具体实施方式

现将详细地对本发明的目前优选实施例进行参考，所述实施例的实例在附图中说明。在可能的情况下，将在整个图式中使用相同附图标记来指代相同或类似部分。在图式中，出于强调和理解的目的，所描绘的结构元件未按比例绘制，并且某些部件相对于其它部件被放大。

术语“包含”、“包括”或其任何其它变化意图涵盖非排他性包含内容，使得包括一系列元件的过程、方法、物件或设备并不仅仅包含那些元件，而是可以包含并未明确地列出或并非此类过程、方法、物件或设备固有的其它元件。在没有更多约束的情况下，前面带有“包括……”的元件不排除在包括所述元件的过程、方法、物件或设备中存在另外的相同元件。

如上所述，下文描述的实施例涉及一种可训练收发器。安装在车辆上的可训练RF收发器是已知的，其能够学习由通常随车库开门器(GDO)一起出现的原始便携式车库开门器发射器发射的RF信号的特性。一旦可训练RF收发器学习所述特性，其接着就可将具有所述特性的RF信号发射到GDO，所述GDO以如同从原始便携式GDO发射器发射相同的方式响应于所述RF信号。此类已知的可训练RF收发器的实例在以下编号的共同指派美国专利中公开：5,442,340；5,479,155；5,583,485；5,614,891；5,619,190；5,627,529；5,646,701；5,661,804；5,686,903；5,699,054；5,699,055；5,793,300；5,854,593；5,903,226；5,940,000；6,091,343；6,965,757；6,978,126；7,469,129；7,786,843；7,864,070；7,889,050；7,911,358；7,970,446；8,000,667；8,049,595；8,165,527；8,174,357；8,531,266；8,494,449；8,384,580；8,264,333；以及8,253,528。这些专利中所公开的可训练RF收发器商业上作为可购自密歇根州泽兰省(Zeeland，Michigan)的Gentex公司的可训练RF收发器出售。此类可训练RF收发器能够学习RF信号的特性，所述特性不仅包含RF载波频率、数据代码和调制，而且还包含学习和生成滚动码所需的任何特性。例如，参看上文提及的第5,661,804号美国专利。一个新近的可训练收发器进一步能够经由因特网与包含GDO的远程装置通信。此可训练收发器的实例在共同指派的第2015/0137941A1号美国专利申请公开案中公开。

在上述专利文件中，第5,854,593号和第6,091,343号美国专利公开了可训练RF收发器的细节，所述可训练RF收发器用于在训练模式期间学习接收到的RF信号的特性并在所发射RF信号包含接收到的RF信号的习得特性的工作模式下将RF信号发射到远程装置。在图4中示出现有技术的一般性表示。如图4所示，现有技术的可训练收发器300包含RF收发器310、控制器320、用户界面330、至少一个天线340和晶体振荡器350。如在上文专利中更详细地描述的，RF收发器300可包含相锁环(PLL)电路355、压控振荡器(VCO)360、混频器365和带通滤波器370以及其它部件。

为了启动训练模式，用户将按下并保持按下用户界面330的按钮等，同时按下与远程装置390(例如，GDO)相关联的原始远程发射器380上的发射按钮。然后，原始远程发射器390将发射具有特定代码和频率的RF信号。如下文详细解释的，可训练RF收发器接收RF信号，然后标识频率并对接收到的RF信号进行解调以获得代码。然后，表示频率和代码的数据作为信道数据与保持按下的按钮相关联地存储在存储器中。为了启动其中习得的RF信号将要发射的工作模式，用户按下并松开用于启动训练模式的相同按钮。控制器320通过读取来自存储器的相关联信道数据而作出响应，并控制RF收发器310将具有习得特性的RF信号发射到远程装置390以控制所述远程装置。下文论述了可训练RF收发器的操作方式的其它细节。

一般来说，在训练模式期间，接收到的RF信号是由天线340从原始远程发射器380接收到的且被提供到混频器365，所述混频器将接收到的RF信号与参考信号进行混频。参考信号是使用晶体振荡器350、PLL电路355和VCO 360生成的。混频器365的输出被提供到带通滤波器370，所述带通滤波器允许窄带宽通过，使得仅当接收到的RF信号和参考信号的频率在彼此相对接近的范围内时，信号才从带通滤波器370传递到控制器320。控制器320控制PLL电路355以继而控制VCO360，以便生成具有所需频率的参考信号。在训练模式期间，控制器320将改变参考信号的频率直到从带通滤波器370接收到信号为止，从而指示参考信号的频率在接收到的RF信号的接近范围内。控制器320然后可对参考信号的频率进行较小调整，以具有与接收到的RF信号的更接近匹配。此时，从带通滤波器输出的信号表示已解调代码，所述已解调代码可存储在存储器中以供后续在工作模式期间复制接收到的RF信号时使用。控制器320还将数据存储为最后发送到PLL电路355，作为接收到的RF信号的频率的表示。因此，此相同数据随后可在工作模式期间应用于PLL电路355以生成频率与接收到的RF信号的频率相同的载波信号。

如上述第6,091,343号美国专利中所公开的，也可以学习接收到的RF信号的额外特性，例如调制类型(调幅(AM)或调频(FM))。另外，如果原始远程发射器380和远程装置390使用滚动码进行通信，则应如上述第5,661,804号美国专利中所公开的那样标识用于生成滚动码的加密算法、加密密钥和滚动码计数器。

如上文所描述，控制器320控制PLL电路355以继而控制VCO 360，以便生成具有所需频率的信号。PLL电路355从控制器320接收表示所需频率的频率控制数据，并且PLL电路355将信号提供到VCO 360以使得其生成VCO输出信号，所述VCO输出信号经由反馈环路反馈回到PLL电路355。PLL电路355还从晶体振荡器350接收具有固定参考频率的参考振荡信号。PLL电路355对参考振荡信号的固定参考频率进行分频，并且还根据由控制器320提供的频率控制数据决定的比率对VCO输出信号的频率进行分频。然后，PLL电路355将分频后参考频率与分频后VCO输出频率进行比较，以确定需要增大还是减小施加到VCO 360的电压，从而将VCO输出频率调整为对应于已分频参考频率。

如上文所描述，晶体振荡器350已用于生成固定参考频率，例如30MHz。已使用晶体振荡器350，这是因为它们在各种条件下可靠地生成固定参考频率，其中VCO在不同操作条件下的频率可能会变化。然而，此30MHz晶体振荡器生成为30MHz的倍数的谐波。这可能会使300MHz和390MHz(其为常见GDO频率)下的训练变得困难，这是因为所生成参考信号的谐波可能会引起对将要学习的信号的频率的错误标识。已考虑具有不同频率的晶体振荡器；然而，所述晶体振荡器生成为GDO系统所使用的一些其它频率的谐波。如下文所描述，本创新使用可即时编程的微机电系统(MEMS)可编程振荡器以生成不同的参考频率。以此方式，例如，在大多数情况下可编程振荡器可在30MHz下操作，且可在可训练收发器确定GDO系统在300MHz或390MHz下被屏蔽的情况下切换到另一频率。另外，通过改变可编程振荡器的频率，谐波的频率也会改变。因此，如果在训练期间，频率被标识为可能对应于将要学习的信号的频率，则可以改变可编程振荡器的频率，同时可训练收发器以如前所述的相同频率生成参考信号。如果可训练收发器不再检测到传入信号，则可能的频率匹配是基于谐波错误地生成的。然而，如果仍检测到传入信号，则可以确认频率匹配。换句话说，改变参考振荡器频率可用于区分真实信号频率与其镜像频率。

具有30MHz晶体振荡器的可训练收发器(中频(IF)和直接转换)的另一问题在于，它们可能会生成相对强的混频产物，谐波频率为约870MHz，这使得所述可训练收发器难以在欧洲认证。然而，通过能够改变参考振荡器的频率，可以避免具有约870MHz的频率的混频产物。

生成多个谐波的当前可训练收发器(中频和直接转换)可以使可训练收发器的接收器灵敏度降低。利用30MHz晶体，可生成300MHz和390MHz的谐波，所述谐波是北美地区的车库开门器使用的频率。因此，当先前的可训练收发器在这两种频率下利用30MHz参考振荡器进行训练时，接收器可能会由于所述谐波下的噪声而灵敏度降低，这会使得难以区分谐波。

图1示出了根据第一实施例的可训练收发器5的实例。如图所示，可训练收发器5包含RF收发器10、控制器20、用户界面30、至少一个天线40和MEMS可编程振荡器50。RF收发器5可以如下文关于图2所论述的那样构造，或者可以是以类似方式起作用的专用集成电路(ASIC)。

如图2所示，RF收发器10可包含锁相环(PLL)电路55、压控振荡器(VCO)60、混频器65和带通滤波器70以及其它部件。

在训练模式期间，RF信号是由天线40从原始远程发射器80接收到的且被提供到RF收发器10(具体地说被提供到混频器65)，所述RF收发器将接收到的RF信号的频率与参考信号的频率进行比较。参考信号是由RF收发器10(具体地说VCO 60和PLL电路55)使用MEMS可编程振荡器50提供的参考频率生成的。因此，RF收发器10从可编程振荡器50接收参考频率，并使用所述参考频率来学习接收到的RF信号的特性。所述比较的结果(通过带通滤波器70)输出到控制器20。控制器20控制RF收发器10以生成具有所需频率的参考信号。在训练模式期间，控制器20改变提供到RF收发器10(具体地说提供到PLL电路55)的频率控制数据以改变参考信号的频率直到从RF收发器10(具体地说从滤波器70)接收到信号为止，从而指示参考信号的频率在接收到的RF信号的接近范围内。控制器20可以生成频率控制数据，所述频率控制数据引起对参考信号的频率的较小调整，以具有与接收到的RF信号的更接近匹配。此时，从RF收发器10输出的信号表示已解调代码，所述已解调代码可存储在存储器中以供后续在工作模式期间复制接收到的RF信号时使用。控制器20还将频率控制数据存储为最后发送到RF收发器10，作为接收到的RF信号的频率的表示。因此，此相同数据随后可在工作模式期间应用于RF收发器10(具体地说PLL电路55)以生成频率与接收到的RF信号的频率相同的载波信号。换句话说，在工作模式期间，控制器20被配置成选择表示将由RF收发器10发射的RF信号的频率的频率控制数据并且依据所述频率控制数据选择由可编程振荡器50生成的信号的参考频率。

为了解决上述关于以参考频率的倍数生成的相位噪声的问题，控制器20可以依据发送到RF收发器10的频率控制数据且因此依据将由RF收发器10生成的参考信号的频率，为可编程振荡器50选择不同的参考频率。例如，控制器20可以针对为或接近30MHz的倍数的频率选择40MHz的参考频率，并且可以针对所有其它频率选择30MHz的参考频率。控制器20可被配置成存储查找表，所述查找表使参考频率与参考信号的频率相关联，以便控制器20可以针对将由RF收发器10在训练模式或工作模式下生成的任何给定频率选择适当的参考频率。

合适的MEMS可编程振荡器50的实例是可从加利福尼亚州圣克拉拉市的SiTime公司购得的1MHz至340MHz的Elite PlatformTMI²C/SPI可编程振荡器，零件号为SiT3521。

在一些实施例中，控制器20可包括存储器24，所述存储器可被配置成存储编程信息，所述编程信息定义可从可训练收发器5传送的信号。控制器20可包括一个或多个处理器，所述处理器可实施为通用处理器、微处理器、微控制器、ASIC或其它合适的电子处理部件。

存储器24可包含用于存储数据和/或计算机代码以完成和/或促进本公开中描述的各种处理、层和模块的一个或多个装置(例如，RAM、ROM、存储器、硬盘存储装置等)。存储器24可包括易失性存储器或非易失性存储器。在各种实施例中，存储器24可包含查找表、数据库部件、目标代码部件、脚本部件或任何其它类型的用于支持各种活动的信息结构以及本文中所描述的信息结构。

用于在可训练收发器5中生成参考信号的方法200示出于图3中且在下文进行了进一步描述。方法200在本文中被描述为由控制器20使用上文所描述的部件实施。这个方法可以是由任何处理器执行的子程序，因此，这个方法可以通过已在其上面存储软件指令的非暂时性计算机可读介质来实施，当所述软件指令由处理器执行时，促使处理器通过执行下面描述的方法步骤来控制受控车辆的设备。换句话说，本发明方法的各方面可以通过存储在非暂时性计算机可读介质上的软件或对驻留在非暂时性计算机可读介质中的现有软件的软件改进或更新来实现。此类软件或软件更新可通常在安装于车辆中之前下载到呈控制器20的存储器24形式的(或在本地与控制器20或一些其它处理器相关联的)第一非暂时性计算机可读介质中。

在步骤202，当控制器20从用户界面30接收到信号时，方法200开始，此时控制器20确定自身是否处于训练模式。如上所述，控制器20将能够基于用户界面30的按钮等是否已按下至少预定时间段来确定自身是否处于训练模式。如果处于训练模式，则控制器20选择频率控制数据以提供到RF收发器10，所述频率控制数据对应于步骤204中的频率扫描的第一频率。然后，在步骤206，控制器20基于步骤206中的选定频率控制数据为可编程振荡器50选择参考频率。在步骤208，控制器20确定由RF收发器10生成的参考信号的频率与来自原始远程发射器80的接收到的RF信号的频率是否存在近似匹配。控制器20将能够基于从RF收发器10接收到的信号来进行此确定。如果不存在近似频率匹配，则在步骤204，控制器20选择针对下一扫描频率的不同频率控制数据且重复步骤204-206，同时改变频率控制数据和可编程振荡器50的参考频率(如果需要的话)直到控制器20确定存在近似频率匹配为止。此时，控制器20可在步骤210和212中任选地对频率控制数据进行微调以找到最优频率匹配。一旦确定最优频率匹配，则在步骤214，控制器20将用于获得最优频率匹配的频率控制数据与对应于被按下以启动训练的按钮的信道相关联地存储在存储器24中。在获得最优频率匹配的情况下，由RF收发器10提供到控制器20的信号表示接收到的RF信号的已解调形式。控制器20接着可以如本领域已知的方式学习和存储已解调信号的特性。

如果在步骤202，控制器20确定自身不处于训练模式，则其确定自身处于工作模式且因此进行到步骤216，在所述步骤中，所述控制器读取与对应于被按下按钮的信道相关联地存储在存储器24中的频率控制数据。控制器20接着将频率控制数据提供到RF收发器10。在步骤218，控制器20基于选定频率控制数据选择可编程振荡器50的参考频率。在步骤220，控制器20读取与选定信道相关联的其它所存储特性并控制RF收发器10，由此使得所述收发器将具有此类特性的RF信号发射到远程装置90。

如果可训练收发器被配置成学习并发射调频(FM)信号，则控制器20可控制可编程振荡器50以根据调频数据(数据代码和频率方差)改变其输出到RF收发器10的参考频率。对可编程振荡器50的此类控制将作为对执行以选择对应于频率控制数据的参考频率的控制的补充，所述频率控制数据用于选择所发射RF信号的RF载波频率。

另外值得注意的是，如在示例性实施例中所示的本公开的元件的构造和布置仅仅是说明性的。尽管在本公开中仅详细地描述了本创新的少数实施例，但审阅本公开的本领域的技术人员应容易了解，在不实质上脱离所陈述主题的新颖教示和优势的情况下，许多修改是可能的(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数值、安装布置、用料、定向等的变化)。例如，组件的结构和/或构件或其它元件的长度或宽度可以变化。应注意，组件的元件和/或子组件可以由提供足够强度或耐久性的各种材料中的任一种构成，且可以呈各种颜色、纹理和组合中的任一种。因此，所有此类修改意欲包含在本创新的范围内。可在不脱离本创新的精神的情况下在所需和其它示例性实施例的设计、操作条件和布置方面进行其它替代、修改、改变和省略。

以上描述仅被认为是优选实施例的描述。所属领域的技术人员以及制作或使用本发明的技术人员可对本发明做出修改。因此，应该清楚，在附图中所示的并且以上所述的实施例仅为说明的目的，并且并非旨在限制本发明的范围，本发明的范围由根据专利法原则(包含等同物原则)解释的所附权利要求限定。