路(182)，所述比较器电路(182)被连接到用于接收当前接收的信号电平的所述接收器电路，以及逻辑控制单元(180)，所述逻辑控制单元(180)被布置为选择所述接收路径中的一个， 以将所述当前接收的信号提供到所述接收器电路，其中所述多个接收路径被连接到所述接收器电路(174)，所述天线被连接到所述匹配网络(170、176)，所述匹配网络被连接到所述接收放大器(172、178)，所述接收器电路被连接到所述信号电平比较电路，所述比较器电路(182)被连接到所述逻辑控制单元(180)。
2.如权利要求1所述的分集式接收器，其中，所述信号电平比较电路包括至少一个采样&保持缓冲器电路(184)，所述至少一个采样&保持缓冲器电路(184)被连接到所述接收器电路和所述比较器电路并且接收来自所述逻辑控制单元的控制信号。
3.如权利要求1或2所述的分集式接收器，其中，所述当前接收的信号包括至少一个数据分组，并且所述接收器电路被连接到所述逻辑控制单元，用于将所述接收的数据分组的至少一部分提供到所述逻辑控制单元。
4.如权利要求1至3中任一项所述的分集式接收器，其中，所述分集式接收器被实现为用于双向通信的分集式收发器(190)，其中，所述逻辑控制单元被布置为将所述分集式收发器切换到发射模式或接收模式，并且所述天线(192、194)依据所述模式而被布置为接收器侧天线或发射器侧天线。
5.如权利要求4所述的分集式接收器，包括发射放大器驱动器电路(198)和连接到所述接收器电路的锁相环电路(196)。
6.如权利要求4或5所述的分集式接收器，包括多个发射放大器，其中，所述多个天线、 匹配网络和发射放大器被连接作为多个发射路径，所述多个发射路径被连接到所述发射放大器驱动器电路；以及所述逻辑控制单元能够在所述接收模式中激活所述接收路径中的一个或者顺次激活所述接收路径中的两个或更多个，并且所述逻辑控制单元能够在所述发射模式中激活所述发射路径中的一个或者顺次激活所述发射路径中的两个或更多个。
7.如前述权利要求中的任一项所述的分集式接收器，其中，所述接收器被实现为单个集成电路。
8.一种分集式收发器(190)，包括 一个接收器电路(174)，一个发射放大器驱动器电路(198)， 一个锁相环电路(196)，一个逻辑控制单元(180)以及多个天线(192、194)、匹配网络(170、176)、接收放大器(172、178)和发射放大器(200、 202)，其中所述多个天线、匹配网络和接收放大器被连接作为对应多个接收路径，所述对应多个接收路径被连接到所述接收器电路，以及所述多个天线、匹配网络和发射放大器被连接作为对应多个发射路径，所述对应多个发射路径被连接到所述发射放大器驱动器电路；以及所述逻辑控制单元能够在接收模式中激活所述接收路径中的一个或者顺次激活所述接收路径中的两个或更多个，以及所述逻辑控制单元能够在发射模式中激活所述发射路径中的一个或者顺次激活所述发射路径中的两个或更多个。
9.如权利要求8所述的分集式收发器，其中，所述分集式收发器被实现为单个集成电路。
10.一种近程装置(SRD)应用，包括如权利要求1至7中任一项所述的分集式接收器或者如权利要求8或权利要求9所述的分集式收发器。
11.一种计算机程序产品，包括代码部分，所述代码部分当运行于可编程设备上时用于实现如权利要求8或权利要求9所述的分集式收发器的一部分，或者实现如权利要求1至 7中任一项所述的分集式接收器的一部分。
全文摘要
一种分集式接收器(112)包括连接到接收器电路(174)的多个接收路径。所述接收路径中的每一个包括接收信号的天线(114、116)，所述天线被连接到匹配网络(170、176)，所述匹配网络被连接到接收放大器(172、178)。接收器电路被连接到信号电平比较电路，用于提供指示所述接收路径中接收具有相对最大强度的信号的一个接收路径的相对比较值。信号电平比较电路包括比较器电路(182)，所述比较器电路被连接到接收当前接收的信号电平的接收器电路，并且被连接到逻辑控制单元(180)，所述逻辑控制单元被布置为选择所述接收路径中的一个，以将所述当前接收的信号提供到所述接收器电路。
文档编号H04B7/08GK102474332SQ200980160481
公开日2012年5月23日 申请日期2009年7月17日 优先权日2009年7月17日
发明者劳伦特·戈捷 申请人:飞思卡尔半导体公司