具有信号到达检测能力的接收机

摘要

一种具有信号到达检测能力的接收机，包括相位点击检测器、控制器和比较器。相位点击检测器检测输入信号中的相位点击，其中相位点击对应于至少第一阈值的相位改变。控制器耦合至相位点击检测器以计算一个或多个时间周期内的相位点击数。比较器将一个或多个时间周期内的相位点击数作比较，并且如果相位点击数小于第二阈值则提供到达信号。

说明书

技术领域

本公开总地涉及接收机，并更具体地涉及用于无线通信信号(例如,具有短前 同步码的射频(RF)信号)的接收机。

背景技术

无线RF接收机被用于宽范围的应用，例如智能计量、遥控、家庭安全和报警、 遥测、车库和大门开启器、远程无钥匙进入等。本文所使用的“射频”信号表示传递 有用信息且具有从约3千赫(Hz)到数千吉赫(GHZ)的频率的电信号，且与传递此类信 号的介质无关。由此，RF信号可通过空气、自由空间、同轴电缆、光纤光缆等进行 传输。一种常见的RF接收机是频移键控(FSK)接收机，它可与119-1050兆赫(MHz) 范围内的工业、科学和医疗(ISM)无线电频带兼容。ISM无线电频带是有意为除了通 信以外的工业、科学和医疗目的而使用RF能量所保留的无线电频谱的多个部分。

某些无线通信标准定义了无线分组的前同步码，它基本是接收机检测到的前导 分组，并用以使其控制环安定。这些控制环包括自动增益控制(AGC)、自动频率补偿 (AFC)和位时钟恢复(BCR)。在接收机检测到前同步码结束之后，接收机准备接收一完 全分组的净荷数据。尽管许多标准定义一种相对长的前同步码图案长度(以…… 1010……图案交替出现的大约32个前同步码位)以提供足够时间以使这些环安定，量 表总线(M-总线)标准(第EN13757-4号)的无线版本的N模式定义了一种相对短的前 同步码(以……1010……图案交替出现的大约16个位)。尽管较短的前同步码提供了 接收机更快工作并利用相应省电的机会，然而较短的前同步码也增加了接收机可靠地 检测前同步码信号到达并及时使其控制环安定的负担。

一般来说，已知的接收机需要在它们能可靠地检测前同步码之前使AFC安定。 如果AFC跟踪在RF信号中所包含的噪声并响应于该噪声而漫游，则接收机可能争取 检测前同步码信号，并可能丢失前同步码和之后的数据分组。

附图简述

通过参照附图，能更好地理解本发明，而且使本发明的多个特征和优点对本领 域技术人员显而易见，在附图中：

图1以部分框图和部分示意图形式示出了根据一个实施例的接收机；

图2以框图形式示出了可用于图1的数字处理器中的信号到达检测器；

图3以框图形式示出了可用作图2的相位点击(phase click)检测器的相位点 击检测器；

图4以框图形式示出了可用作图2的偏差检测器的偏差检测器；

图5以框图形式示出了可分别用作图2的控制器和一组比较器的控制器和一组 比较器；

图6示出了图1的接收机的操作的时序图；

图7示出了图5的控制器的状态图；以及

图8示出了图2的信号到达检测器的操作的时序图；

在不同附图中使用相同的附图标记表示相似或相同的零件。

具体实施方式

图1以部分框图和部分图解形式示出根据一个实施例的接收机100。对于图1 所示的例子，接收机100总地包括模拟接收机110、数字信道电路120、被标记为“SPI” 的串行外设接口(SPI)控制器130以及天线140。

模拟接收机110包括被标记为“LNA”的低噪放大器112、多个滤波器和混频 器114、多个可编程增益放大器116(被标记为“PGA”)以及模-数转换器118(被标记 为“ADC”)。LNA112具有：一输入，用于接收被标记为“RF”的射频广播信号；以 及一输出。多个滤波器和混频器114具有连接至LNA112的输出的第一输入、连接至 锁相环(未示出)的输出以接收本机振荡器信号的第二输入、和提供被标记为“I”的 同相中频(IF)输出的第一输出、以及提供被标记为“Q”的正交IF输出的第二输出。 每个PGA116具有：连接至多个滤波器和混频器114的第一输出的第一输入，用以接 收I信号；以及连接至多个滤波器和混频器114的第二输出的第二输入，用以接收Q 信号；第一输出；以及第二输出。ADC118具有：连接至多个PGA116的第一输出的 第一输入；连接至多个PGA116的第二输出的第二输入；以及提供被标记为“DIGITAL I,Q(数字I,Q)”的一组信号的输出。

数字信道电路120包括被标记为“MODEM FIFO”的调制器-解调器先入先出 缓冲器122以及数字处理器124。“MODEM FIFO”122连接至SPI130。数字处理 器124具有：连接至ADC118的输出的输入，用以接收“DIGITAL I,Q(数字I,Q)” 信号；用于提供被标记为“ARRIVAL SIGNAL(到达信号)”的信号的第一输出；以及 用于提供被标记为“FIRST PASS ARRIVAL SIGNAL(初次通过到达信号)”的信号的 第二输出。

SPI130连接至MODEM FIFO122，具有：连接至数字处理器124的输出的第 一输入，用以接收“ARRIVAL SIGNAL(到达信号)”；连接至数字处理器124的 输出的第二输入，用以接收“FIRST PASS ARRIVAL SIGNAL(初次通过到达信号)”， SPI130连接至数字处理器124，并适于连接至一组SPI外设(未示出)。

天线140将RF信号传递至LNA112的输入。

一些已知的接收机通过将解调的数据流与预期的位序列作比较来检测信号的 到达。接收机使用这种技术来检测前同步码图案。然而，由于依赖于解调的数据，接 收机可能容易丢失前同步码和之后的数据分组。当接收机尝试检测较短的前同步码 时，这种问题增加了难度。另外，一些已知的接收机可使用图案识别技术来检测前同 步码。尽管图案识别技术可提供更可靠的方式来检测前同步码，然而图案识别电路一 般消耗宝贵的电路面积和接收机功率。

如本文所述的接收机取得快速频率收敛并节省功率，同时在相对短时间周期内 可靠地检测短前同步码。接收机包括对频率偏移很好地作出反应的信号到达检测器， 由此AFC能被延迟直到信号到达检测器检测到前同步码信号为止。

在操作中，LNA112从天线140接收RF信号，并将放大的内部信号提供给滤 波器和混频器114。在一个实施例中，RF信号支持M-总线兼容的短前同步码。接收 机100内的PLL(未示出)向滤波器和混频器114提供本机振荡器信号。接收机100使 用本机振荡器信号以支持可配置的数据率，例如从100位/秒(bps)至一百万bps。滤 波器和混频器114将低IF处放大的内部信号转化成同相(I)和正交(Q)分量，并随后 对相应低通滤波器内的I和Q信号进行滤波，所述低通滤波器拒绝高于选定IF的频 率。使用公知的AGC技术调整PGA116中的信号电平。ADC118将PGA116的输出转 化成“DIGITAL I,Q(数字I,Q)”信号。MODEM FIFO122通过SPI130与例如未 示出的微控制器单元(MCU)交换数据，并采集从FIFO缓冲器接收的数据，将发送数 据施加至FIFO缓冲器，并配置无线电。MODEM FIFO122是支持不同配置的128千 字节(kB)FIFO。在一种配置中，MODEM FIFO122工作在64kB发送FIFO和64kB 接收FIFO。在另一配置中，MODEM FIFO122作为128kB接收FIFO工作。在又一 配置中，MODEM FIFO122包括128kB发送FIFO。在检测到要求的信号(例如短前 同步码)之后，数字处理器124在数字域中处理“DIGITAL I,Q”信号以形成“ARRIVAL SIGNAL”。在一个实施例中，接收机100是FSK兼容的接收机。

图2以框图形式示出可用于图1的数字处理器124中的信号到达检测器200。 对于图2所示的例子，信号到达检测器200一般包括相位逻辑单元210、相位点击检 测器220、偏差检测器230、控制器240、一组比较器250和解调器260。相位逻辑单 元210包括被标记为“CORDIC”的坐标旋转数字计算机212和鉴相器214。对于图 2中的实现，相位逻辑单元210和解调器260被图示为单独的功能。在其它实施例中， 解调器260可包括信号到达检测器200的选定功能，例如相位逻辑单元210。

CORDIC212具有用于接收“DIGITAL I,Q”信号的输入和用于提供被标记为 “θ_IN”的信号的输出。鉴相器214具有：连接至CORDIC212输出的输入，用以接 收θ_IN信号；以及输出，用以提供被标记为“F_OUT”的信号。

相位点击检测器220具有：第一输入，用以接收被标记为“T_W”的信号；连 接至鉴相器214的输出的第二输入，用以接收F_OUT信号；第三输入，用以接收被标 记为“COUNT VALUE(计数值)”的信号；以及输出，用以提供“相位点击”(有时 被成为“相位跳跃”)信号，其被标记为“PJ”。偏差检测器230具有：连接至鉴相 器214的输出的第一输入，用以接收F_OUT信号；第二输入，用以接收T_W信号；以及 输出，用以提供被标记为“DEV”的偏差信号。控制器240具有：连接至相位点击检 测器220的输出的第一输入，用以接收PJ信号；连接至偏差检测器230的输出的第 二输入，用以接收DEV信号；第三输入，用以接收被标记为“ENABLE(启用)”的增量 信号；连接至相位点击检测器220的第一输入和偏差检测器230的第二输入的第一输 出，用以提供Tw信号；以及第二输出，用以提供被标记为“VALUE(值)”的信号。这 组比较器250具有：连接至控制器240的第二输出的输入；用以接收“VALUE”信号； 第一输出，用以提供“ARRIVAL SIGNAL”；以及第二输出，用以提供“FIRST PASS  ARRIVAL SIGNAL”。解调器260具有：第一输入，用以接收“DIGITAL I,Q”信 号；连接至一组比较器250的第一输出的第二输入，用以接收“ARRIVAL SIGNAL”； 以及输出，用以提供“DEMODULATED SIGNAL”(解调的信号)。

在操作中，ADC118将“DIGITAL I,Q”信号提供给CORDIC212。CORDIC212 计算“DIGITAL I,Q”信号的相对相位并将θ_IN提供给鉴相器214。“DIGITAL I,Q” 信号包括加性白高斯噪声(AWGN)，它是通过傅立叶变换方程表示的：

AWGN(t)＝A_n(t)x(e^-iwt+θn(t))；   [1]

其中“A_n”是AWGN(t)信号的振幅，“θ_n”是AWGN(t)信号的相位，“w”是真实 频率变量，而“i”是通过傅立叶变换使用的复数。

鉴相器214将F_OUT信号提供给相位点击检测器220。F_OUT信号具有时变振幅、 相位和频率分量。在频域中，鉴相器214提供具有θ_IN信号的相移信息的F_OUT信号。 相位点击检测器220使用包含在FOUT信号的相位分量中的信息，所述信息被数学地 表示为θ_IN的一阶导数：

$V\left(t\right)=\frac{\mathrm{d\theta IN}\left(t\right)}{\mathrm{dt}};---\left[2\right]$

相位点击检测器220在一定时窗内对与F_OUT信号的某些相位改变对应的许多 相位点击进行计数，所述定时窗是由作为可编程的T_W周期的T_W信号定义的。当在 Tw周期内检测到的相位点击的数目小于由“COUNT VALUE(计数值)”信号确定 的阈值时，相位点击检测器220使PJ信号有效(PJ＝1)。当在Tw周期内检测到的相位 点击的数目大于或等于由“COUNT VALUE”信号确定的阈值时，相位点击检测器 220使PJ信号无效(PJ＝0)。“COUNT VALUE”信号为相位点击检测器220定义适 当的相位点击数目，以指示RF信号是否受噪声主宰或RF信号是否可能是有效信号。 例如，当RF信号具有低信噪比时，相位点击检测器220检测到相对高数量的相位点 击(例如在Tw周期内代表2位周期的4次相位点击)，其中Tw周期是发射机发送数据 位所花费的时间量。较高数量的相位点击表示RF信号是受噪声主宰的。随着RF信号 的信号电平强度增加，相位点击检测器220检测到较低数量的相位点击(例如在Tw 周期内的0-1次相位点击)。作为一个基准点，0或1次相位点击与4次相位点击之 间的差是RF信号的信号强度的大约1-2dB。

相位点击检测器220和偏差检测器230分别向控制器240提供PJ信号和DEV 信号。控制器240周期地形成T_W信号以供内部使用，并也向其它功能提供T_W信号， 例如相位点击检测器220和偏差检测器230。T_W周期可被配置为例如M总线前同步 码图案的2位周期。当由“ENABLE”信号启用时，控制器240在一个或多个可编程 T_W周期对PJ和DEV信号的值作出响应。控制器240能对多个T_W周期内的多个PJ 信号作出计数，例如4个连续Tw周期内的4个PJ信号。控制器240也能基于例如 PJ和DEV信号的值以及特定计数的值来修正计数。

控制器240向一组比较器250提供“VALUE”信号以指示它已在一个或多个Tw 周期内检测到在PJ信号上的相对少数量的相位点击。这组比较器250通过提供 “ARRIVAL SIGNAL”作出响应以指示其已检测到短的前同步码信号。解调器260 基于“DIGITAL I,Q”信号形成“DEMODULATED SIGNAL”并使用“ARRIVAL SIGNAL”，以例如提高解调器260、AFC和AGC的性能。在一个实施例中，解调 器260在接收到“ARRIVAL SIGNAL”之后在前同步码上发起AFC。接收机100在 一组比较器250使“ARRIVAL SIGNAL”有效之后激活AFC，以防止在检测到前同 步码之前输入噪声上的AFC频率漂移。解调器260能够在一组比较器250使 “ARRIVAL SIGNAL”有效之前测量“DIGITAL I,Q”信号的频率偏移。解调器260 能在一组比较器250使“ARRIVAL SIGNAL”有效之后补偿“单冲”中的“DIGITAL I,Q”信号的频率漂移。在图示实施例中，解调器260也响应“ARRIVAL SIGNAL” 的激活而退出睡眠模式。在又一实施例中，解调器260在接收到“ARRIVAL SIGNAL” 之后在前同步码上发起BCR。

组合相位点击检测器220和偏差检测器230的能力允许一组比较器250在检测 到要求的信号(例如短前同步码)之后可靠地使“ARRIVAL SIGNAL”有效，同时忽 略不打算由接收机100处理的其它信号。例如，一组比较器250对于诸如未调制音的 信号或具有不同偏差或数据率的信号将不使“ARRIVAL SIGNAL”有效。

由此，信号到达检测器200基于相位点击数小于窗内一阈值而提供到达信号， 接收机可靠地检测相对短时间周期内的短前同步码，同时降低其功耗。

图3以框图形式示出可用作图2的相位点击检测器220的相位点击检测器300。 对于图3所示的例子，相位点击检测器300包括被标记为“TH1”的阈值电路310、 比较器320、相位点击计数器330和比较器340。

阈值电路310具有用于提供相位改变阈值的输出。比较器320具有：连接至阈 值电路310的输出的第一输入，用以接收相位改变阈值；第二输入，用以接收F_OUT信号；以及输出。相位点击计数器330具有：被标记为“RESET(复位)”的第一输入， 用以接收Tw信号；连接至比较器320的输出的第二输入；以及输出，用以提供被标 记为“COUNT(计数)”的信号。比较器340具有：第一输入，用以接收“COUNT VALUE(计数值)”信号；连接至相位点击计数器330的输出的第二输入，用以接收 “COUNT”信号；以及输出，用以提供PJ信号。

在操作中，比较器320接收F_OUT信号并将F_OUT信号的相位改变与由阈值电路 310提供的相位改变阈值作比较。阈值电路310可例如基于接收机100的调制参数提 供TH1，并可基于由信号到达检测器200使用的差别间隔提供TH1。对于图3所示的 例子，比较器320基于AWGN的相位改变向相位点击计数器330提供相位点击，其 被表示为：

相位点击＝θ_n(i)-θ_n(i-1)>TH1；  [3]

相位点击计数器330将与在Tw周期内计数的相位点击数对应的“COUNT”信号 提供给比较器340。当计数的相位点击数为低时，例如0或1相位点击，比较器340 使PJ信号有效。当Tw周期届满时，Tw信号定义下一周期并复位相位点击计数器330。

在一个实施例中，相位点击检测器300包括移动平均滤波器，它对若干Tw周 期上检测到的相位点击的数目求平均。当移动平均值降至某一阈值以下时，信号到达 检测器200确定RF信噪比足够强以检测接收的信号作为短前同步码。

图4以框图形式示出可用作图2的偏差检测器230的偏差检测器400。对于图 4所示的例子，偏差检测器400包括滤波器410、被标记为“HIGH HOLD(高保持)” 的高保持寄存器420、被标记为“LOW HOLD(低保持)”的低保持寄存器430、减法 器440、窗比较器450以及被标记为“TH3”的阈值电路460。

滤波器410具有用于接收F_OUT信号的输入以及输出。高保持寄存器420具有 连接至滤波器410的输出的第一输入、用于接收Tw信号的第二输入、以及输出。低 保持寄存器430具有连接至滤波器410的输出的第一输入、用于接收Tw信号的第二 输入、以及输出。减法器440具有：被标记为“+”的连接至高保持寄存器420的输 出的输出的第一输入；被标记为“-”的连接至低保持寄存器430的输出的第二输入； 以及输出。窗比较器450具有：连接至阈值电路460的输出的第一输入，用于接收峰 值-峰值频率阈值；连接至减法器440的输出的第二输入；以及提供DEV信号的输出。

在操作中，滤波器410接收F_OUT信号并对F_OUT信号作滤波以使高保持寄存器 420和低保持寄存器430能正确地更新(通过图4示出的逻辑)在定时窗内遇到的高值 和低值。由此，如果滤波器410在Tw周期内分别提供超出或低于由高保持寄存器420 和低保持寄存器430存储的之前值，逻辑分别增加或减小高保持寄存器420和低保持 寄存器430内的值。类似于相位点击计数器330，在每个Tw周期届满时，Tw信号定 义下一周期并复位高保持寄存器420和低保持寄存器430。在Tw信号对高保持寄存 器420和低保持寄存器430作复位之前，减法器440确定在Tw周期结束时测得的低 峰值-峰值频率偏差和测得的高峰值-峰值偏差之间的差。阈值电路460存储对于窗比 较器450的低和高阈值。如果高值和低值之间的差(即峰值-峰值偏差或F_PP)在低阈值 和高阈值之间，则窗比较器450激活DEV信号以指示可代表前同步码图案的有效偏差。

对于图4中所示的例子，窗比较器450激活DEV信号，当：

F_PP_MIN_TH<F_PP<F_PP_MAX_TH；  [4]

其中阈值电路460存储F_PP_MIN_TH和F_PP_MAX_TH。

在另一实施例中，偏差检测器400确定在若干T_W周期内计算出的若干偏差误 差的绝对值，并且偏差检测器400组合并求平均偏差误差以提高DEV信号的准确性。 在又一实施例中，解调器260在偏差检测器400正在处理F_OUT信号时禁用AFC电路， 以提高DEV信号的准确性。

图5以框图形式示出控制器和一组比较器500，它们可分别用作图2的控制器 240和一组比较器250。对于图5所示的例子，控制器和比较器500一般包括控制器 510和一组比较器520。

控制器510包括窗定时器512、状态机514和有效计数器516。窗定时器512 具有用于提供Tw信号的输出。状态机514具有：第一输入，用以接收PJ信号；第二 输入，用以接收DEV信号；第三输入，用以接收“VALUE”信号；被标记为“ADD(加)” 的第一输出；被标记为“FREEZE(冻结)”的第二输出；被标记为“SUB(减)”的第三 输出；以及被标记为“RESET(复位)”的第四输出。有效计数器516具有：第一输入， 用以接收“ENABLE”信号；连接至窗定时器512的第二时钟输入，用以接收Tw信号； 连接至状态机514的ADD输出的第三输出；连接至状态机514的“FREEZE”输出的第 四输入；连接至状态机514的“SUB”输出的第五输入；连接至状态机514的“RESET” 输出的第六输入；以及连接至状态机514的输入的输出，用以提供“VALUE”信号。

一组比较器520包括被标记为“TH2”的阈值电路522、比较器524、被标记为 “TH4”的阈值电路526以及比较器528。阈值电路522具有用于提供计数阈值的输 出。比较器524具有：连接至阈值电路522的输出的第一输入，用以接收计数阈值； 连接至有效计数器516的输出的第二输入，用以接收“VALUE”信号；以及输出，用 以提供“ARRIVAL SIGNAL”。阈值电路526具有用于提供计数阈值的输出。比较 器528具有：连接至阈值电路526的输出的第一输入，用以接收计数阈值；连接至有 效计数器516的输出的第二输入，用以接收“VALUE”信号；以及输出，用以提供“FIRST PASS ARRIVAL SIGNAL”。

在操作中，窗定时器512向有效计数器516提供Tw信号，并如前所述，也向 信号到达检测器200的其它功能提供Tw信号。当由“ENABLE”信号启用时，有效计 数器516向一组比较器520提供“VALUE”信号。有效计数器516也向状态机514提 供“VALUE”信号。状态机514通过基于PJ、DEV和“VALUE”信号控制“VALUE” 信号的数值来作出响应。

对于图5所示的例子，状态机514基于PJ信号控制有效计数器516的值，以 指示在一个或多个Tw周期内的某一数量的相位点击。在控制器510中，状态机514 也基于DEV信号控制有效计数器516的值，以指示在一个或多个Tw周期内F_OUT信号 相比相位改变阈值的相位偏差。响应于PJ和DEV信号的状态，状态机514可转变至 有限状态数。例如，状态机514能够将某一数量的计数加至有效计数器516，从有效 计数器516减去某一数量的计数，冻结有效计数器516的计数，或复位有效计数器 516的计数。

比较器524将通过“VALUE”信号表示的计数与通过阈值电路522提供的就某 一计数作比较。当“VALUE”信号指示例如在一个或多个Tw周期内与PJ信号对应的 相对小数量的相位点击，在小数量的计数小于由阈值电路522提供的值的情形下，比 较器524使“ARRIVAL SIGNAL”有效以指示短前同步码信号足够强以使信号到达 检测器200检测到。

比较器528将通过“VALUE”信号表示的计数与通过阈值电路526提供的就某 一计数作比较。当“VALUE”信号指示例如在一个或多个Tw周期内与PJ信号对应的 相对小数量的相位点击，在小数量的计数小于由阈值电路526提供的值的情形下，比 较器528使“FIRST PASS ARRIVAL SIGNAL”有效，并且作为响应，接收机100对 主机MCU产生中断信号。如果比较器528未检测到初次通过信号到达，则接收机100 可扫描下一信道的频率，或可在继续监视“FIRST PASS ARRIVAL SIGNAL”的同时 转变至低功率状态(睡眠状态)。阈值电路526提供小于或等于由阈值电路522提供的 计数(TH2)的计数(TH4)。由此，比较器528一般在比比较器524使“ARRIVAL SIGNAL”有效更少的Tw周期内使“FIRST PASS ARRIVAL SIGNAL”有效。

图6示出图1的接收机100的操作的时序图600。水平轴代表以微秒计的时间， 而垂直轴代表以伏特计的各信号的振幅。时序图600示出一波形610，该波形610对 应于“DEMODULATED SIGNAL”。水平轴表示四个尤其感兴趣的时间点，其被标 记为“t₀”、“t₁”、“t₂”和“t_N”。

如图6所示，在从t₀至t₁的时间周期内，波形610代表由方程[1]定义的AWGN 主宰的θ_IN信号。当波形610的值大于由阈值电路310提供的阈值时，相位点击检测 器300根据方程[2]和[3]对波形610的相位点击计数。波形610的每次相位点击被图 示为垂直轴上的点V1和V2之间的“尖峰”，其中v(t)中的尖峰的值大于由阈值电 路310提供的阈值。

在从t1至t2并重复通过时间点t_N的时间周期，信号到达检测器200未检测到 波形610中相位点击的发生。在该周期内，波形610不再由AWGN主宰。在从t₂至t_N的时间周期内，波形610代表滤波频率调制的(FM)时变信号。滤波FM信号通过下列 方程定义：

S(t)＝A_S x(e^-iwt+θs(t))；   [5]

其中“A_s”是滤波FM信号的振幅，而“θ_s”是滤波FM信号的相位。

控制器240对低数量的相位点击(例如图6中的零相位点击)作出响应以提供 “ARRIVAL”信号，从而指示短前同步码信号足够强以使信号到达检测器200检测到。

图7示出图5的控制器510的状态图700。状态图700、示出感兴趣的三种状 态，包括加状态710、冻结状态712以及复位状态714。

加状态710具有在被标记为“PJ＝1DEV＝1”条件下的第一输入转变、在被标 记为“PJ＝1DEV＝1”条件下的第二输入转变、在被标记为“PJ＝1DEV＝1”条件下的 第一输出转变以及在被标记为“PJ＝0DEV＝0”条件下的第二输出转变。冻结状态712 具有在条件PJ＝1DEV＝1下从加状态710的第一输入转变、在条件PJ＝1DEV＝0下的 第二输入转变、在条件PJ＝1DEV＝1下至加状态710的第一输出转变以及在被标记为 “PJ＝0DEV＝0”的条件下的第二输出转变。复位状态714具有在条件PJ＝0DEV＝0 下从加状态710的第一输入转变、在条件PJ＝0DEV＝0下从冻结状态712的第二输入 转变、在条件PJ＝1DEV＝1下至加状态710的第一输出转变以及在PJ＝1DEV＝0的条 件下至冻结状态712的第二输出转变。

表1示出对于PJ、DEV和“COUNT”信号的各种组合的状态机514的示例性状 态转变。当有效计数器516具有低计数值时(例如≤2)，状态机514可转变至复位状 态714，以调整PJ和DEV信号的不准确性、假阳性、未命中或错误。另外，当有效 计数器516具有较高值时(例如＞2)，状态机514可转变至减状态(状态图700中未示 出)，或转变至冻结状态712以调整PJ和DEV信号的怀疑不准确性或错误。注意，状 态机514能够加或减值1，并也能加或减其它值至或自有效计数器516。如提到的那 样，一般来说，如表I所示，当使PJ和DEV信号两者均有效时状态机514转变至加 状态710，当使PJ信号有效并且未使DEV信号有效时转变至冻结状态712，并当未使 PJ和DEV信号两者有效时转变至复位状态714或减状态。

表I

图8示出图2的信号到达检测器200的操作的时序图800。水平轴代表以微秒 计的时间，而垂直轴代表以伏特计的各信号的振幅。时序图800示出四个感兴趣的波 形，并且计数阈值TH2作为基准线，包括与“DEMODULATED SIGNAL”对应的波 形810、与PJ信号对应的波形812、与被标记为“VALID COUNTER VALUE”的 “VALUE”信号对应的波形814、与“ARRIVAL SIGNAL”对应的波形816。水平 轴表示四个尤其感兴趣的时间点，其被标记为“t₀”、“t₁”、“t₂”和“t₃。”

如图8所示，波形810对应于图6的波形610。在从t0至t1的时间周期内，波 形812具有相对高数量的相位点击。在从t₁至t₂的时间周期，并继续通过从t₂至t₃的时间周期，波形812不包括任何相位点击。例如，在波形814中的每个“阶”期间， 其中每个阶具有由Tw信号定义的宽度，有效计数器516不检测到波形812中的任何 相位点击。在时间周期T₃，一组比较器250使“ARRIVAL SIGNAL”有效以指示其 已检测到要求的信号(例如短前同步码)，这对应于在波形812中零相位点击的检测。

由此，如本文所述的接收机取得快速频率收敛并节省功率，同时在相对短时间 周期内可靠地检测短前同步码。接收机信号到达检测器对频率偏移很好地作出反应， 由此AFC能被延迟直到信号到达检测器检测到前同步码信号为止。数字信号处理器具 有信号到达检测器，该信号到达检测器基于相位点击数小于窗内一阈值而提供到达信 号。在一个实施例中，信号到达检测器通过将相位点击检测与频率偏差检测组合来改 善信号到达检测，其中偏差检测器基于相位改变信号的低检测偏差和相位改变信号的 高检测偏差之间的差小于一阈值而提供偏差匹配信号。信号到达检测器也包括：连接 至相位点击检测器的控制器，用以计算在时间窗内相位点击的数目；以及比较器，用 以比较窗内的相位点击数，以在相位点击数小于第二阈值的情况下提供到达信号。

以上公开的主题被认为是说明性而不是限制性的，而且所附权利要求旨在覆盖 落入权利要求的真实范围中的所有这些修改、加强以及其它实施例。例如，如图5 所示，控制器和比较器500示出状态机514的硬件实现。在其它实施例中，状态机 514可通过一系列程序步骤来实现，或者通过能响应于事件或条件保持在一个状态的 任何硬件功能来实现，并还能当由事件或条件触发时转变至有限数量的其它状态中的 一个状态。

注意，所示实施例讨论了可与M总线无线通信标准兼容的交替……1010……图 案的短前同步码。在其它实施例中，信号到达检测器200可检测与另一通信协议兼容 的另一类型信号的到达。例如，信号到达检测器200可检测具有与旧有通信标准兼容 的较长前同步码长度的信号。另外，接收机100的电路可在检测要求信号到达的同时 工作在不同占空比下，以节省功率。

注意在图2和图5中，相位点击检测器220提供PJ信号并且偏差检测器230 提供DEV信号至状态机514。在其它实施例中，信号到达检测器200可使用例如仅由 相位点击检测器220提供的PJ输出检测要求的信号，并且信号到达检测器200没有 偏差检测器230也可实现。

因此，为了获得法律允许的最大范围，本发明的范围将由所附权利要求和它们 的等价物所允许的最宽泛解释来确定，而且不应当受以上详细描述约束或限制。