专利名称：用于一蓝牙接收器的简化撷取装置及方法
技术领域：
本发明涉及用于一蓝牙接收器的装置和方法，具体涉及用于一蓝牙接收器的简化 撷取装置和方法以接收一蓝牙基本数据传输速率(BDR)或增强数据传输速率(Enhanced Data Rate，简称EDR)封包。其特征为具有共享1_位元(bit)相关器硬件的一种简化撷取 电路，用于执行存取码(Access Code)和EDR同步序列的相关(correlation)计算。
背景技术：
在例如蓝牙[蓝牙系统规格，2. 0+EDR, 2004年11月4日]的无线通讯系统中，封 包撷取为朝向成功封包接收的第一步骤。另一方面，封包遗失可能导致无线网络质量的劣 化。蓝牙BDR/EDR封包含有68或72位的一已知存取码(如图1)。存取码相关器通常被用 于一蓝牙接收器，以侦测到达的蓝牙封包，以及同时测定该接收封包的粗略时间。此亦被称 为”封包撷取”程序。由于蓝牙装置通常利用电池，因此蓝牙装置的耗电量极为重要。因此，需要一种能执行稳定获得蓝牙封包的简化蓝牙撷取电路。此存取码相关器， 视其采样的时域辨识率，可成为影响一蓝牙接受器大小的关键(如电路复杂度及产生的耗 电量)。由于存取码的传输利用高斯频移键控(GFSK)调变技术，因此最简单相关器的执行， 使用根据接收波形样本所导出的频率偏移(此频率偏移用1-位元表示)与已知的存取码 作相关(correlation)的计算。相对地，若执行一N-位元相关器，其暂存于缓冲区(buffer) 数据的数量将变成N倍大。由于封包的侦测一般根据相关值的尖峰是否超过某一阀值来决 定，因此其取舍在于相关尖峰值的准确性，以及该蓝牙撷取电路是否将导致对封包抵达时 间估测的劣化而在最坏的情况下失去该封包。
发明内容
本发明的一目的提供一种用于蓝牙接收器的简化撷取装置。本发明提供一种用于接收蓝牙BDR(Basic Data Rate)或EDR封包的撷取方法。 其特征为具有共享1-位元相关器硬件的一种简化撷取电路，可用于执行存取码(Access Code)或EDR同步序列的相关计算。相关计算使用4MHz的采样频率。然后使用SINC(即 Sin(X)/χ)插补器以获得用于数据位译码的8或16MHz采样分辨率。根据测量的结果，此简 单撷取方法可在士40ppm的最大时间偏移及士60ppm的最大频率偏移之下，成功地支持已 接收蓝牙封包的解码而不失去接收器敏感度。为达到此目的，可用于执行”接收存取码(ACC) ”或”增强数据传输速率(EDR)的接 收同步序列(SYNC)”相关运算的一蓝牙接收器的简化撷取装置包含一相位微分器(phase differentiator)；复数个基本结构单元；于M列的各列前的M个1_位元开关(switch)； 以及一相关方程式。该相位微分器被用于计算接收样本的相位差以及提供1-位元输出或 M-位元输出。该复数个基本结构单元被用于计算复数个具有M列和J行的相关输出位元。 于M列的各列前的该M个1-位元开关被用于从M列之先前列之最后行的基本结构单元， 或从该相位微分器的M-位元输出中选择复数个输入位元至M列之各列的第一基本结构单元。该相关方程式被用于从该复数个基本结构单元41的复数个相关输出位元计算ACC相 关(correlation)或 SYNC 相关。根据本发明的一态样，该相位微分器包含一复数个延迟块(delay blocks)；一 第一开关；一减法器；一频率偏移估计；一 M-位元量化器；一 1-位元量化器；以及一第二 开关。该复数个延迟块被用于提供目前相位样本延迟。该第一开关被用于从该复数个延迟 块选择一输出。该减法器被用于计算目前相位样本和第一开关输出的相位样本间的差值以 获得一值及输出复数个输出。该频率偏移估计被用于计算一阀值，其减法器的复数个输出 的直流(DC)偏移。该M-位元量化器被用于从该减法器的复数个输出取得M位元输出。该 1-位元量化器被用于从该阀值和减法器的复数个输出取得ι-位元输出。该第二开关被用 于从该1-位元量化器输出1-位元输出或从该M-位元量化器输出M位元输出。
图Ia为现有技术中蓝牙BDR封包的数据格式；图Ib为现有技术中蓝牙EDR封包的数据格式；图2为本发明的一相位微分器；图3为本发明的一简单频率偏移估计；图4为本发明的一简化蓝牙相关器；以及图5为现有技术中蓝牙EDR同步序列。主要元件标号说明相位微分器20延迟块21a_21d第一开关22减法器23M-位元量化器M 1-位元量化器25第二开关沈频率偏移估计30乘法器31加法器32乘法器33延迟器；34基本结构单元411-位元延迟 42 XOR (互斥-OR) 43 M 个 1-位元开关(switcti) 4具体实施例方式本发明虽然已藉由数种较佳具体实施例进行说明，但是附图和下列详细说明仍为 本发明的较佳具体实施例。应了解下列披露的说明将作为本发明的实施例，以及本发明非 局限于所述附图及特定的具体实施例。蓝牙(BT)系一种用于无线通讯装置的标准。在蓝牙标准的无线电规格中，基本数 据传输速率(BDR)使用高斯频移键控技术(GFSK)作为调变型式。一 BDR封包支持每秒1 百万位元(IMbps)的实体链路数据传输速率。增强数据传输速率(EDR)使用差动移相键控 (DPSK)作为调变型式。明确而言，使用η/4-微分四相移键控以及8DPSK以分别支持2Mbps 和3Mbps的实体链路数据传输速率。参考显示一典型蓝牙数据封包的图1，其图Ia显示一普通BDR数据封包格式；其 图Ib显示一普通EDR数据封包格式。如图Ia和图Ib所示，在一开始蓝牙封包含有68或 72位的存取码。此存取码的数据模式为蓝牙接收器所已知。该存取码模式通常为该接收器 所已知，以下将假设该存取码位模式为[Atl, A1, ...，A70, A71]，其Atl为第一传输位元。在仅 传输68位元的存取码时，该存取码的最后4位元将不被传输。由于蓝牙(BT)使用分槽式 传输，因此一蓝牙接收器可在一时槽开始时立即被开启。该时间不确定性一般为在10微秒内。因蓝牙(BT)接收器已知其将在此10微秒时间差内接收一蓝牙封包，该用于接收蓝牙 封包的撷取方法可着重于最小化其侦测失误率而不需过于担心其假警报机率。为简化下述的讨论，假设接收信号已被降频变换成基频以及对噪声抑制作适当的 过滤。根据这些经接收同相(in-phase)基频及正交(quadrature)基频信号样本，Ii和仏， (假设该接收信号已通过4Msps的模拟至数位转换器)，在第i次采样时间先将其转变成对 应的相位样本，
权利要求
1.一种用于一蓝牙接收器的简化撷取装置，其特征在于，该装置包含一相位微分器，用于计算接收样本的相位差以及提供一位元输出或M-位元输出； 复数个基本结构单元，用于计算复数个具有M列和J行的复数个相关输出位； 于M列之各列最前的M个1-位元开关，用于从M列之先前列之最后行的基本结构单元 或从该相位微分器之M-位元输出中选择复数个输入位至M列之各列的第一结构单元；以及 一相关方程式，用于从该复数个基本结构单元的复数个相关输出位元，计算接收样本 与ACC的相关值，或另一相关方程式，用于从该复数个基本结构单元的额外输出位元，计算 接收样本与SYNC的相关值。
2.如权利要求1所述的用于一蓝牙接收器的简化撷取装置，其特征在于，所述相位微 分器包含一复数个延迟块，用于提供目前相位样本延迟； 一第一开关，用于从该复数个延迟块选择一相位样本输出；一减法器，用于计算目前相位样本和第一开关之输出间的相位样本相减以获得一值及 输出复数个输出；一频率偏移估计，用于计算一阀值，其系减法器之复数个输出的DC偏移； 一 M-位元量化器，用于从该减法器之复数个输出取得M位元输出； 一 1-位元量化器，用于从该阀值和减法器的复数个输出取得1-位元输出；以及 一第二开关，用于选择从该1-位元量化器输出1-位元或从该M-位元量化器输出M位元。
3.如权利要求2所述的用于一蓝牙接收器的简化撷取装置，其特征在于，所述第一开 关可输出从目前之相位样本延迟一采样时间的输入相位样本，或输出从目前相位样本延迟 一差动移相键控符号时间的输入相位样本。
4.如权利要求2所述的用于一蓝牙接收器的简化撷取装置，其特征在于，所述第二开 关可输出代表相隔一采样时间之两个连续输入相位样本之相位差的一 1-位元，或输出代 表相隔一差动移相键控符号时间之两个输入相位样本之相位差的一 M-位元。
5.如权利要求4所述的用于一蓝牙接收器的简化撷取装置，其特征在于，若所述输出 为1-位元时，当相位差为非负值时，则输出为二进制的” 1”;反之，选择二进制” 0”作为其输 出O
6.如权利要求4所述的用于一蓝牙接收器的简化撷取装置，其特征在于，若所述输出 为M-位元时，该相位差被量化成M位元作为其输出。
7.如权利要求2所述的用于一蓝牙接收器的简化撷取装置，其特征在于，所述相位微 分器进一步包含一直流偏压(频率偏移)追踪回路，采用该减法器最近输出的移动平均值，作为此直流 偏压的适应性地估值。
8.如权利要求7所述的用于一蓝牙接收器的简化撷取装置，其特征在于，所述直流偏 压(频率偏移)追踪回路包含一第一乘法器，用于根据一可程序化参数值，将其输入值作适当之位元位移而获得一值；一第二乘法器，用于根据同一可程序化参数值，将目前之阀值作适当之位元位移后与原阀值相减而获得一值；一加法器，用于将以上两乘法器的输出值相加，以获得一更新的阀值；以及一延迟器， 用于暂存更新后的阀值。
9.如权利要求8所述的用于一蓝牙接收器的简化撷取装置，其特征在于，所述可程序 化参数值为 1/2、1/4、1/8、1/16、1/32、1/64 和 1/128 的其中之一。
10.如权利要求1所述的用于一蓝牙接收器的简化撷取装置，其特征在于，所述复数个 基本结构单元包含一复数个1-位元延迟块，用于储存来自相位微分器的复数个输出，并于每次采样时间 将储存信息一次一位元移动至下一个1-位元缓冲器；一互斥-OR块，用于取两个位元输入及在第i次采样时间计算该复数个基本结构单元 之第η个基本结构单元的一 XOR输出位元Cn(i)，此XOR两个输入位元其中之一来自对应的 1-位元延迟器，而另一个输入位元则来自存取码的第η个位元；以及一额外输出位元By. (i)，系来自在第i次采样时间之第m列和第j行的基本结构单元，其被含于一些的复数个基本结构单元内。
11.如权利要求1所述的用于一蓝牙接收器的简化撷取装置，其特征在于，所述一相关 方程式被用于从复数个XOR输出位元(；(1)计算ACC的相关值，或另一相关方程式，被用于 从具有SYNC序列符号的额外输出位元Bm, j (i)，计算SYNC的相关值。
12.如权利要求10所述的用于一蓝牙接收器的简化撷取装置，其特征在于，所述采样 速率为2至16MHz的任意一个整数频率。
13.如权利要求1所述的用于一蓝牙接收器的简化撷取装置，其特征在于，所述M列的 数目为从4至10。
14.如权利要求1所述的用于一蓝牙接收器的简化撷取装置，其特征在于，所述J行的 数目为从4至18。
15.一种用于一蓝牙接收器的简化撷取方法，其特征在于，该方法包括所述蓝牙接收器接收蓝牙封包；共享1-位元的一种简化相关器硬件，可用来执行撷取电路存取码的相关计算，或一种 增强数据传输速率同步序列的相关计算，以上的相关计算使用4MHz采样速率；SINC插补器用于存取码或同步序列相关计算的结果，获得8或16MHz采样分辨率，提供 封包解码所需的正确封包抵达时间及正确采样时间；根据正确封包抵达时间及正确采样时间，对所述蓝牙封包进行解码。
全文摘要
本发明提供了一种用于一蓝牙接收器的简化撷取装置及方法。其中，所述用于一蓝牙接收器的简化撷取装置包含一相位微分器；复数个基本结构单元；复数个1-位元开关；以及一相关运算方程式。一简化撷取电路设计的特征为具有被存取码和增强数据传输速率同步序列相关计算所共同的一1-位元相关器硬件。相关计算使用4MHz采样速率。然后使用SINC插补器以于存取码或同步序列相关计算的结果，以获得8或16MHz的时序分辨率，进而提供封包解码所需的正确封包抵达时间及正确采样时间。
文档编号H04L25/02GK102148777SQ20101028889
公开日2011年8月10日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年2月4日
发明者刘欣庠, 纪信旭, 金判燮, 陈政宏 申请人:创杰科技股份有限公司