[发明专利]直接序列扩展频谱信号接收设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及直接序列扩展频谱(DSSS)信号接收设备和接收DSSS信号的方法。

背景技术

DSSS是调制技术，在该调制技术中，比特流乘以扩展码以生成码片流。该扩展码可以是伪噪声或伪随机序列。因此生成的码片流也可以被称为扩展信号或编码信号。码片流可能需要比原始比特流更大的带宽。然而，扩展技术可能提供若干优势。例如，通过使用不同的扩展码，若干信号发射器可能同时使用相同频谱。而且，窄带干扰可以被减少。

ZigBee是基于DSSS的通信协议。在ZigBee中，不同码元的列表可以被定义，每个码元包括固定数目的比特。每个码元可能例如包括M比特的序列。例如，M＝4。每个码元可以通过下述方式被编码(扩展)：首先将M比特的相应比特序列分解成N个码片的等效码片序列，随后将那个比特序列的每个码片值乘以扩展码的对应码片值。例如，N＝32。例如，这样的乘法运算可以被定义如下：0*0＝1，0*1＝0，1*0＝0和1*1＝1和0也可以分别被称为高和低。

因此生成的码片序列(即扩展码元)可以通过再次应用相同扩展码，即通过将扩展码元的每个码片乘以扩展频谱序列(扩展码)的对应码片，而被解码(解扩展)。例如，码元可以通过将其码片编号I乘以扩展码的码片编号I而被编码，其中I从1运行到N，I＝1对应于第一码片，而I＝N对应于码元(以及扩展码的)的最后码片。表示码元的原始码片序列因此可以被重建。应指出，接收设备须知正确的扩展码，以便能够解码接收的码片流。

通过将每个新到达的长度N的码片序列(即包括总共N个码片)与多个编码的试验码元相关，并且通过将特定试验码元选择为解码码元，来将接收的编码码片流交替地解码，其中，针对该特定试验码元获得了最高相关性数。所述多个试验码元特别地可能包括通信协议的每个码元。例如，在包括了总共2^M(例如2⁴＝16)个不同码元的ZigBee系统中，所述多个试验码元可能包括这些2^M码元。所述码元可以分别被标识为S0，S1，S2，....S_M，例如，从S0到S16。例如，在M＝4的情况下，S0码元和S16码元可以被分别定义为比特序列0000和1111。

即使接收设备知道正确的扩展码，在短的时间间隔内检测DSSS编码信号可能具有挑战性。一种原因是扩展码需要和接收的码片序列对齐，以便接收序列的每个码片乘以扩展码的对应码片。然而，包括了N个码片的最新接收序列通常不包括单一码元，而可能包括两个连续码元的码片，即第一码元的码片K+1到N和连续第二码元的码片1到K。然而，短的检测时间特别地可以在天线分集方案中有利。在本申请的上下文中，天线分集是在两个或更多个可用天线中选择最佳接收天线的方法。

在本申请中，码元周期是码元的持续时间，也就是码元速率的倒数。比特周期是一个比特的持续时间，也就是比特速率的倒数。码片周期是一个码片的持续时间，也就是码片速率的倒数。因此，码元周期可以是比特周期的倍数。比特周期可以是码片周期的倍数。

Saed et al.的美国专利7,729,677B2描述了用于天线分集切换的方法和设备，其中在第一天线内接收的数据分组的前导的信号强度被采样。如果信号强度足够大，那么关联的天线会被选择为接收天线。

Feng et al.的美国专利7,599,424B1提出了在将数据分组和对应的扩展码相关之后，在多个天线处确定信号质量值。

Zhang和Yang的美国专利7,899,110B1描述了在具有多个接收路径的扩展频谱接收器中执行比特同步的方法。每个接收路径包括相关器和量值计算器。来自两个或更多个接收路径的相应量值计算器的输出被组合，以形成组合信号。基于多个接收器信道来选择天线。

发明内容

正如附属权利要求所描述的，本发明提供了一种直接序列扩展频谱(DSSS)信号接收设备和一种接收DSSS信号的方法。

本发明的具体实施例在附属权利要求中被陈述。

根据下文中描述的实施例，本发明的这些或其它方面将会很明显并且被阐述。

附图说明

根据附图，仅仅通过举例的方式，本发明的进一步细节、方面和实施例将被描述。在附图中，类似的码元被用于表示相同或功能相似的元素。为了简便以及清晰，附图中的元素不一定按比例绘制。

图1示意性地显示了接收设备的一个实施例的例子。

图2示意性地显示了接收设备的一个实施例的另一个例子。

图3示意性地显示了控制单元的一个实施例的例子。