專利名稱：用于一藍(lán)牙接收器的簡(jiǎn)化擷取裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于一藍(lán)牙接收器的裝置和方法，具體涉及用于一藍(lán)牙接收器的簡(jiǎn)化 擷取裝置和方法以接收一藍(lán)牙基本數(shù)據(jù)傳輸速率(BDR)或增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸速率(Enhanced Data Rate，簡(jiǎn)稱EDR)封包。其特征為具有共享1_位元(bit)相關(guān)器硬件的一種簡(jiǎn)化擷取 電路，用于執(zhí)行存取碼(Access Code)和EDR同步序列的相關(guān)(correlation)計(jì)算。
背景技術(shù)：
在例如藍(lán)牙[藍(lán)牙系統(tǒng)規(guī)格，2. 0+EDR, 2004年11月4日]的無(wú)線通訊系統(tǒng)中，封 包擷取為朝向成功封包接收的第一步驟。另一方面，封包遺失可能導(dǎo)致無(wú)線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的劣 化。藍(lán)牙BDR/EDR封包含有68或72位的一已知存取碼(如圖1)。存取碼相關(guān)器通常被用 于一藍(lán)牙接收器，以偵測(cè)到達(dá)的藍(lán)牙封包，以及同時(shí)測(cè)定該接收封包的粗略時(shí)間。此亦被稱 為”封包擷取”程序。由于藍(lán)牙裝置通常利用電池，因此藍(lán)牙裝置的耗電量極為重要。因此，需要一種能執(zhí)行穩(wěn)定獲得藍(lán)牙封包的簡(jiǎn)化藍(lán)牙擷取電路。此存取碼相關(guān)器， 視其采樣的時(shí)域辨識(shí)率，可成為影響一藍(lán)牙接受器大小的關(guān)鍵(如電路復(fù)雜度及產(chǎn)生的耗 電量)。由于存取碼的傳輸利用高斯頻移鍵控(GFSK)調(diào)變技術(shù)，因此最簡(jiǎn)單相關(guān)器的執(zhí)行， 使用根據(jù)接收波形樣本所導(dǎo)出的頻率偏移(此頻率偏移用1-位元表示)與已知的存取碼 作相關(guān)(correlation)的計(jì)算。相對(duì)地，若執(zhí)行一N-位元相關(guān)器，其暫存于緩沖區(qū)(buffer) 數(shù)據(jù)的數(shù)量將變成N倍大。由于封包的偵測(cè)一般根據(jù)相關(guān)值的尖峰是否超過(guò)某一閥值來(lái)決 定，因此其取舍在于相關(guān)尖峰值的準(zhǔn)確性，以及該藍(lán)牙擷取電路是否將導(dǎo)致對(duì)封包抵達(dá)時(shí) 間估測(cè)的劣化而在最壞的情況下失去該封包。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的提供一種用于藍(lán)牙接收器的簡(jiǎn)化擷取裝置。本發(fā)明提供一種用于接收藍(lán)牙BDR(Basic Data Rate)或EDR封包的擷取方法。 其特征為具有共享1-位元相關(guān)器硬件的一種簡(jiǎn)化擷取電路，可用于執(zhí)行存取碼(Access Code)或EDR同步序列的相關(guān)計(jì)算。相關(guān)計(jì)算使用4MHz的采樣頻率。然后使用SINC(即 Sin(X)/χ)插補(bǔ)器以獲得用于數(shù)據(jù)位譯碼的8或16MHz采樣分辨率。根據(jù)測(cè)量的結(jié)果，此簡(jiǎn) 單擷取方法可在士40ppm的最大時(shí)間偏移及士60ppm的最大頻率偏移之下，成功地支持已 接收藍(lán)牙封包的解碼而不失去接收器敏感度。為達(dá)到此目的，可用于執(zhí)行”接收存取碼(ACC) ”或”增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸速率(EDR)的接 收同步序列(SYNC)”相關(guān)運(yùn)算的一藍(lán)牙接收器的簡(jiǎn)化擷取裝置包含一相位微分器(phase differentiator)；復(fù)數(shù)個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元；于M列的各列前的M個(gè)1_位元開(kāi)關(guān)(switch)； 以及一相關(guān)方程式。該相位微分器被用于計(jì)算接收樣本的相位差以及提供1-位元輸出或 M-位元輸出。該復(fù)數(shù)個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元被用于計(jì)算復(fù)數(shù)個(gè)具有M列和J行的相關(guān)輸出位元。 于M列的各列前的該M個(gè)1-位元開(kāi)關(guān)被用于從M列之先前列之最后行的基本結(jié)構(gòu)單元， 或從該相位微分器的M-位元輸出中選擇復(fù)數(shù)個(gè)輸入位元至M列之各列的第一基本結(jié)構(gòu)單元。該相關(guān)方程式被用于從該復(fù)數(shù)個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元41的復(fù)數(shù)個(gè)相關(guān)輸出位元計(jì)算ACC相 關(guān)(correlation)或 SYNC 相關(guān)。根據(jù)本發(fā)明的一態(tài)樣，該相位微分器包含一復(fù)數(shù)個(gè)延遲塊(delay blocks)；一 第一開(kāi)關(guān)；一減法器；一頻率偏移估計(jì)；一 M-位元量化器；一 1-位元量化器；以及一第二 開(kāi)關(guān)。該復(fù)數(shù)個(gè)延遲塊被用于提供目前相位樣本延遲。該第一開(kāi)關(guān)被用于從該復(fù)數(shù)個(gè)延遲 塊選擇一輸出。該減法器被用于計(jì)算目前相位樣本和第一開(kāi)關(guān)輸出的相位樣本間的差值以 獲得一值及輸出復(fù)數(shù)個(gè)輸出。該頻率偏移估計(jì)被用于計(jì)算一閥值，其減法器的復(fù)數(shù)個(gè)輸出 的直流(DC)偏移。該M-位元量化器被用于從該減法器的復(fù)數(shù)個(gè)輸出取得M位元輸出。該 1-位元量化器被用于從該閥值和減法器的復(fù)數(shù)個(gè)輸出取得ι-位元輸出。該第二開(kāi)關(guān)被用 于從該1-位元量化器輸出1-位元輸出或從該M-位元量化器輸出M位元輸出。


圖Ia為現(xiàn)有技術(shù)中藍(lán)牙BDR封包的數(shù)據(jù)格式；圖Ib為現(xiàn)有技術(shù)中藍(lán)牙EDR封包的數(shù)據(jù)格式；圖2為本發(fā)明的一相位微分器；圖3為本發(fā)明的一簡(jiǎn)單頻率偏移估計(jì)；圖4為本發(fā)明的一簡(jiǎn)化藍(lán)牙相關(guān)器；以及圖5為現(xiàn)有技術(shù)中藍(lán)牙EDR同步序列。主要元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明相位微分器20延遲塊21a_21d第一開(kāi)關(guān)22減法器23M-位元量化器M 1-位元量化器25第二開(kāi)關(guān)沈頻率偏移估計(jì)30乘法器31加法器32乘法器33延遲器；34基本結(jié)構(gòu)單元411-位元延遲 42 XOR (互斥-OR) 43 M 個(gè) 1-位元開(kāi)關(guān)(switcti) 4具體實(shí)施例方式本發(fā)明雖然已藉由數(shù)種較佳具體實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，但是附圖和下列詳細(xì)說(shuō)明仍為 本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)了解下列披露的說(shuō)明將作為本發(fā)明的實(shí)施例，以及本發(fā)明非 局限于所述附圖及特定的具體實(shí)施例。藍(lán)牙(BT)系一種用于無(wú)線通訊裝置的標(biāo)準(zhǔn)。在藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線電規(guī)格中，基本數(shù) 據(jù)傳輸速率(BDR)使用高斯頻移鍵控技術(shù)(GFSK)作為調(diào)變型式。一 BDR封包支持每秒1 百萬(wàn)位元(IMbps)的實(shí)體鏈路數(shù)據(jù)傳輸速率。增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸速率(EDR)使用差動(dòng)移相鍵控 (DPSK)作為調(diào)變型式。明確而言，使用η/4-微分四相移鍵控以及8DPSK以分別支持2Mbps 和3Mbps的實(shí)體鏈路數(shù)據(jù)傳輸速率。參考顯示一典型藍(lán)牙數(shù)據(jù)封包的圖1，其圖Ia顯示一普通BDR數(shù)據(jù)封包格式；其 圖Ib顯示一普通EDR數(shù)據(jù)封包格式。如圖Ia和圖Ib所示，在一開(kāi)始藍(lán)牙封包含有68或 72位的存取碼。此存取碼的數(shù)據(jù)模式為藍(lán)牙接收器所已知。該存取碼模式通常為該接收器 所已知，以下將假設(shè)該存取碼位模式為[Atl, A1, ...，A70, A71]，其Atl為第一傳輸位元。在僅 傳輸68位元的存取碼時(shí)，該存取碼的最后4位元將不被傳輸。由于藍(lán)牙(BT)使用分槽式 傳輸，因此一藍(lán)牙接收器可在一時(shí)槽開(kāi)始時(shí)立即被開(kāi)啟。該時(shí)間不確定性一般為在10微秒內(nèi)。因藍(lán)牙(BT)接收器已知其將在此10微秒時(shí)間差內(nèi)接收一藍(lán)牙封包，該用于接收藍(lán)牙 封包的擷取方法可著重于最小化其偵測(cè)失誤率而不需過(guò)于擔(dān)心其假警報(bào)機(jī)率。為簡(jiǎn)化下述的討論，假設(shè)接收信號(hào)已被降頻變換成基頻以及對(duì)噪聲抑制作適當(dāng)?shù)?過(guò)濾。根據(jù)這些經(jīng)接收同相(in-phase)基頻及正交(quadrature)基頻信號(hào)樣本，Ii和仏， (假設(shè)該接收信號(hào)已通過(guò)4Msps的模擬至數(shù)位轉(zhuǎn)換器)，在第i次采樣時(shí)間先將其轉(zhuǎn)變成對(duì) 應(yīng)的相位樣本，
權(quán)利要求
1.一種用于一藍(lán)牙接收器的簡(jiǎn)化擷取裝置，其特征在于，該裝置包含一相位微分器，用于計(jì)算接收樣本的相位差以及提供一位元輸出或M-位元輸出； 復(fù)數(shù)個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元，用于計(jì)算復(fù)數(shù)個(gè)具有M列和J行的復(fù)數(shù)個(gè)相關(guān)輸出位； 于M列之各列最前的M個(gè)1-位元開(kāi)關(guān)，用于從M列之先前列之最后行的基本結(jié)構(gòu)單元 或從該相位微分器之M-位元輸出中選擇復(fù)數(shù)個(gè)輸入位至M列之各列的第一結(jié)構(gòu)單元；以及 一相關(guān)方程式，用于從該復(fù)數(shù)個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元的復(fù)數(shù)個(gè)相關(guān)輸出位元，計(jì)算接收樣本 與ACC的相關(guān)值，或另一相關(guān)方程式，用于從該復(fù)數(shù)個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元的額外輸出位元，計(jì)算 接收樣本與SYNC的相關(guān)值。
2.如權(quán)利要求1所述的用于一藍(lán)牙接收器的簡(jiǎn)化擷取裝置，其特征在于，所述相位微 分器包含一復(fù)數(shù)個(gè)延遲塊，用于提供目前相位樣本延遲； 一第一開(kāi)關(guān)，用于從該復(fù)數(shù)個(gè)延遲塊選擇一相位樣本輸出；一減法器，用于計(jì)算目前相位樣本和第一開(kāi)關(guān)之輸出間的相位樣本相減以獲得一值及 輸出復(fù)數(shù)個(gè)輸出；一頻率偏移估計(jì)，用于計(jì)算一閥值，其系減法器之復(fù)數(shù)個(gè)輸出的DC偏移； 一 M-位元量化器，用于從該減法器之復(fù)數(shù)個(gè)輸出取得M位元輸出； 一 1-位元量化器，用于從該閥值和減法器的復(fù)數(shù)個(gè)輸出取得1-位元輸出；以及 一第二開(kāi)關(guān)，用于選擇從該1-位元量化器輸出1-位元或從該M-位元量化器輸出M位元。
3.如權(quán)利要求2所述的用于一藍(lán)牙接收器的簡(jiǎn)化擷取裝置，其特征在于，所述第一開(kāi) 關(guān)可輸出從目前之相位樣本延遲一采樣時(shí)間的輸入相位樣本，或輸出從目前相位樣本延遲 一差動(dòng)移相鍵控符號(hào)時(shí)間的輸入相位樣本。
4.如權(quán)利要求2所述的用于一藍(lán)牙接收器的簡(jiǎn)化擷取裝置，其特征在于，所述第二開(kāi) 關(guān)可輸出代表相隔一采樣時(shí)間之兩個(gè)連續(xù)輸入相位樣本之相位差的一 1-位元，或輸出代 表相隔一差動(dòng)移相鍵控符號(hào)時(shí)間之兩個(gè)輸入相位樣本之相位差的一 M-位元。
5.如權(quán)利要求4所述的用于一藍(lán)牙接收器的簡(jiǎn)化擷取裝置，其特征在于，若所述輸出 為1-位元時(shí)，當(dāng)相位差為非負(fù)值時(shí)，則輸出為二進(jìn)制的” 1”;反之，選擇二進(jìn)制” 0”作為其輸 出O
6.如權(quán)利要求4所述的用于一藍(lán)牙接收器的簡(jiǎn)化擷取裝置，其特征在于，若所述輸出 為M-位元時(shí)，該相位差被量化成M位元作為其輸出。
7.如權(quán)利要求2所述的用于一藍(lán)牙接收器的簡(jiǎn)化擷取裝置，其特征在于，所述相位微 分器進(jìn)一步包含一直流偏壓(頻率偏移)追蹤回路，采用該減法器最近輸出的移動(dòng)平均值，作為此直流 偏壓的適應(yīng)性地估值。
8.如權(quán)利要求7所述的用于一藍(lán)牙接收器的簡(jiǎn)化擷取裝置，其特征在于，所述直流偏 壓(頻率偏移)追蹤回路包含一第一乘法器，用于根據(jù)一可程序化參數(shù)值，將其輸入值作適當(dāng)之位元位移而獲得一值；一第二乘法器，用于根據(jù)同一可程序化參數(shù)值，將目前之閥值作適當(dāng)之位元位移后與原閥值相減而獲得一值；一加法器，用于將以上兩乘法器的輸出值相加，以獲得一更新的閥值；以及一延遲器， 用于暫存更新后的閥值。
9.如權(quán)利要求8所述的用于一藍(lán)牙接收器的簡(jiǎn)化擷取裝置，其特征在于，所述可程序 化參數(shù)值為 1/2、1/4、1/8、1/16、1/32、1/64 和 1/128 的其中之一。
10.如權(quán)利要求1所述的用于一藍(lán)牙接收器的簡(jiǎn)化擷取裝置，其特征在于，所述復(fù)數(shù)個(gè) 基本結(jié)構(gòu)單元包含一復(fù)數(shù)個(gè)1-位元延遲塊，用于儲(chǔ)存來(lái)自相位微分器的復(fù)數(shù)個(gè)輸出，并于每次采樣時(shí)間 將儲(chǔ)存信息一次一位元移動(dòng)至下一個(gè)1-位元緩沖器；一互斥-OR塊，用于取兩個(gè)位元輸入及在第i次采樣時(shí)間計(jì)算該復(fù)數(shù)個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元 之第η個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元的一 XOR輸出位元Cn(i)，此XOR兩個(gè)輸入位元其中之一來(lái)自對(duì)應(yīng)的 1-位元延遲器，而另一個(gè)輸入位元?jiǎng)t來(lái)自存取碼的第η個(gè)位元；以及一額外輸出位元By. (i)，系來(lái)自在第i次采樣時(shí)間之第m列和第j行的基本結(jié)構(gòu)單元，其被含于一些的復(fù)數(shù)個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元內(nèi)。
11.如權(quán)利要求1所述的用于一藍(lán)牙接收器的簡(jiǎn)化擷取裝置，其特征在于，所述一相關(guān) 方程式被用于從復(fù)數(shù)個(gè)XOR輸出位元(；(1)計(jì)算ACC的相關(guān)值，或另一相關(guān)方程式，被用于 從具有SYNC序列符號(hào)的額外輸出位元Bm, j (i)，計(jì)算SYNC的相關(guān)值。
12.如權(quán)利要求10所述的用于一藍(lán)牙接收器的簡(jiǎn)化擷取裝置，其特征在于，所述采樣 速率為2至16MHz的任意一個(gè)整數(shù)頻率。
13.如權(quán)利要求1所述的用于一藍(lán)牙接收器的簡(jiǎn)化擷取裝置，其特征在于，所述M列的 數(shù)目為從4至10。
14.如權(quán)利要求1所述的用于一藍(lán)牙接收器的簡(jiǎn)化擷取裝置，其特征在于，所述J行的 數(shù)目為從4至18。
15.一種用于一藍(lán)牙接收器的簡(jiǎn)化擷取方法，其特征在于，該方法包括所述藍(lán)牙接收器接收藍(lán)牙封包；共享1-位元的一種簡(jiǎn)化相關(guān)器硬件，可用來(lái)執(zhí)行擷取電路存取碼的相關(guān)計(jì)算，或一種 增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸速率同步序列的相關(guān)計(jì)算，以上的相關(guān)計(jì)算使用4MHz采樣速率；SINC插補(bǔ)器用于存取碼或同步序列相關(guān)計(jì)算的結(jié)果，獲得8或16MHz采樣分辨率，提供 封包解碼所需的正確封包抵達(dá)時(shí)間及正確采樣時(shí)間；根據(jù)正確封包抵達(dá)時(shí)間及正確采樣時(shí)間，對(duì)所述藍(lán)牙封包進(jìn)行解碼。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于一藍(lán)牙接收器的簡(jiǎn)化擷取裝置及方法。其中，所述用于一藍(lán)牙接收器的簡(jiǎn)化擷取裝置包含一相位微分器；復(fù)數(shù)個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元；復(fù)數(shù)個(gè)1-位元開(kāi)關(guān)；以及一相關(guān)運(yùn)算方程式。一簡(jiǎn)化擷取電路設(shè)計(jì)的特征為具有被存取碼和增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸速率同步序列相關(guān)計(jì)算所共同的一1-位元相關(guān)器硬件。相關(guān)計(jì)算使用4MHz采樣速率。然后使用SINC插補(bǔ)器以于存取碼或同步序列相關(guān)計(jì)算的結(jié)果，以獲得8或16MHz的時(shí)序分辨率，進(jìn)而提供封包解碼所需的正確封包抵達(dá)時(shí)間及正確采樣時(shí)間。
文檔編號(hào)H04L25/02GK102148777SQ20101028889
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月4日
發(fā)明者劉欣庠, 紀(jì)信旭, 金判燮, 陳政宏 申請(qǐng)人:創(chuàng)杰科技股份有限公司