为低功率无线电设备提供自动干扰抑制。无线电设备一般包括：天线；整流器；比较器；以及相关器。比较器从整流器接收输入信号，将输入信号与参考信号进行比较并且输出数字信号。相关器又从比较器接收数字信号，将数字信号与唤醒码相关并且当数字信号与唤醒码高度相关时输出具有高值的唤醒信号。无线电设备还包括自动阈值控制器，该自动阈值控制器调整比较器的灵敏度。应注意的是，整流器、比较器、相关器和自动阈值控制器部分地由具有仅在亚阈值区中操作的晶体管的电路所组成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 政府条款 本专利技术利用国家科学基金会所授予的授权号（grant numbe;r)CNS1035303下的政 府支持来做出。政府对本专利技术具有某些权利。 相关申请的交叉引用 本申请要求于2014年9月19日提交的美国技术申请14/490,786的优先权，并 且要求于2013年9月20日提交的美国临时申请61/880,206的权益。W上申请的全部公开内 容通过引用合并到本文中。
本公开内容设及低功率无线电设备，并且更特别地设及具有自动干扰抑制的唤醒 接收器。
技术介绍
无线传感器大多数时间处于其无线电设备关闭的超低功率睡眠状态下W保存能 量。运提出了针对远程唤醒和对运些节点进行同步的问题。唤醒无线电设备(WRX)是可行的 解决方案，但是仅在它们的有功功率在节点的睡眠功率W下时唤醒无线电设备才是可行的 解决方案，否则WRX功率处于支配地位且决定节点的寿命。在数字睡眠功率被报告在nW范围 内的情况下，运对WRX设计提出了重大的挑战。用于减少WRX的功率的简单方法是减少灵敏 度，运对于短程通信W及在当主要目标是多年的寿命时是可容忍的。例如，在-40地m的接收 器灵敏度的情况下，在仅0地m发送功率的情况下W400MHZ进行6m通信是可W的。运适合于 宽范围的医疗和物联网应用。 大多数公开的WRX使用能量检测架构来保持功率较低，然而，在适当频率处的任何 信号均能触发运些无线电设备的错误唤醒，并且错误唤醒产生节点上的大量的浪费能量。 为了防止上述问题，WRX必须具有足够的本地处理，W在不使用节点的主处理器的情况下将 唤醒事件与干扰区分开。本公开内容提出了包括晶体参考、干扰补偿和所有必要基带处理 的116nW唤醒接收器，使得需要可选的31位码来触发唤醒信号。前端在由片外带选滤波器 (band select filter)和匹配网络所调谐的宽频率范围上进行操作，并且前端被表示在 403MHz MICS频带W及915MHz和2.4G化ISM频带中。另外地，基带处理器实现自动阔值反馈 W检测干扰源的存在并且动态地改变接收器的灵敏度，从而缓解先前的能量检测WRX所固 有的阻塞问题。[000引该部分提供了与不一定是现有技术的本公开内容有关的背景信息。 该部分提供了与不一定是现有技术的本公开内容有关的背景信息。
技术实现思路
该部分提供了本公开内容的总体概述，并且并非是对本公开内容的完全范围或所 有特征的详尽公开。公开了一种低功率无线电设备。该无线电设备一般包括:天线，整流器，比较器和 相关器。整流器经由天线接收RF信号并且生成整流输入信号。比较器又从整流器接收输入 信号，将输入信号与参考信号进行比较并且输出数字信号。相关器从比较器接收数字信号， 将数字信号与唤醒码相关并且输出唤醒信号，其中，当数字信号与唤醒码之间的相关超过 相关阔值时唤醒信号具有高值，并且当与唤醒码之间的相关小于相关阔值时唤醒信号具有 低值。整流器、比较器和相关器中的每一者均部分地由具有仅在亚阔值区（subthreshold r eg i on)中操作的晶体管的电路所组成。在一种实施方式中，整流器进一步被限定为迪克森乘法器(Dickson Multiplier) 电路。 在一些实施方式中，相关器进一步通过并行地操作的多个相关器而被限定，使得 每个相关器从输入信号的位片接收不同的移位样本并且将移位样本与唤醒码进行比较。 低功率无线电设备可W包括自动阔值控制电路，该自动阔值控制电路被配置成从 比较器接收数字信号并且对参考信号进行调整W改变接收器的灵敏度。更具体地，当来自 数字信号的具有高值的连续样本的数目超过第一阔值时自动阔值控制电路减小比较器电 路的灵敏度，并且当来自数字信号的具有低值的连续样本的数目超过第二阔值时自动阔值 控制电路增大比较器电路的灵敏度。同样，自动阔值控制电路优选地部分地由具有仅在亚 阔值区中操作的晶体管的数字电路所组成。 低功率无线电设备还包括振荡器，该振荡器生成时钟信号，其中，比较器、相关器 和自动阔值控制均由该振荡器提供时钟。 在一些实施方式中，振荡器包括晶体和振荡器电路，其中，振荡器电路包括跨晶体 而禪接的放大器，并且通过反馈电路使该放大器偏置W在最小功耗的情况下维持晶体的振 荡。 低功率无线电设备还可W包括电禪接在天线与整流器之间的低功率放大器。 在一些实施方式中，整流器、比较器电路、相关器电路、自动阔值控制电路和振荡 器电路被实现为集成电路。 根据本文中提供的描述，其他的应用领域将变得明显。在该概述中的描述和具体 示例仅意在说明的目的并且并非意在限制本公开内容的范围。【附图说明】 本文中描述的附图仅出于对所选实施方式的说明目的，并且运些附图并非所有可 能的实现并且并非意在限制本公开内容的范围。 图1是描绘示例唤醒无线电设备的架构的框图； 图2是可W用在唤醒无线电设备中的示例整流器电路的示意图； 图3A是可W用在唤醒无线电设备中的示例振荡器电路的示意图； 图3B是示出50kHz晶体的固有值的示意图； 图4是可W用在唤醒无线电设备中的示例比较器和自动阔值控制电路的示意图； 图5是可W用在唤醒无线电设备中的相关器电路的示意图； 图6是示出无线电设备的拒绝未被编程W检测的码的能力的曲线图； 图7A是示出在正常操作期间唤醒无线电设备的瞬态响应的曲线图； 图7B是示出在存在干扰源期间唤醒无线电设备的瞬态响应的曲线图；W及 图8A和图8B是分别描绘相对于信号强度和相关器阔值的唤醒错误率的曲线图。 贯穿附图中的若干个视图，相应附图标记指示相应部件。【具体实施方式】现在将参考附图来更全面地描述示例实施方式。 图1描绘了示例唤醒无线电设备10的架构。无线电设备10-般包括天线12、整流器 14、比较器16和相关器18。无线电设备10还可W包括带选滤波器13、振荡器11和自动阔值控 制电路19。在示例实施方式中，振荡器11、整流器14、比较器16和自动阔值控制电路19被实 现为集成电路;然而，天线12、滤波器13和对振荡器11进行驱动的晶体被定位在片外。要注 意的是，运些电路使用厚氧化物PMOS头部化eader)来提高睡眠功率。要理解的是，关于图1 仅讨论无线电设备的相关部件，但是可能需要其他部件(例如控制器或音频输出）来构造操 作设备。本公开内容部件也考虑部件的其他布置。 在操作期间，天线12被配置成接收RF信号。RF信号首先传递通过输入匹配网络 (即，滤波器13)，该输入匹配网络在信号进入片上之前对信号进行滤波和增强。在示例实施 方式中，使用二元件片外匹配网络（2element off-chip matching network)并且该二元件 片外匹配网络被提供有无源5dB升压。忍片的输入阻抗在网络分析器上被测量为400MHz处 的23-j35Q，所W使用12pF串联电容器和15.7nH并联电感器。由于用于防止整流电压超过 FET的击穿电压的电压限制器而导致输入阻抗的Q因子较低，所W可W实现宽带匹配网络。 还可W使用诸如体声谐振器（bulk acoustic resonator)、膜体声谐振器（film bulk acoustic resonator)或表面声波滤波器的设备来调谐至期望操作频率。 由于已经减少了灵敏本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种低功率无线电设备，包括：天线，被配置成接收RF信号；整流器，被配置成从所述天线接收所述RF信号并且生成整流输入信号；比较器，被配置成从所述整流器接收所述输入信号，所述比较器将所述输入信号与参考信号进行比较并且输出数字信号；以及相关器，所述相关器部分地由具有在亚阈值区中操作的晶体管的数字电路所组成，所述相关器被配置成从所述比较器接收所述数字信号，将所述数字信号与唤醒码相关并且输出唤醒信号，当所述数字信号与所述唤醒码之间的相关超过相关阈值时所述唤醒信号具有高值，并且当所述数字信号与所述唤醒码之间的相关小于相关阈值时所述唤醒信号具有低值。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·D·温茨洛夫，吴承贤，纳森·E·罗伯茨，
申请(专利权)人：密执安州立大学董事会，
类型：发明
国别省市：美国;US
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