用于身体耦合通信设备的接收器、收发器、收发器模块、身体耦合通信系统和唤醒身体耦 ...的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于身体耦合通信设备的接收器模块、发射器模块和收发器模块。本发明进一步涉及包括接收器模块、发射器模块和/或收发器模块的身体耦合通信设备。本发明进一步涉及唤醒身体耦合通信设备的身体耦合接收器的方法。
【背景技术】
[0002]身体耦合通信(BCC)允许位于例如用户身体处或用户身体邻近处的设备之间的信息交换。取代于经由电线或取代经由无线电信号，BCC信号经由身体来传输。信号经由低能量电场来传输，所述低能量电场电容性或电流性地耦合到身体表面上。所述低能量电场经由例如电极的耦合器耦合到身体。有时，术语天线在BCC领域中用于标识耦合器，然而，在BCC中，没有任何无线电信号是经由耦合器传输的，并且只有低能量电场经由耦合器被生成或被接收。当用户身体直接邻近设备的耦合器时，BCC是可能的，并且设备与身体之间的电容性或电流性耦合是传输信号的基础。在其他实施例中，身体可以与耦合器直接接触。BCC具有某些特定优点，诸如:在身体耦合通信中所使用的能量的量相对低，以及身体耦合通信的信号仅被直接邻近身体的设备接收(或传输)，其中，所述身体形成了身体耦合通信的传输信道。由此，身体耦合通信的覆盖区域是受限制的。
[0003]在已公布的专利申请W02010/049842A1中，已公开了一种用于接收身体耦合通信信号的示例性通信装置和方法。尽管在身体耦合通信中所使用的能量的量相对低，但所引用的现有技术的通信装置仍然可能会使用太多能量。特别在BCC领域中，诸如腕表、移动电话等的相对小的设备可以在通信系统中使用，并且这样的设备一般具有有限的能量资源。
[0004]在已公布的专利申请W02011/0299512A1中，提供了一种通信设备，所述通信设备包括用于按照通信方案执行通信的第一通信单元。所述通信方案用于应用来自与人类身体接触或被放到人类身体邻近处的信号电极的电压，以及用于在人类身体表面上生成电场近场并执行传输。第二通信单元不同于第一通信单元，并且包括:切换信号检测单元，其用于根据由第一通信单元间歇地接收的信号检测用于将第二通信单元从电力节省模式切换到正常模式的模式切换信号；以及切换控制单元，其用于在由切换信号检测单元检测到了模式切换信号的情况下将第二通信单元从电力节省模式切换到正常模式。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，提供一种使用较少电力的身体耦合通信设备和/或系统的模块，以及提供一种使用较少电力的身体耦合通信设备。
[0006]本发明的一个方面提供一种接收器模块。本发明的另一方面提供一种收发器模块。本发明的一个另外的方面提供一种身体耦合通信设备。在本发明的又一方面中，提供一种唤醒身体耦合通信设备的身体耦合接收器的方法。有利实施例在从属权利要求中限定。
[0007]根据本发明的一个方面的用于身体耦合通信设备的接收器模块包括耦合器、主接收器和唤醒接收器。接收器模块用于经由身体传输信道接收信号。耦合器从身体传输信道接收信号，其中，身体传输信道在用户身体直接邻近耦合器时跟随所述身体。主接收器耦合到耦合器，并且经由通过身体传输信道而传输的信号来接收数据。主接收器可以在休眠模式中操作，并且可以在操作模式中操作。唤醒接收器也耦合到耦合器，并且向身体耦合通信设备的电路提供唤醒信号，以便直接或间接地将主接收器配置为在操作模式中。唤醒接收器包括允许在预定义频谱范围中的信号通过的带通滤波器，其中，所述预定义频谱范围与经由身体传输信道而传输的唤醒信号相关。当在预定义频谱范围中由耦合器接收的信号能量超过能量阈值水平时，唤醒接收器生成唤醒信号。
[0008]根据本发明，接收器模块被细分为唤醒接收器和主接收器。主接收器一般是要求相对大量的逻辑和处理能力的电路。因此，当主接收器能够进入使用不多的能量的休眠模式时，主接收器可以在时间上在不存在沿着身体传输信道的通信的时刻节省大量能量。然而，当存在沿着身体传输信道的通信时，主接收器必须被唤醒，以使得其在其正常操作模式中操作。从唤醒接收器接收的唤醒信号直接或间接地将主接收器配置为在操作模式中。由此，特别在没有经由身体传输信道的通信的时间段期间，主接收器由于休眠模式而节省大量电力。唤醒接收器具有相对简单的任务，所述任务包括在特定频谱范围内对在耦合器处接收的信号进行滤波，以及确定在特定频谱范围内的信号能量是否超过能量阈值水平。这可以在能量高效的电路中实现，并且由此，唤醒接收器不使用大量电力。由唤醒接收器使用的能量的量少于由主接收器节省的能量的量，其中，所述主接收器在不存在经由身体传输信道的通信的时间段内休眠。由此，上面讨论的接收器模块比身体耦合通信设备的已知接收器模块更加能量高效。
[0009]唤醒信号被提供给身体耦合通信设备的电路。这样的电路例如是身体耦合通信设备的微处理器、微控制器或处理单元，并且该电路将主接收器配置为在操作模式中。这是间接地将主接收器配置为在操作模式中的一个示例，因为唤醒信号没有被直接提供给主接收器。唤醒信号是一种中断信号，其被处理身体耦合通信设备中生成的全部中断的电路接收，并且该电路能够控制身体耦合通信设备的其他元件处于操作模式中。在另一示例中，主接收器自身包括接收唤醒信号的微处理器、微控制器或处理单元，并且当接收到唤醒信号时，这种所集成的微处理器、所集成的微控制器或所集成的处理单元控制主接收器处于操作模式中。在又一另外的示例中，向其提供唤醒信号的电路是主接收器。主接收器可以包括所述唤醒信号被提供给的唤醒输入，以及，主接收器包括某种专用硬件，当唤醒信号在唤醒输入处被接收时，所述专用硬件控制主接收器处于操作模式中。
[0010]唤醒接收器对预定频谱范围中的信号特别敏感。由此，所述预定频谱范围是如下这样的频谱范围，即:信号在该频谱范围中经由身体传输信道被传输给唤醒接收器。实际上意味着，与接收器模块直接邻近相同身体的另一设备为了唤醒接收器模块必须至少在该预定频谱范围中传输能量。本发明不限于特定唤醒信号，并且唯一的限制在于，足够的能量在预定频谱范围中被传输，使得唤醒模块接收到比预定能量阈值水平更多的能量。在一个实施例中，超过所述阈值水平可以与超过幅度阈值相关，因为接收的能量的量通常与接收的信号的幅度相关，并且由此，在该实施例中，这意味着唤醒接收器必须将所接收信号的幅度与幅度阈值水平进行比较。一般来说，能量的量与时间段相关，并且由此，在另一实施例中，预定义阈值水平可以被定义为在唤醒信号被生成之前，必须在预定时间段中接收多于特定量的能量。
[0011]所述直接邻近被定义为主接收器能够经由身体传输信道接收信息的最大距离。所述最大距离是用户身体与耦合器之间的距离。可选地，所述最大距离比10厘米更近或比5厘米更近。可选地，所述最大距离比2厘米更近。在本发明的一个可选实施例中，直接邻近意味着用户触摸耦合器。应当指出，如在领域背景小节中所讨论的，耦合器用于生成或接收低电力电场，以及用于在用户身体与耦合器之间创建电容性或电流性耦合。耦合器可以被体现在电极、金属板等中。
[0012]应当指出，休眠模式是如下这样的模式，即:主接收器不处于操作中，并且不使用很多能量。甚至可以的是，在休眠模式期间，主接收器被完全关闭，并且只有监测唤醒信号的接收的小型监测电路是活动的。尽管在上面讨论的本发明的效果和优点的上下文中不是直接重要的，但主接收器或身体耦合通信设备可以包括控制主接收器进入休眠模式的装置。所述装置例如检测在预定义的时间间隔内是否不存在经由身体传输信道的通信活动。如果在预定义时间间隔期间不存在通信，则主接收器可以被控制进入休眠模式。
[0013]唤醒接收器包括能量水平检测器，所述能量水平检测器被配置为在一个时间间隔期间，检测在预定义频谱范围中的所接收的信号能量的总量是否超过能量阈值水平。在一个时间间隔期间进行检测具有如下这样的优点，即:非常短的干扰信号不会被检测为可能的唤醒信号，因为非常短的干扰信号通常不包括足够能量以超过针对一个时间间隔而定义的能量阈值水平。
[0014]可选地，能量水平检测器包括积分器，其用于对在所述时间间隔持续期间在时间上从特定时刻开始的所接收的能量进行积分；并且能量水平检测器包括比较元件，其用于将积分器的输出与能量阈值水平进行比较。积分器例如有规律地接收用于将已积分的值重置为O的重置信号。然而，能量水平检测器的实施例不限于该已讨论的可选实施例，并且，技术人员能够设计能够在一个时间间隔期间检测所接收的能量的总量是否超过能量阈值水平的其他能量水平检测器。
[0015]可选地，预定义频谱范围被安排在身体耦合通信频谱范围中，其中，所述身体耦合通信频谱范围低于用于经由身体传输信道来传送数据的载波频率。身体传输信道在从50kHz到1MHz的身体耦合通信频谱范围中很好地传输信号，并且对于在从10kHz到IMHz的频率范围中的信号是最优的。为了具有经由身体传输信道的足够高的数据吞吐量，在身体通信设备的发射器与接收器模块之间、在所述发射器和接收器之间的连接初始化之后被传送的数据通常在例如至少IMHz的频率的相对高载波频率处、并且通常在大约1MHz的频率处被传输。可选地，使用不同的载波频率。然而，为了具有能量高效的发射器和/或为了具有能量高效的唤醒接收器，使用相对低频率的信号来唤醒所述接收器模块是有利的。由此，预定义频谱范围被安排低于用于在发射器与接收器之间的连接初始化之后的通信的一个或多个载波频率。例如，预定义频谱范围是从50kHz到1MHz。或者，在另一示例中，预定义频谱范围是从10kHz到1MHz。或者，在另外的示例中，预定义频谱范围是从IlOkHz到500kHzο还有可能，唤醒信号例如在大约7MHz的频率处被传输。在该情况下，预定义频谱范围例如是从6.5到7.5MHzο
[0016]可选地，唤醒接收器包括控制器，所述控制器当能量接收水平检测器检测出阈值水平被超过时生成唤醒信号。控制器可以进一步控制所述时间间隔的开始和所述时间间隔的结束。换句话说，能量接收水平检测器耦合到控制器，并且当能量的总量超过能量阈值水平时，为控制器提供信号。控制器可以基于从能量接收水平检测器接收的信息决定生成唤醒信号。此外，控制器向能量接收水平检测器提供信号，该信号指示何时所述时间间隔开始和/或何时所述时间间隔结束。这样的信号例如可以是用于能量接收水平检测器的可选积分器的重置信号。控制器可以包括定时器，所述定时器在时间上规律的时刻生成被提供给能量接收水平检测器，以重置积分器的信号。控制器和/或定时器可以被配置为使用预定的固定长度的时间间隔，但在特定实施例中，连续的时间间隔的长度可以变化。
[0017]可选地，控制器被配置为确定所述能量阈值水平，以及以控制信号的形式将能量阈值水平提供给能量接收水平检测器。
[0018]可选地，控制器被配置为仅当能量接收水平检测器在两个或更多个连续时间间隔中检测出在预定义频谱范围中的所接收的信号能量的总量超过阈值水平时，生成唤醒信号。由此，当在第一时间间隔期间接收水平检测器检测出阈值水平已被超过时，控制器并不立即生成唤醒信号，而是所述控制器可以开始新的时间间隔，在所述新的时间间隔中接收水平检测器再次检测阈值水平是否被超过。控制器对在多少个连续的时间间隔期间阈值水平被超过进行计数，并且当预定义的最少连续间隔数被超过时生成唤醒信号。应当指出，控制器控制(连续的)时间间隔的开始和结束。在一个实施例中，所述连续的时间间隔具有相同的长度(例如预定义的固定长度)，或者，所述连续的时间间隔具有可变的长度。该可选实施例