分組報頭結構的製作方法

2023-05-16 11:16:51 1

專利名稱：分組報頭結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於數據^la的新的報頭結構。本發明同樣地涉及一種^^J 4汰 器生成這樣一種報頭的方法和由相關器^^則這樣一種報頭的方法。本發明還涉及 相應的^i:發器和相關器，並涉及適於實施所述方法的計算才財i^ 。
背景技術：
/4 為時鐘同步的時鐘提取是對於從進入的數據流中重新生成本地時鐘信 號的過程而j3武予的名稱，然後其被用於將數據流採樣到數據緩存中。在接收機中 時鐘信號的成功重新生成保證了^c^射的比特序列被正確地時鐘同步在接收緩 存中。圖i通過示出一種通過比特時鐘採樣的波形而說明了這種情形，該比特時 鐘相對於iiA的數據流具有相位誤差。由於信道濾波，比特誤差更可育汰生在比 特的邊緣附近，其意味著理想的採樣點位於每個比特的中間。在圖i中，從圖頂 部的第一個流相應於原始數據流，第二個流相應於正確採樣的數椐流，最後的流
相應於錯誤採樣的數據流。在這個例子中，相位誤差導致比特序列0110100010 淨i^石馬為0010000010。
有多種方式從接^5'j的信號中提取時鐘信號，所有這些方式老I^vM入的數
據流具有合理數目的轉換或邊緣。邊糹t^皮用作參考點，本地時鐘能夠相對於該點 而調整它自身以獲得正確的同步。
對這些邊緣的要求形成了對在發射器端如何編碼數據的限制。原始的數據分
組可能包含比特的任意組合，其中的一些可能幾乎沒有(few if any)包括iii彖。 由於這個原因，例》"某^M妄入控制(MAC)協議常常在分組的開始處增加前導碼 (preamble),該前導碼包含了已知的比特串，該比特串包含合適數目的邊緣。 圖2示出了典型的包括這樣一種報頭的^^且報頭結構。在原始數據到達之前，由 時鐘提取電路^^前導碼以獲得相關性，因此保i棘數據到達時數據能夠^i確 地解碼。前導碼有利地包含了比特序列，其中零和一比特(在下文中被稱為0 和l)交替以提供最大數目的邊緣。典型前導碼的例子是10101010。前導石姚 長，由合適的時鐘提取電路完成的同步越好。
對於長分組，,Ait入的數據流中繼續時鐘提取有時是有益的。這能夠例如通 過對於整個分組的持續時間期間佳月數字鎖相環路(DPLL)而完成。這保證了發射器的時鐘中的任何漂移(其在越長的分組中變#^顯著)在接收器處被4M嘗。這種方法的缺點在於對於分組持續時間期間DPLL必須以它的過採才羊速率運4亍， 因此消耗了更多能量。一旦比特時鐘已經^UE確iM^尋，必須在字(word)等級同步接收器。 常^^]恰在前導碼後發射的同步字而完成，如圖2中所示。完成比特同步後，接 收器監視已知同步字的接收。這時，從而能夠成功地處理隨後的任何數據。同步 字應當以這樣的方式被設計，以對於引起會導致不可恢復的分組誤差的誤差的比 特誤差具有足夠的魯棒性。然而，^>入至所發射數據的^(可額夕卜信息^4了在傳輸中不希望的開銷， 因為需要額外的能量和時間來發射它。最'J 、化這些開銷是協議設計的關鍵部分。通常在通信系統中消息被指定^#定的接收端。為實現合適的傳送機制，設 備常常被給定地址，該地址能夠被其它設^f吏用以與它通信。在數據分組中在同 步字後很決即放置目的地址，以使得如果消息不是指向它們，則接收節點儘可能 快地掉電(power down),這^:設計傳輸協議的通4亍慣例。由此，對此一種可能 的優化是^J ]設備地址作為同步字。以這種方式，同步字的匹配不僅指示與接收 設備的時間對準(alignment),還指示分組指向它。本發明目的在於提fr"種新的分組報頭結構，其具有最小開銷並因此導致功 率減少。本發明還提供了 一種檢測分組報頭結構的有效方式。發明概要才艮據本發明的第一方面，因》W是供了一種用於如權利要求15中所述的數據 分組的報頭。因此第 一比特欄位能夠被用作接收器電路的喚醒觸發器以允許功率節約。事 實上，由連續的'T，或"0"組成的第一比特欄位的比特序列允許諸如低通濾波 器之類的簡單機制被用於激活在接收^iEL時使用的相關器。因》沐唯一和簡單的 方式檢測喚醒序列，其使得大部分接收器的處理為掉電，直到檢測到它。此外，第一比特欄位的比特不同於第二比特欄位的第一比特的事實保證了一 個邊*韌皮確保。因為最大遊程長度限制不適用於第一欄位，保證了在組成數據分 組報頭的二進位字中的不對稱(asymmetry),因此能夠避免成幀誤差。這樣的例 子可以是具有尋址字,殳1101101101的比特序列，其擬目應於二進位值110的噪 聲之前。在這個實例中，接收器將匹配比它應當匹配的比特更早的三個比特，導 致了成幀誤差和丟失的^ii。但是由於在第 一比特欄位中比特序列中的比特數量 超過第二比特欄位的比特序列的最大遊程長度，不會發生成幀誤差。遊程長度限制還具有的優點在於能夠在-^^且報頭中提供特定數量的邊緣。遊 程長度限制還提供了規則，依靠該規則接^^j的包含其它設備的地址的^^且能夠 與噪聲區分開，使得接收設備能夠正確地關閉以節約能量。該報頭結構產生工作循環(duty-cycled)協議，它對於在有用的數據^皮接 收和有歲i^碼之前接收器必須才喿作多少時間方面其是非常有效的。根據本發明的另一方面，提供了如權利要求1中所述的一種生成^M報頭的 方法。根據本發明的另一個方面，進一步提供了一種計算才財呈序產品，包括指令用 於在通信系統的收發器的計算機裝置上^A並運行時實翻艮據第二方面的方法。 根據本發明的另一個方面，提供了一種如權利要求6中所述的4汰器。 根據本發明的另一個方面，提供了一種如權利要求7中所述的衝&則數據^^且 才艮頭的方法。才艮據本發明的另一個方面，進一步提供了一種計算才/l4呈序產品，包括指令用 於斜目關器的計算機裝置上^A並運行時實甜艮據第四方面的方法。根據本發明的另一個方面，進一步提供了一種如權利要求14中所述的相關 器。該相關器被設計以使用所有過採樣的值以在比特的中間智能地逸擇最佳採 樣，這樣它可靠地工作在少量的比特上。本發明的其它特徵和優勢將通過隨後參考附圖的非限制示例性實施方式的 描述而變得明顯，附圖中

圖1示出原始的數據沫u^相應的正確和^i吳採樣的數據流；圖2示出傳統數據^^且報頭結構的例子；圖3A示出根據一個具體實施方式
的數據^^且報頭結構的例子；圖3B示出根據另一個M實施方式的數據^^且報頭結構的另一個例子；圖4示出具有與圖3A和3B中的報頭相同長度的傳統數據^^且報頭結構的例子；圖5示出根據本發明的第六方面的用於檯訓^ia報頭結構的相關器的一個具體實施方式
；圖6示出圖5的相關器的仿真結果； 圖7示出說明最優採樣點選擇的相關器結果的一4^P分； 圖8示出相關器結果的部分，其中該結果包括異常；和 圖9A和9B是說明檢測數據流的方法的流程圖。7發明具體實施方式
詳述JM將參照附圖更詳細;iM苗ii^發明的一些具體實施方式
。下面兩個示例性 報頭結構參照圖3A和3B而解釋，然後將圖3A中示出的才艮頭結構與圖4中示出 的傳糹W艮頭結構相比較。圖3A示出了根據一個具體實施方式
的報頭結構的第一個例子。在這個例子 中，圖3A的報頭結構是13比特長度，並且它由下面的比特序列組 成1110110010110。應當認識到報頭的長度決不是被限制為這個特定的值，而是 該長度能夠採取^f可合理的值。如在圖3A中所示，報頭由兩個比特欄位組成。 為了隨後描述的目的，第一比特欄位被稱為異常欄位(exc印tion field )，第二 比特欄位被稱為尋址欄位(addressing field)。異常欄位的長度是3個比特。它 位於報頭結構的開始，並且由具有相同值的比特組成，例如邏輯"1"。以傳輸的次序，尋址欄位直接跟隨異常欄位，並JL^這個例子中它由10個 比特組成。尋址欄位的第一比特採取的值不同於異常欄位中相同的比特值，即與 ^目反。因此，在這個例子中，尋址欄位的第一比特是o。 jM^卜，在這個例子中， 在尋址欄位中的遊程長度限制是3比特。這意味著在尋址欄位中，不能有多於兩 個連續的比特採耳^目同的值。例如，"01101"是有效的，而"01110"是無效的, 因為在字中間有三個連續的'T，。通常地說，n比特的遊程長度限制意味著不能 有多於n - 1個連續比特具有相同的值，其中n是大於2的正整數。然而，遊程長度限制不適用於異常欄位。因此尋址欄位的比特序列僅受兩條 規則限制遊程長度限制，以及異常欄位的比特不能採取與尋址欄位的第一個比 特相同的值。圖3B示出了根據本發明M實施方式的報頭結構的另一個例子。在這種情 況中報頭結構還是13比特長度，但是與第一個例子中的3個'T，相反，此處異 常欄位由3個"0"組成。在這個例子中整個序列是0001100110100。現在為了 滿足異常欄位的比特不能採取與尋址欄位的第一個比特相同的值的規J'j,尋址字 段的第一個比特為1。如在圖3A的例子中，遊程長度限制被設為3，通過注意到 在尋址欄位中採JM目同值的連續比特的最大數目被限制為2，可以看出滿足了這 絲則。在上面的例子中，異常欄位的長度等於遊程長度限制。然而異常欄位的長度 也能夠比這個遊程長度限制更長。例如，在上面提出的例子中，異常欄位的長度 可以是4比特。假設總報頭長度保樹目同，則擴展異常欄位的長度將 文善異常字 段的喚醒特性，因為在異常欄位中較長的比特遊程將減少噪音給出虛假的喚醒信號的可能性。較長的比特遊禾級將減少在字對準中的潛在誤差，因為如果在異常 欄位的開始或結束處發生比特誤差，異常將仍然存在。斜目反的方面，增加尋址 欄位的遊程長度將減少可能得到的邊緣的數目，期誇降低時鐘同步的性能。它還 將減少可得到的有歲&也址的數目，可能限制網絡大小，雖然根據應用需要這可能由協議設計口者決^當怎:羊折衷。'—— 、 \ 、現在將建議的圖3A的報頭結構的性能與圖4中示出的傳鄉W艮頭結構的性能 相比較。如圖3A中，圖4的報頭結構是13比特長度。在這種情況中，圖4的報 頭結構由具有交替值的6比特的比特同步欄位和7比特長度的尋址和字同步欄位 組成。如在圖4中所示的，比特序列由以下比特組成0101010000110。為了比較的目的，假設實現在下面相比較的兩種^i且報頭結構所需的電路的 功率消耗差異是可以忽略的。進一步假設兩個例子的報頭中的比特誤差被設為f 1起分組誤差，除非另夕hi兌 明。在真實的實施中，卄射故出在每個系統中允許一個或多個誤差的決定。然而， 這不影響下面提出的討論。比特時鐘提取的成功以根據比特邊緣的數量而遞減的比率得到改善,其能夠 依靠比特邊*^寸準。在傳統的設計中，比特同步欄位的長度在比特誤差率(BER) 和比特同步欄位長度之間折衷，比特誤差率(BER)由時鐘與ii^的數據流對準 得有多麼好而確定，比特同步欄位的長度體現不期望的能量開銷。對於所建議的 報頭結構可以說也是一樣的。在這種情況中，由尋址欄位遊程長;t^見則而保iiii 緣。增加所述長度將增加比特邊緣的數量，雖然按照比標準結構中調整比特同步 欄位的情況低的速率。只要涉及到時鐘提取，所選擇的例子提供同等的性能。關於所建議的報頭結 構，對於10比特尋址欄位，將有至少4個邊緣，加Ji^這個欄位和異常欄位之 間發生的額外邊緣，給出了可j呆證的最少5個邊緣。對於圖4的標準例子,此處比特邊緣的數量傳統地由比特同步欄位的長度決 定，並因此為5。可行的是考慮系統除了比特同步欄位"卜還使用尋址和字同步 欄位，以改善時鐘提取電路的性能。如果是這種情況，邊緣的數量將在5至12 的範圍內。然而這具有比可期待的較少的益處，因為電路必須在比特同步欄位的 結4i4擇足夠好的相位以能夠正確^W妾收尋址和字同步欄位。其的比特誤差將導 致^H且誤差。在上面給出的兩種例子中，在13比特報頭的結尾能夠使過採樣電 路失效。過採樣的電路的目的將在稍後詳細解辨目關器時再解釋。對於圖4的標準報頭，同步字對準和由此的有效^iai&則將在7比特中完成。則至第一次序；對於給定BER， M，拒絕有效分組即虛 假否決的可能性是7M。從噪聲中識別分組即虛假肯定的可能性為M7。對於建議的系統，同步字對準在整個13比特上有效地完成。虛假否決的可 能性是13M，虛假肯定的可能性為Ml 3。對於這些例子，所建議的^^且報頭結構在拒絕噪聲方面才;M亍得好得多(M13 相比於M7)，在^H且誤差率方面只是^s^效差些(13M相比於7M)。同時，後者的 比較可育汰現為缺點，只需要相對較少增力口信噪比以4hi嘗性能上的這個降低。相反地，虛假肯定的改善是實質性的，並且能夠導致極大減少在接收錯覺^ia (即4射吳;W人噪聲中提取的^H且)上浪費的功率。當與僅一次相關的棒性結合時，如 稍後將解釋的，這個低的虛假肯定率大大地改善了分組誤差率(PER)。應當認識到可允許的誤差和字長度之類的變量可以被調整以改變任一結構的性能使其適 應具有必然4斤衷的應用的需要。所建議的方法的關鍵優勢在於對於13比特長度的報頭結構它允許178個唯 一地址，而標準的方法只允許128 ( 27 )個地址。這意味著對於同等的性能，更 多數量的設備能夠被快速有歲&也尋址。可通過4錢所建議的方法獲得的地址的數 量能夠以包括硬算(brute force)的多種方式計算。當計算可能性的數目時， 必須考慮遊程長度限制。因jtbN同的同步字包^i午多唯一地址，其告知接收器是 否正在尋址至它。所有未被尋址的接收器能夠檢測到它們接^^'j 了不是關於它們 的有效的同步字和地址(3個重複的比特後跟隨不帶有3個比特重複的10個比 特)，所以它們能夠再次掉電。對於單信道系統， 一旦一^s殳備發射，它會在它的範圍內阻止所有其它設備。所意圖指向的接收端顯然必須偵聽以接收它的消息，但是對於範圍內其餘的設 備，它們能夠在該消息期間關掉它們的接收器以節約能量。所建i嫂明的遊程長 度和異常規則允i朽殳備在整個13比特上可靠地檢測指向網絡中其它設備的分 組。規則允"^故出這種^^則而不需^i賴所有有效網絡設備的查^^，對於傳統 的報頭結構需要該查戟表來實 目似的功能。能夠使用攜帶的計時器在分組期間 過去後喚醒無線電。以這種方式，能夠實現大量的能量節約而不需要以任何方式 損害網絡的性能。圖5示出了能夠衝&則^l且報頭的相關器500。應當認識到相關器500同樣能 夠檯3則本發明所建議的分組結構和傳統的分組結構。觀在將參照圖5更詳細地解 辨目關器500的結構和操作。在調製器之前可以有用於解調接^li^的數據流的解 調器和用於檢測異常欄位的異常欄位檢測器。異常欄位檢測器能夠例如使用簡單 的狀態機實現，該狀態機監^/A^調器接t)t^的數據流。10在這個例子中，數據比特以進入的數據速率的4倍被時鐘同步或過採樣到移 位寄存器501中。其它過採樣速率可以同等地3皮使用。因》b^於每個數據比特， 有4個數據採樣,每個具有不同的相位。移位寄存器501的才喿作由時鐘信號控制。 通過比較塊503,在這個移位寄存器501中的每次第四個位置與相關寄存器505 中的一個比特相比較,該相關寄存器505包含相關字，即異常和尋址欄位的內容。 因jH^這個例子中相關寄存器包含13個比特，其相應於圖3A和3B的分組報頭 結構的長度。然而，擬目關中還可能只佳月報頭的一個子部分，例如只有尋址字 段。
然後比較結果被饋M求和塊507,此處每個相關周期的誤差^^p起來以行 ^目關結果。在每個測量的片和相關寄存器505中它的相應比特間的總匹配產生 O誤差計數，其被時鐘定位至四Mi吉果寄存器509。這個寄存器的內^^皮li^:貴 送至判決塊511,其被用於分析最近的四個結果，即相應於一個比特期間的時間 值的結果。判決塊511的職責是根據這些結果選擇合適的時鐘相位。
在圖5中，也示出了 4分塊(divide-by-4block)513，其將它的時鐘輸入除 以4，按pi/2弧度(rad)隔開的4^[言號輸出它的結果。時鐘信號被除以4是因 為相關器500以4倍的比特速率工作以擬目關器500中提供4倍的過採樣。然後 來自4分塊513的輸出被饋入至復用器515,其由判決塊511控制。判決塊511 4個輸入中的一個以採#^1且。
一旦已經選擇了正確的相位，然後時鐘^^]於將剩下的分組時鐘定位至接收 緩存器(在圖中未示出)。與此並行地，成功的相關能夠通過在8分計數器(在 圖中未示出)上生成重置而指示，其^UI]作提供字對準的字節時鐘。 一旦分組已 經被相關為被接收，8分塊便使能字節的時鐘同步。因jH^目關器500被用於指示
'需要注意到基^判決塊51;的實施方式，四級結果寄存器509可以是或可以 不是必須的。例如狀態機實施方式不需要四級結果寄存器509,因為它提供的存 ^^皮有歲&也^A^狀態機的狀態中。
圖6示出了如圖5中所示的相關器設計的仿真結果，沒有噪聲作用在接^li^ij 的數據上。頂部的跡線(相關器結果)示出了用於將所有比特比較加在j的求
和塊507的輸出。縱軸相應於測量到的誤差。能夠看出一旦報頭已經淨^:整接收，
對於比特持續時間期間求和塊507所報告的誤差將落至0，該期間中使用相關寄 存器505中的報頭對準接4U'j的報頭。在這時，判決塊51U&則到這種情況，並 且做出選擇，關於該選擇^i^擇用於時鐘定位剩下的^H且數據的相位。
"解調(Demod)數據"是解調器的輸出。這個解調數據^皮有效地"無限(infinitely)"採才羊，即比特間的轉換將不會在已知的時間發生。因jt返^f言 號必須以正確的相位淨iL^樣，這才ff吏得它能夠被移位至應用所使用的務賭器。在 這個例子中，通過眼睛肯^目對容易地區^f每個比特並且讀出該圖案。然而，在 硬體中做到這樣不是那麼微不足道的。被圏^的區域示出了接^^的相關報 頭。決定哪裡是最好的採樣點的過程，即時鐘提取，是相關器500的主要目的之
因此"選擇的時鐘"跡線應當與"解調數據"ii^Nl比較，讀者將能夠看出 "選擇的時鐘，，跡線的正邊多lii似位於"解調數據"跡線中每個比特的中間。"選 擇時鐘"跡線中可見的相位中的改變說明了判決塊已經作用於從報頭相關(所圈 出的)獲得的結果，並JLi4擇了一個新相位以保iijE確的採樣點。上面的"選擇 的時鐘"跡線是復用器515的輸出，在這個跡線上的相位改變是判決塊511選擇 了賴器515的不同輸入的結果。能夠看出時鐘頻率^#^目同，但是相位已經移 位了。時鐘頻率等於數據的比特速率。
因此"時鐘同步的數據，，跡線是由"選擇的時鐘"在正邊緣採樣的"解調數 據，，跡線。如勤目關器500 M功的，則該i^戔應當等同於原始發射的數據(未 示出)，但是由"解調數據"iii戔表示。
圖7說明用於選擇正確的時鐘相位的第一算法。判決塊511選擇採樣點或落 在所有那些採樣點的中間的相位，其相應的採樣值即相關結果低於給定的誤差閾 值，因為ii4示了成功相關的中間點。在圖7的例子中，時鐘相位"1"和"2" 者M立於中間，所以可能需要進一步的精細決定。考慮每個選項的鄰近值提供了更 多的信息。選擇的採樣點應當是擬目鄰採樣點中具有最低誤差和的那個，所以在 這種情況中，採樣點"2"具有一個零誤差相鄰點和一個非零誤差相鄰點，而採 樣點T，具有兩個零誤差相鄰泉；因此採樣點1是最佳的。如果即使這衝ftL不 能產生唯一的結果,則能夠做出任意的決定。在真實系統中為了調整算法的目的， 誤差閾值能夠被使用以"清零"在誤差閾值下的所有誤差。
圖8說明了用於選擇正確的時鐘相位的第二算法。在這種情況中，判決算法 拒絕異常的結果。在圖8中示出的兩個圖中，相位"2"能夠^皮"i人為是異常的結 果。因此，在圖8中，左起第一個圖中最佳相位是'T，或"2"。在這種情況中， 因為相鄰採樣相位，即採樣相位"1"和"3"的相關結果低於闊值，同步可擬目 位"2"完成，即使這個結果被認為是異常的。另一方面，在第二個圖中，同步 將不擬目位"2"完成，即佳JMff氐於閾值，因為這個採樣能夠被認為是異常的 結果，而相鄰採樣相位的相關結果高於閾值。
接下來參照圖9的流程圖描i^目關器500的操作。在步驟901,相關器500接收數據流，其包4封艮據本發明的分組報頭。接下來接^^的數據^^步驟903 通過4頓過採樣因數n被過採樣。這意味著對於每個比特，取n個採樣，n是正 整數。需要注意的是這兩個步驟不是必須由相關器500執行，而是能夠有分離的 電鴻4W亍這兩個步驟。然後在步驟905，定力于于相關結果的誤差閾值。需要注 意到這個步驟可以同等地例如在步驟901之前衝W亍。
接下^步驟907,至少一個過採樣的數據採樣被饋送至移位寄存器501。 假如移位寄存器501是滿的，則移位寄存器501的數據採樣或多個數據採樣被移 除以空出一些空間用於ii7v的數據採樣。然後數據採樣序列中每第n個採樣(在 這個情況中是移位寄存器的整個長度)與位於相關寄存器505中的相關字相比較 以獲得比較結果。該比較在一個相關周期中完成。在該相關周期期間，沒有新的 數據採樣被饋送至移位寄存器501。在獲取了若干個比較結果後，在這個例子中 由於擬目關寄存器505中有13個比特，因it化13個比較結果後，在步驟911 中這些比較結a求和塊507中被求和以獲得相關結果。在步驟913中，確定相 關結果是否落在誤差閾值下方。如果不是這種情況，則在步驟907過程繼續。
另一方面，如斜目關結果落在誤差閾值下方，則在步驟915中這個相關結果 被4貴送至四級結果寄存器509。另外的數據採樣被饋送至移位寄存器501並且執 行另外的相關，這樣至少n -1個隨後的相關結果被饋送至四級結果寄存器509。 在步驟917,對於這些相關結果確定相應的數據採樣相位。
然後在步驟919，在落在誤差閾值下方的第一個相關結果和在落在閾值下方 的第一個採樣後的第(n-l)個採樣之間，確^否只有一個採樣落在多個採樣 的中間。如果只有一個採樣在中間，則在步驟921這個採樣相位能夠被選擇用於 數據流時鐘相位。
另一方面，如上面的例子，如果有兩個採樣在中間，則在步驟923過程繼續。 如上面已經解釋的，然後檢查相鄰的採樣並且正確的採樣相位被確定為擬目鄰採 樣相位中具有最低誤差和的採樣相位。
如上面已經解釋的，通過考慮異常，能夠進一步更改上面的方法。 擬目關器500中，能夠存在狀態機，其由出現的低於誤差閾值的採樣開啟。 這個採樣的相位被記錄。然後隨後的採樣的值定義通過狀態機的路徑，在四個採 樣後，狀態衝到尋輸出它關於這是否是有效的相關字的判決(即在圖8的右邊圖案 將不是有效的碼)，並且如果是，該相位應當被用於剩下的時鐘同步(基於記錄 的第一個採樣的相位)。狀態枳被設計以在觸g運行四個時鐘採樣，這樣在這 四個採樣結K樹坎出判決。能夠有進一步的^f牛， 一旦第一相關結果落在誤差 閾值以下，則第三(使用過採樣因數4 )隨後的相關也不得不落在誤差閾值以下，
13這樣狀態機能夠對於正確的採樣相位做出肯定的確定。如果不是這種情況，相關 器500 ^j呆持運行並且搜索落在誤差閾值以下的其它相關結果。
上面提出的算法的一種擴^:推行"一次相關"策略，其意味著一到目關器 500被激活，它將只匹配一次。這防止它對包含在分組中的數據相關並因此幹擾 了時間對準。然而，為了這樣能成功，在有效^H且接收前對噪聲相關的可能性必 須被保持在非常小，從而不會丟失分組。如上面所述的，這是由大大減少的虛假 肯定的誤差率M13而保證的。如果虛假肯定需要被進一步減少，則能夠結合相關 和信號強度檢測以保i趟在發射器。通過調整^^且字^伏寸和遊程長^^見則從而 相應地改變報頭的統計特性，能夠實現進一步的優化。
雖然在圖和前面的描述中已經詳細地說明和描述了本發明，但是這些說明和 描述應當被認為是示意性或示例性而非P艮制性的；本發明不限於所公開的糾實 施方式。
在實踐所要求的發明時，通過研究附圖、公開內^所附權利要求，本領域 技術人員能夠理解並實現對所公開的具體實施方式
的其它變化。例如即使上面提 出的M實施方式描述了 13比特的報頭包括3比特的異常欄位和帶有3比特遊 程長度限制的10比特的尋址欄位，但是沒有排除其它欄位長度組合，P錄這些 值被調整，性能與能量消耗被折衷選擇。本發明的報頭結構可應用在例如MAC 通信中，因此可以在諸如超低功耗通信系統的期望最大效率的所有無線電系統 (其中能量效率是高度重要的)中使用。
鐘相位將從濾波器輸出、的最大(或i小)結:中找^,口並JL^於該輸出'的值而設
定抬3則。在權利要求中，詞語"包括，，不排除其它元件或步驟，不定冠詞"一" 不排除多個。單個處理器或其它單元可以滿足/^又利要求中提到的多個項目的功 能。僅僅不同的特^^M目互不同的/A^權利要求中闡itit個事實並不表明這些特 徵的組合不能被有利地^j l 。 ^f又利要求中的^f可參考符號不應解釋^H"發明範 圍的限制。
權利要求
1.一種生成數據分組報頭的方法，包括步驟生成第一比特欄位，其由具有相同值的比特的第一序列組成；放置第二比特欄位，其由以傳輸的順序直接在比特的第一序列後的比特的第二序列組成，第二序列服從遊程長度限制，其中第一序列的比特被定義為具有與比特的第二序列的第一個比特相反的相同值，且第一序列的比特的數量被定義為等於或超過最大遊程長度限制。
2. 根據權利要求l的方法，其中，第一和第二比特欄位中的所有比特用作 地址比特。
3. 根據權利要求l的方法，其中，第一和第二比特欄位中的所有比特用於 時鐘提#字對準。
4. 根據權利要求l的方法，其中，一_§4妾》1^^有效的第一比特欄位，該第 一比特欄位激活能夠接收^H且報頭的系統的相關器，由此第 一比特欄位用作系統 的喚醒欄位。
5. —種計算才;uf呈序產品，包括指令用於在通信系統的收發器的計算機裝置 上^Uv並運行時實翻艮據權利要求1至4中任意一個的方法的所有步驟。
6. —種通信系統的^l汰器，用於生成數據^l且報頭，所述j]汰器包括用於生成第一比特欄位的裝置，該第一比特欄位由具有相同值的比特的第一 序列組成；用於放置第二比特欄位的裝置,該第二比特欄位由以傳輸的順序直接在比特 的第一序列後的比特的第二序列組成，第二序歹'J服從遊程長度限制，所述^)復器被配置以使得第 一序列的比##^義為具有與比特的第二序列 的第 一個比特相反的相同值，且第 一序列的比特的數t^皮定義為等於或超過最大 遊程長度限制。
7. —種用於檢測數據^H且報頭的相關方法，包括步驟a) 接收(901)包括數據^^且報頭的數據流；b) 通過^JI]過採樣因數n過採樣(903 )數據流以獲得數據採樣，每個數據 採樣具有n個不同的採衝羊相^立，n是正整數；c) 將至少一個數據採衝抖齎送(907 )至移位寄存器，如果移位寄存器(501) 是滿的，則從移位寄存器(501)中移(^後的採樣；d) 選擇在移位寄存器(501 )中容納的數據採樣序列並且為了獲得比較結果，在一個相關周期期間比較(909 )序列的每第n個採樣與斜目關寄存器(505 )中 容納的相應的相關字比特。f) 為相關結果定i ( 905 )誤曰差闊值； , '"'g) 在獲得了低於誤差閾值的第一相關結果後，重複步驟c - e至少n - 1次；和h) 確定在落在誤差閾值以下的第一相關結果後的n - 1個連續相關結果是否已經獲得了用於數據流的正確時鐘相位。
8. 權利要求7的方法，其中，數據採樣的序列的長度等於移位寄存器(501)的長度。
9. 權利要求7的方法，其中，該方法進一步包括確定(917 )與落在誤差閾 值以下的第一相關結果至n - 1個隨後的相關結斜目應的數據採樣相位，如^ 第一相關後的第(n-1)個採樣相位落在誤差闊值以下，則選擇(921; 923 ) n 個相關結果中的一個並〗吏用它相應的採樣相位作為時鐘相位。
10. 權利要求9的方法，其中，所選擇的採樣相位落擬目應的相關結果落在 誤差閾值之下的第 一採樣相位和在相應的相關結果落在誤差閾值之下的第 一相 關之後的第(n - 1)個採樣相位之間的採樣相位的中間。
11. 根據權利要求10的方法，其中，該方法進一步包^^。果有多個採樣相 位落在中間，則考慮(923 )相鄰採樣相位並且選擇在它的相鄰採樣相位中具有 最低誤差和的採樣相位。
12. 根據權利要求10的方法，其中，所選擇的採樣相位的相應的相關結果 落在誤差閾值以下。
13. —種計算才;i4呈序產品，包括指令用於擬目關器(500 )的計算機裝置上 ^A並運行時實謝艮據權利要求7至12中任意一個的方法的步驟。
14. 一種相關器(500 ),用於^^則數據流的^^且報頭，該相關器包括 移位寄存器(501),用於容納通過過採樣因數n過採樣的數據採樣； 相關寄存器(505 )，用於容納長度為m的相關字，m為正整數； m個比較塊(503 ),用於比較數據採樣和相關字比特以獲得比較結果； 求和塊(507 ),用於對比較結果求和以形彪目關結果，該求和塊(507 )進一步^皮配置以包含用於相關結果的誤差閾值，將落在誤差閾值以下的相關結^ n - 1個g的相關結果傳醒判決塊(511);和判決塊(511)，用於做出數據流的正確時鐘相位的判決，其中該判決塊被配 置以確定在落在誤差閾值以下的第一相關結果後的n - 1個連續的相關結果是否獲得lt據流的正確時鐘相位。
15. —種數據^H且報頭，包括由具有相同值的比特的第一序列組成的第一比 特欄位和由比特的第二序列組成的第二比特欄位,比特的第二序歹'J服從遊程長度 限制，並且以傳輸的順序直接位於比特的第一序列之後，在第一序列中的比特的 數量等於或超過遊程長度限制，第一序列的比特具有與比特的第二序列的第一比 特相反的相同值。
全文摘要
本發明涉及一種數據分組報頭，包括由具有相同值的比特的第一序列組成的第一比特欄位和由比特的第二序列組成的第二比特欄位，比特的第二序列服從遊程長度限制，並且以傳輸的順序直接位於比特的第一序列之後。在第一序列中比特的數量等於或超過遊程長度限制，第二序列的比特具有與比特的第二序列的第一比特的值相反的相同值。本發明同樣地涉及一種相關器，用於檢測數據流並被配置以確定用於數據流的正確時鐘相位。
文檔編號H04L7/04GK101657991SQ200880012330
公開日2010年2月24日 申請日期2008年4月14日 優先權日2007年4月17日
發明者A·W·佩恩, J·莫斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司