[發(fā)明專利]用于S-FSK接收器的閾值計(jì)算電路、集成電路及其相關(guān)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010086115.2
• 申請(qǐng)日: 2020-02-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111555997A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: N·克萊默;A·M·阿克爾;A·A·帕特基;T·P·保萊蒂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號(hào): H04L27/14
• 分類號(hào): H04L27/14
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升

本申請(qǐng)題為“用于S?FSK接收器的閾值計(jì)算電路、集成電路及其相關(guān)方法”。閾值計(jì)算電路(100)包括輸入電路(102)、最大濾波器電路(104)、最小濾波器電路(106)和運(yùn)算電路(108)。輸入電路(102)從數(shù)字濾波電路(112)接收離散頻率信號(hào)(110)。離散頻率信號(hào)(110)基于由與數(shù)字濾波電路(112)相關(guān)聯(lián)的S?FSK接收器(101)接收的S?FSK波形(114)。離散頻率信號(hào)(110)代表使用S?FSK調(diào)制以形成S?FSK波形(114)的一系列數(shù)據(jù)幀中的數(shù)字邏輯電平。最大濾波器電路(104)基于離散頻率信號(hào)(110)和預(yù)定閾值(118)調(diào)整最大幅度參數(shù)(116)。最小濾波器電路(106)基于離散頻率信號(hào)(110)和預(yù)定閾值(118)調(diào)整最小幅度參數(shù)(120)。運(yùn)算電路(108)基于最大幅度參數(shù)(116)和最小幅度參數(shù)(120)調(diào)適用于下一個(gè)數(shù)據(jù)幀的預(yù)定閾值(118)。還公開(kāi)了用于計(jì)算閾值的集成電路和方法。

本申請(qǐng)要求于2019年2月12日提交的標(biāo)題為“Adaptive Threshold Computation”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)62/804,441的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。

背景技術(shù)

擴(kuò)展頻移鍵控(S-FSK)是一種調(diào)制和解調(diào)技術(shù)，其結(jié)合了傳統(tǒng)擴(kuò)譜系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)(例如，對(duì)窄帶干擾的抗擾性)和傳統(tǒng)FSK系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)(例如，低復(fù)雜度)。S-FSK發(fā)射器根據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)比特的值以兩個(gè)頻率中的一個(gè)輸出音調(diào)。頻率1002可以被稱為“標(biāo)記”頻率(f_M)1004和“空間”頻率(f_S)1006(參見(jiàn)圖10的頻譜1000)。例如，S-FSK發(fā)射器可以在“空間”頻率1006上發(fā)射信號(hào)來(lái)表示“OFF”數(shù)據(jù)比特，并且在“標(biāo)記”頻率1004上發(fā)射信號(hào)來(lái)表示“ON”數(shù)據(jù)比特。S-FSK與傳統(tǒng)FSK之間的差異在于f_M頻率1004和f_S頻率1006彼此距離更遠(yuǎn)(“擴(kuò)展”)。通過(guò)將f_S1006置于遠(yuǎn)離f_M1004的位置，兩個(gè)信號(hào)的傳輸質(zhì)量變得獨(dú)立。換句話說(shuō)，每個(gè)頻率將具有其自己的衰減因子和局部窄帶噪聲譜。因此，窄帶干擾源僅影響兩個(gè)頻率信號(hào)中的一個(gè)。

S-FSK接收器在發(fā)射的“標(biāo)記”頻率1004和“空間”頻率1006下執(zhí)行FSK解調(diào)，產(chǎn)生兩個(gè)解調(diào)信號(hào)，即針對(duì)“標(biāo)記”頻率1004的f_M和針對(duì)“空間”頻率1006的f_S(參見(jiàn)圖10)。如果解調(diào)“標(biāo)記”頻率信號(hào)和解調(diào)“空間”頻率信號(hào)的平均接收質(zhì)量相似，則判定單元可以基于具有更高接收質(zhì)量的解調(diào)信號(hào)來(lái)判定數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)比特的值。然而，如果一個(gè)解調(diào)頻率信號(hào)的平均接收質(zhì)量比另一頻率信號(hào)的質(zhì)量好，則判定單元可以在判定數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)比特的值時(shí)將較好信道的解調(diào)信號(hào)與閾值(T)進(jìn)行比較。換句話說(shuō)，如果兩個(gè)信道均良好，則S-FSK接收器可以執(zhí)行FSK解調(diào)，或者如果一個(gè)信道差，則S-FSK接收器可以執(zhí)行開(kāi)關(guān)鍵控(OOK)解調(diào)。在這種情況下，判定單元忽略具有較低質(zhì)量的解調(diào)信號(hào)。根據(jù)S-FSK調(diào)制的應(yīng)用，在發(fā)射的頻率信號(hào)中可能存在零能量周期。如果兩個(gè)解調(diào)頻率的平均接收質(zhì)量都低于閾值(T)，則判定單元可以將此條件解釋為零能量狀態(tài)。可以在S-FSK發(fā)射器中采用更高級(jí)別的編碼，以生成表示在S-FSK波形中調(diào)制的代碼字或命令的比特流。

例如，“SunSpec互操作性規(guī)范，快速關(guān)閉的通信信號(hào)，第34版(SunSpecInteroperability Specification，Communication Signal for Rapid Shutdown，Version 34)”描述了一種S-FSK通信系統(tǒng)，其用于發(fā)射和接收帶有巴克代碼(Barker code)的S-FSK波形，巴克代碼表示基于S-FSK調(diào)制方案的“標(biāo)記”頻率和“空間”頻率而被調(diào)制和解調(diào)的“ON”和“OFF”數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)比特的序列。此S-FSK通信系統(tǒng)使用電力線通信(PLC)技術(shù)來(lái)交換表示用于控制光伏(PV)陣列的命令的巴克代碼字的序列。例如，可以使用命令來(lái)實(shí)現(xiàn)快速關(guān)閉，或者可以使用其他命令來(lái)使陣列保持有效。圖11示出了“SunSpec互操作性規(guī)范，快速關(guān)閉的通信信號(hào)，第34版”中展示的PLC協(xié)議要求。

發(fā)明內(nèi)容