具有基于前导的PHY切换的接收机制造技术

具有基于前导的PHY切换的接收机。公开了一种用于基于传入的前导自动地检测PHY模式的系统。所述系统包括多模式解调器，所述多模式解调器包括前导检测器和解调器。前导检测器用于确定何时已经接收前导以及用于确定发送节点正在使用的PHY模式。向解调器提供PHY模式的指示，然后该解调器根据检测的PHY模式决定传入的比特流。在一些实施例中，采用能够根据多个PHY模式解码比特流的一个解调器。在其他实施例中，系统包括多个解调器，其中每个解调器专用于一个PHY模式。专用于一个PHY模式。专用于一个PHY模式。

【技术实现步骤摘要】
具有基于前导的PHY切换的接收机


[0001]本公开描述了允许单个接收机接收使用多个物理模式传输的信号并且基于前导确定接收的信号正在使用哪个PHY模式的系统和方法。

技术介绍

[0002]一些通信协议利用多个传输模式。常常，开发这些模式以允许增加的带宽或信号噪声比。这些协议增强发生在常常被称作PHY的网络的物理层中。
[0003]例如，以太网已经从10 Mbps演进到1Gps。诸如USB和其他之类的其他协议也已经经历了在带宽方面的演进。常常，在两个节点之间执行协商以确定应该使用多个传输模式中的哪个。例如，每个节点可以默认为所有节点都必须适应的PHY模式。然后可以使用该默认的PHY模式在两个节点之间发送消息以确定是否可以采用不同的PHY模式。
[0004]该趋势还存在于无线协议中。例如，蓝牙最近已经引入诸如蓝牙2.0、蓝牙3.0和BLE（蓝牙低能量）之类的较高带宽版本。如以上建议的那样，在蓝牙设备之间执行协商以确定将被用于在两个设备之间的传输的PHY模式。例如，蓝牙定义了在主设备（master）和从设备（slave）之间交换以确定要使用的最佳PHY协议的一系列分组数据单元（PDU）。例如，主设备将向从设备发送PHY请求PDU。该PHY请求PDU包含主设备希望用于传输和接收的优选的PHY模式。作为响应，从设备传输PHY响应PDU。该响应包含从设备希望用于传输和接收的优选的PHY模式。然后主设备基于两个PDU的内容确定要用于在每个方向上的传输的最佳PHY模式。使用PHY更新PDU向从设备传输该确定。从该点至将来，在主设备和从设备之间的通信使用这些协商的PHY模式设置发生。
[0005]该协商是低效率的，因为它要求在可以发起PHY模式切换之前要在主设备和从设备之间传输若干个PDU。
[0006]如果存在以下的系统，则将是有益的，在所述系统中可以自动地检测PHY模式并且接收机可以自动地切换到该检测的PHY模式。此种系统将消除对在设备之间的低效率的和耗费时间的协商的需要。

技术实现思路

[0007]公开了一种用于基于传入的前导自动地检测PHY模式的系统。所述系统包括多模式解调器，所述多模式解调器包括前导检测器和解调器。前导检测器用于确定何时已经接收前导以及发送节点正在使用的PHY模式。向解调器提供PHY模式的指示，然后该解调器根据检测的PHY模式决定传入的比特流。在一些实施例中，采用能够根据多个PHY模式解码比特流的一个解调器。在其他实施例中，系统包括多个解调器，其中每个解调器专用于一个PHY模式。
[0008]在另一个实施例中，公开了一种协商将用于在两个节点之间的无线通信的PHY模式的方法。所述方法包括从发送节点向接收节点使用第一PHY模式发送第一分组；在发送节点处从接收节点接收针对第一分组的响应，所述响应包含在发送节点和接收节点之间的链
路质量的指示；在发送节点处基于链路质量针对第二分组选择PHY模式；使用选择的PHY模式从发送节点向接收节点发送第二分组；以及在接收节点处基于第二分组的前导自动地确定用于第二分组的PHY模式。在某些实施例中，当链路质量超过预定的第一阈值时，选择的PHY模式具有比第一PHY模式高的有效信息比特率。在某些实施例中，当链路质量小于预定的第二阈值时，选择的PHY模式具有比第一PHY模式低的有效信息比特率。
附图说明
[0009]为了对本公开的更好的理解，参考附图，其中以相同的标号引用相同的元素，并且在其中：图1是具有接收机的系统的框图，所述接收机具有检测多个PHY模式的能力；图2示出了向图1的系统传输的代表性消息的格式；图3是根据一个实施例的前导检测器和解调器的框图；图4是根据另一个实施例的前导检测器和解调器的框图；图5是根据另一个实施例的前导检测器和解调器的框图；图6示出了根据一个实施例的链路余量（link margin）字段；图7是示出了根据第一实施例的用于PHY模式选择的协商的流程图；以及图8是示出了根据第二实施例的用于PHY模式选择的协商的流程图。
具体实施方式
[0010]图1示出了具有能够基于传入的分组的前导检测多个PHY模式中的一个的无线接收机的系统100的框图。
[0011]图2示出了可以由图1的系统接收的代表性分组的格式。分组10包括前导11。所述前导用于表示分组的开始并且可以具有预定的比特序列。SFD（同步字段定界符）12用于表示前导11的结尾并且表示在前导11和物理层头部13之间的边界。物理层头部13可以是一个或两个字节并且表示帧的总长度。当然，如果需要的话，物理层头部13可以更长。跟随物理层头部13的是PHY净荷14，在一些实施例中，所述PHY净荷14可以高达2048个字节。
[0012]图2表示在每个字段中的实际的数据。然而，在传输之前，可以将该数据编码为另一个格式。
[0013]利用扩频DSSS（直接序列扩频）和O
‑
QPSK（偏移正交相移键控）的诸如在IEEE802.15.4
‑
2015中定义的O
‑
QPSK PHY之类的某些编码方案在传输之前将数据转换成比特的不同序列。例如，O
‑
QPSK PHY是基于扩频DSSS的，其使用被称为符号的概念，其中每个符号表示4个比特，并且其中每个符号由32个码片（chip）表示。
[0014]O
‑
QPSK PHY使用2Mcps的码片速率。每32个码片传输四个信息比特，导致250kbps的实际比特率。
[0015]MSK（最小移位键控）是偏移QPSK（O
‑
QPSK）的特殊情况。在MSK中，可以认为在O
‑
QPSK调制中的每个码片是包含信息比特的符号。因此，在MSK中，信息速率与空中（on
‑
air）调制速率相同。
[0016]因此，两个或更多PHY模式可以以相同的空中比特率操作是可能的。虽然空中比特率是相同的，但是数据在这些PHY模式中的解调是完全不同的。
[0017]MSK和O
‑
QPSK的调制过程是相似的。根据一种方法，将要传输的数据被分离为奇和偶比特流，D
odd
和D
even
。这些比特流中的一个被称作同相流，或I
‑
phase，而另一个比特流被称为正交相位，或Q
‑
phase。按照常规，偶比特（even bit）通常被称作I
‑
phase。通过偶比特流与载波频率F
carrier
的余弦相乘和奇比特流与载波频率的正弦相乘生成输出信号，或S(t)。换言之：。
[0018]根据另一种方法，通过对频率合成器进行调制来实现调制。通过改变频率使得分别对于O
‑
QPSK和MSK每码片或者符号相移+或
‑ꢀ
90度来调制在O
‑
QPSK中的每个码片或在MSK中的每个符号。可以通过利用高速滤波器在调制之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种协商将用于两个节点之间的无线通信的PHY模式的方法，所述方法包括：使用第一PHY模式从发送节点向接收节点发送第一分组；在发送节点处从接收节点接收对第一分组的响应，所述响应包含在发送节点和接收节点之间的链路质量的指示；在发送节点处基于链路质量针对第二分组选择PHY模式；使用选择的PHY模式从发送节点向接收节点发送第二分组；以及在接收节点处基于第二分组的前导自动地确定用于第二分组的PHY模式，其中自动地确定包括：从第二分组的前导生成经滤波的I和Q信号；重新组装经滤波的I和Q信号以生成接收的比特流；通过将接收的比特流与至少两个预定的模式进行比较来生成PHY模式信号；以及基于PHY模式信号在接收节点处配置解调器。2.根据权利要求1所述的方法，其中链路质量的指示是用于表示链路余量的dB的数量的、包含在第一分组中的多比特字段。3.根据权利要求2所述的方法，其中链路质量的指示指示从
‑
31 dB到32 dB的链路余量。4.根据权利要求1所述的方法，其中当链路质量超过预定的第一阈值时，选择的PHY模式具有比第一PHY模式高的有效信息比特率。5.根据权利要求1所述的方法，其中当链路质量小于预定的第二阈值时，选择的PHY模式具有比第一PHY模式低的有效信息比特率。6.根据权利要求1所述的方法，其中如果链路质量小于预定的第一阈值并且大于预定的第二阈值，则选择的PHY模式不变。7.根据权利要求1所述的方法，其中如果链路质量的指示不存在，则发送节点不改变PHY模式。8.根据权利要求1所述的方法，其中接收节点包括：无线接收机；以及前导检测器，用于通过将接收的比特流与至少两个预定的模式进行比较来生成PHY模式信号。9.根据权利要求8所...

【专利技术属性】
技术研发人员：H德勒伊特，
申请(专利权)人：硅实验室公司，
类型：发明
国别省市：