在rf接收器中接收最强信号

文档序号:439505 发布日期:2021-12-24 浏览:7次 >En<

阅读说明:本技术 在rf接收器中接收最强信号 (Receiving strongest signal in RF receiver ) 是由 阿蒂尔·塔德乌什·伯查德 彼得·库扎诺夫 于 2021-06-22 设计创作,主要内容包括:结合RF通信系统,示例性方面可涉及一种在通信系统中使用的方法和设备,其中RF接收器可检测和处理RF信道中的第一信号。此后,可检测第二接收信号,并且由接收器电路系统将所述第二接收信号评估为强于所述第一接收信号。响应于所述第二接收信号强于所述第一接收信号的所述评估,所述RF接收器电路系统可调整增益或信号放大电路系统,用于继续处理所述第二较强的接收信号以代替所述第一较弱的接收信号。(In connection with an RF communication system, exemplary aspects may relate to a method and apparatus for use in a communication system in which an RF receiver may detect and process a first signal in an RF channel. Thereafter, a second receive signal may be detected and evaluated by receiver circuitry to be stronger than the first receive signal. In response to the evaluation that the second received signal is stronger than the first received signal, the RF receiver circuitry may adjust gain or signal amplification circuitry for continuing to process the second stronger received signal in place of the first weaker received signal.)

在RF接收器中接收最强信号

技术领域

各种实施例的方面涉及RF(射频)接收器,所述RF接收器检测来自可包含多于一个传输器的信道的传输数据,并且在检测到信号强度时,RF接收器切换到接收最强的检测信号。

背景技术

在大多数V2X应用场景中,802.11p传输的可靠接收是实现车辆交通的性能、可靠性和安全性的前提条件。在拥挤的城市场景中,隐藏节点会阻止有效利用“先说后听”(CSMA/CA)协议,因此接收关于车辆安全邻域的数据分组(周长按比例取决于车辆的环境、速度和类型)变得至关重要。另一问题为RF信号冲突,它与信道上的通信量有关。由于CSMA/CA的随机存取策略和待选择的Tx(传输)时隙的数量有限,有时站点会抽取相同的随机数并在相同的Tx时隙传输,从而导致冲突。在隐藏节点和冲突的两种情况下,当弱(远)包和强(近)包共存时,可能会发生这种情况。

这些和其它问题对针对各种应用成功检测同一信道上同时发生的强信号和弱信号的RF传输提出了挑战。

发明内容

各种示例性实施例涉及例如以上所述的问题和/或从以下涉及RF(射频)接收器从可能包含多于一个传输器的信道检测传输数据的方法和设备的公开内容中变得明显的其它问题。

在某些示例实施例中,本公开的方面可涉及一种在通信系统中使用的方法,其中RF接收器可检测和处理RF信道中的第一信号。此后,可检测第二接收信号,并且由接收器电路系统将所述第二接收信号评估为强于所述第一接收信号。响应于所述第二接收信号强于所述第一接收信号的所述评估,所述RF接收器电路系统可调整增益或信号放大电路系统,用于继续处理所述第二较强的接收信号以代替所述第一较弱的接收信号。

在另一例子中,本公开涉及一种方法,其中评估所述第二接收信号强于所述第一接收信号包括与所述由所述RF接收器处理第一接收信号并行地执行从所述第二接收信号获取数据分组或与所述处理和所述执行相关联。此外,步骤可以包括响应于评估所述第二接收信号强于所述第一接收信号的步骤而中止处理所述第一接收信号的步骤。

在更具体的例子中,RF接收器可位于车辆中。RF接收器可以包括用于评估传入信号的电路系统,并且基于所述评估,使用电路系统来调整AGC或信号放大。可在至少车辆或自其传输所述第一信号或所述第二信号的信号传输站移动时执行所述处理和评估的步骤。

在又一具体例子中,RF接收器可以是经由CSMA或802.11通信协议无线地传送数据的收发器的一部分。

根据一种实施方式,一种通过信道进行通信的方法包括:

在RF(射频)接收器中,处理在RF信道中携载数据的第一接收信号;

经由所述RF接收器,在处理所述第一接收信号时检测所述RF信道中的第二接收信号的存在;以及

评估所述第二接收信号强于所述第一接收信号,并且作为响应,调整增益或信号放大电路系统以继续处理所述第二接收信号并从中提取数据以代替所述第一接收信号。

在一个或多个实施方式中,评估所述第二接收信号强于所述第一接收信号包括与所述由所述RF接收器处理第一接收信号并行地执行从所述第二接收信号获取数据分组或与所述处理和所述执行相关联,并且另外包括响应于评估所述第二接收信号强于所述第一接收信号的步骤而中止处理所述第一接收信号的步骤。

在一个或多个实施方式中,所述方法另外包括在车辆中使用所述RF接收器,并且其中在以下各项中的至少一个正在移动时执行所述处理和评估的步骤:所述车辆;以及自其传输所述第一信号或所述第二信号的信号传输站。

在一个或多个实施方式中,评估所述第二接收信号强于所述第一接收信号包括在所述由所述RF接收器处理第一接收信号的同时观测与所述第二接收信号相关联的能量或与所述观测相关联。

在一个或多个实施方式中,评估所述第二接收信号强于所述第一接收信号包括在所述由所述RF接收器处理第一接收信号的同时使用RSSI(接收器信号强度指示)电路观测与所述第二接收信号相关联的能量。

在一个或多个实施方式中,调整增益或信号放大电路系统包括降低由自动增益控制(AGC)电路提供的增益水平,并且其中在与所述第二信号相关联的分配的传输或接收时间内执行继续处理所述第二接收信号并从中提取数据以代替所述第一接收信号的步骤,以获取由所述第二信号携载的所有有效负载数据。

在一个或多个实施方式中,评估所述第二接收信号强于所述第一接收信号包括所述第二接收信号来自比自其传输所述第一信号的另一信号传输站更靠近所述RF接收器的信号传输站的所述RF接收器中的指示,或与所述指示相关联。

在一个或多个实施方式中,所述RF接收器是经由CSMA或802.11通信协议无线地传送数据的收发器的一部分。

在一个或多个实施方式中,所述第二接收信号足够强于所述第一接收信号,从而使得所述第二接收信号干扰从所述第一接收信号提取的数据。

在一个或多个实施方式中,所述第二接收信号强于所述第一接收信号由信噪(SNR)比和/或接收信号强度指示中的阈值或差值所指示,以使得所述第二接收信号干扰从所述第一接收信号提取的数据。

在一个或多个实施方式中,在处理所述第一接收信号时检测第二接收信号的存在的步骤包括与用于从所述第一信号解码或提取数据的电路并行地使用信号获取电路。

在一个或多个实施方式中,执行所述调整以获得对所述第二信号的无差错或无点击处理。

在一个或多个实施方式中,所述调整包括解除对所述增益或信号放大电路系统的增益水平的限制,并且重新调整所述增益或信号放大电路系统以接收所述第二信号,并且另外包括基于所述RF接收器中的接收电路系统的复位从所述第二信号开始接收新分组,并且所述复位是相对于获取新分组的指示而触发或定时的。

在一个或多个实施方式中,所述RF接收器是经由802.11通信协议无线地传送数据的收发器的一部分,并且其中响应于所述第二接收信号比所述第一接收信号强预定量,所述RF接收器切换到处理所述第二接收信号,所述预定量与干扰估计相关联。

根据另一种实施方式,一种经由RF(射频)信道进行通信的设备包括:

RF接收器,其接收RF信道中携载数据的第一接收信号;

信号检测电路系统,其位于所述RF接收器内,用于在处理所述第一接收信号时检测所述RF信道中的第二接收信号的存在;以及

信号处理电路系统,其也位于所述RF接收器内,用于评估所述第二接收信号强于所述第一接收信号,并且作为响应,调整增益或信号放大电路系统以继续处理所述第二接收信号并从中提取数据以代替所述第一接收信号。

在一个或多个实施方式中,所述信号处理电路系统另外响应于评估所述第二接收信号强于所述第一接收信号的步骤而使得停止处理所述第一接收信号,并且其中所述RF接收器被配置成安装在车辆中,以便在所述车辆移动时由所述电路系统操作。

在一个或多个实施方式中,在由所述RF接收器处理第一接收信号的同时,所述信号处理电路系统观测与所述第一信号和/或所述第二信号相关的能量。

在一个或多个实施方式中,所述信号处理电路系统将在处理第一接收信号的操作的同时使用信号强度指示电路观测与所述第二接收信号相关联的能量,并且另外包括用于控制信号增益的自动增益控制电路和用于降低由自动增益控制电路提供的增益水平的信号放大电路系统。

在一个或多个实施方式中,所述信号处理电路系统用于与所述第二接收信号来自比自其传输所述第一信号的另一信号传输站更靠近所述RF接收器的信号传输站的指示相关联地评估所述第二接收信号强于所述第一接收信号。

在一个或多个实施方式中,所述RF接收器是经由CSMA或802.11通信协议无线地传送数据的收发器的一部分,并且响应于所述第二接收信号比所述第一接收信号强预定量,所述RF接收器切换到处理所述第二接收信号,所述预定量与干扰估计相关联。

以上论述/概述并非旨在描述本公开的每个实施例或每个实施方案。以下图式和

具体实施方式

还举例说明了各种实施例。

附图说明

考虑以下详细描述结合附图可以更全面地理解各种示例实施例,在附图中:

图1是根据本公开的示出检测来自第二RF传输器的第一RF传输信号和较强的信号的RF接收器的例子的系统级图式;

图2是根据本公开的示出RF接收器的例子的流程图,所述RF接收器包括中止/复位电路,以允许在开始检测第一较弱信号传输之后检测第二较强信号传输;

图3是根据本公开的分组错误率(PER)对比检测到的功率的示例曲线图,示出了噪声/干扰的影响;以及

图4是根据本公开的RSSI对比信号强度的曲线图,示出了第一信号传输和较强的第二信号传输。

虽然本文中所论述的各种实施例能够经受修改和替代形式,但在图式中借助于例子已经示出了各种实施例的各方面,并且将进行详细描述。然而,应理解,本发明并不意图将本公开限制于所描述的特定实施例。

具体实施方式

本公开的各方面被认为适用于各种不同类型的设备、系统和方法,所述设备、系统和方法涉及共享频率信道的多个数据传输系统,其中在开始处理第一较弱的传输信号之后可以检测到第二较强的传输信号,并且其中,切换到检测第二较强的传输信号可能是有利的。虽然以下论述涉及用于特定通信系统的各种协议(例如,802.11、802.11p、V2X等),但是此类论述仅仅是为了提供示例性上下文来帮助解释此类方面,并且本公开不一定如此受限。

因此,在以下描述中,阐述各种具体细节以描述本文中呈现的具体例子。然而,对本领域的技术人员应显而易见的是,可在没有下文给出的所有具体细节的情况下实践一个或多个其它例子和/或这些例子的变化形式。在其它实例中,未详细地描述众所周知的特征以免混淆本文中的例子的描述。为了便于说明,可在不同图式中使用相同附图标记以指代相同元件或相同元件的额外实例。另外,尽管在一些情况下可在各个图式中描述各方面和特征,但应了解,来自一个图式或实施例的特征可与另一图式或实施例的特征组合,即使所述组合并未明确示出或明确描述为组合。

在根据本公开的一个例子中,某些实施例涉及在通信系统中使用的方法,其中RF(射频)接收器可以检测和处理RF信道中的第一信号。此后,可检测第二接收信号,并且由接收器电路系统将所述第二接收信号评估为强于所述第一接收信号。响应于所述第二接收信号强于所述第一接收信号的所述评估,所述RF接收器电路系统可调整增益或信号放大电路系统,用于继续处理所述第二较强的接收信号以代替所述第一较弱的接收信号。

在根据本公开的另一具体例子中,某些实施例涉及一种方法,其中评估所述第二接收信号强于所述第一接收信号包括与所述由所述RF接收器处理第一接收信号并行地执行从所述第二接收信号获取数据分组或与所述处理和所述执行相关联。此外,步骤可以包括响应于评估所述第二接收信号强于所述第一接收信号的步骤而中止处理所述第一接收信号的步骤。在切换到第二、较强的接收信号期间,可能存在一些延迟来检测切换条件、中止分组、调整新增益以及开始检测新分组。根据实验室测量,这一次可能约为8/4[us](在10/20MHz模式下)。尽管信号前导码的很大一部分(短训练场STF的很大一部分)可能丢失,但是较强的分组可具有良好的SNR(质量信噪比,例如,在最高增益下10dB的范围降低到几个或几dB),因此即使一些样本丢失,也可容易地获取。

现在转而参看附图并且与上述公开的方面和实施例有关,图1示出了RF接收器110检测来自第一传输器150的第一接收信号155和来自第二RF传输器140的第二、较强的接收信号145的例子。在此例子中,RF接收器110可初始地检测第一信号145,并且信号强度检测器电路115可将信号发送到接收信号增益调整电路120,以便不在信道接收器电路系统125的动态范围之外放大信号。来自信号强度检测器的此类信号可以锁定增益设置,并且在接收第一接收信号155时不允许另外的调整。然后,还可接收第二较强的接收信号145。响应于信号强度检测器115评估新信号强度大于先前信号强度,RF接收器电路系统110可以重新调整接收信号增益调整电路系统120,以便不在信道接收器电路系统125的动态范围之外放大新信号。(新信号的测量信号强度现在可至少包括第一接收信号155加上第二接收信号145。)信道接收器电路系统125现在可接收第二接收信号145以代替第一接收信号155。

图2示出了一种方式的流程图,根据本公开,包括RSSI(接收信号强度指示符)测量电路210的RF接收器可允许在开始检测第一较弱信号传输之后检测第二较强信号传输。在此类例子中,待接收的RF信号可路由到AGC(自动增益控制)电路系统240和RSSI电路系统210两者。在初始操作时,RF信号可包括第一信号。将此类信号路由到RSSI测量电路系统210,测量信号强度,并且可将此类测量值发送到信号强度比较和逻辑电路系统220,所述信号强度比较和逻辑电路系统评估电平,并对AGC电路系统240设置适当的增益设置(例如,其信号强度电平可通过相对于第一信号的SNR/RSSI差的阈值差来指示)。适当电平可以是在不超出ADC(模/数转换器)250的动态范围的情况下使信号最大化的电平。

继续以上论述,在接收路由到RSSI测量电路系统210的RF信号的持续操作期间,与第一信号相比信号强度较大的第二信号可开始传输。RSSI现在可测量这个较大的信号强度,所述较大的信号强度至少包括第一信号的信号强度加上第二信号的信号强度。这个更新的较大测量值被发送到信号强度比较和逻辑电路系统220。信号强度比较和逻辑电路系统220可以将来自RSSI电路系统210的信号与用于锁定AGC电路系统240中的增益设置的先前电平进行比较。如果更新的较大信号强度减去先前锁定的信号强度小于或等于阈值230,则AGC 240可以保持不变,并且中止/复位信号可以被发送到前导码检测电路系统260、ACQ标志电路系统280以及信号解调和解码电路系统270。可注意到,保持增益设置不变可以允许更快地切换到检测到的第二信号。此中止/复位可允许接收新的较大信号以代替第一信号。如果更新的较大信号强度减去先前锁定的信号强度大于阈值230,或者RSSI测量210指示RSSI饱和,则可以重新调整AGC以适应较大的信号而不超出ADC 250的动态范围。在此类情形下,如先前所描述,也可能发生中止/复位。

图3是分组错误率(PER)对比检测到的功率的示例曲线图,示出了噪声/干扰的影响。曲线310是传输信号的PER对比检测到的功率电平的例子。曲线320是示出当环境、系统电路系统或其它源生成增加的噪声/干扰电平时,此类信号的PER受影响的程度的例子。根据如上所述的本公开的例子,阈值线340指示在较弱信号与较强信号之间的切换可能适合于降低PER(或使PER可忽略不计)时的示例性功率电平,其中竖直线360描绘了通过使用任何另外增加的功率电平来将PER降为约零(例如,指示为350的箭头表示切换到如结合图2所述用分组检测较强信号的改进)。可以进一步了解,在接近频率(相邻信道)下的不相关传输可造成高于期望灵敏度电平的噪声电平的增加。如果相对于干扰噪声传输信号较弱,则这可能引起错误检测和/或错误获取,如曲线330中所示。此类干扰可造成进一步的劣化,这些错误检测可通过使用本公开别处描述的步骤/技术来减轻。

图4是RSSI对比信号强度的曲线图,示出了受益于AGC调整的例子。示例曲线图还示出了两条RSSI对比信号强度的曲线;天线1曲线标记为420,并且天线2曲线标记为410。在此例子中,可通过天线2接收具有例如-90dBm的信号强度和-84dBm的RSSI的第一接收信号430,其中第一增益由AGC电路系统240调整。继续此例子;如果第二较强的信号随后开始传输,则接收信号将以线460示出,这是第一个信号传输和第二较强信号传输的组合。此类接收组合信号现在可具有使用由AGC电路系统240调整的第一增益的-60dBm的信号强度。RSSI电平与组合信号和第一增益电平一起可指示ADC 250正在饱和,这可引起第一信号和第二信号的不当解调失败。在此类情形下,明智的做法是解锁AGC,以允许重新调整增益。这由线440示出,所述线是第一信号传输和第二较强信号传输的组合,但是增益向下调整了20dB。使用此类较低增益可允许成功地解调第二较大信号。

一个具体例子包括在车辆中使用RF接收器。RF接收器可以包括用于评估传入信号的电路系统,并且基于所述评估,使用电路系统来调整AGC或信号放大。可在至少车辆或自其传输所述第一信号或所述第二信号的信号传输站移动时执行所述处理和评估的步骤。

另一具体例子包括,其中评估第二接收信号强于第一接收信号的方法包括或与观测能量相关联。此类评估可与使用与第二接收信号相关联的RF接收器处理第一接收信号同时发生。

在本公开的又一具体例子中,其中评估第二接收信号强于第一接收信号包括使用RSSI电路。此类RSSI电路可与由RF接收器处理第一接收信号同时地运行。这允许观测与第二接收信号相关联的能量。

在某些更具体的例子中,方法和电路系统可以调整增益或信号放大电路系统,包括降低由自动增益控制(AGC)电路提供的增益电平。此类电平的降低可允许继续处理第二接收信号并从中提取数据以代替第一接收信号。此类数据提取可在与第二信号相关联的分配的发送或接收时间内执行,从而允许获取由第二信号携载的所有有效负载数据。

在某些其它例子中,评估第二接收信号强于第一接收信号可以是RF接收器中的指示,指示第二接收信号来自比自其传输第一信号的另一信号传输站更靠近RF接收器的信号传输站。

在另一示例实施例中,RF接收器可以是经由CSMA或802.11通信协议无线地传送数据的收发器的一部分。

在某些具体例子中,第二接收信号可足够强于第一接收信号,因此这可引起第二接收信号干扰从第一接收信号提取的数据。

在又一例子中,在处理第一接收信号时检测第二接收信号的存在的步骤可包括与用于从所述第一信号解码或提取数据的电路并行地使用信号获取电路。

在本公开的又另一示例实施例中,可以使用例如AGC电路来执行增益或信号放大电路系统的调整,以获得对第二信号的无差错或无点击处理。

在另一例子中,所述调整包括解除对增益或信号放大电路系统的增益电平的限制,并且重新调整增益或信号放大电路系统以接收第二信号。可以进行该调整以确保接收信号不超出例如ADC之类的后续电路系统的动态范围。进一步的调整可包括通过实施RF接收器中的接收电路系统的复位来开始从第二信号接收新分组。此类复位可相对于获取新分组的指示而被触发或定时。

上述动态范围的调整可基于由RSSI电路系统测量的信号电平来实施。如果RSSI值指示饱和,则信号可能超出后续电路的动态范围。

根据本公开的另外的示例实施例涉及一种在通信系统中使用的设备,其中RF(射频)接收器可以检测和处理RF信道中的第一信号。在第一信号的此类检测和处理期间,可以检测第二接收信号。在此例子中,可由接收器电路系统将第二接收信号评估为强于第一接收信号。响应于第二接收信号强于第一接收信号的评估,RF接收器电路系统可调整增益或信号放大电路系统,用于继续处理第二较强的接收信号以代替第一较弱的接收信号,并进而从第二信号提取数据。

除非另外指示,否则本领域的技术人员将认识到如在说明书(包括权利要求书)中所使用的各种术语意味着本领域中的普通意义。举例来说,本说明书借助于各种电路或电路系统描述和/或示出了可用于实施所要求公开内容的方面,所述电路或电路系统可以示出作为或使用例如块、模块、装置、系统、单元、控制器和/或其它电路类型的描绘(例如,如本文所述的图1所描绘的块/模块的附图标记115和120)等术语来示出。这些电路或电路系统与其它元件一起使用以例证可在形式或结构、步骤、功能、操作、活动等中如何进行某些实施例。例如,在上述实施例中的某些实施例中,如可在图1和2中所示的方法中进行的,一个或多个模块为被配置并布置成用于实施这些操作/活动的离散逻辑电路或可编程逻辑电路。在某些实施例中,此可编程电路为一个或多个计算机电路,其包括用于存储和存取待执行为一组(或多组)指令(和/或用作配置数据以定义可编程电路将如何执行)的程序的存储器电路系统,以及如上文所述的由可编程电路使用以执行相关步骤、功能、操作、活动等的算法或过程。取决于应用,指令(和/或配置数据)可被配置成用于逻辑电路系统中的实施方案,其中指令(无论其特征是否在于目标代码、固件或软件的形式)存储于存储器(电路)中且可从存储器存取。作为另一例子,其中说明书可提及“第一[结构类型]”、“第二[结构类型]”等,其中[结构类型]可替换为例如[“电路”、“电路系统”和其它]等术语,形容词“第一”和“第二”不用于暗示对结构的任何描述或提供任何实质意义。

基于以上讨论和说明,本领域的技术人员将易于认识到可对各种实施例作出各种修改和改变,而无需严格地遵循在本文中所示出和描述的示例性实施例和应用。例如,如图式中示例的方法可涉及以各种次序进行的步骤,其中保留本文实施例的一个或多个方面,或可涉及更少或更多的步骤。例如,如图2所示。此类修改并不脱离包括权利要求书中阐述的方面的本公开的各种方面的真实精神和范围。

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