在蓝牙扫描活动期间使用蓝牙接收机检测WLAN信号

申请号 CN201180022954.7 申请日 2011-05-06 公开(公告)号 CN102884842B 公开(公告)日 2015-04-15
申请人 高通股份有限公司; 发明人 J·何; K·白; G·方;
摘要 BT接收机RF前端在一系列BT扫描窗口中接收RF 能量 。在整个扫描窗口中,该前端被调谐到一个跳频。在该窗口之前和之后,该前端都处于停用状态。WLAN能量检测器在该窗口期间处理该前端的输出,并确定在该窗口期间是否在该前端上接收到了多于预定量的RF能量。BT 基带处理 器尝试对该前端的输出进行解调。如果WLAN能量检测器确定接收到了预定量的RF能量并且如果BT 信号 不能被解调,则 断言 WLAN唤醒信号,从而使WLAN收发机上电以接收WLAN信号。BT扫描间隔的持续时间是变化的,以有助于BT扫描窗口与WLAN信标重叠。
权利要求

1.一种用于检测无线局域网(WLAN)信号的方法,包括:
(a)在寻呼扫描模式中使用蓝牙(BT)接收机射频(RF)前端在一系列BT扫描窗口中进行接收;
(b)在所述BT扫描窗口中的一个BT扫描窗口期间,将WLAN能量接收到所述蓝牙(BT)接收机RF前端上,其中,在所述BT扫描窗口期间,WLAN收发机处于低功率状态,而与所述WLAN收发机共存且具有所述BT接收机RF前端的BT收发机正在扫描BT信号;
(c)当所述BT接收机RF前端在所述BT扫描窗口中的所述一个BT扫描窗口期间接收所述WLAN能量时,使用能量检测器来处理所述BT接收机RF前端的输出信号
(d)至少部分地基于(c)的所述处理的结果来断言唤醒信号,其中,所述唤醒信号的所述断言指示所述BT接收机RF前端已经在所述BT扫描窗口中的所述一个BT扫描窗口期间接收到所述WLAN能量;
(e)使用BT基带处理器来处理所述蓝牙接收机RF前端的所述输出信号,并且作为该处理的结果,输出BT检测信号,其中,所述BT检测信号指示所述BT基带处理器是否已经成功解调所述输出信号;以及
(f)如果所述BT基带处理器已经成功解调所述输出信号,则使用所述BT检测信号来防止所述唤醒信号被断言。
2.如权利要求1所述的方法,其中,(a)中的所述一系列BT扫描窗口中的每个BT扫描窗口是一系列BT扫描间隔中的相应BT扫描间隔的一部分,其中,所述BT扫描间隔中的每个BT扫描间隔具有持续时间,并且其中,所述一系列BT扫描间隔中的BT扫描间隔的持续时间不是完全相同的。
3.如权利要求1所述的方法,其中,(a)中的所述一系列BT扫描窗口中的每个BT扫描窗口是一系列BT扫描间隔中的相应BT扫描间隔的一部分,其中,所述BT扫描间隔中的每个BT扫描间隔具有持续时间,并且其中,所述一系列BT扫描间隔中的BT扫描间隔的持续时间是变化的。
4.如权利要求1所述的方法,其中,(b)中所接收到的基本上所有WLAN能量是在所述BT扫描窗口中的所述一个BT扫描窗口期间接收的,并且其中,(c)中所处理的输出信号是由于(b)中所接收到的WLAN能量而导致的,而不是由于在所述BT扫描窗口中的所述一个BT扫描窗口之外接收到的其它WLAN能量而导致的。
5.如权利要求1所述的方法,还包括:
(g)响应于所述唤醒信号的所述断言,使WLAN接收机的至少一部分上电,其中,所述WLAN接收机包括WLAN接收机RF前端和WLAN基带处理器;以及
(h)使用所述WLAN接收机RF前端和所述WLAN基带处理器接收并解调WLAN信号。
6.如权利要求5所述的方法,还包括:
(i)在已经在(g)中使所述WLAN接收机的所述至少一部分上电之后,停用所述能量检测器。
7.如权利要求1所述的方法,其中,所述BT接收机RF前端在紧邻着所述BT扫描窗口之前处于低功率状态,使得所述BT接收机RF前端在紧邻着所述BT扫描窗口之前不能接收蓝牙信号。
8.如权利要求1所述的方法,其中,所述BT接收机RF前端具有基本上小于20MHz的接收信号带宽。
9.如权利要求1所述的方法,还包括:
(g)使用所述BT接收机RF前端在所述BT扫描窗口中的所述一个BT扫描窗口期间执行BT寻呼扫描。
10.如权利要求1所述的方法,还包括:
在BT扫描窗口期间使用所述BT接收机RF前端来检测WLAN能量并接收BT寻呼扫描信号。
11.如权利要求1所述的方法,其中,(a)中在所述寻呼扫描模式中使用所述BT接收机RF前端包括:将所述BT接收机RF前端调谐为具有根据伪随机跳频序列逐个BT扫描窗口地变化的接收频率
12.如权利要求1所述的方法,其中,所述能量检测器具有第一部分和第二部分,其中,所述第一部分输出值,该值指示由所述BT接收机RF前端在所述BT扫描窗口中的所述一个BT扫描窗口期间接收到的RF能量的量,并且其中,所述第二部分将由所述第一部分所输出的值与限值进行比较。
13.一种用于检测无线局域网(WLAN)信号的方法,包括:
在寻呼扫描模式中使用蓝牙(BT)接收机在多个BT扫描窗口中进行扫描,其中,在所述BT扫描窗口期间,WLAN收发机处于低功率状态,与所述WLAN收发机共存且具有所述BT接收机的BT收发机正在扫描BT信号,其中,所述BT接收机包括BT接收机RF前端和BT基带处理器,其中,每个BT扫描窗口在相应的BT扫描间隔内,其中,所述BT扫描间隔合起来是一系列BT扫描间隔,并且其中,所述一系列BT扫描间隔中的BT扫描间隔的持续时间是变化的;使用能量检测器来处理所述BT接收机RF前端的输出信号,其中,所述能量检测器检测带宽中的能量,并且其中,所述带宽基本上大于1MHz并且基本上小于20MHz;
使用所述BT基带处理器来处理所述输出信号;以及
输出唤醒信号,其中,所述唤醒信号指示:所述能量检测器在所述BT扫描窗口中的一个BT扫描窗口期间检测到一定量的WLAN能量并且所述BT收发机没有成功解调BT信号。
14.一种用于检测无线局域网(WLAN)信号的方法,包括:
(a)在蓝牙(BT)寻呼扫描模式中操作BT接收机射频(RF)前端,其中,在所述BT寻呼扫描模式期间,WLAN收发机处于低功率状态,而与所述WLAN收发机共存且具有所述BT接收机RF前端的BT收发机正在扫描BT信号,其中,所述BT接收机RF前端具有基本上小于
20MHz的接收信号带宽;
(b)使用能量检测器来处理所述BT接收机RF前端的输出信号,并且作为所述处理的结果,输出指示所述BT接收机RF前端是否已经接收到一定量的WLAN能量的第一信号;
(c)使用BT基带处理器以尝试解调所述BT接收机RF前端的所述输出,并且作为所述尝试解调的结果,输出指示所述BT基带处理器是否不能成功解调BT信号的第二信号;以及(d)如果:1)所述第一信号指示接收到所述一定量的WLAN能量,并且2)所述第二信号指示所述BT基带处理器不能成功解调BT信号,则断言唤醒信号。
15.如权利要求14所述的方法,其中,(b)中的使用所述能量检测器来处理所述输出信号的步骤基本上完整地发生在单个BT扫描窗口内,并且其中,(c)中的使用所述BT基带处理器以尝试解调所述输出信号的步骤基本上完整地发生在所述单个BT扫描窗口内。
16.如权利要求14所述的方法,其中,当在(a)中在所述BT寻呼扫描模式中操作所述BT接收机RF前端时,将所述BT接收机RF前端的接收频率调谐为在一系列BT扫描窗口中逐个BT扫描窗口地在伪随机跳频序列中跳跃,并且其中,在所述一系列BT扫描窗口中的BT扫描窗口中的一个BT扫描窗口期间在(b)中使用所述能量检测器。
17.一种用于检测无线局域网(WLAN)信号的电路,包括:
蓝牙(BT)接收机射频(RF)前端,用于在一个BT扫描窗口中接收一定量的WLAN能量,其中,在所述BT扫描窗口期间,WLAN收发机处于低功率状态,而与所述WLAN收发机共存且具有所述BT接收机RF前端的BT收发机正在扫描BT信号;
BT基带处理电路,用于从所述BT接收机RF前端接收输出信号;以及
能量检测器,用于当所述BT接收机RF前端在所述一个BT扫描窗口期间接收所述WLAN能量时处理所述输出信号,并且用于至少部分地基于所述处理的结果来断言唤醒信号,其中,所述唤醒信号指示:所述BT接收机RF前端已经在所述一个BT扫描窗口期间接收到所述WLAN能量;
其中,所述BT基带处理电路向所述能量检测器提供BT检测信号,其中,所述BT检测信号指示所述BT基带处理电路是否已经成功解调BT信号,并且其中,如果所述BT基带处理电路已经成功解调所述输出信号,则所述能量检测器使用所述BT检测信号来防止所述唤醒信号被断言。
18.如权利要求17所述的电路,其中,基本上所有的所述一定量的WLAN能量是由所述BT接收机RF前端接在所述一个BT扫描窗口期间接收的。
19.如权利要求17所述的电路,其中,由所述能量检测器所处理的输出信号是由于所述BT接收机RF前端所接收到的所述一定量的WLAN能量而导致的,而不是由于所述BT接收机RF前端在所述一个BT扫描窗口之外接收到的其它WLAN能量而导致的。
20.如权利要求17所述的电路,其中,所述BT基带处理电路包括:定时单元,用于确定BT扫描间隔何时结束,并且其中,所述BT扫描间隔的持续时间不是完全相同的。
21.如权利要求17所述的电路,其中,所述能量检测器包括:
滤波器
模拟数字转换器(ADC);以及
数字信号处理器(DSP),其中,信号路径通过所述滤波器、通过所述ADC,从所述蓝牙接收机RF前端的混频器延伸到所述DSP。
22.一种用于检测无线局域网(WLAN)信号的电路,包括:
蓝牙(BT)接收机射频(RF)前端,用于在单个BT扫描窗口中接收一定量的WLAN能量,其中,在所述BT扫描窗口期间,WLAN收发机处于低功率状态,而与所述WLAN收发机共存且具有所述BT接收机RF前端的BT收发机正在扫描BT信号;
用于当所述BT接收机RF前端在所述单个BT扫描窗口期间接收所述WLAN能量时处理所述BT接收机RF前端的输出信号,并且用于作为所述处理的结果而断言唤醒信号的模,其中,所述唤醒信号指示:所述BT接收机RF前端已经在所述单个BT扫描窗口期间接收到所述一定量的WLAN能量;
BT基带处理电路,用于接收所述输出信号,其中,当所述BT接收机RF前端在所述单个BT扫描窗口中接收所述一定量的WLAN能量时,所述BT基带处理电路尝试解调所述输出信号;以及其中,所述BT基带处理电路向所述用于处理的模块提供BT检测信号,并且其中,如果所述BT检测信号被解调出,则所述用于处理的模块不断言所述唤醒信号。
23.如权利要求22所述的电路,其中,所述BT接收机RF前端紧邻着所述单个BT扫描窗口之前基本上断电,其中,所述BT接收机RF前端具有接收频率,其中,所述接收频率在整个所述BT扫描窗口中基本上是固定的,并且其中,所述BT接收机RF前端紧接着所述单个BT扫描窗口之后基本上断电。
24.如权利要求22所述的电路,其中,所述单个BT扫描窗口是一系列BT扫描窗口中的BT扫描窗口,其中,所述BT扫描窗口中的每个BT扫描窗口是相应BT扫描间隔的一部分,其中,所述BT扫描间隔合起来是一系列BT扫描间隔,其中,每个BT扫描间隔具有持续时间,并且其中,所述一系列BT扫描间隔中的BT扫描间隔的持续时间不是完全相同的。
25.如权利要求22所述的电路,其中,所述模块包括滤波器、模拟数字转换器(ADC)以及数字信号处理器(DSP),其中,信号路径通过所述滤波器、通过所述ADC,从所述BT接收机RF前端延伸到所述DSP。

说明书全文

在蓝牙扫描活动期间使用蓝牙接收机检测WLAN信号

[0001] 依据35U.S.C.§119要求优先权
[0002] 本申请要求由He等人于2010年5月7日递交的、题为“Method andApparatus To Detect WLAN Signals Using Bluetooth Receiver DuringBluetooth Scan Activity”的美国临时申请No.61/332,630的优先权利益,所述临时申请以引用方式并入本文。

技术领域

[0003] 所公开的实施例涉及使用BT接收机RF前端来唤醒WLAN无线电设备。

背景技术

[0004] 蓝牙(BT)和WLAN(无线LAN)是使用相同的2.4GHz未授权频带进行操作的两种相互竞争的无线技术。WLAN在IEEE 802.11中被标准化并且具有包括IEEE 802.11(n)的若干变型。蓝牙是IEEE 802.15.1中标准化的无线个人局域网(WPAN)技术的商业化实现。
[0005] 然而,WLAN和BT的不同之处在于,BT是相对简单的系统,其旨在用于不要求很高可靠性的应用中的短距离。另一方面,WLAN实现起来更复杂并且一般也更昂贵,其旨在用于更长的距离。WLAN包括相对复杂的调制,并且WLAN信号的能量分布在大约22MHz的较宽频率范围上。WLAN所使用的较复杂调制和较高编码率有助于确保能接收WLAN传输。因此,需要宽带接收机RF前端来接收22MHz宽的WLAN信号。更复杂的是,因此还需要针对WLAN无线电设备的功率消耗、解调电路。另一方面,BT包括相对简单的调制。BT信号的能量一般限制在较窄的1MHz频率范围内,因此可以使用相对较窄的频带接收机RF前端。由于多种原因,WLAN无线电设备一般比BT无线电设备消耗更多的功率。
[0006] 两种类型的设备可以参与到WLAN通信中,接入点(AP)和站(STA)。在一个公共运行场景中,STA不尝试向WLAN AP进行发射,但是该STA在WLAN AP的无线电范围以外并且处于称为停止服务(OoS)的低功率模式中。WLAN AP周期性地发送信标分组。如果OoS STA要进入WLAN AP的无线电范围内,则可以在OoS STA处周期性地接收到来自WLAN AP的信标分组。在这种状况中,STA应当检测信标并且开始与WLAN AP通信以加入WLAN网络。为了完成此操作,OoS STA通过唤醒其接收机扫描WLAN信道,来周期性地扫描以检测信标。存在13个这样的信道。虽然WLAN接收机在约百分之九十的时间内是不活跃的,但是该STA的WLAN接收机在约百分之十的时间内是活跃的,即使OoS STA只是在进行扫描而不是真正地在使用中。这相当于大量的功率消耗。在移动设备中,降低OoSSTA的这种功率消耗是期望的。
[0007] 一些类型的移动设备除了WLAN收发机以外还包括BT收发机。如果BT收发机和WLAN收发机存在于同一设备中,则该BT收发机和该WLAN收发机可以被称为共存。为了避免浪费功率,建议使用BT接收机来搜索WLAN信号。为了该目的使用BT接收机,而不是使用更消耗功率的WLAN接收机。如果2.4GHz未授权频带中的能量是使用BT接收机来检测的,则WLAN无线电设备可以被激活以执行后续的常规WLAN通信。例如,公开的美国专利申请US20081081155描述了使用BT接收机来检测WLAN能量。BT接收机被调谐到若干频率,这些频率在WLAN信道频带上间隔开。在每个频率处获取能量采样,并且分析该采样以检测WLAN能量。在另一个示例中,BT接收机被调谐到WLAN信道频带的中心频率。在积累所接收到的能量一段时间之后,将采样的能量与限进行比较,并且如果超过该门限则激活WLAN无线电设备。人们还找到了替代性的和更好的使用BT接收机来检测WLAN能量的方法。发明内容
[0008] 一种设备包括BT收发机、WLAN收发机和WLAN能量检测器电路。在一种示例性方法中,WLAN收发机最初处于低功率状态,使得WLAN收发机不能接收和解调WLAN信标信号。当WLAN收发机处于该低功率状态时,在寻呼扫描模式中使用BT收发机的BT接收机RF前端,以便在一系列BT扫描窗口中接收RF能量。在这些BT扫描窗口中的一个BT扫描窗口期间,正好是WLAN能量的RF能量被接收到BT接收机RF前端上。当BT接收机RF前端在这些BT扫描窗口中的所述一个BT扫描窗口期间接收WLAN能量时,WLAN能量检测器电路处理BT接收机RF前端的输出信号。BT接收机RF前端被调谐为在整个所述BT扫描窗口中以单个固定BT跳频进行接收。BT跳频是根据蓝牙标准而确定的。
[0009] 至少部分地基于由WLAN能量检测器在所述一个BT扫描窗口期间对BT接收机RF前端的输出进行的该处理的结果,来生成第一信号。该第一信号(例如,能量检测信号)指示:BT接收机RF前端已经在BT扫描窗口期间接收到WLAN能量。除了BT接收机RF前端,该BT收发机还包括BT基带处理器。BT基带处理器处理BT接收机RF前端的输出信号,并且作为结果输出第二信号。该第二信号(例如,BT解调信号)指示BT基带处理器是否已经成功解调BT信号。
[0010] 当如下两种情况都发生时,WLAN唤醒信号被断言(assert):1)第一信号指示BT接收机RF前端在BT扫描窗口期间接收到多于预定量的RF能量,以及2)第二信号指示BT基带处理器没有成功解调BT信号。在一个示例中,紧邻着所述一个BT扫描窗口之前,BT接收机RF前端被断电或停用,并且不能且不接收RF信号。类似地,紧接着所述一个BT扫描窗口之后,BT接收机RF前端被断电或停用,并且不能且不接收RF信号。在整个所述一个BT扫描窗口中,BT接收机RF前端被调谐为以单个BT跳频进行接收。
[0011] 如此生成WLAN唤醒信号,然后提供给WLAN收发机。响应于WLAN唤醒信号的断言,WLAN收发机的至少一部分被上电或启用,使得在上电之前WLAN收发机不能接收WLAN信号,但是在上电之后WLAN收发机能够接收WLAN信号。作为断言WLAN唤醒信号的结果,WLAN收发机从低功率状态转换到高功率状态。在一个有利的方面,一旦WLAN收发机由于WLAN唤醒信号的断言而上电且可操作,WLAN能量检测器电路就被断电或停用以减少功率消耗。WLAN能量检测器电路在WLAN收发机可操作的整个时间内都是断电的。
[0012] 在一些示例中,WLAN能量检测器电路的操作被认为是“捎带(piggy-back)”在BT收发机上的,因为不同于BT扫描窗口开始和停止时的方面,BT接收机RF前端的调谐和操作是常规的。一系列BT扫描间隔中的每个BT扫描间隔具有BT扫描窗口。在这些WLAN扫描窗口中的每个WLAN扫描窗口中一起使用BT接收机RF前端和WLAN能量检测器,以尝试如上所述地检测RF能量以及是否适合断言WLAN唤醒信号,从而唤醒WLAN收发机。在这些BT扫描窗口之外的其它时间,BT接收机RF前端被停用并且不能用于接收RF能量。
[0013] 为了有助于(一系列BT扫描间隔的多个BT扫描窗口中的)至少一个BT扫描窗口在时间上与WLAN信标重叠以使得能够检测到WLAN信标的能量,BT扫描间隔的持续时间是变化的。在一个具体示例中,BT扫描间隔的持续时间是抖动(dithered)的,使得连续BT扫描间隔(一个到下一个)在较小BT扫描间隔值和较大BT扫描间隔值之间来回交替。蓝牙链路的BT主设备和BT从设备都采用这种修改后的扫描间隔定时。虽然这里将BT扫描间隔在两个间隔值之间抖动描述为一个示例,但是该示例只是BT扫描间隔的持续时间可以依照本申请中提出的一般新颖的BT扫描间隔持续时间变化方法而变化的多种可能方式中的一种方式。
[0014] 有多种方式可以实现WLAN能量检测器电路。在一个具体示例中,WLAN能量检测器电路包括低通滤波器(LPF)部分、可调节增益放大器部分、模拟数字转换器(ADC)部分和数字信号处理器(DSP)部分。由LPF部分对BT接收机RF前端的输出信号进行滤波。由可调节增益放大器部分对LPF部分的输出进行放大,并由ADC部分对经放大而得到的信号进行数字化。在一个示例中,来自BT接收机RF前端的输出信号包括同相(I)信号分量和正交相位(Q)信号分量。对于I信号路径和Q信号路径中的每一者,存在单独的LPF、单独的可调节放大器和单独的ADC。随后,由DSP部分对得出的数字化值的I流和得出的数字化值的Q流进行分析,以便确定BT接收机RF前端所接收到的RF能量的量是否超过预定的门限。如果确定超过门限,并且如果BT基带处理器不能成功解调BT接收机RF前端的输出,则DSP断言WLAN唤醒信号。
[0015] 在一个有利的方面,低通滤波器的信号带宽基本上大于BT信号的1MHz带宽,并且基本上小于WLAN信号的约20MHz带宽。在第二个有利的方面,与延伸到BT基带处理器中的主I和Q路径中的ADC相比,WLAN能量检测器电路中的用于数字化I和Q信号流的ADC具有基本上更低的分辨率和更低的功率消耗。在第三个有利的方面,提供用于整个WLAN能量检测器电路中的仅一个信号路径(用于I信号路径或Q信号路径)的LPF/放大器/ADC电路,并且DSP中的能量检测确定是基于仅一个ADC的数字化输出而作出的。虽然上面描述了以数字形式实现的WLAN能量检测器电路的示例,但是它们仅仅是示例。在其它具体示例中,WLAN能量检测器电路实现在没有DSP的模拟电路中。上面描述的各个新颖方面可以相互独立地实现。例如,BT扫描间隔的持续时间的变化可以不使用任何专用的或额外的WLAN能量检测器电路来实现。例如,BT基带处理器可以检测其确定为可能不是BT能量的RF能量,使得BT基带处理器自己生成WLAN唤醒信号,而无需额外的WLAN能量检测器电路。
[0016] 上面是概述并且因此根据需要包括了对细节的简化、概括和省略;因此,本领域的技术人员应该了解该概述仅仅是解释说明性的,而并不是意图在任何方面起到限制作用。由权利要求书单独定义的本申请中所描述的设备和/或过程的其它方面、发明特性和优点会在本申请中给出的非限制性详细描述中变得显而易见。
附图说明
[0017] 图1是执行用于检测WLAN能量并唤醒WLAN收发机的方法的无线网络系统的高层级示意图。
[0018] 图2是图1的无线网络系统的一部分的更详细示意图。
[0019] 图3是图1的无线机115中的BT M电路114的更详细示意图。
[0020] 图4是图1的蜂窝电话111中的BT S电路112的更详细示意图。
[0021] 图5是图4的蓝牙从属集成电路148和149的更详细示意图。
[0022] 图6是图5的WLAN能量检测器电路195的一个示例的示意图。
[0023] 图7是示出了图4的蜂窝电话的操作的波形图,该图包括一系列BT扫描间隔和一系列WLAN间隔,其中,BT扫描间隔的持续时间是变化的,使得BT扫描窗口将与WLAN信标重叠。
[0024] 图8是一个表,该表示出了:如果采用BT扫描间隔的常规调度,则BT扫描窗口如何可以不与WLAN信标传输相重叠。
[0025] 图9是一个表,该表示出了:在一个特定示例中,如果BT扫描间隔的持续时间根据一个新颖方面而变化,如何保证BT扫描窗口与WLAN信标传输相重叠。
[0026] 图10是用于操作图1的系统的BT S 112以使得WLAN能量检测器电路195尝试在BT扫描窗口期间检测WLAN能量的方法的流程图
[0027] 图11是在图10的方法中在一个BT寻呼扫描窗口中执行的步骤的流程图。
[0028] 图12是在图10的方法的一个步骤中执行的用于使BT扫描间隔持续时间抖动的步骤的流程图。
[0029] 图13是图4的WLAN能量检测器电路195的模拟实现的电路图。
[0030] 图14是根据一个新颖方面的用于改变BT扫描间隔的持续时间的方法的流程图。

具体实施方式

[0031] 下文描述系统和方法,其中,在共存的BT收发机以单个BT跳频在BT扫描窗口中扫描以查找BT信号的时间期间,WLAN收发机处于低功率状态。WLAN能量检测器电路在BT扫描窗口时间期间处理由BT收发机的BT接收机RF前端所输出的信号。如果WLAN能量检测器电路检测到一定量的RF能量,并且如果BT收发机不能成功解调制BT信号,则WLAN收发机被上电以进入较高功率状态,使得其能够在此后接收WLAN信号。WLAN能量检测器电路的操作被认为是“捎带”在BT扫描上的,因为当BT接收机RF前端处于一个BT跳频处的BT扫描窗口中时,WLAN能量检测(WLAN频带中的RF能量检测)发生在BT接收机RF前端所输出的信号上,使得前端可以同时被用来进行BT扫描。BT接收机RF前端的常规调谐是不受影响的,但是在一些实施例中,BT扫描间隔的持续时间是变化的,以有助于BT扫描窗口与WLAN信标在时间上重叠,使得能够检测该WLAN信标。
[0032] 示例性系统
[0033] 图1-6给出了执行用于检测WLAN能量并唤醒WLAN收发机的方法的示例性系统。图1是无线网络系统100的高层级示意图,该网络在此也称为基本服务集(BSS)。无线网络系统100包括若干无线节点,这些无线节点一般被称为接入点(AP),以及多个接入终端(AT)或站(STA)102-108。虽然只示出了一个AP 101,但是无线网络系统100可以包括分布在整个地理区域内的很多个这样的AP以提供较大的覆盖。每个无线节点能够进行接收和/或发射。在下面的描述中,对于上行链路通信,术语“接入点”用于指示接收节点,术语“接入终端”用于指示发射节点。然而,本领域的技术人员应该很容易理解其它术语或命名可以用于AP和/或AT。举例而言,AP可以称为基站、基站收发信台、站、终端、节点、无线节点、用作接入点的接入终端或某种其它适合的术语。AT可以称为用户终端、节点、无线节点或某种其它适合的术语。在本申请中通篇描述的各种概念意在应用于所有适合的无线节点,而不管它们具体的命名。
[0034] 如果无线网络系统100包括分布在整个地理区域内的多个AP,则系统控制器109可以用于提供对这些不同AP的协调和控制,以及提供对其它网络的接入。互联网符号110代表这些其它网络。AP一般是向覆盖的地理区域内的接入终端提供回程服务的固定终端。然而,AP在一些应用中可以是移动的。AT可以是固定的或移动的,其利用AP的回程服务或者参与同其它AT的对等通信。AT可以实现为另一设备的一部分,比如电话(例如,蜂窝电话)、膝上型计算机、桌面型计算机、个人数字助理(PDA)、数字音频播放器(例如,MP3播放器)、照相机、游戏操纵台或另外适当的无线节点。
[0035] 在图1的无线网络系统100的特定示例中,AT 108中的一个是蜂窝电话111的一部分。AT 108参与同AP 101的WLAN无线通信119。除了WLANAT 108,蜂窝电话111还包括蓝牙收发机功能112。在这个例子中,蓝牙收发机功能112是蓝牙从设备(BT S),其根据IEEE 802.15.1标准以无线方式与蓝牙主设备114(BT M)进行双向蓝牙通信113。在图1的系统100的特定示例中,蓝牙主设备114是无线耳机115的一部分。除了WLAN AT108所提供的WLAN功能,并且除了BT S 112所提供的BT功能,蜂窝电话111还包括蜂窝电话网络移动站(CT MS)功能116。CT MS 116可以参与同蜂窝电话网络基站(CT BS)118的双向无线蜂窝电话通信117。
[0036] 图2是图1的无线网络系统100的一部分的更详细示意图。蜂窝电话111可以参与同无线耳机115的双向无线蓝牙通信113,并且还可以参与同WLAN AP 101的双向无线WLAN通信119。蜂窝电话111可以参与同CT BS118的双向蜂窝电话通信117。
[0037] 图3是图1的无线耳机115中的BT M电路114的更详细示意图。BT M114包括(除了其它未示出的部分外)天线120、蓝牙射频收发机集成电路(BT RF XCVR IC)121、蓝牙基带处理器集成电路(BT BBP IC)122、中央处理单元(CPU)123、一定数量的存储器124、总线接口125以及并行总线126。CPU 123执行存储器124中存储的指令的程序。CPU 123经由局部总线单元127访问存储器124。BT BBP IC 122包括处理器128。处理器128执行存储器129中存储的指令的程序。处理器128经由片上局部总线单元130访问存储器129。CPU 123可以经由总线接口125通过并行总线126进行读取和写入。类似地,处理器128可以经由总线接口140通过并行总线126进行读取和写入。BT BBP IC 122还包括用于调制和解调蓝牙信号的蓝牙调制解调部分131。
[0038] 虽然本申请中所描述的特定BT M电路包括两个集成电路121和122,但是应该理解的是,那些集成电路上的电路可以用其它方式集成(例如,在单个集成电路上),或者可以以分立形式实现。虽然在所描述的特定BT M中,总线126是并行总线,但是在其它实现中,多个总线或串行总线或其它通信单元可以用于执行总线126的功能。图3的特定电路只是作为一个示例而提供的。
[0039] 如果所传输的蓝牙信号被接收到天线120上,则该信号穿过开关132,并且在BT RF XCVR IC 121的接收链133中进行放大、下变频和基带滤波。由调制解调器部分131中的模拟数字转换器(ADC)134对得出的下变频后的模拟信号进行数字化。随后,在BT调制解调器部分131中对数字化的信号进行解调。随后,恢复后的信息可以通过局部总线单元130被处理器128使用。如果要发送信息,则该信息穿过局部总线单元130到达BT调制解调器部分131的调制部分。由数字模拟转换器(DAC)135将得出的调制后信号转换成模拟形式。随后,在BT RF XCVR IC 121的发射链136中对得出的模拟信号进行基带滤波、上变频和放大。放大后的信号穿过开关132并到达天线120,以作为蓝牙信号进行发送。
[0040] 蓝牙通信包括在79个不同的1MHz宽信道之间以伪随机方式进行频率跳跃。在时域中,在625微秒的时间段内传输信息,所述时间段称为BT时隙。BT M通常在偶数编号的时隙中进行发射,而BT S通常在奇数编号的时隙中进行发射。利用查询过程和寻呼扫描过程,在BT主设备和BT从设备之间建立新连接。在寻呼过程中,BT主设备每隔625微秒的BT时隙发送两个消息,其中,该主设备改变针对所发送的每个新消息的跳跃信道。BT从设备尚未与BT主设备同步。因此,BT从设备不知道BT主设备何时将发送这样的消息。BT从设备上电并在必要时调谐其BT接收机,以便在至少一个11.25毫秒的BT扫描窗口的持续时间内以单个跳频进行接收。如果BT从设备接收到消息,则BT从设备向BT主设备回传响应消息。如果BT主设备接收到响应消息,则BT主设备回传消息,该消息使得BT从设备能够同步到信道跳频序列并且同步到BT主设备所使用的定时。随后,BT主设备和BT从设备被同步,其中BT主设备在某些时隙中进行发射,并且其中BT从设备在其它时隙中进行发射。
[0041] 在图3的电路中,定时单元137是一定数量的固件,其能够用于确定BT时隙何时开始和结束,使得BT主设备的BT无线电路的剩余部分可以适当地上电并配置为在适当时间进行接收或发射。处理器128执行该固件,并且作为该执行的结果而生成触发信号。该触发信号触发排序状态机138。一旦针对上电序列被适当地触发,排序状态机138就以预定的顺序使接收所需要的各个电路上电,使得BT接收机在需要的时候作为整体来运行。类似地,定时单元137在适当的时间发起对BT接收机的断电。为了发起对BT接收机的断电,该定时单元触发排序状态机138。一旦针对断电序列被适当地触发,该排序状态机138就控制接收机电路的各个电路以便以预定的顺序断电。这样,定时单元137使得BT无线电设备的剩余部分能够依赖于BT M的操作模式在适当的时间上电和断电。
[0042] 虽然该定时单元在特定实施例中被示为固件,但是应该理解的是,该定时单元固件的功能可以实现在软件、固件、硬件或这些的组合中。例如,在另一个实施例中,该定时单元功能可以实现为不执行固件指令的硬连线状态机。该状态机耦合到总线130,并且被视为BT调制解调器122的一部分。实现该定时单元的其它方式也是可能的。
[0043] BT调制解调器部分131还包括跳跃计算器139。该跳跃计算器是可以通过总线130被固件当作资源访问的一定数量的专用硬件。它可以被发射固件过程和接收固件过程二者使用,以确定根据伪随机跳频序列应该采用的下一个跳频。
[0044] BT主设备114实现本领域内公知的蓝牙协议处理栈。该BT栈的较高协议处理层以软件形式实现为存储在存储器124中的代码。BT栈的较低协议处理层以硬件形式实现在BT RF XCVR IC 121中和BT调制解调部分131中,以及实现在存储器129中存储的固件中。
[0045] 图4是图1的蜂窝电话111的更详细示意图。在图4的电路中,蜂窝电话移动站116的功能可以实现为天线141、双工器142、蜂窝电话RF收发机集成电路143以及蜂窝电话基带处理器集成电路144。在图4的电路中,图1的WLAN AT 108的功能可以实现为天线
145、WLAN RF收发机集成电路146和WLAN基带处理器IC 147。在图4的电路中,图1的BT S 112的功能可以实现为天线145、蓝牙RF收发机集成电路148和蓝牙基带处理器集成电路149。
[0046] 如果蜂窝电话信号被接收到天线141上,则该信号穿过双工器142,并在蜂窝电话RF收发机集成电路143的接收链154中进行放大、下变频和基带滤波。由调制解调器151中的ADC 150对得出的下变频后的模拟信号进行数字化。随后,由调制解调器151的解调部分对数字化的信号进行解调。随后,解调后的信息可以通过局部总线单元152由处理器153使用。如果要发送信息,则该信息穿过局部总线单元152到达BT调制解调器151的调制部分。由数字模拟转换器(DAC)155将得到的调制后的信号转换成模拟形式。随后,在发射链156中对得出的模拟信号进行基带滤波、上变频和放大。放大后的信号穿过开关142并到达天线141以用于进行发送。处理器153执行存储器157中存储的指令的程序。处理器153通过经由总线单元152、总线接口158、串行总线159和总线接口160向RF收发机集成电路143发送控制信息,来控制用于发射的上变频和用于接收的下变频。
[0047] 如果WLAN信号161被接收到天线145上,则该信号穿过天线开关162,并且在WLAN RF收发机集成电路146的接收链163中进行放大、下变频和基带滤波。在WLAN RF XCVR IC146接收WLAN信号之后,由调制解调器165中的ADC 164对得到的下变频后的模拟信号进行数字化。随后,由调制解调器165的解调部分对数字化的WLAN信号进行解调。随后,解调后的信息可以通过局部总线单元166由处理器167使用。如果要发送信息,则该信息穿过局部总线单元166到达调制解调器165的调制部分。由数字模拟转换器(DAC)168将得到的调制后的信号转换成模拟形式。随后,在发射链169中对得出的模拟信号进行基带滤波、上变频和放大。放大后的信号穿过开关162并到达天线161,以便作为WLAN信号170进行发送。处理器167执行存储器171中存储的指令的程序。WLAN BBP IC 147通过经由总线172和导线173向WLAN RF XCVR IC 146发送控制信息,来适当地控制WLAN RF XCVR IC
146并调谐接收机和发射机。
[0048] 如果蓝牙信号174被接收到天线145上,则该信号穿过天线开关162,并且在BT RF收发机集成电路148的接收链175中进行放大、下变频和基带滤波。由BT调制解调器178中的ADC 177对得到的下变频后的模拟信号176进行数字化。随后,由调制解调器178的解调部分对数字化的信号进行解调。随后,解调后的信息可以通过总线单元179由处理器180使用。如果要发送信息,则该信息穿过局部总线单元179到达BT调制解调器178的调制部分。由数字模拟转换器(DAC)181将得到的调制后的信号转换成模拟形式。随后,在发射链183中对得出的模拟信号182进行基带滤波、上变频和放大。放大后的信号穿过开关
162并到达天线145,以便作为BT信号184进行发送。处理器180执行存储器185中存储的指令的程序。BT基带处理器集成电路149通过在串行总线186上向BT RF收发机集成电路148发送控制信息,来控制BT RF收发机集成电路148(包括集成电路148的BT接收机RF前端部分)并对其进行调谐。
[0049] 蜂窝电话基带处理器集成电路144的处理器153可以通过并行总线接口188在并行总线187上进行读取和写入。WLAN基带处理器集成电路147的处理器167可以通过并行总线接口189在并行总线187上进行读取和写入。BT基带处理器集成电路149的处理器180可以通过并行总线接口190在并行总线187上进行读取和写入。PTA(分组业务仲裁器)共存单元194将WLAN和BT功能耦合到一起,以有助于在BT传输之间的静默时段内调度WLAN传输。
[0050] 定时单元191是一定数量的固件,其能够用于确定BT扫描间隔和时隙何时开始和结束,使得BT从设备112的BT无线电路的剩余部分可以适当地上电并且被配置为在适当时间进行接收或发送。处理器180执行该固件,并且作为结果而生成触发信号。该触发信号可以例如是在局部总线179上进行的通信。该触发信号触发排序状态机192。一旦针对上电序列被适当地触发,排序状态机192就以预定的顺序使接收所需要的各个电路上电,使得BT接收机在需要的时候作为整体来运行。类似地,定时单元191在适当时间发起BT接收机的断电。为了发起BT接收机的断电,该定时单元触发排序状态机192。一旦针对断电序列被适当地触发,该排序状态机192就控制接收机电路的各个电路以便以预定的顺序断电。定时单元191使得BT接收机的剩余部分能够依赖于BT从设备的操作模式在适当的时间上电和断电。调制解调器178还包括跳跃计算器193。该跳跃计算器193是可以被固件当作资源访问的一定数量的专用硬件。它可以通过总线179被发射固件过程和接收固件过程二者使用,以确定根据伪随机跳频序列应该采用的下一个跳频。
[0051] 蜂窝电话111包括蓝牙协议处理栈。该蓝牙栈的较高层实现为由处理器153在存储器157之外执行的软件。该蓝牙栈的较低层以硬件形式实现在蓝牙RF收发机集成电路148中和蓝牙基带处理器集成电路149的BT调制解调器178中,以及实现为由处理器180执行并存储在存储器185中的固件。
[0052] BT从设备112还包括WLAN能量检测器电路195。WLAN能量检测器电路195包括(除了图4中未示出的部分之外)ADC部分196和数字信号处理器(DSP)部分197。WLAN能量检测器电路195处理BT RF收发机集成电路148的BT接收机RF前端的输出信号198(见图5)。作为该处理的结果,WLAN能量检测器电路195输出WLAN唤醒信号199。WLAN唤醒信号199指示:WLAN能量检测器电路195已经检测到的一定量的WLAN能量(如下文进一步描述的)。WLAN唤醒信号199通过导线200从BT基带处理器集成电路149传输到WLAN基带处理器集成电路147。
[0053] 图5是图4的蓝牙从设备集成电路148和149的更详细示意图。BT接收链175包括BT接收机RF前端201、一对低通滤波器(LPF)202和203和一对可调节增益放大器204和205。BT接收机RF前端201的输出信号198实际上包括导线206上的同相位(I)信号和导线207上的正交相位(Q)信号。如图所示,BT接收机RF前端201包括基带滤波器208、低噪声放大器(LNA)209和以正交配置相互连接的一对混频器210和211。经由串行总线186被接收到BT RF收发机集成电路148上的控制信息通过间接地经由这里未示出的其它接口电路,来调整BT接收机RF前端的局部振荡器216。BT接收机RF前端201具有适合于接收BT信号的带宽,该带宽可能过于窄带,以至于不能用于接收WLAN信号以使得该WLAN信号随后能够被成功解调。该接收带宽一般基本上小于20MHz,并且在当前示例中为大约
1MHz。然而,BT接收机FR前端201能够用于检测WLAN能量(如下面进一步详细描述的)。
[0054] 在BT调制解调器部分178中,图4中以简化形式示出的ADC 177实际上包括:第一ADC 212,用于对下变频后的I信号213进行数字化;以及第二ADC 214,用于对下变频后的Q信号215进行数字化。图4中的信号176实际上包括I信号213和Q信号215。排序状态机192输出启用信号EN[0:4],如图所示,所述启用信号经由导线217提供给BT接收机RF前端201和能量检测器195的各个部分。通过EN[0:4],排序状态机192使BT接收机RF前端201和能量检测器电路195上电和断电。不同于通过使前端201和能量检测器与电源连接和断开来使这些电路上电和断电,可以启用和停用这些电路。当停用切换时,电路消耗的功率比切换时要低得多。因此在一个实施例中,上电包括使电路能够从它们不进行切换的低功率状态转换到它们进行切换的高功率状态。箭头228指示触发控制信息的通信,定时单元191(由处理器180进行的固件的执行)通过该通信来触发排序状态机192,以便以适当的上电序列或者以适当的断电队列输出启用信号EN[0:4]。
[0055] 能量检测器电路195包括BT RF收发机集成电路148中的一部分和BT基带处理器集成电路149中的一部分。BT RF收发机集成电路148中的一部分包括:用于处理输出信号198的I信号部分的第一模拟低通滤波器(LPF)218和第一可调节增益放大器219,以及用于处理输出信号198的Q信号部分的第二模拟低通滤波器(LPF)220和第二可调节增益放大器221。LPF 218和219不在BT接收信号路径中,并且不在WLAN接收信号路径中。LPF 218和220具有比LPF 202和203的通带带宽更宽的通带带宽。在当前的示例中,LPF
218和220具有10MHz的通带带宽,其大约是WLAN信标信号的20MHz宽带宽的一半。虽然它们可以更宽以使得所有下变频后的信号在频带内,但是使LPF 218和220这么宽会造成较低的信噪比(SNR)。低SNR会导致降低的检测灵敏度。使LPF 10MHz宽提高了SNR并提高了检测灵敏度,但是其也增加了检测延迟,因为一些有效的WLAN信号会落在带外。因此,需要权衡“检测灵敏度”和“检测延迟”。WLAN能量检测器电路195可以采用10MHz宽的LPF
218和220,以便以增加很小量的检测延迟为代价来提高SNR并提高检测灵敏度。
[0056] 在一些示例中,LPF 218和220的带宽能够在处理器180的软件或固件控制下进行数字化调整,以便可以调整灵敏度和检测延迟之间的平衡。处理器180在串行总线186上发送控制信息,该控制信息进而被提供给LPF218和220。
[0057] 可调节增益放大器219和221可以由EN[3]信号来启用和停用。在BT基带处理器集成电路中的能量检测器电路195的部分中,示出了两个ADC222和223。这两个ADC 222和223共同包括在图4中以简化形式示出的ADC符号196。与ADC 212和214相比,这些ADC 222和223具有基本上更低的分辨率并且具有更低的功率。它们提供刚好足够的分辨率以进行WLAN能量检测确定。ADC 222和223可以通过EN[4]信号被停用,并且被置于断电和停用状态。在当前示例中,ADC 222和223可以每秒输出四百万个三比特值,而ADC 212和214可以每秒输出四百万个四比特值。DSP197包括两个寄存器224和225。处理器180可以经由局部总线单元179对这些寄存器224和225进行写入。寄存器224存储窗口值N229。寄存器225存储门限值γ230。下面进一步详细解释这些值229和230的意义。如果BT调制解调器部分178成功解调BT信号,则通过在导线上227断言BT DEMOD(BT解调)信号226,向能量检测器电路195通知该事件。信号226的断言指示BT信号已经被成功地接收和解调。
[0058] 图6是图5的WLAN能量检测器电路195的一个示例的示意图。WLAN能量检测器电路195检测落在BT RF接收机前端201的2.4GHz频带内的任何WLAN信号。对于任何给定SNR,检测的最差情况可以发生在AP只发送信标分组时,因为这通常使WLAN网络的工作周期最小化。检测器可以以良好的检测灵敏度和较低的检测延迟来检测WLAN信号,使得即使在低信噪比(SNR)处也可以实现高检测概率PD和低错误报警概率PFA。ADC222、223用于将BT前端输出信号rI(t)和rQ(t)的滤波和放大后版本分别转换成相应的离散时间采样信号rI(n)和rQ(n)的流。DSP 197包括数字低通滤波器部分231、232、处理部分233、比较部分234和逻辑选通功能部分235。从逻辑选通功能部分235输出的逻辑值确定是否断言WLAN唤醒信号199。蓝牙接收机RF前端将要调谐到的频率被示为fBT。一般而言,fBT是通过蓝牙设备地址和蓝牙时钟频率及蓝牙操作模式而确定的伪随机整数频率(在2402MHz和2480MHz之间)。WLAN信号在2.4GHz频带中的中心频率可以被示为fWL。针对给定的WLAN网络,fWL可以是满足(2412+5(k-1))MHz的确定性频率,其中k是1和13之间的整数。然而,fWL一般是未知的(直到检测之后)。在由WLAN能量检测器检测到WLAN信号之后,WLAN无线电设备可以醒来并执行常规信道扫描和连接建立过程。成功的WLAN信道扫描确定fWL的值。
[0059] 在WLAN能量检测器电路195的输入处,下变频后的输出信号198(信号rI(t)和rQ(t))通常具有由fIF=|fBT-fWL|给出的中间频率(IF)。WLAN能量检测器电路195可被当作低IF接收机,其可以执行以下式(1)的假定测试:
[0060] 式(1)
[0061] 其中r(t)、s(t)和n(t)分别表示时间t处的接收信号、时间t处的WLAN信号和时间t处的附加噪声。假设H0对应于不足以确定接收信号中存在WLAN信号的检测到的能量。假设H1对应于足以确定存在WLAN信号的、在WLAN能量检测器的检测频带中检测到的能量。由于fBT是随机的而fWL是未知的,因此得到的fIF可以是表示频率的随机实数。
[0062] 如图6中所示,rI(t)和rQ(t)信号分量(rI(t)和rQ(t)一起组成输出信号198)首先穿过低通滤波器(LPF)218和220以抑制噪声。LPF的带宽被示为BWLP。该带宽是基于噪声抑制(或者等效地,检测灵敏度)和检测延迟d之间的平衡而确定的。低通滤波器输出处的噪声抑制后的信号可以在由ADC 222和223数字化之前由放大器219、221进行放大。ADC 222和223将模拟信号分量转换成离散时间采样的数字信号分量rI(n)和rQ(n),以便由DSP 197进一步处理。由于WLAN信号的检测通常具有落在LPF的通带内的得出的fIF,因此通常不需要镜像抑制。另外,对WLAN能量检测器的I/Q失衡的要求也可以放宽。直接转换和低IF接收机通常具有同相位(I)信号分量和正交相位(Q)信号分量。这些I和Q相位分量一般应当具有90度相位偏移并且应当具有相等的幅度,以便使信号分量能够被分离开和恢复而没有相互干扰。相位和幅度的任何偏移可以称为I/Q失衡或I/Q失配。由于WLAN能量检测器电路195只需要测量接收信号的总能量而不需要恢复WLAN波形,因此信号的任何混合都不会改变接收到的总能量。因此,I/Q失衡也可以放宽。
[0063] 在某些实施例中,I相位信号分量或Q相位信号分量中的仅一者被处理,以进一步简化WLAN能量检测器电路和进一步降低功率消耗。这可以简化WLAN能量检测器电路的设计,从而导致相比于典型低IF接收机更低的功率消耗。由于是检测WLAN能量检测器电路的通带中的WLAN信号的总能量,而不是恢复WLAN信号的准确波形,因此ADC 222和223可以是低精确度ADC。
[0064] 在图6的实施例中,数字低通滤波器部分231、232执行另外的数字低通滤波,以便在处理部分233计算总能量决策统计T之前增强信号。决策统计T可以用作用于决定假设H0或H1的决策规则。在高斯噪声和高斯信号的情况中,该决策规则是由以下的式(2)给出的:
[0065] 式(2)
[0066] 其中 是统计决策,其中r[n]是rI(n)2和rQ(n)2之和的平方根,其中n是时间索引,其中N是依据采样数量的信号的持续时间,并且其中γ是决策门限值。当WLAN能量检测器电路195开启时,DSP 297的处理部分233确定统计决策T。比较器部分234比较值T与门限值γ230。如果T超过门限值γ,则断言能量检测信号236,否则不断言能量检测信号236。然而,能量检测信号236可能由于检测到蓝牙信号的能量而被断言为较高。为了避免在来自蓝牙信号的能量导致能量检测信号236被断言的情况下断言WLAN唤醒信号,如果蓝牙调制解调器178成功解调蓝牙信号,则逻辑选通功能部分235防止WLAN唤醒信号199被断言。如上文所指示的,蓝牙调制解调器178在蓝牙信号被成功解调的情况下断言BT解调信号226。相应地,如果检测到能量(如被断言为较高的能量检测信号236所指示的),并且如果没有蓝牙信号被成功解调(如被解断言(deassert)为较低的BT解调信号
226所指示的),则WLAN唤醒信号199被断言为较高,否则不断言WLAN唤醒信号199。WLAN唤醒信号199的断言使得WLAN无线电设备被上电,并且被启用以执行信道扫描和连接建立过程。
[0067] 上文给出的式(2)的决策规则仅仅是可以使用的决策规则的一个示例。在一个实施例中,可以实现滑动窗口能量检测算法。在这种情况中,可以如以下式(3)所指示地表示决策规则:
[0068] 式(3)
[0069] 其中N是窗口尺寸。对于数字域中的采样间隔TS,设置N×Ts≥wWLBK一般确保该窗口足够宽,以捕获WLAN信标中的所有能量,其中,wWLBK是WLAN信标的时间长度(持续时间)。应该注意的是,使用滑动窗口的情况下,决策规则可以是在尺寸为N的窗口229内捕获到的总能量。可以将该窗口内捕获到的总能量与门限比较。一般而言,N被选择为足够大,以覆盖整个WLAN扫描持续时间(N×Ts>wWLBK)。要注意的是,该窗口内捕获到的能量一般不是蓝牙扫描中的总能量。
[0070] 在另一个实施例中,采用双滑动窗口。在该情况中,决策规则可以是两个连续窗口(每个窗口的尺寸为N)之间的比值。该决策规则表示2N个连续采样中的相对能量变化而非总能量。
[0071] 改变BT扫描间隔的持续时间
[0072] 在上文结合图1-6描述的系统100中,WLAN能量检测器电路195在BT扫描窗口期间处理BT接收机RF前端201的输出信号198。BT寻呼扫描模式中的BT扫描窗口的持续时间是大约11.25毫秒。然而,常规BT寻呼扫描间隔的持续时间是1280毫秒。BT接收机RF前端没有上电,其不可操作,并且不被用来针对大部分BT扫描间隔接收任何类型的信号。在该特定示例中,用于处理BT接收机RF前端201的输出信号198的WLAN能量检测器电路195不能够在BT寻呼扫描间隔的大部分期间检测WLAN能量。
[0073] WLAN能量检测器电路195一般用于检测WLAN能量。当没有除信标之外的活动业务,则在每个WLAN间隔内仅传输一个WLAN信标分组。WLAN AP按最低支持数据速率周期性地广播信标,以宣布针对WLAN STA的网络参数以用于建立连接。WLAN信标的有效载荷通常是大约100字节长。当以1Mbps(大部分WLAN 802.11b/g网络中的最低支持数据速率)传输时,信标具有大约1.25毫秒的持续时间。然而,WLAN间隔通常是大约100毫秒。很有可能的是,根据WLAN间隔序列和BT寻呼扫描间隔序列之间的起始时间偏移,BT扫描窗口永远不与WLAN信标传输重叠。
[0074] 图7是示出了一系列BT扫描间隔和一系列WLAN间隔的波形图。上方的波形图示出了该一系列BT扫描间隔。值pBT是1280毫秒的BT扫描间隔。值wBT是BT扫描窗口的持续时间。值m是标识间隔的索引。值m对于第一个间隔是0,对于下一个间隔是1,并且对于再下一个间隔是2,以此类推。图7的示意图中的下方第二个波形示出了该一系列WLAN间隔。值pWL是100毫秒的WLAN间隔。值wWLBK是WLAN信标的1.25毫秒持续时间。值x是m=0的BT扫描间隔的开始和n=1的WLAN间隔的开始之间的未知时间偏移。由于该时间偏移是未知的,因此其可以被建模为统一随机变量。
[0075] 图8是一个表,其示出了根据间隔值、BT扫描窗口持续时间、WLAN信标持续时间和时间偏移x,BT扫描窗口如何可以从不与WLAN信标传输重叠。在该表中,第一列示出一系列BT寻呼扫描间隔的m索引。对于该行的BT寻呼扫描间隔,第二列中的值指示BT扫描窗口何时开始,并且第三列中的值指示BT扫描窗口何时结束。在图8的表的简化示例中,BT扫描窗口是10毫秒。BT扫描窗口是11.25毫秒,但是有用部分是10毫秒,因为这是能够保证WLAN信标完全包含在BT扫描窗口内的最长时间量。对于索引为m=0的BT扫描间隔,BT扫描窗口开始于时间0毫秒并结束于时间10毫秒(如第一行值的第二列和第三列中的值所指示的)。类似地,对于索引m=1的BT扫描间隔,BT扫描窗口开始于时间1280毫秒并结束于时间1290毫秒(如第二行值的第二列和第三列中的值所指示的)。第三行是发生在该行的BT扫描窗口时间期间的WLAN信标的索引n。相应地,如果这两个间隔序列之间的时间偏移是在从0毫秒到10毫秒的范围内,则索引n=0的WLAN信标将在索引m=0的BT扫描窗口的时间期间发生。第二行指示:如果这两个序列之间的时间偏移是在从80毫秒到90毫秒的范围内,则索引n=12的WLAN信标将在索引m=1的BT扫描窗口期间发生。对图8的表的观察表明,右边列中的时间偏移是周期性重复的。对图8的右边列中的值的观察还表明,存在没有对应的行条目的时间偏移x的值。对于这些时间偏移值x,不存在落入序列的任何BT扫描窗口中的WLAN信标,而无论该序列有多长。例如,时间偏移值x=12没有出现在该表的任何一行中。
[0076] 根据一个有利的方面,上述内容被认识到,并且BT间隔的持续时间是变化的,使得WLAN信标被确保为落入一系列BT扫描间隔中的BT扫描窗口内。再次参照图7,底部波形示出了BT扫描间隔的持续时间的变化。索引m=0的第一BT扫描间隔具有1270毫秒的持续时间,随后索引m=1的第二BT扫描间隔具有1290毫秒的持续时间,随后索引m=2的第三BT扫描间隔具有1270毫秒的持续时间,以此类推。在图7的示例中,为了便于显示和举例,BT扫描窗口被示为10毫秒而不是11.25毫秒。然而,用于改变BT扫描间隔的持续时间的方法运行,以使WLAN信标在BT扫描窗口是11.25毫秒的真实情况下落入BT扫描窗口内。
[0077] 图9是一个表,其示出了针对图8中示例的BT扫描窗口持续时间、WLAN信标持续时间和WLAN间隔,如何确保BT扫描窗口与WLAN信标传输重叠,其中,BT扫描间隔的持续时间是变化的(如图7的底部波形所示)。应当注意的是,m=1的BT间隔的BT扫描窗口开始于时间0而结束于时间10,m=1的间隔的BT扫描窗口开始于时间1280而结束于时间1290,m=2的间隔的BT扫描窗口开始于时间2560而结束于时间2570。应当注意的是,BT间隔的该抖动对应于图7的底部波形中示出的抖动。对于每一行,该表的最右面一列中的值示出了该行中指示的WLAN信标将会与该行的BT扫描窗口重叠的时间偏移x值的范围。时间偏移x可以具有从0毫秒到100毫秒的WLAN间隔持续时间的值。如图9的最右边一列中所示,针对任意时间偏移值x,WLAN信标将与BT扫描间隔重叠。
[0078] 从数学上讲,由式(4)的关系示出了对于要落在BT扫描窗口内的WLAN信标所要求满足的关系(BT间隔持续时间、WLAN间隔持续时间、BT扫描窗口持续时间、WLAN信标持续时间和时间偏移之间的关系):
[0079] pBT·m≤pWL·n+x≤pBT·m+wBT-wWLBK 式(4)
[0080] 在式(4)中,m和n是整数;pBT是BT扫描间隔;pWL是WLAN信标间隔;wBT是蓝牙寻呼扫描窗口的持续时间;wWLBK是WLAN信标的持续时间;x是时间偏移。该时间偏移x是0和pWL之间的值。如果pBT=1280毫秒并且如果pWL=100毫秒,并且如果wWLBK=1.25毫秒,并且如果wBT-wWLBK<20毫秒,则可以存在时间偏移x使得没有值m和n的组合满足式(4)。这意味着没有WLAN信标会落在BT扫描窗口内。无论WLAN能量检测器电路可能多么好,针对这样的时间偏移值x所得到的检测概率总是0。
[0081] 为了消除这一问题而不消耗额外的功率,BT寻呼扫描间隔的持续时间是变化的。可以不是每pBT毫秒调度一次BT寻呼扫描,而是在该调度过程中引入 毫秒的延迟,使得如果m是偶数则 D是0毫秒,并且使得如果m是奇数则 是y毫秒,其中y是正实数。
应当明白,有可能将该修改实现成使得保持符合蓝牙规范。为了使用修改后的BT寻呼扫描调度过程来成功检测WLAN信标信号,一般需要满足式(5)的条件:
[0082] 式(5)
[0083] 如上文所讨论的,假设pBT=1280毫秒,pWL=100毫秒,wBT-wWLBK=10毫秒,一般应该满足下面的条件:
[0084] 式(6)
[0085] 这与式(5)等效。如果对于从0毫秒到100毫秒范围内的任何x,可以找到整数m和n的某些值以使得式(6)被满足,则式(5)也可以被满足。可以进一步验证的是,对于wBT=11.25毫秒且wWLBK=1.25毫秒,如果y=10+2ok(k=0,1,2,...),则可以满足式(5)中指定的检测条件。在连续BT扫描间隔的持续时间(一个与下一个相比)相差20毫秒的示例中,WLAN信标被确保为落在BT扫描间隔内,并且可以由WLAN能量检测器检测到。BT从设备的操作
[0086] 图10是图4的BT从设备112的操作方法300的流程图。首先,在BT间隔的起始处使BT接收机RF前端210上电(步骤301)。BT接收机RF前端201所使用的接收频率被设置(步骤302)为根据BT标准伪随机跳频序列的跳频。该频率是基于BT从设备的BT地址和其时钟值的。随后,BT接收机RF前端201用于(步骤303)在BT接收机被设置到跳频处时接收RF能量。在BT扫描窗口期间,BT接收RF前端用于执行常规BT寻呼扫描。另外,WLAN能量检测器电路195用于处理BT接收机RF前端的输出信号198以检测WLAN能量。BT接收机RF前端和WLAN能量检测器被上电并且可在整个BT扫描窗口中操作。如果WLAN能量检测器电路检测到多于预定量的RF能量,并且如果BT基带处理器没有成功解调BT信号,则假设WLAN能量检测器电路所检测到的RF能量是WLAN能量并且断言WLAN唤醒信号。
如果还没有到达BT扫描窗口的结束,则箭头307指示WLAN能量检测器电路继续用于处理BT接收机RF前端的输出。在决定菱形304中所确定的BT扫描窗口的结束处,BT接收机RF前端201和WLAN能量检测器电路195随后被断电和停用(步骤305)。BT寻呼扫描间隔的持续时间是变化的,例如,如图7的底部波形所指示的。如箭头308所指示的,只要还没达到当前BT寻呼扫描间隔的结束,就保持BT接收机RF前端201和WLAN能量检测器电路
195断电。如果确定(步骤306)已经达到当前BT寻呼扫描间隔的结束,则处理过程回到步骤301。
[0087] 图11是一个BT寻呼扫描窗口中的操作的流程图。图11的步骤发生在图10的流程图的步骤303中。BT接收机RF前端201用于在扫描以查找寻呼消息时接收WLAN能量。该接收如此窄带,以致于不能成功解调WLAN信号以恢复WLAN信号中传输的信息。WLAN能量检测器电路195处理(步骤401)BT接收机RF前端201的输出信号198,以确定是否存在多于预定量的RF能量。BT调制解调器178尝试对BT接收机RF前端201的输出213、215进行解调(步骤402)。如果WLAN能量检测器电路195没有确定存在多于预定量的RF能量(步骤403),则不断言WLAN唤醒信号199(步骤404)。如果WLAN能量检测器电路195确定已经检测到多于预定量的RF能量(步骤403),则处理过程继续进行到决定菱形块405。如果BT调制解调器178成功解调BT信号(步骤405),则不断言WLAN唤醒信号199(步骤404)。
然而,如果BT调制解调器178没有成功解调BT信号(步骤405),则断言WLAN唤醒信号199(步骤406)。唤醒信号199用于(步骤407)使WLAN RF收发机集成电路146和WLAN基带处理器集成电路147上电,或启用这些电路。随后,这两个集成电路146和147用于(步骤
407)接收和解调WLAN信号。如果确定(步骤408)还没有发生BT扫描窗口的结束,则处理过程回到步骤400。如果已经到达BT扫描窗口的结束(步骤408),则处理过程回到图10的流程图的步骤304。
[0088] 图12是图10的决定菱形块306中进行决定的操作子步骤的流程图。如果BT扫描间隔索引m是奇数(步骤501),则处理过程继续到方框502,否则处理过程继续到方框503。在方框502中,由于BT扫描间隔索引m是奇数,因此当前BT扫描间隔被计算为(步骤502)开始于上一个BT扫描间隔的结束处,并且结束于上一个BT扫描间隔的结束加上一个BT扫描间隔时间pBT加上10毫秒。在图7的底部波形图的示例中,pBT是1280毫秒。因此,计算出的当前BT间隔具有1280毫秒加上10毫秒的持续时间。另一方面,如果BT扫描间隔索引m不是奇数(即,是偶数),则当前BT扫描间隔被计算为(步骤503)开始于上一个BT扫描间隔的结束处,并且结束于该时间加上一个BT扫描间隔时间pBT减去10毫秒。因此,计算出的当前BT间隔具有1280毫秒减去10毫秒的持续时间。如箭头502所指示的,只要当前时间还没有到达计算出的当前BT扫描间隔的结束,则处理过程保持在步骤504。当在决定菱形块504中确定当前时间已经到达计算出的当前BT扫描间隔的结束时,处理过程返回图
10的步骤306。
[0089] 图13是适于在图4的BT从设备112中使用的WLAN能量检测器电路的模拟实现600的电路图。通过在WLAN能量检测器电路中不包括ADC且不包括DSP,该电路设计可以得到简化并且可减少功率消耗。然而,与使用数字处理的实现相比,模拟实现600通常不能给出相同的性能。I信号路径从导线206延伸到或门606的上输入引线。Q信号路径从导线207延伸到或门606的下输入引线。I信号路径包括模拟LPF 601(用于抑制不想要的噪声)、可调节增益放大器602、信号方差组件603、信号积分组件604、模拟比较器605(用于检测何时接收到的信号分量超过指定门限),直到或门606的上输入引线。Q信号路径包括模拟LPF 609(用于抑制不想要的噪声)、可调节增益放大器610、信号方差组件611、信号积分组件612、模拟比较器613(用于检测何时接收到的信号分量超过指定门限),直到或门
606的下输入引线。或门606生成能量检测信号607。如果没有断言BT解调信号226(该信号在数字上很低,从而指示BT信号没有被解调),并且如果没有断言能量检测信号607,则与门608断言WLAN唤醒信号199。为了进一步降低功率消耗,可以只用同相位rI(t)电路或者只用正交相位rQ(t)电路来进行能量检测。此外,可以实现WLAN能量检测器电路,而无需将接收到的RF信号下变频到基带,从而可以去掉混频器。
[0090] 可以认为模拟能量检测器实现滑动窗口能量检测算法。在该情况下,假定测试的决策规则可以表示为:
[0091] 式(7)
[0092] 其中Tt是计算出的决策规则的值,其中t是时间,其中T是窗口尺寸,该窗口尺寸通常被选择得大到足以覆盖整个WLAN信标,以便捕获WLAN信标的所有能量。模拟化实现600中的模拟比较器605、613有效地比较Tt与预先选择的门限。一旦越过该门限,就断言WLAN唤醒信号199(如果BT解调信号226指示BT信号没有被成功解调)。
[0093] 能量检测器vs.分组前导码相关器
[0094] 常规WLAN接收机中的WLAN信号检测通常是基于能量检测和与分组前导码的相关性二者的。前导码相关性提供处理增益,该处理增益可以提供比单纯能量检测更好的性能(尤其是在灵敏度方面),从而允许检测非常微弱的WLAN信号。作为维持良好检测性能和降低整体功率消耗之间的折衷,某些实施例可以将WLAN能量检测器电路和BT接收机RF前端用于检测不那么弱的WLAN信号,并且还用于与常规WLAN无线电设备相比较不频繁地唤醒WLAN接收机中的WLAN相关器,以检测非常弱的WLAN信号。该方案可以降低整体功率消耗,同时针对较弱的WLAN信号维持良好的检测性能。在该实施例中,大部分时间都可以使用能量检测,并且可以减少WLAN前导码相关性的使用以节省功率。应当注意的是,前导码相关性一般由于需要更复杂的电路而消耗更多功率。
[0095] 上文描述的实施例的各个新颖方面可以相互独立地实现。例如,BT扫描间隔的持续时间的变化可以不使用任何专用的或额外的WLAN能量检测器电路来实现。BT基带处理器可以例如检测RF能量,其确定该RF能量可能不是BT能量,使得BT基带处理器自身生成WLAN唤醒信号,而无需额外的WLAN能量检测器电路。
[0096] 图14是用于改变BT扫描间隔的持续时间以使得BT扫描窗口与WLAN信标重叠的方法700的流程图。一系列BT扫描间隔中的BT扫描间隔的持续时间是变化的(步骤701)。在一个BT扫描间隔的一个BT扫描窗口期间检测到WLAN能量(702)。在一个示例中,BT基带处理器集成电路149检测到其确定可能不是BT能量的RF能量。当BT基带处理器集成电路149作出该确定时,其断言WLAN唤醒信号199而无需使用额外的WLAN能量检测器电路。方法700可以包括或者可以不包括使用专用WLAN能量检测器电路。如果没有检测到WLAN(步骤703),则如箭头所指示的(步骤704),跳过为WLAN功能上电的步骤,并且该WLAN功能保持不可用于接收WLAN信号。然而,如果检测到WLAN能量(步骤703),则为WLAN功能上电或启用该功能(步骤705)。在一个示例中,该WLAN功能是WLAN RF收发机集成电路
146和WLAN基带处理器集成电路147。该WLAN功能一旦被上电并启用,则成功接收并解调WLAN信号(步骤706)。在方法700的一个示例中,导致WLAN功能上电的所有能量检测都发生在步骤702的一个BT扫描窗口中。发生在BT扫描窗口期间的能量检测操作可以称为能量扫描。在一些示例中,WLAN能量检测器电路和BT接收机RF前端紧邻着BT扫描窗口开始之前并且紧接着BT扫描窗口结束之后被断电。
[0097] 在一种或多种示例性实施例中,本申请中所描述的功能可以用硬件、软件、固件,或它们的任意结合来实现。如果在软件中实现,功能可以作为一条或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质,通信介质包括任何有助于于将计算机程序从一个地方转移到另一个地方的介质。存储介质可以是计算机可访问的任何可用介质。举个例子,但是并不仅限于,这种计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储器、磁盘存储器或其它磁存储设备、或者可以用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并且可以由计算机访问的任何其它介质。此外,任何连接都可适当地被称作计算机可读介质。举个例子,如果软件是通过同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字用户线(DSL)、或无线技术(比如红外、无线电和微波)从网站服务器、或其它远程源传输的,则同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL、或无线技术(比如红外、无线电和微波)包含在介质的定义中。本申请所使用的磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光盘、光盘、数字通用光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘,其中,磁盘通常以磁的方式再现数据,而光盘利用激光以光的方式再现数据。上述的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。在一个示例中,图4的定时单元191是用于改变BT扫描间隔的持续时间的一组处理器可执行固件指令。这些定时单元固件的指令存储在存储器185中,该存储器是可以由处理器180读取的处理器可读介质。此外,图4的DSP 197执行一组处理器可读指令,使得DPS确定在BT扫描窗口内接收到的RF能量的量是否超过预定门限γ,并且接收BT解调信号226,并且确定是否断言WLAN唤醒信号220。由DSP 197执行的指令可以存储在DSP 197的处理器可读介质部分中。
[0098] 虽然上文以教示的目的描述了某些具体实施例,但是本申请所教导的内容具有一般适用性并且不限于上文所描述的具体实施例。虽然上文所描述的流程图中的方框被称为步骤,但是术语“步骤”的使用并不是意在必须表示任何特定顺序。步骤中的一些可以是同时或连续执行的动作。相应地,所描述的具体实施例的各个特性的各种修改、适配和组合可以在不背离所附权利要求书的范围的前提下实现。虽然上文所描述的捎带能量检测方法和结构涉及BT和WLAN,但是所公开的方法和结构具有一般适用性,并且可以扩展到使用任意两种无线技术,这两种无线技术中的每一种在更大的时间间隔中间歇地传输。
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