无线网络接收器的制造方法
【专利说明】无线网络接收器
[0001]相关申请交叉参考案
[0002]本申请案主张2013年11月25日提出申请的第61/908，551号美国临时申请案的权益。
技术领域
[0003]本发明一般来说涉及一种无线网络接收器。
【背景技术】
[0004]公用设施公司(举例来说，电、燃气及水)正越来越多地实施可以无线方式传输使用数据的使用仪表。用于公用设施公司的无线网络称作智能公用设施网络(SUN)。存在开发SUN的标准的多个组织。电气与电子工程师学会(IEEE)具有SUN的标准(IEEE802.15.4g)。电信工业协会(TIA)也具有SUN的标准(TR-51)。
[0005]在顾客的前提下，仪表可以无线方式将数据传输到经操作用于公用设施公司的数据收集点。数据收集点可接着通过光纤、铜线或以无线方式连接到中央办公室。使用数据可在呈网格配置的仪表之间跳跃传输直到其到达数据收集点。网格配置可适于具有高密度仪表的城市或城郊区域。或者，使用数据可从每一仪表直接发送到数据收集点(星形配置)。星形配置可适于其中仪表的密度较低使得可能不存在便利相邻者来用作中间跃点的农村环境。还可存在星形配置与网格配置的混合。
[0006]网络的开放系统互连(OSI)模型将通信功能性划分成七个逻辑层。最低层(称作物理层，PHY)界定数字数据的表示与经由物理通信通道传输的对应信号之间的转换以及数据帧的结构。存在由SUN标准支持的多个PHY。特定来说，在一个实施例中，SUN中的所有老式装置均使用频移键控(FSK)通信。因此，针对特定实施例，在网格配置中，所有装置必须能够接收具有所规定数据帧结构的经FSK调制数据。需要用于接收经FSK调制数据的经改进SUN接收器。
【发明内容】
[0007]本发明提供一种无线网络接收器，其包括:
[0008]报头检测模块，其使用数据帧中的报头位进行信号处理功能；且
[0009]其中所述报头检测模块响应于所接收信号的功率而调整所使用的报头位的数目。
[0010]本发明还提供一种方法，其包括:
[0011]由无线网络接收器接收信号；
[0012]由所述无线网络接收器中的报头检测器模块使用所述信号中的报头位进行信号处理；及
[0013]由所述报头检测器模块响应于所述信号的功率而调适所使用的报头位的数目。
[0014]本发明进一步提供一种方法，其包括:
[0015]由无线网络接收器记录所接收信号的功率的历史；
[0016]由所述无线网络接收器接收信号；
[0017]由所述网络接收器中的报头检测器模块使用所述信号中的报头位进行信号处理；及
[0018]由所述报头检测器模块基于所接收信号的所述功率的所述历史调适所使用的报头位的数目。
【附图说明】
[0019]图1是实例性数据帧的框图。
[0020]图2是用于处理图1的数据帧的接收器的实例性实施例的框图示意图。
[0021]图3是用于操作图2的接收器的方法的流程图。
[0022]图4是用于操作图2的接收器的替代方法的流程图。
【具体实施方式】
[0023]图1图解说明经FSK调制数据的由PHY规定的典型数据帧结构。所述帧结构具有多个报头字节102，后续接着开始帧定界符(SFD) 104，后续接着物理层标头(PHR) 106，后续接着数据包108。报头字节由重复位序列01010101组成。SFD 104为预定16位或32位序列。PHR 106由含有用于解码数据包的信息的16个位组成。报头字节102首先用于接收器中的信号功率测量及自动增益控制(AGC)。另外，存在必须在读取数据包之前执行的多个信号处理功能(频移估计、位同步、位相关)。那些信号处理功能也使用报头位。
[0024]公用设施仪表数据通常以短突发形式来发送。举例来说，仪表可每15分钟发送使用数据。呈网格配置的接收器可在所接收突发之间进入备用或睡眠模式。接收器可需要一些时间来退出备用模式并调整放大器增益。如果放大器增益不处于恰当电平，那么报头位可被毁坏且其无法用于信号处理功能。因此，报头位不用于频移估计、位同步及位相关直到放大器增益处于适当电平。
[0025]在备用期间，放大器增益设定为最大增益以使得其能够检测处于最低所规定功率的传入信号。AGC模块以离散步骤调整放大器增益，且每一步骤具有一些约束(举例来说，每步骤达到50dB调整)。如果放大器增益处于最大增益且如果接收到强信号，那么放大器可需要将增益向下调整多个步骤，且每一步骤均花费时间。在现有技术接收器中，接收器等待最坏情形AGC调整时间，之后使用报头位进行频移估计、位同步。然而，如果可使用较大数目个适合报头位(借助处于适当增益的放大器接收的位)，那么频移调整、位同步及位相关的准确性将得以改进。如果放大器增益处于最大值且接收到低功率信号，那么放大器增益不需要改变，但如果接收器等待最坏情形AGC调整时间，那么一些有用报头位被浪费。在以下论述中，替代使用最坏情形AGC调整时间，接收器基于来自AGC模块的信息适应性地决定待使用的报头位的数目。
[0026]图2图解说明具有适应性报头检测的接收器200。接收器200具有测量传入信号的功率且相应地调整放大器的增益的AGC模块202。报头检测模块206使用报头位来执行信号处理功能，例如频移估计、位同步及位相关。AGC模块202将指示传入信号的强度的所接收信号强度指示(RSSI)信号204发送到报头检测模块206。举例来说，RSSI信号可规定增益索引设定，或可规定将需要多少AGC调整步骤来获得恰当增益。在以下论述中，AGC调整步骤的数目用作一实例，但可替代地使用其它信号功率信息。报头检测模块206使用RSSI信号来确定在使用报头位进行频移估计、位同步及位相关之前等待多长时间。举例来说，如果接收到低电平信号，那么RSSI信号可指示不必要进行AGC调整，且报头检测模块206可立即开始使用报头位。或者，如果接收到强信号，那么RSSI信号可指示需要一或多个AGC调整步骤，且报头检测模块206将在使用报头位之前等待适当时间量。注意，较多报头位将用于弱信号，其中需要报头位的较多平均化，且较少报头位将用于强信号，其中报头位的平均化较不重要。
[0027]—些公用设施仪表(举例来说，水表)可为电池供电的，且其可处于相对较不可接达位置中，因此保存电池寿命为重要的。另外，一些公用设施仪表可使用具有有限处理能力的处理器来节约处理器成本及电力消耗两者。平均来说，适应性接收器相比总是等待最坏情形AGC调整时间的现有技术接收器将针对报头检测模块使用较多报头位。因此，平均来说，适应性接收器将使用较多处理器指令循环及较多电池电力，而处理额外报头位。适应性接收器可选择处理最大数目个报头位，其中所述最大数目小于适合位的数目，此仅为了节省电力或此仅因为有限处理能力。另外，此选择可依功能而变化，使得(举例来说)用于频移估计的报头位的最大数目可不同于用于位同步的报头位的最大数目。
[0028]图3图解说明待由报头检测模块206执行的实例性方法300。在方法300中，“L”为PHY规定的帧结构中的报头位的总数目。假设“η”个AGC步骤改变可毁坏达到Cn个报头位。处理报头位的每一信号处理功能“i