[发明专利]时分双工通信设备及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于以时分双工(TDD)方案来传送和接收帧的通信设备，且更具体地，涉及一种如下的TDD通信设备及其操作方法，其可使用用于接收帧的时钟和数据恢复的时钟恢复和数据再定时(CDR)电路来生成用于处理传送帧和接收帧的时钟信号，以便在使得能够进行迅速稳定化的同时、减少所使用的装置的数目和功耗。

本发明已经得到MIC/IITA的IT R&D计划[2006-S-072-02，Human BodyCommunication Control unit，SoC(人体通信控制单元，SoC)]的支持。

背景技术

TDD方案是一种双路传送方案，其在一个频带中以时间次序来交替地分配上行链路和下行链路。TDD方案与向上行链路和下行链路分配不同的频率的频分双工(下文中，称为FDD)方案相比具有更高的效率，并且还具有适合于传送不对称或突发应用的特性。根据这个优点，TDD方案正被应用到各种通信领域，诸如2.3GHz波段中的便携式因特网等。

使用TDD方案的通信领域可包括最近正在研究的人体通信。

人体通信通过使用人体、而不是通过使用线缆来传送信号。在人体通信中，由于人体充当传导介质，所以通过人体来传送电信号，而无需使用电线。随着最近个人便携式电子装置得到多样化，人体通信成为引人注目的中心，这是因为可容易地实现电子装置之间的数据传送和接收。此外，人体通信可用于将来自用于测量人的健康状态的各种装置的测量结果传送到诸如计算机等之类的其它装置。这样，它的应用领域可能是无限的。

另一方面，CDR电路是以下装置，该装置生成与输入数据信号同步的时钟信号，并使用该时钟信号来恢复在传送过程中失真的数据信号。

CDR电路使用在包括人体通信、盘驱动等的宽范围的各种通信领域中。

通常，CDR电路利用锁相环(PLL)来实现。CDR电路通过相位检测器来检测可变振荡器(其具有可响应于控制信号输入而变化的振荡频率)的输出频率与可变振荡器的输入数据信号之间的相位差，并然后控制可变振荡器减小该相位差，从而生成具有与输入数据信号同步的频率的时钟信号。

发明内容

然而，当传统的通信设备被实现以用于TDD方案中的双路人体通信时，通信设备附加地使用晶体振荡器，以同步发射机和接收机的操作时钟，所述发射机用于对要传送的数据执行各种处理(诸如，前导码生成、报头生成、调制和扰频)，并且所述接收机用于对所接收的数据执行各种处理(诸如，解调、解扰和纠错)。在这个情况下，存在的问题在于，由于附加使用的晶体振荡器而导致成本和功耗增加。

此外，传统的人体通信设备仅使用CDR电路来恢复接收信号的时钟和数据，但是从不考虑使用CDR电路来进行时钟稳定化。

相应地，本发明将要在没有晶体振荡器的情况下使用CDR电路来使TDD通信设备的时钟稳定化。

技术解决方案

根据本发明的一方面，提供了一种时分双工(TDD)通信设备，用于通过时间划分来交替地传送和接收帧，该时分双工通信设备包括：模拟前端，用于将传送帧输出到外部，接收来自外部的接收帧，并通过时钟恢复和数据再定时(CDR)电路来恢复接收信号的时钟和数据；发射机，用于在传送时间间隔中、通过利用从CDR电路生成的参考频率的时钟信号进行操作来生成所述传送帧；以及接收机，用于在接收时间间隔中、通过利用由CDR电路从所述接收帧恢复的时钟信号进行操作来对在模拟前端中恢复的数据进行处理。

所述TDD通信设备还可包括：控制单元，用于控制CDR电路，以便在传送时间间隔中输出所述参考频率的时钟信号，并在接收时间间隔中输出从接收帧恢复的时钟信号。

所述控制单元可控制CDR电路，以便当在接收时间间隔中没有从外部输入的接收帧时、输出所述参考频率的时钟信号。

所述CDR电路可包括：压控振荡器，用于在控制单元的控制下生成预设参考频率的信号，并且生成与输入控制电压对应的可变频率的信号；相位检测器，用于检测接收帧与从压控振荡器输出的信号的相位差；以及低通滤波器，用于响应于在相位检测器中检测到的相位差来生成控制电压。

根据本发明的又一方面，提供了一种TDD通信设备的操作方法，该TDD通信设备包括CDR电路，该方法包括如下过程：在传送时间间隔中，使用从CDR电路生成的参考频率的时钟信号来生成传送帧并传送该传送帧；以及在接收时间间隔中，通过CDR电路来恢复接收帧的时钟和数据，并基于在CDR电路中恢复的时钟来对数据进行解调。