專利名稱：用于uwb的能量檢測(cè)接收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及無線設(shè)備，尤其涉及用于在網(wǎng)絡(luò)化無線計(jì)算設(shè)備內(nèi)針對(duì)帶寬使用平衡設(shè)備復(fù)雜性和電力消耗的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通過廣泛地可用計(jì)算設(shè)備引進(jìn)的數(shù)字革命現(xiàn)在正在良好地進(jìn)行中，并且第二波革命正在發(fā)生。第二波包括各種可用計(jì)算設(shè)備的增強(qiáng)的互連性，因?yàn)橛脩魣?jiān)持要求更可移動(dòng)化和/或更不雜亂的經(jīng)歷。例如，傳統(tǒng)的臺(tái)式PC能提供大量用途。然而，用戶被機(jī)器的大小以及它的各種有線連接限制在一個(gè)地方。如今，許多手持和小型設(shè)備以無線的方式對(duì)它們的用戶提供實(shí)質(zhì)的計(jì)算能力，如此允許移動(dòng)的自由。例如，蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理、筆記本計(jì)算機(jī)以及其他設(shè)備能無線地通信并是可攜帶的。對(duì)于諸如臺(tái)式計(jì)算機(jī)、家用電器、以及娛樂設(shè)備之類的大設(shè)備而言，當(dāng)移動(dòng)性不被關(guān)心時(shí)，無線連接依然允許免去電線雜亂。然而，由于它們的本性，當(dāng)在使用時(shí)無線設(shè)備通常缺乏電力電纜或其他用于持續(xù)地與外部電源連接的設(shè)備，并因此必須僅僅由電池電源來支持。盡管電池技術(shù)已經(jīng)在最近發(fā)展并且較高性能的電池變得可用(例如，Lithium Ion(鋰離子)以及Lithium Polymer (鋰聚合體)電池)，依然存在不斷地對(duì)于在電池供電的無線設(shè)備內(nèi)保存和適當(dāng)?shù)毓芾砟芰肯牡膶?shí)質(zhì)的需要。此外，設(shè)備的成本和流行通常直接涉及設(shè)備的復(fù)雜性。相應(yīng)地，可能地簡(jiǎn)化無線設(shè)備的構(gòu)造和操作是理想的。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，UWB無線設(shè)備的接收器部分通過把昂貴的功耗大的模擬到數(shù)字的線路替換成簡(jiǎn)單的能量檢測(cè)線路而被改變。此外，在本發(fā)明的實(shí)施例中，發(fā)送器的編碼方式被改變以支持這個(gè)簡(jiǎn)化的接收器。尤其，數(shù)據(jù)以二進(jìn)制方式在離散頻率次能帶中被編碼，而不是將編碼數(shù)據(jù)在UWB信號(hào)的相位中發(fā)送。雖然，這可減少信道的可用帶寬， 但是它也減少了 UWB設(shè)備的復(fù)雜性和電力消耗。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，UWB設(shè)備能基于它的環(huán)境選擇發(fā)送模式。此外，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，接收設(shè)備可基于遠(yuǎn)程發(fā)送器和/或?qū)Φ冉邮掌鞯男阅茉诰幋a模式之間切換。本發(fā)明的其他特性和優(yōu)點(diǎn)將從以下結(jié)合附圖的說明性的實(shí)施例的詳細(xì)描述中變
得明顯。


盡管附加的權(quán)利要求書具體描述了本發(fā)明的特性，本發(fā)明和它的優(yōu)點(diǎn)將從以下詳細(xì)的結(jié)合附圖的描述中被最好的理解，其中圖I是本發(fā)明的實(shí)施例可在其內(nèi)被實(shí)現(xiàn)的無線桌面設(shè)備群集的示意性圖；圖2是本發(fā)明的實(shí)施例可在其內(nèi)被實(shí)現(xiàn)的ad hoc無線消費(fèi)者電子產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)的示 意性圖；圖3是本發(fā)明的實(shí)施例可在其內(nèi)被實(shí)現(xiàn)的無線家庭娛樂網(wǎng)絡(luò)的示意性圖；圖4是示意性圖，說明了由適用于合并本發(fā)明的實(shí)施例的典型概括的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 環(huán)境；圖5示出了一般的UWB設(shè)備發(fā)送器和接收器部分；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的UWB發(fā)送器和接收器；圖7A示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的簡(jiǎn)化的示意性頻率圖，該頻率圖說明用于UWB 的數(shù)據(jù)編碼方法；圖7B示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的簡(jiǎn)化的示意性頻率圖，該頻率圖說明用于UWB 的數(shù)據(jù)編碼方法，其中“0”被編碼；圖7C示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的簡(jiǎn)化的示意性頻率圖，該頻率圖說明用于UWB 的數(shù)據(jù)編碼方法，其中“ I”被編碼；圖7D示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的簡(jiǎn)化的示意性頻率圖，該頻率圖說明用于UWB 的數(shù)據(jù)編碼方法，其中“2”被編碼；圖7E示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的簡(jiǎn)化的示意性頻率圖，該頻率圖說明用于UWB 的數(shù)據(jù)編碼方法，其中“3”被編碼；圖7F示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的簡(jiǎn)化的示意性頻率圖，該頻率圖說明用于UWB 的數(shù)據(jù)編碼方法，其中“4”被編碼；圖7G示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的簡(jiǎn)化的示意性頻率圖，該頻率圖說明用于UWB 的數(shù)據(jù)編碼方法，其中“5”被編碼；圖7H示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的簡(jiǎn)化的示意性頻率圖，該頻率圖說明用于UWB 的數(shù)據(jù)編碼方法，其中“6”被編碼；以及圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的接收器和普通 接收器的環(huán)境內(nèi)用于UWB發(fā)送器部分的示例架構(gòu)。圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在其上可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方面的計(jì)算機(jī)配置的例子。圖10是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，選擇用于傳送UWB設(shè)備的編碼模式的過程的流程 圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例將在此參考超寬頻帶(UWB)無線通信技術(shù)描述，盡管可以被理解 的是在此描述的技術(shù)也可用于關(guān)于實(shí)現(xiàn)其他通信技術(shù)的設(shè)備。有吋，UWB或者可被稱為脈 沖、基帶或0載波技木。UWB是無線通信技木，該技術(shù)通過寬頻譜傳送非常短的超低電カ無 線信號(hào)。UWB接收器能通過識(shí)別由傳送器發(fā)送的具體的脈沖序列來翻譯接收到的脈沖。FCC 已經(jīng)定義UWB為在3. IGHz到10. 6GHz帶寬內(nèi)包括任何占用多于500MHz的信號(hào)或具有多 于20%的部分帶寬。UWB的帶寬一般是中心頻率的大約25%。例如，“2GHz”UWB信號(hào)具有 500MHz的帶寬。被允許用于UWB的頻譜是7500MHz。這實(shí)質(zhì)上比在美國(guó)用于其他技術(shù)的頻譜要高。例如，在2. 4GHz的ISM包括83. 5MHz頻譜，而在5GHz的U-NI占有300MHz (要被增加到555MHz)。UWB的寬頻譜允許它在需要寬帶連接的PC群集和家庭群集情況內(nèi)是有用的。例如，PC群集可包括PC和存儲(chǔ)設(shè)備和/或諸如系泊部位的IO設(shè)備，和/或打印機(jī)或其他外圍設(shè)備，所有都被無線地互連。在家庭群集中，諸如PC或膝上型電腦的計(jì)算機(jī)可被無線地連接到諸如數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、攝影機(jī)、MP3播放器、投影機(jī)、TV等的允許高速內(nèi)容傳送的消費(fèi)者電子設(shè)備。另一潛在的家庭群集環(huán)境是在汽車或其他交通工具內(nèi)。一般的用于消費(fèi)者電子產(chǎn)品和娛樂應(yīng)用的帶寬要求如下HDTV，19Mbps ；DVD播放器，IOMbps ；MPEG2,1-8Mbps ； MPEGl, I. 5Mbps ;寬帶訪問，I-IOMbps ;視頻會(huì)議，I-2Mbps ；TV 終端，2_5Mbps ;立體聲 CD 播放器，I. 4Mbps ;計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，I-IOMbps ;以及電話，8_64kbps。用于UWB的調(diào)制技術(shù)一般是二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)。在BPSK中，每個(gè)脈沖在0或 180度處被發(fā)送，也就是說，在脈沖邊沿朝上或向下時(shí)。如此，BPSK調(diào)制在它的頻譜的使用中是有效的，該頻譜需要同等脈沖位置調(diào)制系統(tǒng)大約一半的帶寬。多個(gè)在其內(nèi)可使用本發(fā)明的實(shí)施例的設(shè)備環(huán)境在圖1-3中示出。圖I顯示了典型的無線桌面設(shè)備群集。顯示的典型設(shè)備包括打印機(jī)101、監(jiān)視器103、照相機(jī)105、游戲控制器107、攝像機(jī)109、鼠標(biāo)111、鍵盤113、以及寫字板115。各種設(shè)備通過個(gè)人計(jì)算機(jī)117無線地通信。每個(gè)設(shè)備的無線協(xié)議不需要相同。例如，多個(gè)顯示的協(xié)議包括IEEE 1394、USB 2. O、USB I. O、以及藍(lán)牙。圖2示出了特定無線消費(fèi)者電子產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)包括典型的設(shè)備，包括平板電視 201、攝像機(jī)203、調(diào)制解調(diào)器205、個(gè)人視頻播放器207、數(shù)字照相機(jī)209、以及打印機(jī)211和個(gè)人計(jì)算機(jī)213。各種設(shè)備通過諸如IEEE 1394和/或USB 2. 0的合適的無線協(xié)議相互連接。最后，圖3示出了典型的無線家庭娛樂網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)設(shè)備，包括電視機(jī)301、 揚(yáng)聲器303、游戲設(shè)備305、以及多媒體棧307。多媒體棧307包括HDTV接收器、電纜箱、Tivo 箱、硬驅(qū)動(dòng)器、DVD播放機(jī)、以及家庭影院模塊。存在兩種用于當(dāng)前提出的UWB的方法，也就是單頻帶方法和多頻帶方法。由于單頻帶方法建議使用整個(gè)7. 5GHz作為一個(gè)載波，所以它較為不理想。多頻帶方法把7. 5GHz分為相等的信道。基本的前提是通過同時(shí)發(fā)送多個(gè)UWB信號(hào)來使用多頻帶以有效地使用UWB 頻譜。由于信號(hào)在UWB頻譜內(nèi)的不同頻率上操作，所以它們互相不干擾。這些中的每個(gè)信號(hào)能被同時(shí)發(fā)送以達(dá)到非常高的數(shù)據(jù)速率或能被用為多訪問的方法以允許多個(gè)用戶同時(shí)通信。若干標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字調(diào)制技術(shù)能作用于每個(gè)單獨(dú)的UWB信號(hào)。調(diào)制的UWB信號(hào)的輸出可在發(fā)送之前被加在一起。多頻帶UWB系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，包括比單頻帶設(shè)計(jì)更具可擴(kuò)展性和適應(yīng)性； 與諸如802. Ila的系統(tǒng)的更好的共存特性；以及由于它利用了更多的傳統(tǒng)無線設(shè)計(jì)技術(shù)， 所以它具有較低的風(fēng)險(xiǎn)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)維持與單頻段設(shè)計(jì)類似的復(fù)雜性和功率消耗時(shí)，這些優(yōu)點(diǎn)可被保留。關(guān)于可擴(kuò)展和自適應(yīng)，多頻段方法的優(yōu)點(diǎn)是，例如，低比特率系統(tǒng)可使用較少的頻段，高比特率系統(tǒng)可使用多個(gè)頻段。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是潛在地適應(yīng)全球不同的無線電規(guī)則，如果它們不具有與在由WiFi和藍(lán)牙使用的2. 4GHz和5GHz頻帶上發(fā)生的相同的協(xié)調(diào)的頻譜分配。
關(guān)于共存，多頻帶方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是增強(qiáng)與其他諸如IEEE 802. Ila的服務(wù)的共存的等級(jí)。接收器能通過移動(dòng)受影響的頻帶來動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)帶內(nèi)干擾，或發(fā)送器能避免在已經(jīng)由非常接近的另一服務(wù)使用的頻帶內(nèi)的發(fā)送。最后，由于多頻帶技術(shù)是基于公知的無線通信方案，為UWB頻譜使用而修改，所以該技術(shù)呈現(xiàn)了較低的實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)。這使得多頻帶成為用于需要標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)和大量采用的多個(gè)供應(yīng)商的商業(yè)應(yīng)用的最佳的候選者。多頻帶系統(tǒng)允許頻帶的適應(yīng)性選擇以提供好的干擾健壯性和共存特性。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)802. Ila系統(tǒng)的存在時(shí)，例如，它能避免集中在5. 35GHz或5. 85GHz的頻帶的使用。該相同的特征也能被用于在美國(guó)之外的不同的頻譜分配的規(guī)定；與非常敏感的系統(tǒng)共享頻譜的頻帶能被避免。單頻帶UWB系統(tǒng)需要使用陷波濾波器以實(shí)現(xiàn)相同的結(jié)果。陷波濾波器不是理想的解決方案，由于它們能增加接收器的噪音系數(shù)或需要更高性能的低噪聲放大器。陷波濾波器的問題是它們不是自適應(yīng)的并需要通過芯片外部的專用硬件來實(shí)現(xiàn)。此外，陷波濾波器在大部分情況下使接收脈沖失真并要求其他的復(fù)雜性以彌補(bǔ)該影響。然后，UWB MAC包括幾個(gè)圖4中示出的組件?；窘M件是設(shè)備或DEV 401。一個(gè) DEV 403 一般擔(dān)任微微網(wǎng)400的微微網(wǎng)協(xié)調(diào)器(PNC)的角色。PNC 403執(zhí)行以下的功能提供具有"[目標(biāo)的用于微微網(wǎng)400的基本時(shí)序；管理服務(wù)質(zhì)量(QoS)要求；管理電力節(jié)省等級(jí)；以及實(shí)現(xiàn)用于微微網(wǎng)400的安全和訪問控制。由于微微網(wǎng)400不是按預(yù)先計(jì)劃形成的，并且只要需要微微網(wǎng)400，操作的這個(gè)類型是指ad hoc (無主機(jī)對(duì)等)網(wǎng)絡(luò)。MAC允許DEV 401請(qǐng)求附屬微微網(wǎng)的信息。初始微微網(wǎng)400稱為父微微網(wǎng)。取決于DEV 401使用的與父PNC 403關(guān)聯(lián)的方法，附屬微微網(wǎng)稱為子或鄰居微微網(wǎng)。由于它們依賴父PNC 403以分配用于從屬微微網(wǎng)的操作的信道時(shí)間，子和鄰居微微網(wǎng)全體被認(rèn)為是從屬微微網(wǎng)。獨(dú)立微微網(wǎng)是不具有任何從屬微微網(wǎng)的微微網(wǎng)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，UWB設(shè)備架構(gòu)和操作被簡(jiǎn)化，以增加帶寬使用為代價(jià)，以便減少設(shè)備成本、復(fù)雜性、以及處理電力消耗。圖5中示出了一般的UWB設(shè)備。顯示了發(fā)送器 UffB設(shè)備500以及接收器UWB設(shè)備510。發(fā)送器設(shè)備500包括信息源501、加密模塊503、正向糾錯(cuò)/編碼器模塊505、調(diào)制器107、以及鏈接到天線520的增頻轉(zhuǎn)換器509。類似地，接收設(shè)備510包括鏈接到降頻轉(zhuǎn)換器511的天線521、解調(diào)器和A/D轉(zhuǎn)換器513、解碼器515、 解密模塊517、以及最后的用戶應(yīng)用519。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可理解這些各個(gè)組件的原理和操作?？梢岳斫獾淖R(shí)大部分設(shè)備能發(fā)送和接收，并因此一般的UWB設(shè)備包括示出的區(qū)域 500、510。這里主要感興趣的是接收器510的A/D轉(zhuǎn)換器部分513。該部分負(fù)責(zé)UWB設(shè)備的大量復(fù)雜性和電力消耗。例如，考慮對(duì)IEEE 802. 15. 3a組提交的考慮以下技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的方參數(shù)數(shù)值數(shù)據(jù)速率267Mbps編碼速率3/4有效比特率200Mbps
比特誤碼率le-05
范圍10米
調(diào)制BPSK多頻帶
操作的頻率3. lGHz-7. IGHz
頻帶數(shù)8
次能帶中心頻率(GHz) 3. 35，3. 85，4. 35，4. 85，5. 35，5. 85，6. 35，6. 85
次能帶帶寬500MHz
共同定位的微微網(wǎng)4
干擾性能對(duì)IEEE 802. Ila是健壯的
共存性能對(duì)802. Ila適應(yīng)性干擾減少
方案提供200Mbps的高數(shù)據(jù)速率。每個(gè)OFDM信號(hào)由128子載波所組成，這些子載
波隨后通過使用例如以上描述的BPSK被調(diào)制。為解調(diào)信號(hào)，接收到的RF信號(hào)首先被降頻轉(zhuǎn)換成IF，以兩倍頻率采樣。也就是說，存在每秒500MHz*2或1000M樣本/秒或IG樣本/ 秒。如果每個(gè)樣本由至少兩位比特所表示，那么導(dǎo)致A/D轉(zhuǎn)換器最小以2Gbps運(yùn)行。這樣的A/D和作為結(jié)果的快速基帶處理是昂貴的，并且是主要的功率消耗和熱源。在本發(fā)明的實(shí)施例中，較低的復(fù)雜性(以及較低的熱/較低的功率)是以帶寬為代價(jià)實(shí)現(xiàn)的。然而，由于UWB具有7. 5GHz非特許使用的帶寬，所以帶寬用于UWB實(shí)現(xiàn)是相對(duì)充足的。尤其，在本發(fā)明的實(shí)施例中，接收器不使用A/D轉(zhuǎn)換器而使用能量檢測(cè)器以確定什么比特被發(fā)送。發(fā)送器使用信息的音調(diào)位置本身而不是信號(hào)的相位。例如，如果發(fā)送器和接收器使用500MHz頻帶內(nèi)的128音調(diào)，那么每個(gè)音調(diào)位置表示7個(gè)比特的信息。如果在另一方面，4個(gè)頻帶，例如，被用于發(fā)送，那么這隱含表示512個(gè)子載波以及每個(gè)音調(diào)的位置表示9個(gè)比特。在任何情況下，發(fā)送器在為發(fā)送而增頻轉(zhuǎn)換信號(hào)之前執(zhí)行IFFT。位置也可結(jié)合具有錯(cuò)誤保護(hù)編碼的冗余所使用。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，接收器用作為頻譜分析器。它執(zhí)行FFT、或僅僅調(diào)整到頻帶內(nèi)的能量等級(jí)。具有最高能量頻帶的音調(diào)可解碼為比特。假設(shè)在OFMD信號(hào)內(nèi)存在128個(gè)子載波。存在128個(gè)能量輸出。解調(diào)器選擇具有最高值的的輸出并解碼相應(yīng)的比特。圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的UWB發(fā)送器和接收器的示意性視圖。如在傳統(tǒng)的情況下，發(fā)送器600包括信息源601、加密模塊603、正向糾錯(cuò)/編碼器模塊605、調(diào)制器 607、以及鏈接到天線620的增頻轉(zhuǎn)換器609。然而，在本發(fā)明的實(shí)施例中調(diào)制器607是簡(jiǎn)單的RF信號(hào)生成器。接收器610包括鏈接到降頻轉(zhuǎn)換器611的天線621、能量檢測(cè)器613 (也就是說，不需要A/D轉(zhuǎn)換)、解碼器615、解密模塊617、以及最后的用戶應(yīng)用619。如提到的， 使用以上概括的方案，發(fā)送器的調(diào)制器613現(xiàn)在是簡(jiǎn)單的RF信號(hào)生成器，并且接收器的解調(diào)器和A/D轉(zhuǎn)換器513已經(jīng)被簡(jiǎn)單的能量檢測(cè)器613所替代。這個(gè)更改，且特別是把A/D轉(zhuǎn)換器替換成簡(jiǎn)單能量檢測(cè)器，大大減少UWB設(shè)備的復(fù)雜性和電力消耗，同時(shí)也最小化發(fā)熱。為了讀者能容易地理解，以下將描述幾個(gè)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的能量檢測(cè)編碼簡(jiǎn)化的例子。圖7A顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于UWB的說明數(shù)據(jù)編碼方法的簡(jiǎn)化的示意性頻率圖。顯示了寬度為W的UWB頻譜的部分700。光譜部分700被細(xì)分成4個(gè)次能帶701、 703、705、707，每個(gè)次能帶具有W/4的寬度。在每個(gè)次能帶內(nèi)能量的存在或缺乏被用于以二進(jìn)制的方式指示具體的數(shù)值。每個(gè)次能帶指示具體的二進(jìn)制數(shù)值。如所示的，第一次能帶 701對(duì)應(yīng)于“00”，第二次能帶703對(duì)應(yīng)于“01”，第三次能帶705對(duì)應(yīng)于“10”，以及第四次能帶707對(duì)應(yīng)于“II”。圖7G-7H分別顯示了 0到6的數(shù)值被編碼的方式。因此，圖7B通過在第一次能帶701內(nèi)能量的發(fā)送并沒有別的示出“00”(也就是說，0)的編碼。圖7C通過在第二次能帶703內(nèi)能量的發(fā)送并沒有別的示出“01” (也就是說，I)的編碼。圖7D通過在第三次能帶705內(nèi)能量的發(fā)送并沒有別的示出“10”(也就是說，2)的編碼。圖7E通過在第四次能帶707內(nèi)能量的發(fā)送并沒有別的示出“11”(也就是說，3)的編碼。圖7F通過在第二次能帶703和第四次能帶707內(nèi)能量的發(fā)送并沒有別的示出“11+01”(也就是說，4)的編碼。圖 7G通過在第三次能帶705和第四次能帶707內(nèi)能量的發(fā)送并沒有別的示出“ 11+10” (也就是說，5)的編碼。圖7H通過在第二次能帶703、第三次能帶705、以及第四次能帶707內(nèi)能量的發(fā)送并沒有別的示出“11+01+10”(也就是說，6)的編碼?？梢岳斫獾氖且痪幋a的數(shù)值的范圍可通過設(shè)置次能帶的數(shù)量和被分配到每個(gè)次能帶的數(shù)值所建立。在以上的例子中，4個(gè)次能帶、每個(gè)次能帶編碼2個(gè)比特的使用，產(chǎn)生能在任何給定的時(shí)刻在頻帶內(nèi)編碼從0到6的能力。類似地,8個(gè)次能帶、每個(gè)次能帶編碼 3個(gè)比特的使用可允許在頻帶內(nèi)編碼數(shù)值達(dá)28(000+001+010+011+100+101+110+111)個(gè)。 需要注意的是信號(hào)可依然是OFDM信號(hào)。如此，設(shè)備可適應(yīng)于使用普通BPSK編碼或在此描述的能量編碼。在本發(fā)明的實(shí)施例中，UWB設(shè)備基于接收器已知的性能選擇發(fā)送模式，例如，普通的BPSK或能量編碼。例如，如果接收器是支持2Gbps模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換的復(fù)雜設(shè)備，那么發(fā)送器可使用BPSK編碼要被發(fā)送的數(shù)據(jù)。另一方面，如果設(shè)備較為不復(fù)雜，并且不支持A/D (或足夠的A/D)，那么發(fā)送器可使用能量編碼來編碼要被發(fā)送的數(shù)據(jù)。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的接收器和普通接收器的環(huán)境內(nèi)用于UWB發(fā)送器部分的典型架構(gòu)。發(fā)送器部分800包括數(shù)據(jù)準(zhǔn)備管道 801 (例如，包括信息源、加密等)、編碼模塊803、以及用于發(fā)送的被鏈接到天線813的增頻轉(zhuǎn)換器811。編碼模塊803使用能量編碼模塊805或BPSK編碼模塊807。基于正在被使用的接收器類型，連接管理器809確定使用模塊805、807中的哪個(gè)模塊。連接管理器809接收來自本地設(shè)備接收器的指示目標(biāo)設(shè)備類型的數(shù)據(jù)。一般地，該信息包含在連接期間到來的UWB發(fā)送的信標(biāo)或管理時(shí)間片內(nèi)。如果目標(biāo)設(shè)備具有能量檢測(cè)接收器，或具有多個(gè)接收器類型但是目前正在使用能量檢測(cè)接收器，那么連接管理器809指令編碼模塊803使用能量編碼模塊805。否則，連接管理器指令編碼模塊803使用BPSK編碼模塊807。如以上提到的，設(shè)備可具有多種類型接收器。在這種情況下，設(shè)備可基于環(huán)境和/ 或它剩余的電池容量選擇使用特定的接收器類型。例如，在圖8示出的環(huán)境內(nèi)，設(shè)備800具有能量檢測(cè)發(fā)送器并且設(shè)備817正在使用能量檢測(cè)接收器。在這種環(huán)境內(nèi)，雖然設(shè)備815具有BPSK接收器，它依然希望通過使用能量檢測(cè)接收器(如果有的話)增加網(wǎng)絡(luò)效率。除了內(nèi)部地切換到這樣的接收器，設(shè)備815最好也通知其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)它所使用的接收器類型。圖10以流程圖形式示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中發(fā)送UWB設(shè)備選擇編碼模式的過程?？梢岳斫獾氖鞘境龅倪^程僅僅是例子，存在其他可被用于實(shí)現(xiàn)在本發(fā)明的實(shí)施例的范圍內(nèi)的這個(gè)和其他目標(biāo)的過程。在流程圖1000的步驟1001，要在UWB頻譜內(nèi)發(fā)送到至少一個(gè)其他UWB設(shè)備的設(shè)備與至少一個(gè)其他設(shè)備連接。在該過程內(nèi)，發(fā)送器從至少一個(gè)其他設(shè)備接收它的接收器模式，例如，BPSK(相位)或能量(如以上討論的在次能帶內(nèi)的能量編碼)。在步驟1003，發(fā)送設(shè)備確定這一個(gè)或多個(gè)其他設(shè)備是否為多個(gè)設(shè)備。如果這一個(gè)或多個(gè)其他設(shè)備僅僅包括單個(gè)設(shè)備，那么在步驟1005發(fā)送設(shè)備把它的編碼模式設(shè)置成該設(shè)備的接收器模式。另一方面，如果這一個(gè)或多個(gè)其他設(shè)備包括多個(gè)設(shè)備，那么在步驟1007 發(fā)送設(shè)備確定這多個(gè)設(shè)備是否使用單一接收器模式。如果是，那么在步驟1009發(fā)送設(shè)備把它的編碼模式設(shè)置成那個(gè)模式。否則，發(fā)送設(shè)備在步驟1011把它的編碼模式設(shè)置成兩種模式。在這個(gè)配置中，不同的代碼類型能以帶寬為代價(jià)被順序地發(fā)送。盡管本發(fā)明可結(jié)合由可能但不必包括傳統(tǒng)的PC或膝上型計(jì)算機(jī)的大批設(shè)備類型所形成的網(wǎng)絡(luò)使用，現(xiàn)在提供本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例可在其內(nèi)被實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)的一個(gè)類型的描述。雖然不被要求，但是本發(fā)明在計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令諸如由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的程序模塊的一般上下文中被描述。一般地，程序包括執(zhí)行具體任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)具體抽象數(shù)據(jù)類型的例行程序、 對(duì)象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。在此使用的術(shù)語“程序”包括單程序模塊或共同起作用的多程序模塊。在此使用的術(shù)語“計(jì)算機(jī)”和“計(jì)算設(shè)備”包括任何電子地執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)程序的設(shè)備，諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)、手持設(shè)備、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器的可編程消費(fèi)者電子產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)PC、小型計(jì)算機(jī)、平板PC、膝上型計(jì)算機(jī)、具有微處理器或微控制器的消費(fèi)者電器、 路由器、網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)集線器等。本發(fā)明也被用在分布式的計(jì)算環(huán)境中，在此任務(wù)由通過通信網(wǎng)絡(luò)鏈接的遠(yuǎn)程處理設(shè)備所執(zhí)行。在分布式的計(jì)算環(huán)境中，程序可位于本地和遠(yuǎn)程存儲(chǔ)器存儲(chǔ)設(shè)備中。參考圖9，顯示了計(jì)算機(jī)902的基本配置的例子，在此描述的本發(fā)明的方面可在其上被實(shí)現(xiàn)。在它最基本的配置中，計(jì)算機(jī)902 —般包括至少一個(gè)處理單元904和存儲(chǔ)器906。，處理單元904執(zhí)行指令以實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的任務(wù)。通過實(shí)現(xiàn)這樣的任務(wù)，處理單元904可發(fā)送電子信號(hào)到計(jì)算機(jī)902的其他部分和到計(jì)算機(jī)902的外部設(shè)備以導(dǎo)致某些結(jié)果。根據(jù)計(jì)算機(jī)902的確切配置和類型，存儲(chǔ)器906可以是易失性的(諸如 RAM)、非易失性的(諸如ROM或閃存)或兩者的某種結(jié)合。該最基本的配置在圖9中通過虛線908示出。計(jì)算機(jī)902也具有其他的特性/功能。例如，計(jì)算機(jī)902也可包括其他存儲(chǔ)器(可移動(dòng)的910和/或不可移動(dòng)的912)，該存儲(chǔ)器包括但不局限于，磁或光盤或帶。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)包括可以任何用于信息存儲(chǔ)的方式或技術(shù)實(shí)現(xiàn)的易失性和非易失性、可移動(dòng)和不可移動(dòng)介質(zhì)，該信息包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊、或其他數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)包括，但不局限于，RAM、ROM、EEPR0M、閃存、CD-ROM、數(shù)字多功能盤(DVD)或其他光存儲(chǔ)、磁性盒帶、磁帶、磁盤存儲(chǔ)或其他磁存儲(chǔ)設(shè)備、或任何其他能被用以存儲(chǔ)想要的信息和能由計(jì)算機(jī)902訪問的介質(zhì)。任何這樣的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)可以是計(jì)算機(jī)902的一部分。計(jì)算機(jī)902最好還包括允許設(shè)備與諸如遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)916的其他設(shè)備通信的通信連結(jié)914。通信連結(jié)是通信介質(zhì)的一個(gè)例子。通信介質(zhì)一般包括計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、 程序模塊或其他在調(diào)制的數(shù)據(jù)信號(hào)內(nèi)的數(shù)據(jù)，諸如載波或其他傳送機(jī)制并包括任何信息發(fā)送介質(zhì)。作為例子，而非限制，數(shù)據(jù)“通信介質(zhì)”包括諸如聲音、RF、紅外的無線介質(zhì)和其他無線介質(zhì)。在此使用的術(shù)語“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”包括計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)和通信介質(zhì)。計(jì)算機(jī)902也具有諸如鍵盤/鍵區(qū)、鼠標(biāo)、筆、語音輸入設(shè)備、觸摸輸入設(shè)備等的輸入設(shè)備918。諸如顯示器、揚(yáng)聲器、打印機(jī)等的輸出設(shè)備920也被包括。所有這些設(shè)備對(duì)于本領(lǐng)域是公知的并不再需要在此被冗長(zhǎng)地描述。盡管在此的描述著重于UWB和它的實(shí)現(xiàn)，可以理解的是本發(fā)明的實(shí)施例的原理也可應(yīng)用到其他寬帶技術(shù)。例如，本發(fā)明可應(yīng)用到WiMax和其他類似的技術(shù)上。WiMax是提供通過相對(duì)長(zhǎng)距離的寬帶連接的無線技術(shù)。WiMax實(shí)現(xiàn)IEEE 802. 16標(biāo)準(zhǔn)。它提供通過遠(yuǎn)到 30英里距離的城域網(wǎng)連接，雖然一般的發(fā)送鏈路是3到5英里。所有在此引用的參考，包括出版物、專利申請(qǐng)、專利和附錄通過引用而被包含在此，好像每個(gè)參考被單獨(dú)和明確地通過引用而被包含并在此完整地描述。在本發(fā)明描述的上下文中(尤其在以下權(quán)利要求書的上下文中)的術(shù)語“一個(gè)” 和”這個(gè)”和類似引用的使用要被解釋為涵蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)，除非在此被另外指示或清楚地與上下文矛盾。術(shù)語“包括”、“具有”、“包含”以及“包括”要被解釋為無限制的術(shù)語(也就是說，表示“包括，但不局限于”)，除非被另外說明。在此數(shù)值的范圍的描述僅僅要作為分別涉及每個(gè)單獨(dú)的落在范圍內(nèi)的數(shù)值的簡(jiǎn)寫方法，除非在此被另外地指示，并且每個(gè)單獨(dú)的數(shù)值被合并到說明書中，好像它們?cè)诖吮粏为?dú)描述的那樣。所有在此描述的方法能以任何合適的順序被執(zhí)行，除非在此被另外指示或清楚地與上下文矛盾。在此提供的任何以及所有例子、或示例性語言(例如，“諸如”)僅僅為了更好的說明本發(fā)明而不是在本發(fā)明的范圍上做出限制，除非另外聲明。在說明書中沒有語言應(yīng)該被解釋為指示任何非要求的元素是本發(fā)明的實(shí)踐所必需的。在此描述了本發(fā)明的較佳的實(shí)施例，包括對(duì)發(fā)明者而言已知的最好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的模式。在閱讀以上描述后，那些較佳的實(shí)施例中的變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言將變得明顯。發(fā)明者期望本領(lǐng)域的技術(shù)人員適當(dāng)?shù)厥褂眠@樣的變化，并且發(fā)明者目的是要實(shí)踐本發(fā)明而不是在此特別地描述。相應(yīng)地，本發(fā)明包括所有在附加的權(quán)利要求書中提出的主題的修改和等同，如由適用法律許可的。此外，在所有可能的變化內(nèi)的以上描述的元素的任意組合被本發(fā)明所包括，除非在此被另外指示或清楚地與上下文矛盾。
權(quán)利要求
1.一種用于選擇用于通過無線網(wǎng)絡(luò)由第一無線設(shè)備把數(shù)據(jù)發(fā)送至一個(gè)或多個(gè)其他無線設(shè)備的組的編碼模式的方法，所述方法包括在第一無線設(shè)備接收來自一個(gè)或多個(gè)其他無線設(shè)備的所述一個(gè)或多個(gè)其他無線設(shè)備各自的接收器解碼模式的指示；在第一無線設(shè)備確定所述一個(gè)或多個(gè)其他無線設(shè)備的組是包括單個(gè)其他無線設(shè)備還是包括多個(gè)設(shè)備；如果所述一個(gè)或多個(gè)其他無線設(shè)備的組包括單個(gè)其他無線設(shè)備，那么把第一無線設(shè)備的編碼模式設(shè)置成所述單個(gè)其他無線設(shè)備的接收器解碼模式；以及如果確定所述一個(gè)或多個(gè)其他無線設(shè)備的組包括多個(gè)設(shè)備，那么確定所述一個(gè)或多個(gè)其他無線設(shè)備的組的各自的接收器解碼模式是否是相同的，并且如果各自的接收器解碼模式是相同的，那么把第一無線設(shè)備的編碼模式設(shè)置成所述一個(gè)或多個(gè)無線設(shè)備的組的接收器解碼模式，否則將第一無線設(shè)備的編碼模式設(shè)置成使用多個(gè)編碼模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，可供第一無線設(shè)備選擇的編碼模式包括相位編碼和能量編碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述無線網(wǎng)絡(luò)被配置成利用具有至少一個(gè)帶寬的無線介質(zhì)，且所述能量編碼包括通過在無線介質(zhì)的至少一個(gè)帶寬的所選擇的次能帶內(nèi)放置能量來編碼數(shù)據(jù)。
4.一種具有在其上用于實(shí)現(xiàn)一種方法的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述方法選擇用于通過無線網(wǎng)絡(luò)由第一無線設(shè)備把數(shù)據(jù)發(fā)送至一個(gè)或多個(gè)其他無線設(shè)備組的編碼方法，所述無線網(wǎng)絡(luò)利用具有至少一個(gè)帶寬的無線介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令包括用于以下的指令在第一無線設(shè)備從所述一個(gè)或多個(gè)其他無線設(shè)備接收所述一個(gè)或多個(gè)其他無線設(shè)備的各自的接收器解碼模式的指示；在第一無線設(shè)備確定所述一個(gè)或多個(gè)其他無線設(shè)備組是包括單個(gè)其他無線設(shè)備還是包括多個(gè)設(shè)備；如果所述一個(gè)或多個(gè)其他無線設(shè)備組包括單個(gè)其他無線設(shè)備，那么把第一無線設(shè)備的編碼模式設(shè)置成所述單個(gè)其他無線設(shè)備的接收器解碼模式；以及如果確定所述一個(gè)或多個(gè)其他無線設(shè)備組包括多個(gè)設(shè)備，那么確定所述一個(gè)或多個(gè)其他無線設(shè)備組的各自的接收器解碼模式是否是相同的，并且如果各自的接收器解碼模式是相同的，那么把第一無線設(shè)備的編碼模式設(shè)置成所述一個(gè)或多個(gè)無線設(shè)備組的接收器解碼模式，并且否則將第一無線設(shè)備的編碼模式設(shè)置成使用多個(gè)編碼模式。
5.如權(quán)利要求4所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于，可供第一無線設(shè)備選擇的編碼模式包括相位編碼和能量編碼。
6.如權(quán)利要求5所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于，所述能量編碼包括通過在無線介質(zhì)的至少一個(gè)帶寬的所選擇的次能帶內(nèi)放置能量來編碼數(shù)據(jù)。
7.一種無線設(shè)備，被配置成從一個(gè)或多個(gè)其他無線設(shè)備接收所述一個(gè)或多個(gè)其他無線設(shè)備的各自的接收器解碼模式的指示；在第一無線設(shè)備確定所述一個(gè)或多個(gè)其他無線設(shè)備是包括單個(gè)其他無線設(shè)備還是包括多個(gè)設(shè)備；如果所述一個(gè)或多個(gè)其他無線設(shè)備包括單個(gè)其他無線設(shè)備，則將所述無線設(shè)備的編碼模式設(shè)置成所述單個(gè)其他無線設(shè)備的接收器解碼模式；以及如果確定所述一個(gè)或多個(gè)其他無線設(shè)備包括多個(gè)設(shè)備，則確定所述一個(gè)或多個(gè)其他無線設(shè)備的各自的接收器解碼模式是否是相同的，且如果各自的接收器解碼模式是相同的， 則將所述無線設(shè)備的編碼模式設(shè)置成所述一個(gè)或多個(gè)其他無線設(shè)備的接收器解碼模式，否則將所述無線設(shè)備的編碼模式設(shè)置成采用多個(gè)編碼模式。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述多個(gè)編碼模式包括相位編碼和能量編碼。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，能量編碼包括通過在其中所述無線設(shè)備被配置成發(fā)送數(shù)據(jù)的無線介質(zhì)的至少一個(gè)帶寬的所選擇的次能帶內(nèi)放置能量來編碼數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述設(shè)備被配置成通過多個(gè)編碼模式來順序發(fā)送數(shù)據(jù)。
全文摘要
UWB無線設(shè)備的接收器部分通過把模擬到數(shù)字的線路替換成簡(jiǎn)單的能量檢測(cè)線路而被改變。在本發(fā)明的實(shí)施例中，發(fā)送器的編碼方式被改變以支持這個(gè)簡(jiǎn)化的接收器配置。例如，數(shù)據(jù)以二進(jìn)制方式在離散頻率次能帶中被編碼，而不是在UWB信號(hào)的相位中發(fā)送編碼數(shù)據(jù)。雖然，這可減少信道的可用帶寬，但是它也減少了UWB設(shè)備的復(fù)雜性和電力消耗。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，UWB設(shè)備能基于它的環(huán)境選擇發(fā)送模式(BPSK或能量編碼)。此外，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，接收設(shè)備可基于遠(yuǎn)程發(fā)送器和/或?qū)Φ冉邮掌鞯男阅茉诰幋a模式之間切換。
文檔編號(hào)H04L27/28GK102594398SQ201210025659
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2005年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月15日
發(fā)明者A·A·哈桑, J·R·庫(kù)伯利 申請(qǐng)人:微軟公司