专利名称：无线局域网中的低功率监听模式接收器的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及通信系统。更特定而言，本发明一般涉及无线局域网(WLAN)及更特定而言仍是涉及一种具有用于WLAN的低功率监听模式的接收器。
背景技术：
最初，最常以独立方式使用计算机。计算机及其它类型的电子装置经由网络进行通信如今已为普遍现象。计算机彼此进行通信的能力已经致使包括两台或三台计算机的小型网络以及包括数百或甚至数千台计算机的大型网络的产生。可建立网络以提供各种能力。例如，可建立联网的计算机以允许各个计算机分享一中央大容量存储装置或打印机。进一步而言，网络使电子邮件及许多其它类型的服务成为可能。传统上是以有线配置来建立网络，其中在网络上的每个实体具有一连接到该网络的直接实体电连接。最近，在无线技术中的进步使网络装置与其它装置经由射频(RF)或其它类型的无线媒体的通信成为可能。
无线网络是以多种标准来定义的。举例而言，IEEE 802.11标准允许在商业或居住区建立无线局域网(WLAN)。在一个形式中，WLAN是一基本服务集合(basics ervice set)，其中两个或多个站相互之间(例如)通过射频信号直接进行通信。在一更普通的配置中，在预定位置建立了一个或多个“存取点”且经电缆将其连接到服务器或其它类型的网络设备。每个存取点亦具有允许与附近的无线启用装置(诸如，台式计算机、笔记本、掌上型装置等)进行无线通信的无线电能力。每个存取点具有一定的范围且一无线启用装置必须在发生有效通信的范围之内。通过该等存取点，该等无线启用装置能存取到网络的数据及文件传送、电子邮件等。该等存取点及无线启用站具有传输器及接收器以执行该等无线通信。
无线网络的重要益处之一在于该等网络装置可以是可移动的。因此，耦合到一无线网络的多数装置是便携式装置，如笔记本、个人数字助理(PDA)等。该等便携式装置通常为电池供电。在电池供电装置中，功率消耗是一个重要问题，因此增加的功率消耗一般意味着该装置更短的电池寿命。因此，对该等装置而言需要降低功率消耗。
发明内容
本发明揭示一种具有用于无线网络站的低功率监听模式的接收器。该接收器包含一用于监听模式的低功率路径及一仅用于当接收到一数据有效负载时的高功率路径。
一实施例在该接收器的模拟前端包含两个模拟-数字转换器(ADC)。一个ADC具有低分辨率，且因此具有低功率消耗，并在监听模式期间启用。另一个ADC具有高分辨率，且仅当包侦测器探测到该站的传入信息时启用。
符号表示及命名在整个说明书及权利要求书中所用的特定术语指代特定的组件。所属领域的技术人员将了解，组件可以用不同名称来指代。此文件不欲区分名称不同但非功能不同的组件。在以下的讨论及权利要求中，以开放式使用该等术语“包含”及“包括”，及因此应将其理解为“包含，但不限于”的意义。同样，“耦合”欲指间接或直接连接。因此，若一第一装置耦合到一第二装置，则该连接可以是通过直接连接或通过经由其它装置及连接的间接连接。
现将参考附图，更详细地描述本发明的较佳实施例，其中图1例示一根据现有技术的在无线通信系统中的接收器；图2例示一根据本发明实施例的在无线通信系统中的接收器的实施例；及图3展示一使用低功率监听模式在无线通信系统中接收数据的方法的现参考图1，例示了现有技术WLAN接收器的基本组件，其设计以在IEEE802.11标准下运行。通过一天线10来接收射频(RF)信号。一模拟前端(AFE)12包含一通常包含一连接到天线10的低噪声放大器的RF部分14、一用于将该RF信号转换为基带的混频器、及一基带放大器。通常在线16上将基带信号耦合到模拟/数字转换器(ADC)8。接着将该数字化基带信号提供在AFE12的输出29上。该输出20耦合到一包侦测器、一接收器24及一自动增益控制器(AGC)26。该AGC 26提供一反馈信号到该RF部分14，用以将输出20的电平维持在所要范围内。
该包侦测器22连续监视所接收的RF信号以探测一表示数据包正发送往耦合有接收器24的站28的码。标准码为巴克码，其是熟知的使用了伪随机数字序列的扩展频谱码。在每个有效数据包的开始或前同步码中发现巴克码。当通过包侦测器22探测到正确的码时，该码将信号提供给接收器24表示存在一传入信号，并提供一解码该数据(其通常经加密)所需的定时信号。
在图1的习知系统中，AFE 12包含一习知高分辨率ADC 18。在此实例中，该ADC 18具有八位分辨率，但在某些系统中，可使用九位或更多位分辨率。ADC 18的分辨率是选择以向接收器24的输入提供充分分辨率，其必须精确解码及/或译码该传入数据或有效负载。在习知系统中，该输出20亦为向包侦测器22的输入。因此，在监听可能的传入信号时必须一直保持向整个AFE 12(包括ADC 18)供电。高分辨率ADC 18使用相当大的功率量且因此减少了电池功率可保持站28运行的时间。
如上所述，该标准包侦测器22设计以探测一扩展频谱巴克码。该标准巴克码是十一位长。通过使已知的巴克码与该等传入信号交叉相关来执行探测。当接收到适当的码时，该相关器产生一容易识别的尖峰。该扩展频谱巴克码不需要所接收的RF信号经一高分辨率ADC处理。已发现一仅具有两或三位分辨率的低分辨率ADC可提供一信号使包侦测器(例如，22)基本上不降低探测精确度而可探测到该巴克码。然而，一低分辨率ADC使用比一高分辨率ADC小得多的功率。标准站实际上仅用较小的时间百分比来接收传入的数据包。该等站花了大多数时间用于监听传入的数据包。
在图2中，例示了一根据本发明的WLAN接收器系统的实施例。此实施例包含一天线30及RF部分32，其可与图1的元件10及14相同。该RF部分32输出被耦合到一八位ADC 34及一二位ADC 36。ADC 34及ADC 36的输出均耦合到一切换器38。该二位ADC 36的输出亦耦合到包侦测器40，其可与图1的包侦测器22相同。切换器38的输出被耦合到一接收器42及AGC 44，其可与图1的对应元件24及26相同。接收器42的输出被耦合到站46，例如，计算机。该包侦测器40具有一耦合到该八位ADC 34、切换器38及接收器42的输出。
图2实施例具有两种不同的运行配置。在监听模式运行中，该八位ADC34未启用且该切换器38将该二位ADC 36的输出耦合到AGC 44及接收器42。该二位ADC 36的输出通常被耦合到包侦测器40的输入。在监听模式中，包侦测器40持续监视传入的信号，寻找表示一数据包正发送往站46的巴克码。如上所述，以来自二位ADC 36的信号时及以来自诸如ADC 34的高分辨率ADC的信号时，包侦测器40均起作用。然而，当启用时(即，当向其供电时)，该二位ADC 36使用比该八位ADC 34小得多的功率。
当该包侦测器40探测到一适当的巴克码时，其将图2的系统改变为一接收模式。包侦测器40的输出启用该八位ADC 34(即，向该八位ADC 34供电)并改变切换器38的位置，以将ADC 34的输出耦合到AGC 44及接收器42。包侦测器40的输出亦用以通知接收器42数据正在接收且提供适当的定时信息。在接收模式中，该八位ADC 34提供接收器42所需要的高分辨率信号。当已接收到该数据包时，该系统切换回到该低功率监听模式运行。该包标题包含一表示该包长度的字段。因此该接收器可判定何时已经接收到该整个包并向该包侦测器40返回一信号以将该系统复位到监听模式。
图3提供一使用在图2中展示的系统的方法的流程图例示。步骤50标记为“开始”，且可能发生在向站46供电时、重新启动该系统时或(如下所述)在接收到一数据包之后。在步骤50，将该系统置入其中该八位ADC 34停用且该切换器38将该二位ADC 36耦合到接收器42及AGC 44的监听模式中。在步骤52，该系统监视所接收的RF信号，并探测一表示数据包已发送往站46的巴克码。在探测到巴克码之后，在步骤54启用该八位ADC 34(即，向其供电)。在步骤56，将切换器38的位置改变为将该八位ADC 34的输出耦合到接收器42。该等步骤54及56可并行或同时发生，并将该系统置入接收模式。在步骤58，该接收器接收该数据包及将其耦合到站46。在已经接收到该数据包之后，在步骤60停用该八位ADC 34，及在步骤62将切换器38的位置改变为将二位ADC 36的输出耦合到接收器42及AGC 44。步骤60及62可并行或同时发生，并将该系统置回监听模式。该方法接着返回到该开始位置步骤50。尽管将步骤60及62说明为在返回到该开始步骤50之前发生的独立的步骤，但是其可仅为包含将该系统置入监听模式的开始步骤50的一部分。
如上所述，通过于监听模式期间停用或使该八位ADC 34不活动可在监听模式中节省功率。此可通过简单地切断该八位ADC 34的电源而实现。可通过再次通电启用该ADC 34。若需要，当启用该八位ADC 34时，可切断该二位ADC 36的功率。此在所例示的实施例中并未得到实现，因为该二位ADC 36使用非常小的功率且该接收模式仅发生较小的时间百分比。通过于接收模式期间切断该二位ADC 36的电源，可节省较少的功率。通过于监听模式期间关闭该八位ADC可实现明显的功率节省，该监听模式发生较长的时间百分比。功率节省增加了一站在必须更换或再充电该等电池之前可以以电池电源运行的时间。
在图2中展示的实施例包含一作为低分辨率ADC的二位ADC 36及一作为高分辨率ADC的八位ADC 34。分辨率的确切位数可根据其它系统的需求而不同。例如，某些接收器若使用九位或十位ADC则可更好地工作，而某些用七位ADC即可合理的工作。此等ADC的任一者与已发现在WLAN中可向包侦测器40提供精确输入的低分辨率两或三位ADC相比均视为高分辨率。
以上论述意欲用来示例性说明本发明的原理及各种实施例。一旦完全了解以上揭示，所属领域的技术人员将不难作出许多改变及修改。应将以上权利要求理解为涵盖所有该等改变及修改。
权利要求
1.一种用于接收一具有一前同步码及一有效负载的无线数据包的无线接收器，其包括一第一接收器路径，用于解码该无线数据包的前同步码；及一第二接收器路径，用于解码该无线数据包的有效负载；该第一接收器路径需要比该第二接收器路径少的功率来运行。
2.如权利要求1所述的接收器，其中该第一接收器路径具有一比该第二接收器路径更低的解码分辨率。
3.如权利要求2所述的接收器，其中该第一接收器路径包括一三位或更低位的模拟-数字转换器；且该第二接收器路径包括一七位或更高位的模拟-数字转换器。
4.如权利要求1所述的接收器，其中该第一接收器路径包括一第一模拟-数字转换器；且其中该第二接收器路径包括一具有一比该第一模拟-数字转换器更高的分辨率的第二模拟-数字转换器；其进一步包括一连接到该第一模拟-数字转换器的一输出的包侦测器；一数字接收器平台；及一可对该包侦测器作出响应的切换器，用于将该第一模拟-数字接收器连接到该数字接收器平台直到探测到该前同步码，且当已探测到该前同步码时将该第二模拟/数字接收器连接到该数字接收器平台。
5.如权利要求4所述的接收器，其进一步包括一连接到该等第一及第二模拟-数字转换器的模拟接收器平台；及一连接到该模拟接收器平台的自动增益控制器；该切换器进一步经调适及配置以将该第一或第二模拟-数字接收器连接到该自动增益控制器，以与将该第一或第二模拟-数字接收器连接到该数字接收器平台一致。
6.如权利要求1所述的接收器，其中该第一接收器路径包含一使用巴克码探测以解码该前同步码的前同步码探测器。
7.如权利要求1所述的接收器，其进一步包括用以识别指向该接收器的数据包的包探测逻辑；及耦合到该包探测逻辑的切换逻辑，用以响应通过该包探测逻辑而对一数据包作出的识别，在该第一与该第二接收器路径之间进行选择。
8.一种用于以一无线接收器接收数据包的方法，其包括接收具有一第一接收器路径的射频信号；通过该第一接收器路径，解码所接收的信号以探测一在一所接收的数据包前的一同步码中的码；一旦探测到该码，切换到一第二接收器路径；及以该第二接收器路径接收该所接收的数据包的一有效负载。
9.如权利要求8所述的方法，其进一步包括当完成对该有效负载的接收时，切换回到该第一接收器路径。
10.如权利要求8所述的方法，其中该第一接收器路径的接收步骤的完成使用了比该第二接收器路径的接收步骤更少的功率。
全文摘要
一种用于一无线局域网(WLAN)的接收器，其具有一低功率监听模式运行。该接收器包含在模拟前端(AFE)的两个分离路径。一个路径包含一低分辨率及低功率模拟－数字转换器(ADC)。另一个路径包含一高分辨率及高功率ADC。在监听模式中，仅向低分辨率ADC供电且其向一包侦测器(packetdetector)提供输入用于识别巴克码。当接收到正确的巴克码时，该高分辨率ADC被启用并耦合到一用于接收在该数据包中的有效负载的接收器。
文档编号H04L27/00GK1610343SQ20041008365
公开日2005年4月27日 申请日期2004年10月15日 优先权日2003年10月21日
发明者梁杰 申请人:德州仪器公司