一种UWB设备的唤醒收发机系统技术方案

本发明专利技术提出一种UWB设备的唤醒收发机系统，属于UWB通信定位技术领域。所述系统包括：唤醒发射机和唤醒接收机；所述唤醒发射机用于发射所述唤醒接收机所能识别的UWB信号；所述唤醒接收机用于接收所述唤醒发射机所发射的UWB信号并从中检测对应本机的序列码以唤醒主接收机；其中，所述唤醒发射机可与主发射机共用多个模块。本发明专利技术基于UWB信号，具有总体结构简单，易于实现，成本低的优点。成本低的优点。成本低的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种UWB设备的唤醒收发机系统


[0001]本专利技术属于UWB通信定位
，特别提出一种UWB设备的唤醒收发机系统。

技术介绍

[0002]UWB通信定位系统中，很多设备由电池供电，电池使用时长是一个非常重要的指标,因此如何降低设备的平均功耗是一个重要的技术问题。
[0003]UWB(Ultra Wide Band,UWB)是一种由脉冲组成的无线信号。它在时域上信号非常集中，占空比低。但在频域上很宽，最小499.2MHz。它的发射功率被限制在
‑
41.3dBm/MHz以下。
[0004]对于一般电子设备，延长续航时间有两类方法，该两类手段可以单独或组合使用：一种是基于占空比的方法：通过制定一些规则和协议，使得设备仅在某些时段工作，大部分时段不工作；另一种是使用唤醒接收机：设备除主接收机外，还有一个功耗更小的唤醒接收机，仅负责接收唤醒信号，主接收机通常处于关闭状态，工作时，唤醒接收机首先收到唤醒信号，然后打开主接收机。
[0005]以上第一类方法可用于UWB系统，但单独使用第一类方法不足以使功耗降到足够低，两类方法联合使用效果更好。然而将第二类方法用于UWB设备时，由于UWB信号的特点，难以做到在保持工作距离、反应速度等指标不下降的情况下，大幅降低功耗。现有UWB设备中都是采用蓝牙或与之类似的窄带信号做唤醒信号。这种方案不但需要唤醒接收机还需要开发全新的“唤醒发射机”与之配合使用。这造成UWB设备需要额外支持另一种通信制式，复杂度和成本都有大幅度上升。
专利技术内容
[0006]本专利技术的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种UWB设备的唤醒收发机系统。本专利技术基于UWB信号，可与主收发机系统共用多个部件，具有总体结构简单，易于实现，成本低的优点。
[0007]本专利技术实施例提出一种UWB设备的唤醒收发机系统，包括：唤醒发射机和唤醒接收机，所述唤醒发射机用于发射所述唤醒接收机所能识别的UWB信号；所述唤醒接收机用于接收所述唤醒发射机所发射的UWB信号并从中检测对应本机的序列码以唤醒主接收机。
[0008]在本专利技术的一个具体实施例中，所述唤醒发射机包括依次连接的唤醒脉冲指示生成器、脉冲成型器和RF模块；
[0009]所述唤醒脉冲指示生成器用于生成包含唤醒设备序列码的脉冲指示；
[0010]所述脉冲成型器用于根据所述脉冲指示生成对应的脉冲序列，得到基带的脉冲信号，所述脉冲指示中的1生成一个正脉冲，
‑
1生成一个负脉冲，0不生成脉冲；
[0011]所述RF模块用于将所述基带的脉冲信号上变频到设定的频段，放大至设定功率后通过天线发射出去。
[0012]在本专利技术的一个具体实施例中，所述脉冲成型器和所述RF模块与主发射机共用。
[0013]在本专利技术的一个具体实施例中，所述唤醒脉冲指示生成器包括依次连接的时钟编码器、差分编码器和Bit
‑
脉冲映射模块；
[0014]所述时钟编码器用于将时钟信息插入码流以生成包含时钟信息的码流，具体方法为：1)将信息码流中的每个1或0复制n遍，形成信息段，n>1；2)在信息段之间插入时钟码01或10，得到包含时钟信息的码流；
[0015]所述差分编码器用于对接收到的包含时钟信息的码流进行差分编码；
[0016]所述Bit
‑
脉冲映射模块用于根据接收到的差分编码生成对应的脉冲指示序列。
[0017]在本专利技术的一个具体实施例中，所述根据接收到的差分编码生成对应的脉冲指示序列，具体方法为：将差分编码器输出的差分编码中的0变为M个0，1变为m个
±
1加M
‑
m个0；其中m个
±
1的符号是随机的，通过预先存储的伪随机序列或扰码器生成。
[0018]在本专利技术的一个具体实施例中，所述唤醒接收机包括：包络检波模块和与所述包络检波模块连接的基带模块组；
[0019]所述包络检波模块用于从接收到的信号中提取基带信号，所述基带信号与所述唤醒脉冲指示生成器输出的波形相对应；
[0020]所述基带模块组用于在所述基带信号中检测所述对应本机的序列码。
[0021]在本专利技术的一个具体实施例中，所述唤醒接收机还包括：匹配网络模块、LNA模块、下变频模块和；所述匹配网络模块、所述LNA模块、所述下变频模块和所述包络检波模块依次连接；
[0022]所述匹配网络模块用于使所述唤醒接收机的阻抗与天线相匹配以获得最大的射频信号；所述LNA模块用于放大射频信号以提高唤醒接收机的灵敏度；所述下变频模块用于从射频信号中提取脉冲信号，以获得所述唤醒脉冲指示生成器的输出波形。
[0023]在本专利技术的一个具体实施例中，所述基带模块组为多个，每个所述基带模块组由依次连接的放大器、比较器、时钟恢复器和序列检测器组成；
[0024]所述放大器用于对接收到的所述基带信号按照设定的倍数进行放大，其中每个基带模块组的放大器的放大倍数不同；
[0025]所述比较器用于将放大后的信号的不规则波形整成矩形波形；
[0026]所述时钟恢复器用于从所述比较器输出的信号中恢复出时钟信号和数据信号然后发送给序列检测器；
[0027]所述序列检测器用于将接收到的数据信号和预先存储的对应本机的序列码进行比较以判定是否收到对应本机的序列码。
[0028]在本专利技术的一个具体实施例中，所述基带模块组为一个，所述基带模块组由依次连接的自动增益模块、比较器、时钟恢复器和序列检测器组成；
[0029]所述自动增益模块用于根据接收到的所述基带信号自动调整放大倍数；
[0030]所述比较器用于将放大后的信号的不规则波形整成矩形波形；
[0031]所述时钟恢复器用于从所述比较器输出的信号中恢复出时钟信号和数据信号然后发送给序列检测器；
[0032]所述序列检测器用于将接收到的数据信号和预先存储的对应本机的序列码进行比较以判定是否收到对应本机的序列码。
[0033]在本专利技术的一个具体实施例中，所述下变频模块采用可编程开环振荡器生成本振
信号。
[0034]本专利技术的特点及有益效果：
[0035]现有UWB设备的唤醒收发机系统使用蓝牙信号或类似的窄带信号，UWB设备需要额外支持另一套独立的唤醒收发机系统，造成复杂度和成本上升。本专利技术仍然使用UWB信号，对发射机部分进行改进，使其既可以发射主信号，也可以发射唤醒信号。唤醒接收机采用非相干接收、无时钟的结构。不需要锁相环电路和晶体震荡电路这些高耗能的部件，也没有ADC、AGC部件，因此具有结构简单，功耗低的突出特点。
[0036]本专利技术可广泛应用于对能耗有要求的UWB通信定位设备。
附图说明
[0037]图1是本专利技术实施例中一种UWB设备的唤醒收发机系统的结构示意图。
[0038]图2是本专利技术一个具体实施例中唤醒发射机的结构示意图。
[0039本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种UWB设备的唤醒收发机系统，包括：唤醒发射机和唤醒接收机，其特征在于：所述唤醒发射机用于发射所述唤醒接收机所能识别的UWB信号；所述唤醒接收机用于接收所述唤醒发射机所发射的UWB信号并从中检测对应本机的序列码以唤醒主接收机。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述唤醒发射机包括依次连接的唤醒脉冲指示生成器、脉冲成型器和RF模块；所述唤醒脉冲指示生成器用于生成包含唤醒设备序列码的脉冲指示；所述脉冲成型器用于根据所述脉冲指示生成对应的脉冲序列，得到基带的脉冲信号，所述脉冲指示中的1生成一个正脉冲，
‑
1生成一个负脉冲，0不生成脉冲；所述RF模块用于将所述基带的脉冲信号上变频到设定的频段，放大至设定功率后通过天线发射出去。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述脉冲成型器和所述RF模块与主发射机共用。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述唤醒脉冲指示生成器包括依次连接的时钟编码器、差分编码器和Bit
‑
脉冲映射模块；所述时钟编码器用于将时钟信息插入码流以生成包含时钟信息的码流，具体方法为：1)将信息码流中的每个1或0复制n遍，形成信息段，n>1；2)在信息段之间插入时钟码01或10，得到包含时钟信息的码流；所述差分编码器用于对接收到的包含时钟信息的码流进行差分编码；所述Bit
‑
脉冲映射模块用于根据接收到的差分编码生成对应的脉冲指示序列。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述根据接收到的差分编码生成对应的脉冲指示序列，具体方法为：将差分编码器输出的差分编码中的0变为M个0，1变为m个
±
1加M
‑
m个0；其中m个
±
1的符号是随机的，通过预先存储的伪随机序列或扰码器生成。6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述唤醒接收机包括：包络...

【专利技术属性】
技术研发人员：李南松，陈振骐，胡雪青，
申请(专利权)人：深圳市纽瑞芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：