专利名称：收发器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于无线网络的收发器及一种用于操作用于无线网络的收发器的方法。
背景技术：
从DE 10229130B3知道PLL频 率合成器。此合成器为产生具有特定频率的输出信号的电路，所述特定频率与输入信号具有恒定相位关系。来自DE 10229130B3的PLL频率合成器的一般设计展示于图I的框图中。所述PLL频率合成器包含相位/频率检测器(PFD) 10、低通滤波器30 (LP)及电压受控振荡器(VCO) 40。将输入信号Sin供应到相位/频率检测器10，且经由分频器50将VCO 40的输出信号Squt反馈到相位/频率检测器10。相位/频率检测器10将输入信号Sin的相位与经反馈信号Sott的相位进行比较。如果所述两个信号彼此不同，那么相位/频率检测器10输出指示所述差的量值的错误信号。所述错误信号致动VCO 40，使得到相位/频率检测器10的输入信号(SIN、STOT)的频率最终匹配。当所述相位差下降到一特定错误值以下时，VCO 40的输出信号(Stot)耦合到输入信号(Sin)的相位。当采用反馈划分器50时，输出信号Stot的输出频率可为输入信号Sin的频率的倍数。由于PLL中的反馈路径的效应，VCO输出信号Sott与输入信号Sin具有固定相位关系。以最小的相位偏移使输入信号Sin与输出信号Stot的相位同步。在许多情况下，使用电荷泵20 (CP)来基于由相位/频率检测器10输出的所述错误信号产生VCO 40的调谐电压。使用连接于电荷泵20与VCO 40之间的环路滤波器30来从VCO调谐电压Vvaj消除高频率分量。对于低噪声PLL应用，VCO频率控制特性的环路增益是关键参数之一。为实现低VCO相位噪声，PLL频率合成器应具有相对低的增益。为减小相位噪声，VCO通常经设计以在多个操作频率范围当中分布总操作频率范围。此VCO可使用相对小的VCO增益及相对小的输入电压范围可靠地在宽广的输出频率范围上操作。在DE 10229130B3中，使用特定操作曲线以多个频率范围(其也称作操作模式)中的一者操作VCO 40，以便依据VCO输入电压Vvcq产生输出频率。为实现所要的PLL操作，必须选择VCO 40的所述频率范围与所述操作曲线，其中心频率靠近于所要的PLL输出频率。来自DE 10229130B3的另一 PLL频率合成器展示于图2中。VCO 40的操作曲线中的每一者具有低增益且以相同的输入电压ννω范围操作。通过供应到VCO 40的特定数字控制字Ws来选择VCO的操作曲线中的每一者。在用于自动地选择适当操作曲线的程序中，借助自校准电路60将参考电压Vkef而非环路滤波器电压供应到VCO输入。参考电压Vkef优选为假设以其来操作VCO 40的输入电压Vvro范围的标称中心。如图2中所图解说明，可相应地断开及闭合开关70及80。通过由自校准电路60供应的控制字Ws来选择操作曲线。自校准电路60接收PLL输入信号Fin及PLL反馈信号Fot，。自校准电路60包含频率检测器61 (FD)、数字累加器62 (ACC)及状态机 63(SM)。在自校准期间，通过递增地增加数字控制字Ws直到频率检测器61的测量结果指示选择了 VCO的所要的最佳操作状态来确定供应到VCO 40的数字控制字。校准电路60可包含窗比较器，所述窗比较器界定用于切换到邻近频率范围的错误电压上限及下限。从DE 10251315A1知道估计单元(未展示)，其可估计信道切换处的新中心频率值，其中所述新中心频率可设定为基于当前值的所估计值。如图3中所示，在帧F中发射待发射的符号DSyml、DSym2,其中根据IEEE802. 15. 4-2006行业标准，帧F具有在接收器侧上已知的呈前同步码P的形式的序列(举例来说，PN(伪噪声)序列)。基于前同步码P，首先在接收器中实施帧检测步骤，在此期间确定符号边界。根据IEEE 802. 15. 4行业标准的所接收信号以简化形式展示于图3中。帧F包含符号DSyml及DSym2，其每一者具有L个所取样值(系数)及前同步码P，前同步码P含有(举例来说)在接收器侧上先前已知的再发生系数010110。从EP 2047608B1知道此的互相关。对于接收器侧帧同步，首先将所接收信号供应到图4中所示的互相关滤波器KKF，所述互相关滤波器KKF执行所述所接收信号与在接收器侧上先前已知的前同步码P的系数之间的互相关。所述互相关滤波器KKF的输出信号具有周期性峰值，其在每一情况下指示相关最大值。相关最大值在所述所接收信号中所含有的前同步码P与在接收器侧上用于互相关的前同步码的完全或几乎完全重叠期间出现。以此方式，可基于相关最大值得出关于特定帧或符号边界的结论，所述相关最大值可(举例来说)借助阈值检测器来检测。为更强地表达所述相关最大值，可将梳滤波器IIR(其为(举例来说)具有低通特性的IIR滤波器)(IIR :无限脉冲响应)连接于互相关滤波器KKF的下游。从EP 2047608B1知道图5中所示的相关装置。其包含加法器51，加法器51的输出连接到延迟元件55的输入。延迟元件55包含输出，所述输出经由任选放大器54耦合到加法器51的输入。延迟元件55包含其它(举例来说，L个)输出，其中L为自然数，所述其它输出在每一情况下连接到链接元件52(A)的对应L个输入。链接元件52包含L个输出，所述L个输出耦合到加法兀件53( E )的L个输入。此外,提供任选放大器50。在由放大器50进行任选放大之后将输入信号序列供应到加法器51。加法器51将加法信号序列输出到延迟元件55的输入，所述输入将所述加法信号序列延迟(举例来说)L个时钟(与所述加法信号序列的基本取样速率相关或与对延迟元件55进行计时的时钟速率相关)。为此目的，延迟元件55包含(举例来说)移位寄存器的L个存储器单元，其中给每一存储器单元指派输出。优选地将所述加法信号序列的L个系数(其表示所述存储器单元的内容)并行供应到链接元件52，链接元件52 (举例来说)借助换算、加法或乘法按照系数将这L个系数链接到链接系数。所述链接系数对应于(举例来说)前同步码P的系数或(举例来说)通过前同步码P的差分调制或解调制而基于前同步码P的系数来导出。作为链接L的结果，链接元件52供应相关结果，所述相关结果由加法单元52相加，其中可经由所述输出来输出所述总和结果SUM。从DE 102009057442A1知道一种用于根据IEEE 802. 15. 4行业标准来操作无线网络的接收器的方法，所述接收器包含安置于接收路径中的电路块。在所述方法中，激活接收模式以确定前同步码。在所述接收模式中，接收器的接收路径中的电路块中的至少一些交替地激活一激活持续时间且去激活一去激活持续时间。所述去激活持续时间比所述前同步码短。在接收路径中测量第一被测对象。将所述第一所测量值与第一阈值进行比较。基于与所述第一阈值的比较的结果来变化激活持续时间及/或去激活持续时间。如果在激活持续时间期间通过将第二所测量值与第二阈值进行比较而确定前同步码的有效信号，那么结束去激活且电路块保持激活以借助前同步码而同步。
实用新型内容本实用新型的目标是提供一种得到尽可能的改善且适于IEEE 802. 15. 4行业标准的收发器。通过具有独立权利要求I的特性的收发器实现此目标。有利的改进为相依权利要求的标的物且可在说明中找到。因此，提供一种用于无线网络的收发器。所述收发器包含用于接收帧且用于检测所述帧的前同步码的接收器单元。所述接收器单元经设计以在正在进行的操作期间在第一信道中且在第二信道中检测所述前同步码。没有必要当在所述第一信道与所述第二信道之间切换时重新配置所述收发器。 所述收发器包含可调谐振荡器装置，所述可调谐振荡器装置连接到所述接收器单元以用于设定所述第一信道的第一接收频率及所述第二信道的第二接收频率。所述收发器包含用于设定所述第一接收频率的可编程第一配置寄存器。可优选地借助经连接接口来编程所述配置寄存器。可优选地将识别符(特别是接收频率且因此所要的信道的二进制识别符)存储于所述第一配置寄存器中。所述收发器另外包含用于设定第二接收频率的可编程第二配置寄存器。所述收发器有利地包含其它配置寄存器，例如(举例来说)用于第三接收频率的第三配置寄存器及用于第四接收频率的第四配置寄存器。所述收发器包含用于控制所述可调谐振荡器装置的控制单元。所述控制单元优选地连接到至少所述第一配置寄存器及所述第二配置寄存器。所述控制单元优选地具有(举例来说)呈状态机形式的用于控制目的的数字逻辑。所述控制单元经配备以通过读取所述第一配置寄存器而在第一预界定时间间隔中用所述第一信道的所述第一接收频率来控制所述振荡器装置。因此，读取所述第一配置寄存器，且借助所述控制单元的控制将所述振荡器装置的输出频率设定为所述第一信道的所述第一接收频率。对可包含于所述第一信道中的所接收信号中的前同步码的检测受所述第一时间间隔限制。当所述第一时间间隔结束时中止所述第一信道中的所述检测。所述控制单元还经配备以通过读取所述第二配置寄存器而在第二预界定时间间隔中用所述第二信道的所述第二接收频率来控制所述振荡器装置。因此，读取所述第二配置寄存器，且借助所述控制单元的控制将所述振荡器装置的输出频率设定为所述第二信道的所述第二接收频率。对可包含于所述第二信道中的所接收信号中的前同步码的检测受所述第二时间间隔限制。当所述第二时间间隔结束时中止所述第二信道中的所述检测。本实用新型的本质因此为，在通过检测前同步码进行帧搜索的过程期间，切换交替地在所述第一接收频率及所述第二接收频率及(任选地)其它接收频率之间发生。可自由地编程所述接收频率。当选择接收频率时，以此接收频率实施接收达相关的时间间隔。如果在此时间间隔期间未检测到帧的前同步码，那么使用不同的接收频率且接着如果以所述接收频率未检测到前同步码那么切换发生。如果在一时间间隔期间检测到前同步码，那么继续接收以便接收所述帧。如果发射器期待确认(ACK)，那么以相同频率发射所述确认。本实用新型实现以下优点使用单个收发器监视符合IEEE 802. 15. 4的两个或两个以上无线网络，以便在所述无线网络的不同信道上进行通信。本实用新型的另一 目标是提供一种用于操作得到尽可能的改善的收发器的方法。通过具有独立权利要求8的特性的方法来实现此目标。有利的改进可在说明中找到。因此，提供一种用于操作用于无线网络的收发器的方法。在所述方法中，编程用于设定第一信道的第一接收频率的第一配置寄存器及用于设定第二信道的第二接收频率的第二配置寄存器。特定来说，将所述第一信道指派给第一无线网络且将所述第二信道指派给第二无线网络。出于编程目的，举例来说，经由编程接口，将对应于所述第一接收频率的第一寄存器值写入到所述第一配置寄存器，且将对应于所述第二接收频率的第二寄存器值写入到所述第二配置寄存器。由数字控制字来致动用于以数个频率范围中的一者操作输出频率的受控振荡器。在所述方法中，由锁相环路将所述受控振荡器的所述输出频率调整到所述所设定第一接收频率或第二接收频率。为此目的，所述受控振荡器通常为电压受控振荡器(VCO)且为所述环路的部分。在所述方法中，由振荡器控制单元自动地确定所述数字控制字的第一值。将所述数字控制字的所述所确定第一值输出到所述受控振荡器。将所述数字控制字的所述第一值指派给所述第一接收频率。在所述方法中，将所述数字字的所述自动地确定的第一值存储于第一控制寄存器中。由所述振荡器控制单元自动地确定所述数字控制字的第二值。将所述数字控制字的所述所确定第二值输出到所述受控振荡器。将所述数字控制字的所述第二值指派给所述第二接收频率。在所述方法中，将所述数字字的所述自动地确定的第二值存储于第二控制寄存器中。在所述方法中，读取存储于所述第一控制寄存器中的所述数字控制字的所述第一值且将其作为初始值输出到所述受控振荡器以设定所述第一信道的所述第一接收频率。为设定所述第二信道的所述第二接收频率，读取存储于所述第二控制寄存器中的所述数字控制字的所述第二值且将其作为初始值输出到所述受控振荡器。此方法的实施例(如结合各图所解释的那些实施例)实现以下优点显著减少当在两个接收频率之间切换时出现的切换时间。在所述切换时间期间，不能够检测前同步码。所述收发器不能够检测在所述切换时间期间发射的前同步码的信号。如果所述第一时间间隔及所述第二时间间隔及所述时间间隔之间的切换时间比所述前同步码的长度短，那么可可靠地检测前同步码，即使第一接收在“错误”信道上发生，且未选择“正确”信道直到所述接收频率被切换。下文中所描述的改进涉及所述收发器及用于操作收发器的所述方法两者。优选地将所述第一信道指派给第一无线网络且优选地将所述第二信道指派给第二无线网络。在此情况下，所述收发器可任选地与所述第一无线网络的节点或所述第二无线网络的节点通信。所述收发器可有利地执行所谓的所述第一无线网络与所述第二无线网络之间的网关功能。有利地，将所述第一信道指派给第一协议，且将所述第二信道指派给第二协议，所述第二协议不同于所述第一协议。可确切地在一个无线网络中使用两个协议。还称作网络协议或通信协议的协议是一组确切规则，根据其来在所述无线网络的节点之间交换信息。所述规则描述语法，所述语法借助以节点为单位的通信实体来确定所述通信。举例来说，当使用ISO-OSI参考模型时，将个别协议组织成层。所述第一协议与所述第二协议因至少一个层中的不同功能而彼此不同，特别是在与MAC层相比更高的层中，例如网络层、运输层、会话层、呈现层或应用层。所述层(举例来说，两个应用层)优选地以彼此独立的不同协议操作。MAC层也可称作经扩展OSI模型中的媒体存取控制层。举例来说，将所述第一协议指派给与所述第二协议相比更高的数据发射速率。在另一实例中，所述第一协议关于数据安全而与所述第二协议不同。 优选地，同一收发器经配备以接收所述第一协议的帧及所述第二协议的帧两者。根据有利的改进变化形式，所述振荡器装置经配备以输出所述第一接收频率或所述第二接收频率的振荡器信号。有利地，所述振荡器装置包含具有受控振荡器的锁相环路。所述受控振荡器优选地设计为电压受控振荡器VC0。所述锁相环路优选地经配备以将所述受控振荡器的输出频率调整到所述所设定
第一接收频率或第二接收频率。所述受控振荡器优选地经配备而以数个频率范围操作所述输出频率。所述频率范围中的每一者可由数字控制字致动。为由所述数字控制字致动，提供连接到所述锁相环路的振荡器控制单元。所述振荡器控制单元经配备以自动地确定指派给所述第一接收频率的所述数字控制字的第一值且将所述第一值输出到所述受控振荡器。所述收发器优选地包含第一控制寄存器及第二控制寄存器。所述控制寄存器可在电路布局中与所述振荡器控制单元组合或其可与寄存器单元中的其它寄存器组合。所述振荡器控制单元优选地经配备以将所述数字控制字的所述自动地确定的第一值存储于所述第一控制寄存器中。所述振荡器控制单元同样经配备以自动地确定指派给所述第二接收频率的所述数字控制字的第二值且将所述第二值输出到所述受控振荡器。所述振荡器控制单元优选地经配备以将所述数字控制字的所述自动地确定的第二值存储于所述第二控制寄存器中。所述振荡器控制单元优选地经配备以读取存储于所述第一控制寄存器中的所述数字控制字的所述第一值且将其作为初始值输出到所述受控振荡器以设定所述第一信道的所述第一接收频率。有利地，所述振荡器控制单元另外经配备以读取存储于所述第二控制寄存器中的所述数字控制字的所述第二值且将其作为初始值输出到所述受控振荡器以设定所述第二信道的所述第二接收频率。在优选改进中，所述振荡器控制单元经配备以在用于接收所述帧的接收模式之前自动地确定所述数字控制字的所述第一值且将其存储于所述第一控制寄存器中，且此后即刻自动地确定所述数字控制字的所述第二值且将其存储于所述第二控制寄存器中。在特别有利的改进中，所述收发器包含确定单元，所述确定单元经配备以在所述第一时间间隔期间确定所述第一信道中的所接收信号的第一所测量值且在所述第二时间间隔期间确定所述第二信道中的所接收信号的第一所测量值。所述所接收信号的所述所测量值适合作为可检测所接收信号的指示符，这也就是说，所述所接收信号是否含有非常有可能检测到的分量。所述第一所测量值为(举例来说)从所接收场强度导出的场强度测量值(ED)或值(RSSI)，或者相关装置的聚合信号。并非同时而是相继地在所述第一信道中及在所述第二信道中确定所述第一所测量值。所述控制单元优选地经配备以将所述第一所测量值与第一阈值进行比较。举例来说，所述控制单元包含用于比较的数字比较器，所述数字比较器将所述第一所测量值与作为所述第一阈值的固定或可编程阈值进行比较。有利地，所述控制单元经配备以在所述第一所测量值在所述第一时间间隔内超过所述第一阈值的情况下控制用于检测的所述第一时间间隔的第一扩展。有利地，所述控制单元还经配备以在所述第一所测量值在所述第二时间间隔内超过所述第一阈值的情况下控制用于检测的所述第二时间间隔的第二扩展。根据另一改进，所述确定单元经配备以通过使从所述所接收信号产生的数字所取 样值与在接收器侧上预界定的前同步码的序列互相关来确定第二所测量值。所述控制单元优选地经配备以将所述第二所测量值与第二阈值进行比较。有利地，所述控制单元经配备以在所述第二所测量值在所述第一时间间隔或所述第一扩展内超过所述第二阈值的情况下控制第一信道中的帧的接收。有利地，借助所述控制单元的计数器来对所述第二所测量值超过所述第二阈值的次数进行计数且将所述计数器的计数值与计数阈值进行比较。所述控制单元优选地另外经配备以在所述第二所测量值在所述第二时间间隔或所述第二扩展内超过所述第二阈值的情况下控制第二信道中的帧的接收。根据有利的改进变化形式，所述确定单元包含相关装置，所述相关装置用于确定所述第一所测量值、所述第二所测量值、第三所测量值及(任选地)第四所测量值。所述相关装置包含延迟单元。举例来说，所述延迟特别包含形成移位寄存器的存储器单元。所述相关装置包含第一链接单元，所述第一链接单元连接到所述第一延迟单元的输出。所述第一链接单元经配备以将链路序列的第一部分链接到存储于所述第一延迟单元中的第一存储器值。所述相关装置包含第一加法单元，所述第一加法单元连接到所述第一链接单元的输出且经设计以输出第一聚合信号。所述相关装置包含第二链接单元，所述第二链接单元同样连接到所述第一延迟单元的输出。所述第二链接单元经配备以将所述链路序列的第二部分链接到存储于所述第一延迟单元中的第一存储器值。所述第一链接单元及所述第二链接单元互连到所述第一延迟单元以用于并行链接，其中存储于所述第一延迟单元中的所述值可同时链接到所述链路序列的所述第一部分及所述第二部分。所述相关装置包含第二加法单元，所述第二加法单元连接到所述第二链接单元的输出且经设计以输出第二聚合信号。所述第一聚合信号与所述第二聚合信号以所述第一延迟单元中的相同值同时输出。所述控制单元连接到所述第一加法单元且连接到所述第二加法单元且经配备以将所述第二聚合信号评估为所述第一所测量值且将所述第一聚合信号评估为另一(替代的第一或第三)所测量值。所述控制单元优选地包含用于将所述第二聚合信号与第一阈值进行比较的第一比较器及用于将所述第一聚合信号与所述第二/第三阈值进行比较的第二比较器。上文所描述的改进变化形式不但以个别形式特别有利，而且以彼此组合形式也特别有利。可将所有改进变化形式彼此组合 。在各图的实施例的说明中解释数个可能的组合。然而，组合所述图中所图解说明的改进变化形式的可能性并非穷尽性的。下文将通过基于各图的实施例来更详细地描述本实用新型。
图I是根据现有技术的锁相环路，图2是根据现有技术的包含自校准电路的锁相环路，图3是根据IEEE 802. 15. 4-2006行业标准的帧的示意图，图4是根据现有技术的相关装置的示意性图解，图5是根据现有技术的相关装置的示意性框图，图6是电压受控振荡器的工作曲线的示意性图解，图7是两个无线网络的示意性图解，图8是收发器的框图，图9是含有所测量值的示意性图示，图10是相关装置的第一实施例，图Ila是相关装置的第二实施例，及图Ilb是所述第二实施例的相关装置的输出信号的示意图。
具体实施方式
图7展示根据IEEE 802. 15. 4-2006行业标准的WPAN数据发射系统的实例。其包含具有节点A、A'、A"及G的第一无线网络N及具有节点B、B'、B"及G的第二无线网络M。节点G被指派给所述第一无线网络N及所述第二无线网络M两者，且形成(举例来说)所谓的所述第一无线网络N与所述第二无线网络M之间的网关(网络转变)。节点A、A'、A"、G、B、B'、B"为静止或移动装置，其通过无线电信号以无线方式交换信息。节点A为所谓的全功能装置，其承担WPAN协调器的功能，而节点A'、A"为所谓的部分功能装置，其被指派给所述全功能装置(节点A)且可仅与所述全功能装置交换数据。节点G在所述第一无线网络N中且同时在所述第二无线网络M中也具有全功能装置的功能。相比之下，节点B、B'及B"为部分功能装置。对于每一无线网络，设计为全功能装置的节点承担PAN协调器的特殊功能。所述PAN协调器建立PAN识别符PAN. ID,所述PAN识别符PAN. ID在无线范围中将所述无线网络与其它IEEE 802. 15. 4无线网络分界。此外，其在所谓的时隙模式中接管所有网络节点的同步。为将无线网络分离，可给每一无线网络N、M指派预界定信道。在图7的实施例中，第一无线网络N中的节点A、A'、A"在第一信道chi中通信，而第二无线网络M中的节点B、B'、B"在第二信道ch2中通信。第一信道chi中与第二信道ch2中的通信可同时发生。第一无线网络N中的节点A、A'、A"的通信不干扰第二无线网络M中的节点B、B'、B"。[0078]节点G包含具有在正在进行的操作期间可调谐的振荡器的收发器1000。此使得节点G的收发器1000能够接收第一无线网络N中的第一信道chi的第一接收频率f1KX的无线电信号及第二无线网络M中的第二信道ch2的第二接收频率f2KX的无线电信号两者。同样，节点G的收发器1000可相应地在第一信道chi中且在第二信道ch2中发射，以便使得能够与节点A、A'、A"、B、B'、B"双向通信。完全以举例的方式提供图7中的表示，且节点G也可仅在第一无线网络N中充当PAN协调器，或其可在网络N、M两者中充当PAN协调器，或其可在网络N、M两者中充当简单的全功能装置。还可在每一无线网络N、M(对等拓扑)中提供多个全功能装置，或全部为全功能装置。至于节点G充当网关，则节点G既在第一无线网络N的节点A、A'、A"的发射范围内又在第二无线网络M的另一节点B、B'、B"的发射范围内。节点G进一步包含呈电池形式的电力供应单元(其未在图7中展示)及(任选地)其它组件(传感器、致动器等)。节点A将(举例来说)符合IEEE 802. 15. 4行业标准的帧F发射到节点G。此帧F的简化图解示意性地展示于图3中。帧F包含具有在接收器侧上已知的前同步码序列〈010110〉及数据符号DSyml、DSym2的前同步码P。在接收器侧上，提供每一符号DSyml、DSym2的L个所取样值(系数)。·收发器1000的一个实施例展示为图8中的示意性框图。经由天线810接收无线电信号RFkx。收发器1000包含具有锁相环路PLL的可调谐振荡器装置100及(举例来说)呈振荡晶体形式的参考振荡器160。所述锁相环路PLL经配备以将受控振荡器140的输出频率Fott调整到所设定第一接收频率f1KX或第二接收频率f2KX。所述锁相环路PLL包含电压受控振荡器140，电压受控振荡器140的输出信号Squt在振荡器装置100的输出101处输出到接收器单元850且输出到发射器单元860。所述锁相环路PLL进一步包含可调整分频器150、TOF 10、环路滤波器120及电荷泵130，其以已知方式在彼此之间互连。借助发射-接收切换单元830，图8中所示的接收器单元850经设计以接收帧F且检测数个信道chi、ch2、ch3中的帧F的前同步码P。举例来说，将每一信道chi、ch2、ch3指派给无线网络M、N。必须在先前存储在操作期间使用的信道chl、ch2、ch3。在图8的实施例中，收发器1000包含寄存器块300中的第一配置寄存器310、第二配置寄存器320、第三配置寄存器330及第四配置寄存器340。可(举例来说)借助处理器700经由接口 600来编程配置寄存器310、320、330、340。在所示实施例中，将第一信道chi的寄存器值编程于第一配置寄存器310中，将第二信道ch2的寄存器值编程于第二配置寄存器320中，且还针对第三信道ch3将图8中的寄存器值编程于第三配置寄存器330中及第四配置寄存器340中。以此方式，收发器1000可在正在进行的操作期间在信道chl、ch2、ch3之间切换接收及发射。收发器1000包含控制单元400。控制单元400具有(举例来说)呈状态机形式的数字逻辑。控制单元400经配备以控制用于接收或发射信号的当前信道。为此，控制单元400连接到接收器单元850、发射器单元860及接口 600。如果处理器700经由接口 600 (举例来说)请求数据的发射，那么控制单元400去激活接收器单元850且激活发射器单元850。通过选择配置寄存器310、320、330、340，基于存储于配置寄存器310、320、330、340中的值将振荡器装置100的输出频率Fott调整到对应发射频率。举例来说，基于第一配置寄存器310将振荡器装置100的输出频率Fot调整到第一信道chi的发射频率。在接收模式中，控制单元400另外经配备以用于时间控制。由于收发器1000确切地仅包含一个接收器单元850，接收器单元850的接收可用性必须在时间上在预设于配置寄存器310、320、330、340中的信道chi、ch2、ch3当中划分。不可预见在什么时间在哪一信道chi、ch2、ch3中存在所接收信号RFkx。因此，必须针对所接收信号RFkx中的前同步码P快速连续地重复扫描配置寄存器310、320、330、340中的信道chi、ch2、ch3输入。控制单元400经配备以通过读取第一配置寄存器310而在第一时间间隔Atl中用第一信道chi的第一接收频率f1KX来控制振荡器装置100。以此方式，在第一时间间隔Atl期间在第一信道chi中实施对前同步码P的检测。控制单元400经配备以通过读取第二配置寄存器320而在第二时间间隔At2中用第二信道ch2的第二接收频率f2KX来控制振荡器装置100。以此方式，在第二时间间隔A t2期间在第二信道ch2中实施对前同步码P的检测。第二时间间隔At2(举例来说)跟在第一时间间隔Atl或第一时间间隔Atl的扩展El后面，如图9中以举例的方式所示。 收发器1000包含确定单元500，确定单元500经配备以确定所接收信号RFkx的第一所测量值。在图8的实施例中，确定单元500包含两个部分500a、500b，其中第一部分500a使用互相关滤波函数KKF来从数字信号序列Sig产生第一所测量值，所述数字信号序列Sig是从所述所接收信号产生的。此外，用于确定第一所测量值SUM1、SUM2、SUM2'的相关装置展示于图10及图Ila中。在根据图8的确定单元500的第二部分500b中，从所接收信号RFkx的信号场强度来获得第一所测量值ED、RSSI。举例来说，从单个场强度测量来确定第一所测量值ED，或从场强度的平均值来确定第一所测量值RSSI，例如RSSI (所接收信号强度指示)值。第一所测量值RSSI、ED、SUM1、SUM2、SUM2/为指示所接收信号RFkx中是否含有待检测的帧F的前同步码P的可能性的量。举例来说，如果信道中的能量上升，那么目前正在发送前同步码P的可能性增加。在第一时间间隔Atl中在第一信道chi中且在第二时间间隔A t2中在第二信道中确定所接收信号RFkx的第一所测量值RSSI、ED、SUMU SUM2、SUM2/。因此，所述确定不在信道chi、ch2两者中同时发生。控制单元400包含用于将第一所测量值1 5130、5.1、5.2、5.2/与第一阈值thI、th2、th2丨进行比较的数字比较器410、420、430。举例来说，针对所测量值SUMl、SUM2、SUM2/的数字比较器410、420、430展示于图10中。图8的收发器1000另外包含振荡器控制单元200，振荡器控制单元200连接到配置寄存器310、320、330、340，控制单元400，及振荡器装置100。图8的振荡器控制单元200包含第一控制寄存器210、第二控制寄存器220、第三控制寄存器230及第四控制寄存器240。此外，振荡器控制单元200包含确定单元260及(举例来说)呈状态机SM形式的逻辑250。可经由振荡器装置100的输入104来控制分频器150的划分器比率。振荡器控制单元200经配备以在输出201处输出数字控制字Ws，所述控制字呈现于振荡器装置100的输入105处且设定受控振荡器140的频率范围Cl，...，C8。确定单元260 (举例来说)与根据图2的自校准电路60 —致地设计，然而其也可以不同方式设计以便从反馈信号Sot/且从在输出102及103处输出的参考振荡器160的输出信号Sin形成所述控制字。受控振荡器140经配备而以数个频率范围Cl. . . CS操作输出频率Fot。为此，可由数字控制字Ws致动频率范围Cl. . . C8中的每一者。图6是(举例来说)十六个频率范围Cl，. . .，C8中的八个频率范围的示意性图解。给每一频率范围C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8 指派控制字 Ws 的值 WS1、WS2、WS3> Ws4、WS5、WS6、WS7、Wsgo 每一频率范围 Cl，. . .，C8 由受控振荡器140的输入电压Vvaj的负载线在围绕中心电压Vctr的电压Vmh与Vmax之间界定。以举例的方式展示第五频率范围C5的围绕中心频率Fctk的范围边界Fmin及Fmx。在图6的实施例中，频率范围Cl，. . .，C8重叠。在图8的实施例中，振荡器控制单元200经配备以自动地确定被指派给第一接收频率f1KX的数字控制字Ws的第一值Wsi且将所述第一值Wsi输出到受控振荡器140。以举例的方式在图6中展示接收频率f1KX的控制电压Vvaj及输出频率Fotit的瞬时值。振荡器控制单元200经配备以将数字控制字Ws的自动地确定的第一值Wsi存储于第一控制寄存器210中。为此，频率范围可由于自动确定(由于温度改变或其它移位效应)而改变。在此情况下，由振荡器控制单元200用当前值覆写第一控制寄存器210中的数字控制字Ws的现有值。图8的振荡器控制单元200经配备以自动地确定被指派给第二接收频率f2KX的数字控制字Ws的第二值Ws2且经由输入105将第二值Ws2输出到受控振荡器140。还将数字字Ws的自动地确定的第二值Ws2存储于所指派的第二控制寄存器220中。图9中的图示展示第一时间间隔Atl的扩展El与第二时间间隔Λ t2之间的死时间范围Att(rtl。还展示其它死时间范围Att(rt2、Attot3，其每当切换在第一信道chi中的接收频率f1KX与第二信道ch2中的f2KX之间发生时发生。死时间范围Att(rtl、Att()t2、Att(rt3取决于振荡器控制装置200及振荡器装置100调整所需频率范围Cl，. . .，C8的持续时间。在死时间范围Att(rtl、Attot2、Atttrt3期间可能检测不到前同步码P。因此，需要最短的可能死时间范围Att(rtl、Att0t2^ Attot3以实现收发器1000的最大可能敏感性。在图8的实施例中，振荡器控制单元200经配备以读取存储于第一控制寄存器210中的数字控制字Ws的第一值Wsi且将其作为初始值输出到受控振荡器140以设定第一信道chi的第一接收频率f1KX。因此，针对第二接收频率f2KX读取数字控制字Ws的第二值Ws2且将其作为初始值输出到受控振荡器140。因此，针对第三接收频率读取数字控制字Ws的第三值Ws3且将其作为初始值输出到受控振荡器140。在图8的实施例中，将第一切换值指派给第一配置寄存器310及第三配置寄存器330，且将第二切换值指派给第二配置寄存器320及第四配置寄存器340，以用于借助切换单元840在第一天线810与第二天线820之间切换。如在图8的实施例中，如果将第三信道ch3的相同寄存器值写入到第三及第四配置寄存器330、340，那么切换可针对相同接收频率/发射频率在第一天线810与第二天线820之间发生，以便减小无线发射期间的干扰效应(天线分集)。图9以示意性图解展示包含随时间t的第一所测量值SUM2,及第二所测量值SUM的图示。举例来说，第一所测量值SUM2'为图10的第二聚合信号SUM2'。作为替代方案，也可使用第一聚合信号SUMl或第三聚合信号SUM2作为第一所测量值。举例来说，第二所测量值SUM为来自根据图10的求和单元580的第四聚合信号SUM。在所述图示的上部区中，从时间t7之前开始直到时间tl3示意性地展示具有长度为Ip的前同步码P的帧F的发射TX。[0100]其下面是信道chi及ch2中的接收节点的接收模式RX的示意性图解，其中死时间沮围 Attotl、A ttot2> A tt()t3 似于其之间。图8的控制单元400经配备以在第一所测量值SUM2'在第一时间间隔Atl内超过第一阈值th2'的情况下控制用于检测前同步码的第一时间间隔Atl的第一扩展E1。根据图9，所测量值SUM2'在时间t0与t2之间的第一时间间隔Atl期间在时间tl处超过第一阈值th2'，使得检测不受时间t0及t2限制，而是扩展第一扩展El —直到时间t3。到第二信道ch2的切换在时间t3与t4之间发生。图8的控制单元400经配备以在第一所测量值SUM2'在第一第二时间间隔At2内超过第一阈值th2'的情况下控制用于检测前同步码的第二时间间隔At2的第二扩展E2。根据图9，所测量值SUM2'在时间t4与t6之间的第二时间间隔At2期间在时间t5处超过第一阈值th2'，使得检测扩展第二扩展E2 —直到时间t7。第一时间间隔AU、第二时间间隔A t2、第一扩展El及第二扩展E2是经预界定(举例来说，固定)的，或可编程于控制装置400中。然而，由于第二所测量值SUM不超过第二阈值th，因此未检测到前同步码P，使得到第一信道chi的另一切换在时间t7与t8之间发生。恰好在时间t7之前，在第一信道chi中发射前同步码P，使得在时间t9处，第一所测量值SUM2'超过第一阈值th2'，借此，一直到tl2的扩展El发生。在时间tlO处，第二所测量值SUM超过第二阈值th。图8的控制装置400经配备以在第二所测量值SUM在第一时间间隔Atl或第一扩展E2内超过第二阈值th的情况下控制第一信道chi中的帧F的接收。此情况展示于图9中。帧F的发射时间tl3处结束，使得在时间tl4处结束第一信道chi中的接收。信道仅再次在时间tl4与tl5之间切换。如图9中所示，第一时间间隔Atl与第二时间间隔At2的和小于前同步码P的长度IP，使得非常有可能在第一信道chi中的前同步码P的发射期间，接收收发器1000切换到第一信道chi。图10是本实用新型的独立概念的示意性图解。图10展示相关装置500a。相关装置500a包含第一延迟单元550a，第一延迟单元550a具有用于输入信号序列/所取样值的输入501及用于存储于第一延迟单兀550a中的值的输出。延迟单兀550a被设计为存储器单元，举例来说，设计为移位寄存器。相关装置500a包含第一链接单元510，第一链接单元510连接到第一延迟单元550a的输出。第一链接单元510经配备以将链路序列的第一部分链接(换算、反演、加法、乘法)到存储于第一延迟单元550a中的第一值。举例来说，通过换算及/或反演及/或加法及/或(优选地)乘法来实施链接。相关装置500a包含第一加法单元530，第一加法单元530连接到第一链接单元510的输出且经设计以输出第一聚合信号SUM1。相关装置500a包含第二链接单元560，第二链接单元560连接到第一延迟单元550a的输出。第二链接单元560经配备以将链路序列的第二部分链接到存储于第一延迟单元550a中的第一值。相关装置500a包含第二加法单元570，第二加法单元570连接到第二链接单元560的输出且经设计以输出第二聚合信号SUM2'。此外，提供控制单元400的实施例，其连接到第一加法单元530及第二加法单元570且其经配备以将第一聚合信号SUMl及第二聚合信号SUM2'评估为第一所测量值SUM2/ 。图10及图Ila另外展示相关装置550a的其它特性，可有利地将其与上文所提及的那些特性组合。控制单元400优选地包含用于将第二聚合信号SUM2 ^与第一阈值进行比较的第一比较器430。控制单元400优选地包含用于将第一聚合信号SUMl与第三阈值thl进行比较的第三比较器410。此外，图10中的控制装置400包含用于将第三所测量值SUM2与第四阈值th2进行比较的第四比较器420。第一比较器430及第三比较器410及第四比较器420的输出信号可由下游逻辑440评估。逻辑440具有(举例来说)比较器410、420、430的输出信号的逻辑分离。此外，提供第二比较器460，其将第四聚合信号SUM与第二阈值th进行比较。第四聚合信号SUM形成(举例来说)第二所测量信号SUM。控制过程的时间流程的状态机470连接到第二比较器460及逻辑440的输出。阈值th、thl、th2、th2'的值可存储于阈值寄 存器450中或指定为固定值。阈值寄存器450连接到状态机470或用于编程阈值th、thl、th2、th2'的接口。图10的相关装置500a包含第二延迟单元550b，第二延迟单元550b连接到第一延迟单元550a的输出，使得所取样值由第一延迟单元500a以延迟施加到第二延迟单元550b。第二延迟单元550b包含用于存储于第二延迟单元550b中的值的输出。第二延迟单元550b被设计为存储器单元，举例来说，设计为移位寄存器。相关装置500a包含第三链接单元520，第三链接单元520连接到第二延迟单元550b的输出。第三链接单元520经配备以将链路序列的第二部分链接到存储于第二延迟单元550b中的第二值。举例来说，通过换算及/或反演及/或加法及/或(优选地)乘法来实施链接。相关装置500a包含第三加法单元540，第三加法单元540连接到第三链接单元520的输出且经设计以输出第三聚合信号SUM2。通过借助由第四加法单元580实施的加法将第一聚合信号SUMl与第三聚合信号SUM2相加来计算第四聚合信号SUM。第一延迟单元550a有利地具有与第二延迟单元550b相同的长度，举例来说，La =Lb = L/2所取样值。所取样值首先到达第一延迟单元550a且接着由第二延迟单元550b延迟相同长度。由于第一链接单元510及第二链接单元560并行链接到链接序列的第一部分及链接序列的第二部分，因此可确定前同步码信号的接收是否可能仅在所取样值L的一半之后。以此方式，不必将对应于链接序列的第二部分的所取样值加载到第二延迟单元550b中，而是可已经通过第二链接单元560在第一延迟单元550a中相关且供应第一所测量值SUM2/ 。图Ila展示相关装置550a的另一实施例的示意性图解。与图10的实施例相比，第二延迟单元550b连接在第二加法单元570的下游，使得通过借助第二延迟单元550b延迟第二聚合信号SUM2'的值来产生第三聚合信号SUM2。图Ilb展示聚合信号SUM1、SUM、SUM2、SUM2'的对应图示的示意性图解。很明显，按照时间首先产生第二聚合信号SUM2'。出于此原因，第二聚合信号SUM2'尤其有利地作为第一所测量值用于对所接收信号中的前同步码P的较早检测。
权利要求1.ー种用于无线网络的收发器(1000)， 其包含接收器单元(850)，所述接收器単元(850)用于接收帧(F)且用于在第一信道(chi)中且在第二信道(ch2)中检测所述帧(F)的前同步码(P)， 其包含可调谐振荡器装置(100)，所述可调谐振荡器装置(100)连接到所述接收器单元(850)以用于设定所述第一信道(chi)的第一接收频率(f1KX)及所述第二信道(ch2)的第二接收频率(f2KX)， 其包含可编程第一配置寄存器(310)，所述可编程第一配置寄存器(310)用于设定所述第一接收频率(f1RX)， 其包含可编程第二配置寄存器(320)，所述可编程第二配置寄存器(320)用于设定所述第二接收频率(f2KX)， 其包含用于调整所述可调谐振荡器装置(100)的控制单元(400)， 其中所述控制単元(400)经配备以通过读取所述第一配置寄存器(310)而在第一预界定时间间隔(Atl)中用所述信道(chi)的所述第一接收频率(f1KX)来控制所述振荡器装置(100)，所述第一信道(chi)中的所述检测受所述第一时间间隔(Atl)限制，且 其中所述控制単元(400)经配备以通过读取所述第二配置寄存器(320)而在第二预界定时间间隔(At2)中用所述第二信道(ch2)的所述第二接收频率(f2KX)来控制所述振荡器装置(100)，所述第二时间间隔(At2)跟在所述第一时间间隔(Atl)后面，且所述第二信道(ch2)中的所述检测受所述第二时间间隔(At2)限制。
2.根据权利要求I所述的收发器(1000)， 其中所述振荡器装置(100)包含具有受控振荡器(140，VCO)的锁相环路PLL， 其中所述锁相环路PLL经配备以将所述受控振荡器(140，VC0)的输出频率(Fout)调整到所述所设定的第一接收频率(f1KX)或第二接收频率(f2KX)， 其中所述受控振荡器(140，VC0)经配备而以数个频率范围(Cl. . . CS)操作所述输出频率(Fott)，每ー频率范围(C1...C8)由数字控制字(Ws)致动， 其中振荡器控制単元(200)连接到所述锁相环路PLL， 其中所述振荡器控制单元(200)经配备以自动确定所述数字控制字(Ws)的指派给所述第一接收频率(f1KX)的第一值(Wsi)且将所述第一值(Wsi)输出到所述受控振荡器(140，VC0)， 其包含第一控制寄存器(210)， 其中所述振荡器控制单元(200)经配备以将所述数字控制字(Ws)的所述自动确定的第一值(Wsi)存储于所述第一控制寄存器(210)中， 其中所述振荡器控制单元(200)经配备以自动确定所述数字控制字(Ws)的指派给所述第二接收频率(f2KX)的第二值(Ws2)且将所述第二值(Ws2)输出到所述受控振荡器(140，VC0)， 其包含第二控制寄存器(220)， 其中所述振荡器控制单元(200)经配备以将所述数字控制字(Ws)的所述自动确定的第二值(Ws2)存储于所述第二控制寄存器(220)中， 其中所述振荡器控制单元(200)经配备以读取存储于所述第一控制寄存器(210)中的所述数字控制字(Ws)的所述第一值(Wsi)且将其作为初始值输出到所述受控振荡器(140，VCO)以设定所述第一信道(Chl)中的所述第一接收频率(f1KX)， 其中所述振荡器控制单元(200)经配备以读取存储于所述第二控制寄存器(220)中的所述数字控制字(Ws)的所述第二值(Ws2)且将其作为初始值输出到所述受控振荡器(140，VCO)以设定所述第二信道(ch2)中的所述第二接收频率(f2KX)。
3.根据权利要求2所述的收发器(1000)， 其中所述振荡器控制单元(200)经配备以在用于接收所述帧(F)的接收模式之前自动确定所述数字控制字(Ws)的所述第一值(Wsi)且将其存储于所述第一控制寄存器(210)中，且此后即刻自动确定所述数字控制字(Ws)的所述第二值(Ws2)且将其存储于所述第二控制寄存器(220)中。
4.根据前述权利要求中任ー权利要求所述的收发器(1000)， 其包含确定单元(500)，所述确定単元(500)经配备以在所述第一时间间隔(Atl)期间确定所述第一信道(chi)中的所接收信号(RFehl、RFch2)的第一所测量值(SUM1、SUM2、SUM2')且在所述第二时间间隔(At2)期间确定所述第二信道(ch2)中的所接收信号(RFchl, RFch2)的第一所测量值(SUM1、SUM2、SUM2')， 其中所述控制单元(400)经配备以将所述第一所测量值(SUM1、SUM2、SUM2,)与第一阈值(thl、th2、tl·^ )进行比较， 其中所述控制单元(400)经配备以在所述第一所测量值(SUM1、SUM2、SUM2,)在所述第一时间间隔(Atl)内超过所述第一阈值(thl、th2、th2,)的情况下控制用于检测的所述第一时间间隔(Atl)的第一扩展(El)，且 其中所述控制单元(400)经配备以在所述第一所测量值(SUM1、SUM2、SUM2,)在所述第二时间间隔(At2)内超过所述第一阈值(thl、th2、th2,)的情况下控制用于检测的所述第二时间间隔(At2)的第二扩展(E2)。
5.根据权利要求4所述的收发器(1000)， 其中所述确定単元(500)经配备以通过使从所述所接收信号(RFehl、RFeh2)产生的数字信号序列(Sig)与在接收器侧上预定的所述前同步码(P)的序列《010110 互相关来确定第二所测量值(SUM)， 其中所述控制単元(400)经配备以将所述第二所测量值(SUM)与第二阈值(th)进行比较， 其中所述控制装置(400)经配备以在所述第二所测量值(SUM)在所述第一时间间隔(Atl)或所述第一扩展(E2)[原文如此]内超过所述第二阈值(th)的情况下控制所述第一信道(chi)中的所述帧(F)的所述接收，且 其中所述控制装置(400)经配备以在所述第二所测量值(SUM)在所述第二时间间隔(Atl)或所述第二扩展(E2)内超过所述第二阈值(th)的情况下控制所述第二信道(ch2)中的所述帧(F)的所述接收。
6.根据权利要求5所述的收发器(1000)， 其中所述确定単元(500)包含用于确定所述第一所测量值(SUM2,)、所述第二所測量值(SUM)及第三所测量值(SUMl)的相关装置(500a)， 其中所述相关装置(500a)包含第一延迟单元(550a)， 其包含第一链接单元(510),所述第一链接单元(510)连接到所述第一延迟单元(550a)的输出， 其中所述第一链接单元(510)经配备以将链路序列的第一部分链接到存储于所述第一延迟单元(550a)中的第一存储器值， 其包含第一加法单元(530)，所述第一加法单元(530)连接到所述第一链接单元(510)的输出且经设计以输出第一聚合信号(SUMl)， 其包含第二链接单元(560)，所述第二链接单元(560)连接到所述第一延迟单元(550a)的所述输出， 其中所述第二链接单元(560)经配备以将所述链路序列的第二部分链接到存储于所述第一延迟单元(550a)中的第一存储器值， 其包含第二加法单元(570)，所述第二加法单元(570)连接到所述第二链接单元(560)的输出且经设计以输出第二聚合信号(SUM2,)， 其中所述控制単元(400)连接到所述第一加法単元(530)及所述第二加法単元(570)且经配备以将所述第二聚合信号(SUM2,)评估为所述第一所測量值且将所述第一聚合信号(SUMl)评估为所述第三所測量值。
7.根据权利要求1、2或3中任ー权利要求所述的收发器(1000)， 其中所述第一信道(chi)被指派给第一无线网络(N)且所述第二信道(ch2)被指派给第二无线网络(M)。
专利摘要本实用新型揭示一种用于无线网络的收发器。所述收发器包含接收器单元(850)，所述接收器单元(850)用于接收帧(F)且用于在第一信道(ch1)中且在第二信道(ch2)中检测所述帧(F)的前同步码(P)；可调谐振荡器装置(100)，所述可调谐振荡器装置(100)连接到所述接收器单元(850)以用于设定所述第一信道(ch1)的第一接收频率(f1RX)及所述第二信道(ch2)的第二接收频率(f2RX)；可编程第一配置寄存器(310)，所述可编程第一配置寄存器(310)用于设定所述第一接收频率(f1RX)，其包含可编程第二配置寄存器(320)，所述可编程第二配置寄存器(320)用于设定所述第二接收频率(f2RX)；用于调整所述可调谐振荡器装置(100)的控制单元(400)，其中所述控制单元(400)经配备以通过读取所述第一配置寄存器(310)而在第一预界定时间间隔(Δt1)中用所述信道(ch1)的所述第一接收频率(f1RX)来控制所述振荡器装置(100)，所述第一信道(ch1)中的所述检测受所述第一时间间隔(Δt1)限制，且其中所述控制单元(400)经配备以通过读取所述第二配置寄存器(320)而在第二预界定时间间隔(Δt2)中用所述第二信道(ch2)的所述第二接收频率(f2RX)来控制所述振荡器装置(100)，所述第二时间间隔(Δt2)跟在所述第一时间间隔(Δt1)后面，且所述第二信道(ch2)中的所述检测受所述第二时间间隔(Δt2)限制。所提供的收发器在可能的程度上得到改良且适合于IEEE 802.15.4工业标准。
文档编号H03L7/099GK202424712SQ20112054543
公开日2012年9月5日 申请日期2011年12月20日 优先权日2010年12月22日
发明者乌多·瓦尔特, 萨沙·贝耶尔, 蒂洛·费希伦德, 迪特马尔·埃格特 申请人:爱特梅尔公司