[发明专利]具有自动干扰抑制的唤醒接收器

说明书

为低功率无线电设备提供自动干扰抑制。无线电设备一般包括：天线；整流器；比较器；以及相关器。比较器从整流器接收输入信号，将输入信号与参考信号进行比较并且输出数字信号。相关器又从比较器接收数字信号，将数字信号与唤醒码相关并且当数字信号与唤醒码高度相关时输出具有高值的唤醒信号。无线电设备还包括自动阈值控制器，该自动阈值控制器调整比较器的灵敏度。应注意的是，整流器、比较器、相关器和自动阈值控制器部分地由具有仅在亚阈值区中操作的晶体管的电路所组成。

政府条款

本发明利用国家科学基金会所授予的授权号(grant number)CNS1035303下的政府支持来做出。政府对本发明具有某些权利。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年9月19日提交的美国实用新型申请14/490,786的优先权，并且要求于2013年9月20日提交的美国临时申请61/880,206的权益。以上申请的全部公开内容通过引用合并到本文中。

技术领域

本公开内容涉及低功率无线电设备，并且更特别地涉及具有自动干扰抑制的唤醒接收器。

背景技术

无线传感器大多数时间处于其无线电设备关闭的超低功率睡眠状态下以保存能量。这提出了针对远程唤醒和对这些节点进行同步的问题。唤醒无线电设备(WRX)是可行的解决方案，但是仅在它们的有功功率在节点的睡眠功率以下时唤醒无线电设备才是可行的解决方案，否则WRX功率处于支配地位且决定节点的寿命。在数字睡眠功率被报告在nW范围内的情况下，这对WRX设计提出了重大的挑战。用于减少WRX的功率的简单方法是减少灵敏度，这对于短程通信以及在当主要目标是多年的寿命时是可容忍的。例如，在-40dBm的接收器灵敏度的情况下，在仅0dBm发送功率的情况下以400MHz进行6m通信是可以的。这适合于宽范围的医疗和物联网应用。

大多数公开的WRX使用能量检测架构来保持功率较低，然而，在适当频率处的任何信号均能触发这些无线电设备的错误唤醒，并且错误唤醒产生节点上的大量的浪费能量。为了防止上述问题，WRX必须具有足够的本地处理，以在不使用节点的主处理器的情况下将唤醒事件与干扰区分开。本公开内容提出了包括晶体参考、干扰补偿和所有必要基带处理的116nW唤醒接收器，使得需要可选的31位码来触发唤醒信号。前端在由片外带选滤波器(band select filter)和匹配网络所调谐的宽频率范围上进行操作，并且前端被表示在403MHz MICS频带以及915MHz和2.4GHz ISM频带中。另外地，基带处理器实现自动阈值反馈以检测干扰源的存在并且动态地改变接收器的灵敏度，从而缓解先前的能量检测WRX所固有的阻塞问题。

该部分提供了与不一定是现有技术的本公开内容有关的背景信息。

该部分提供了与不一定是现有技术的本公开内容有关的背景信息。

发明内容

该部分提供了本公开内容的总体概述，并且并非是对本公开内容的完全范围或所有特征的详尽公开。

公开了一种低功率无线电设备。该无线电设备一般包括：天线，整流器，比较器和相关器。整流器经由天线接收RF信号并且生成整流输入信号。比较器又从整流器接收输入信号，将输入信号与参考信号进行比较并且输出数字信号。相关器从比较器接收数字信号，将数字信号与唤醒码相关并且输出唤醒信号，其中，当数字信号与唤醒码之间的相关超过相关阈值时唤醒信号具有高值，并且当与唤醒码之间的相关小于相关阈值时唤醒信号具有低值。整流器、比较器和相关器中的每一者均部分地由具有仅在亚阈值区(subthresholdregion)中操作的晶体管的电路所组成。

在一种实施方式中，整流器进一步被限定为迪克森乘法器(Dickson Multiplier)电路。

在一些实施方式中，相关器进一步通过并行地操作的多个相关器而被限定，使得每个相关器从输入信号的位片接收不同的移位样本并且将移位样本与唤醒码进行比较。