CN117978189A - 低功耗唤醒电路、接收机、唤醒序列发送方法和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及通信技术领域,提供了一种低功耗唤醒电路、接收机、唤醒序列发送方法和电子设备,低功耗唤醒电路包括:至少一个窄带滤波器和至少一条低功耗接收通路,至少一个窄带滤波器和至少一条低功耗接收通路一一对应;第一窄带滤波器,分别与天线和第一窄带滤波器对应的第一低功耗通路连接,第一窄带滤波器为至少一个窄带滤波器中的任意一个,第一低功耗通路为一条低功耗接收通路中的一个。该低功耗唤醒电路具有抗干扰、低延迟且低功耗的特点。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域,具体涉及一种低功耗唤醒电路、接收机、唤醒序列发送方法和电子设备。
背景技术
随着终端技术的发展,蓝牙耳机、智能手表等可穿戴设备越来越广泛地应用到人们的生产和生活中。可穿戴设备常常需要和手机建立网络连接来使用。以蓝牙耳机为例,蓝牙耳机通过和手机之间建立蓝牙连接来播放手机的音频文件。通常,蓝牙耳机在不使用的时候可以处于待机状态。待机状态下,蓝牙耳机依然可以监听手机的广播信号。当蓝牙耳机监听到配对的手机下发的广播信号时,则可以切换至工作状态,与手机建立网络连接来使用。
另一方面,可穿戴设备由于体积的限制,常常会使用纽扣电池等小体积的电池。这类型的小体积电池的电池容量也较小,因此可穿戴设备的待机功耗过大会缩短待机时长,影响用户的体验。为了降低待机功耗,传统的方式是通过设置功耗更低的唤醒电路来监听手机的广播信号,同时设置主芯片(例如蓝牙芯片)处于休眠状态。当唤醒电路监听到配对的手机下发的广播信号时,可以唤醒主芯片从而建立网络连接。
然而,唤醒电路所接收的广播信号的频率通常会复用现有的通信频率,因此容易受到干扰,导致接收机无法正常接收并识别出携带唤醒序列的广播信号,影响设备间的通信质量。
发明内容
本申请提供了一种低功耗唤醒电路、接收机、唤醒序列发送方法、装置、电子设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品,抗干扰能力强,确保设备间的通信质量。
第一方面,提供了一种低功耗唤醒电路,应用于接收机,低功耗唤醒电路包括:至少一个窄带滤波器和至少一条低功耗接收通路,至少一个窄带滤波器和至少一条低功耗接收通路一一对应;第一窄带滤波器,分别与天线和第一窄带滤波器对应的第一低功耗通路连接,第一窄带滤波器为至少一个窄带滤波器中的任意一个,第一低功耗通路为一条低功耗接收通路中的一个。
上述窄带滤波器的通带带宽很窄,因此能够能够通过窄带滤波器的干扰信号大大减少,窄带滤波器能够滤除大部分的干扰信号,提高了低功耗唤醒电路的抗干扰能力,提高了唤醒主芯片和主接收通路的唤醒成功率,进而提升了通信质量。相比低占空比的方案来说,延迟更低,在保证待机功耗低的情况下输出唤醒信号的及时性更高,避免了唤醒不及时的情况,提升了用户体验。
需要说明的是,主接收通路可以是单独的接收通路,也可以是和发射通路兼容设计的通路,对此不做限定,只要是能够实现接收功能的通路即可。
在一些可能的实现方式中,至少一条低功耗接收通路,用于在天线接收到的信号携带的唤醒序列和预置序列匹配时,输出唤醒信号。
其中,该唤醒信号可以用于唤醒接收机所在的通信模块的主芯片,例如蓝牙芯片、WIFI芯片等。也可以唤醒主接收通路上的有源器件,例如射频低噪声放大器、VCO等器件。在一些实现方式中,唤醒信号唤醒主芯片后,由主芯片控制主接收通路上的有源器件从休眠模式切换为正常的工作状态。
由于低功耗唤醒电路的待机功耗低,低功耗唤醒电路可以一直处于接收状态,这时,主芯片可以处于休眠状态,因此可以降低设备的待机功耗。低功耗唤醒电路一直监听广播信号,当唤醒序列匹配时,可以向主芯片输出唤醒信号,来唤醒主芯片和主接收通路从休眠状态切换为工作状态。上述低功耗唤醒电路中包括窄带滤波器和低功耗接收通路,由于窄带滤波器的通带较窄,能够有效滤除频率处于通带外的干扰信号,提高了低功耗唤醒电路的抗干扰能力,提高了唤醒主芯片和主接收通路的准确性。相比低占空比的方案来说,延迟更低,在保证待机功耗低的情况下输出唤醒信号的及时性更高,避免了唤醒不及时的情况,提升了用户体验。
在一些可能的实现方式中,第一窄带滤波器包括:高次谐波体声波谐振器和带通滤波器;
高次谐波体声波谐振器,分别与天线和带通滤波器连接,带通滤波器与第一低功耗接收通路连接;或者,带通滤波器,分别与天线和高次谐波体声波谐振器连接,高次谐波体声波谐振器与第一低功耗接收通路连接。
第一窄带滤波器,包括带通滤波器和高次谐波体声波谐振器的组合,为超窄带滤波器。高次谐波体声波谐振是一种频率响应曲线具有多个重复的窄峰的谐振器,通过设置带通滤波器可以从高次谐波体声波谐振器的多个重复的窄峰中选通其中的一个或多个,也即选通一个或多个谐振频率波。当带通滤波器和高次谐波体声波谐振器串联时,带通滤波器的通带的中心频率和高次谐波体声波谐振器的其中一个谐振频率接近,也即高次谐波体声波谐振器的其中一个谐振频率落在带通滤波器的通带内,如此就可以选通这个谐振频率的信号,抑制其他谐振频率的信号,实现超窄带滤波的功能。
在一些可能的实现方式中,高次谐波体声波谐振器的任意两个相邻的谐振频率的间隔的取值范围为10MHz-100MHz,高次谐波体声波谐振器的谐振频率的带宽的取值范围为50KHz-1000KHz,带通滤波器的通带带宽和高次谐波体声波谐振器的任意两个相邻的谐振频率的间隔的差异小于预设差值。
带通滤波器的通带带宽和高次谐波体声波谐振器的任意两个相邻的谐振频率的间隔的差异小于预设差值,说明二者的差异较小,这样,带通滤波器就可以选通高次谐波体声波谐振器的一个谐振频率的信号,从而滤除了大部分的干扰信号,实现超窄带滤波,提高了低功耗唤醒电路的抗干扰能力。
在一些可能的实现方式中,第一低功耗接收通路包括:混频器、中频滤波器、模数转换电路和相关器;混频器,用于对第一窄带滤波器滤波后的唤醒信号进行自混频,并将自混频所产生的信号传输至中频滤波器;中频滤波器,用于对混频器输出的信号进行滤波,并将滤波得到的中频模拟信号传输至模数转换电路;模数转换电路,用于将中频模拟信号转换为数字信号,并将数字信号传输至相关器;相关器,用于将数字信号携带的唤醒序列和预置序列进行对比,并输出第一匹配结果。
当广播信号经过窄带中频滤波器后,可以分两路分别进入混频器的本振端口和射频端口进行自混频,自混频后的广播信号由混频器的中频端口输出并经过中频滤波器2滤除多次谐波,得到中频模拟信号。中频模拟信号进入模数转换电进行模数转换,得到数字信号。该数字信号进入相关器中进行解码,得到唤醒序列。相关器将解码得到的唤醒序列和相关器中存储的预置序列进行比较,输出第一匹配结果。如果唤醒序列和预置序列匹配,则可以输出唤醒信号作为第一匹配结果,该唤醒信号可以是高电平;如果唤醒序列和预置序列不匹配,则可以不输出唤醒信号,或者输出低电平作为第一匹配结果,实现了唤醒序列的精准解码。
在一些可能的实现方式中,第一低功耗接收通路还包括:低噪声放大器,模数转换电路为比较器;低噪声放大器,用于对中频模拟信号进行放大;比较器,用于将滤波和放大后的中频模拟信号转换为数字信号。
通过加入低噪声放大器可以对中频信号进行放大的同时确保较高的信噪比,确保了解析出的唤醒序列的准确性,提高了唤醒成功率。
在一些可能的实现方式中,至少一条低功耗接收通路的数量为多条,电路还包括:投票电路;投票电路,用于根据多条低功耗接收通路的相关器输出的第一匹配结果,输出唤醒信号。
在一些可能的实现方式中,投票电路为或门。
当存在多条低功耗接收通路时,投票电路为或门的情况下,只要有一条低功耗接收通路输出高电平,投票电路就可以输出高电平作为唤醒信号,不会因为干扰信号和一个频率的广播信号的频率相同或相近导致无法准确输出唤醒信号的情况,这样可以规避干扰信号,从而提高了抗干扰的能力的同时,提高了唤醒的成功率。
在一些可能的实现方式中,投票电路为与门。
当存在多条低功耗接收通路时,投票电路为与门可以在多低功耗接收通路均输出高电平的情况下,才输出高电平作为唤醒信号,这样可以避免干扰信号导致的误唤醒发生,提高了输出唤醒信号的准确性。
在一些可能的实现方式中,至少一个窄带滤波器的数量为多个,每个窄带滤波器的通带频率均不相同。
每个窄带滤波器的通带频率均不相同则可以选通不同频率的广播信号,在存在干扰信号的情况下,就可以规避干扰信号的频率,采用没有被干扰的频段来传输广播信号,提高了抗干扰能力。
在一些可能的实现方式中,至少一个窄带滤波器的数量为二个或三个。
窄带滤波器的数量过多,相应的低功耗接收通路的数量也会越多,这样会导致器件数量增加,所占用的体积增加,以及成本上升。窄带滤波器的数量过少,相应的低功耗接收通路的数量也会越少,这样所能够通过的频率就越少,可能导致抗干扰能力下降。本实现方式中,采用二个或三个窄带滤波器,相应的采用两条或三条低功耗接收通路,能够有效规避干扰信号的频段的同时,还能够合理控制电路的器件数量和体积,以及有效控制成本,因此更为合理。
第二方面,提供了一种接收机,接收机包括主接收通路,以及如第一方面中任一低功耗唤醒电路。
在一些可能的实现方式中,接收机还包括:开关;开关分别与低功耗唤醒电路、主接收通路和天线连接;开关,用于当低功耗唤醒电路输出唤醒信号时,连通天线和主接收通路。
使用开关来选通主接收通路和低功耗唤醒电路可以实现天线复用,无需改变现有的通信***的结构,并且节约了天线的数量,降低了成本和天线设计的难度。
在一些可能的实现方式中,开关为单刀双掷开关,单刀双掷开关的公共端与天线连接。
第三方面,提供了一种唤醒序列发送方法,应用于第一电子设备,第一电子设备用于向第二电子设备发送唤醒序列,唤醒序列用于表征第一电子设备的身份,第二电子设备包括低功耗唤醒电路,低功耗唤醒电路包括至少一个窄带滤波器;方法包括:第一电子设备接收连接指令,连接指令用于指示第一电子设备和第二电子设备建立网络连接;响应于连接指令,第一电子设备分别按照预设频率集合中的多个频率向第二电子设备发送唤醒序列;其中,多个频率为第一频率范围内的频率,预设频率集合中包括第一频率和第二频率,第一频率和第二频率相差预设带宽,第一频率为多个频率中的任意一个,第二频率和第一频率不同,第一频率范围为至少一个窄带滤波器的通带的中心频率在预设温度范围内的漂移范围。
上述第一电子设备可以是手机等发送广播信号的设备,第二电子设备可以是待机状态的蓝牙耳机等设备。当用户需要将作为第一电子设备的手机和作为第二电子设备的蓝牙耳机连接时,可以向第一电子设备输入连接指令,例如点击第一电子设备中的蓝牙耳机的标识。手机接收到用户的点击操作触发的连接指令,可以按照能够覆盖窄带滤波器的温漂范围的可调的频点,重复轮发携带唤醒序列的广播信号。例如,上述多个频率为预设频率集合中的频率,且该预设频率集合中的多个频率能够覆盖能够第一频率范围,第一频率范围为窄带滤波器的通带的中心频率在预设温度范围内滤波器的通带的中心频率的漂移范围,即窄带滤波器的温漂范围。上述预设频率集合中的任意两个相邻的频率相差预设带宽。
可选地,当低功耗唤醒电路包括一个窄带滤波器时,第一频率范围可以为该窄带滤波器的通带的中心频率在预设温度范围内的漂移范围;当低功耗唤醒电路包括多个窄带滤波器时,第一频率范围可以为多个窄带滤波器的通带的频率在预设温度范围内的漂移范围的范围之和。
该实现方式中,即使第二电子设备中的低功耗好唤醒电路中的窄带滤波器产生温漂,经过轮发,发送端总会发出一个落在窄带滤波器的通带内的广播信号,从而输出唤醒信号。该方法能够避免窄带滤波器地温漂导致的无法通过广播信号导致的无法准确唤醒接收机的情况,提高了低功耗唤醒电路适用的温度范围,使用场景更广泛。
在一些可能的实现方式中,预设带宽的取值范围为50KHz-1000KHz。
在一些可能的实现方式中,预设带宽为120KHz,预设频率集合中的多个频率的数量为45。
对于2.4G WIFI信号来说,间隔120KHz的预设带宽可以实现窄带信号的传输,可以避免大部分干扰信号的干扰。同时,预设频率集合中的多个频率的数量为45,也就是轮发45次频率间隔为120KHz的广播信号,可以覆盖-20度到60度的温度范围的频率偏移,覆盖温度范围全面,避免了由于覆盖的温度范围不全导致的不能及时唤醒接收机的情况,应用场景更广。
第四方面,提供了一种电子设备,包括如第一方面所述的技术方案中任意一种低功耗唤醒电路。
第五方面,提供了一种电子设备,包括如第二方面所述所述的技术方案中任意一种接收机。
第六方面,提供了一种任唤醒序列发送装置,包括由软件和/或硬件组成的单元,该单元用于执行第三方面所述的技术方案中任意一种方法。
第七方面,提供了一种电子设备,包括:处理器、存储器和接口;
处理器、存储器和接口相互配合,使得电子设备执行如第三方面所述的技术方案中任意一种方法。
第八方面,提供了一种芯片,包括处理器;处理器用于读取并执行存储器中存储的计算机程序,以执行第三方面所述的技术方案中任意一种方法。
可选地,所述芯片还包括存储器,存储器与处理器通过电路或电线连接。
进一步可选地,所述芯片还包括通信接口。
第九方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储了计算机程序,当所述计算机程序被处理器执行时,使得该处理器执行第三方面所述的技术方案中任意一种方法。
第十方面,提供了一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括:计算机程序代码,当所述计算机程序代码在电子设备上运行时,使得该电子设备执行第三方面所述的技术方案中任意一种方法。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一例终端设备100的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的终端设备100的软件结构框图;
图3是本申请实施例提供的一例常见的唤醒设备的应用场景示意图;
图4是本申请实施例提供的一例传统的接收机的结构示意图;
图5是本申请实施例提供的一例低占空比方案的收发信号的时序示意图;
图6是本申请实施例提供的一例常见的低功耗唤醒电路的应用场景图;
图7是本申请实施例提供的一例不同接收机方案的功耗曲线比较图;
图8是本申请实施例提供的一例低功耗唤醒电路的应用场景图;
图9是本申请实施例提供的一例生成唤醒信号的交互图;
图10是本申请实施例提供的一例低功耗唤醒电路的电路结构示意图;
图11是本申请实施例提供的一例窄带滤波器的结构和频率响应曲线示意图;
图12是本申请实施例提供的又一例低功耗唤醒电路的电路结构示意图;
图13是本申请实施例提供的又一例低功耗唤醒电路的电路结构示意图;
图14是本申请实施例提供的又一例低功耗唤醒电路的电路结构示意图;
图15是对图14所示的电路结构按照基本功能进行划分的电路示意图;
图16是本申请实施例提供的一例低功耗唤醒电路应用在接收机中的电路结构示意图;
图17是本申请实施例提供的一例唤醒序列发送方法的流程示意图;
图18是本申请实施例提供的一例唤醒序列发送装置结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。其中,在本申请实施例的描述中,除非另有说明,“/”表示或的意思,例如,A/B可以表示A或B;本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,在本申请实施例的描述中,“多个”是指两个或多于两个。
以下,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
本申请实施例提供的低功耗唤醒电路和接收机可以应用于蓝牙耳机、智能手表、智能手环、智能眼镜等可穿戴设备,还可以应用于手机、平板电脑、可穿戴设备、车载设备、增强现实(augmented reality,AR)/虚拟现实(virtual reality,VR)设备、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer,UMPC)、上网本、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)等终端设备上,本申请实施例对终端设备的具体类型不作任何限制。
示例性的,图1是本申请实施例提供的一例终端设备100的结构示意图。终端设备100可以包括处理器110,外部存储器接口120,内部存储器121,通用串行总线(universalserial bus,USB)接口130,充电管理模块140,电源管理模块141,电池142,天线1,天线2,移动通信模块150,无线通信模块160,音频模块170,扬声器170A,受话器170B,麦克风170C,耳机接口170D,传感器模块180,按键190,马达191,指示器192,摄像头193,显示屏194,以及用户标识模块(subscriber identification module,SIM)卡接口195等。其中传感器模块180可以包括压力传感器180A,陀螺仪传感器180B,气压传感器180C,磁传感器180D,加速度传感器180E,距离传感器180F,接近光传感器180G,指纹传感器180H,温度传感器180J,触摸传感器180K,环境光传感器180L,骨传导传感器180M等。
可以理解的是,本申请实施例示意的结构并不构成对终端设备100的具体限定。在本申请另一些实施例中,终端设备100可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件,软件或软件和硬件的组合实现。
处理器110可以包括一个或多个处理单元,例如:处理器110可以包括应用处理器(application processor,AP),调制解调处理器,图形处理器(graphics processingunit,GPU),图像信号处理器(image signal processor,ISP),控制器,存储器,视频编解码器,数字信号处理器(digital signal processor,DSP),基带处理器,和/或神经网络处理器(neural-network processing unit,NPU)等。其中,不同的处理单元可以是独立的器件,也可以集成在一个或多个处理器中。
其中,控制器可以是终端设备100的神经中枢和指挥中心。控制器可以根据指令操作码和时序信号,产生操作控制信号,完成取指令和执行指令的控制。
处理器110中还可以设置存储器,用于存储指令和数据。在一些实施例中,处理器110中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器110刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器110需要再次使用该指令或数据,可从所述存储器中直接调用。避免了重复存取,减少了处理器110的等待时间,因而提高了***的效率。
在一些实施例中,处理器110可以包括一个或多个接口。接口可以包括集成电路(inter-integrated circuit,I2C)接口,集成电路内置音频(inter-integrated circuitsound,I2S)接口,脉冲编码调制(pulse code modulation,PCM)接口,通用异步收发传输器(universal asynchronous receiver/transmitter,UART)接口,移动产业处理器接口(mobile industry processor interface,MIPI),通用输入输出(general-purposeinput/output,GPIO)接口,用户标识模块(subscriber identity module,SIM)接口,和/或通用串行总线(universal serial bus,USB)接口等。
I2C接口是一种双向同步串行总线,包括一根串行数据线(serial data line,SDA)和一根串行时钟线(derail clock line,SCL)。在一些实施例中,处理器110可以包含多组I2C总线。处理器110可以通过不同的I2C总线接口分别耦合触摸传感器180K,充电器,闪光灯,摄像头193等。例如:处理器110可以通过I2C接口耦合触摸传感器180K,使处理器110与触摸传感器180K通过I2C总线接口通信,实现终端设备100的触摸功能。
I2S接口可以用于音频通信。在一些实施例中,处理器110可以包含多组I2S总线。处理器110可以通过I2S总线与音频模块170耦合,实现处理器110与音频模块170之间的通信。在一些实施例中,音频模块170可以通过I2S接口向无线通信模块160传递音频信号,实现通过蓝牙耳机接听电话的功能。
PCM接口也可以用于音频通信,将模拟信号抽样,量化和编码。在一些实施例中,音频模块170与无线通信模块160可以通过PCM总线接口耦合。在一些实施例中,音频模块170也可以通过PCM接口向无线通信模块160传递音频信号,实现通过蓝牙耳机接听电话的功能。所述I2S接口和所述PCM接口都可以用于音频通信。
UART接口是一种通用串行数据总线,用于异步通信。该总线可以为双向通信总线。它将要传输的数据在串行通信与并行通信之间转换。在一些实施例中,UART接口通常被用于连接处理器110与无线通信模块160。例如:处理器110通过UART接口与无线通信模块160中的蓝牙模块通信,实现蓝牙功能。在一些实施例中,音频模块170可以通过UART接口向无线通信模块160传递音频信号,实现通过蓝牙耳机播放音乐的功能。
MIPI接口可以被用于连接处理器110与显示屏194,摄像头193等***器件。MIPI接口包括摄像头串行接口(camera serial interface,CSI),显示屏串行接口(displayserial interface,DSI)等。在一些实施例中,处理器110和摄像头193通过CSI接口通信,实现终端设备100的拍摄功能。处理器110和显示屏194通过DSI接口通信,实现终端设备100的显示功能。
GPIO接口可以通过软件配置。GPIO接口可以被配置为控制信号,也可被配置为数据信号。在一些实施例中,GPIO接口可以用于连接处理器110与摄像头193,显示屏194,无线通信模块160,音频模块170,传感器模块180等。GPIO接口还可以被配置为I2C接口,I2S接口,UART接口,MIPI接口等。
USB接口130是符合USB标准规范的接口,具体可以是Mini USB接口,Micro USB接口,USB Type C接口等。USB接口130可以用于连接充电器为终端设备100充电,也可以用于终端设备100与***设备之间传输数据。也可以用于连接耳机,通过耳机播放音频。该接口还可以用于连接其它终端设备,例如AR设备等。
可以理解的是,本申请实施例示意的各模块间的接口连接关系,只是示意性说明,并不构成对终端设备100的结构限定。在本申请另一些实施例中,终端设备100也可以采用上述实施例中不同的接口连接方式,或多种接口连接方式的组合。
充电管理模块140用于从充电器接收充电输入。其中,充电器可以是无线充电器,也可以是有线充电器。在一些有线充电的实施例中,充电管理模块140可以通过USB接口130接收有线充电器的充电输入。在一些无线充电的实施例中,充电管理模块140可以通过终端设备100的无线充电线圈接收无线充电输入。充电管理模块140为电池142充电的同时,还可以通过电源管理模块141为终端设备供电。
电源管理模块141用于连接电池142,充电管理模块140与处理器110。电源管理模块141接收电池142和/或充电管理模块140的输入,为处理器110,内部存储器121,外部存储器,显示屏194,摄像头193,和无线通信模块160等供电。电源管理模块141还可以用于监测电池容量,电池循环次数,电池健康状态(漏电,阻抗)等参数。在其它一些实施例中,电源管理模块141也可以设置于处理器110中。在另一些实施例中,电源管理模块141和充电管理模块140也可以设置于同一个器件中。
终端设备100的无线通信功能可以通过天线1,天线2,移动通信模块150,无线通信模块160,调制解调处理器以及基带处理器等实现。
天线1和天线2用于发射和接收电磁波信号。图1中的天线1和天线2的结构仅为一种示例。终端设备100中的每个天线可用于覆盖单个或多个通信频带。不同的天线还可以复用,以提高天线的利用率。例如:可以将天线1复用为无线局域网的分集天线。在另外一些实施例中,天线可以和调谐开关结合使用。
移动通信模块150可以提供应用在终端设备100上的包括2G/3G/4G/5G等无线通信的解决方案。移动通信模块150可以包括至少一个滤波器,开关,功率放大器,低噪声放大器(low noise amplifier,LNA)等。移动通信模块150可以由天线1接收电磁波,并对接收的电磁波进行滤波,放大等处理,传送至调制解调处理器进行解调。移动通信模块150还可以对经调制解调处理器调制后的信号放大,经天线1转为电磁波辐射出去。在一些实施例中,移动通信模块150的至少部分功能模块可以被设置于处理器110中。在一些实施例中,移动通信模块150的至少部分功能模块可以与处理器110的至少部分模块被设置在同一个器件中。
调制解调处理器可以包括调制器和解调器。其中,调制器用于将待发送的低频基带信号调制成中高频信号。解调器用于将接收的电磁波信号解调为低频基带信号。随后解调器将解调得到的低频基带信号传送至基带处理器处理。低频基带信号经基带处理器处理后,被传递给应用处理器。应用处理器通过音频设备(不限于扬声器170A,受话器170B等)输出声音信号,或通过显示屏194显示图像或视频。在一些实施例中,调制解调处理器可以是独立的器件。在另一些实施例中,调制解调处理器可以独立于处理器110,与移动通信模块150或其它功能模块设置在同一个器件中。
无线通信模块160可以提供应用在终端设备100上的包括无线局域网(wirelesslocal area networks,WLAN)(如无线保真(wireless fidelity,Wi-Fi)网络),蓝牙(bluetooth,BT),全球导航卫星***(global navigation satellite system,GNSS),调频(frequency modulation,FM),近距离无线通信技术(near field communication,NFC),红外技术(infrared,IR)等无线通信的解决方案。无线通信模块160可以是集成至少一个通信处理模块的一个或多个器件。无线通信模块160经由天线2接收电磁波,将电磁波信号调频以及滤波处理,将处理后的信号发送到处理器110。无线通信模块160还可以从处理器110接收待发送的信号,对其进行调频,放大,经天线2转为电磁波辐射出去。
在一些实施例中,终端设备100的天线1和移动通信模块150耦合,天线2和无线通信模块160耦合,使得终端设备100可以通过无线通信技术与网络以及其它设备通信。所述无线通信技术可以包括全球移动通讯***(global system for mobile communications,GSM),通用分组无线服务(general packet radio service,GPRS),码分多址接入(codedivision multiple access,CDMA),宽带码分多址(wideband code division multipleaccess,WCDMA),时分码分多址(time-division code division multiple access,TD-SCDMA),长期演进(long term evolution,LTE),BT,GNSS,WLAN,NFC,FM,和/或IR技术等。所述GNSS可以包括全球卫星定位***(global positioning system,GPS),全球导航卫星***(global navigation satellite system,GLONASS),北斗卫星导航***(beidounavigation satellite system,BDS),准天顶卫星***(quasi-zenith satellitesystem,QZSS)和/或星基增强***(satellite based augmentation systems,SBAS)。
终端设备100通过GPU,显示屏194,以及应用处理器等实现显示功能。GPU为图像处理的微处理器,连接显示屏194和应用处理器。GPU用于执行数学和几何计算,用于图形渲染。处理器110可包括一个或多个GPU,其执行程序指令以生成或改变显示信息。
显示屏194用于显示图像,视频等。显示屏194包括显示面板。显示面板可以采用液晶显示屏(liquid crystal display,LCD),有机发光二极管(organic light-emittingdiode,OLED),有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体(active-matrixorganic light emitting diode的,AMOLED),柔性发光二极管(flex light-emittingdiode,FLED),Miniled,MicroLed,Micro-oLed,量子点发光二极管(quantum dot lightemitting diodes,QLED)等。在一些实施例中,终端设备100可以包括1个或N个显示屏194,N为大于1的正整数。
终端设备100可以通过ISP,摄像头193,视频编解码器,GPU,显示屏194以及应用处理器等实现拍摄功能。
ISP用于处理摄像头193反馈的数据。例如,拍照时,打开快门,光线通过镜头被传递到摄像头感光元件上,光信号转换为电信号,摄像头感光元件将所述电信号传递给ISP处理,转化为肉眼可见的图像。ISP还可以对图像的噪点,亮度,肤色进行算法优化。ISP还可以对拍摄场景的曝光,色温等参数优化。在一些实施例中,ISP可以设置在摄像头193中。
摄像头193用于捕获静态图像或视频。物体通过镜头生成光学图像投射到感光元件。感光元件可以是电荷耦合器件(charge coupled device,CCD)或互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor,CMOS)光电晶体管。感光元件把光信号转换成电信号,之后将电信号传递给ISP转换成数字图像信号。ISP将数字图像信号输出到DSP加工处理。DSP将数字图像信号转换成标准的RGB,YUV等格式的图像信号。在一些实施例中,终端设备100可以包括1个或N个摄像头193,N为大于1的正整数。
数字信号处理器用于处理数字信号,除了可以处理数字图像信号,还可以处理其它数字信号。例如,当终端设备100在频点选择时,数字信号处理器用于对频点能量进行傅里叶变换等。
视频编解码器用于对数字视频压缩或解压缩。终端设备100可以支持一种或多种视频编解码器。这样,终端设备100可以播放或录制多种编码格式的视频,例如:动态图像专家组(moving picture experts group,MPEG)1,MPEG2,MPEG3,MPEG4等。
NPU为神经网络(neural-network,NN)计算处理器,通过借鉴生物神经网络结构,例如借鉴人脑神经元之间传递模式,对输入信息快速处理,还可以不断的自学习。通过NPU可以实现终端设备100的智能认知等应用,例如:图像识别,人脸识别,语音识别,文本理解等。
外部存储器接口120可以用于连接外部存储卡,例如Micro SD卡,实现扩展终端设备100的存储能力。外部存储卡通过外部存储器接口120与处理器110通信,实现数据存储功能。例如将音乐,视频等文件保存在外部存储卡中。
内部存储器121可以用于存储计算机可执行程序代码,所述可执行程序代码包括指令。处理器110通过运行存储在内部存储器121的指令,从而执行终端设备100的各种功能应用以及数据处理。内部存储器121可以包括存储程序区和存储数据区。其中,存储程序区可存储操作***,至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能,图像播放功能等)等。存储数据区可存储终端设备100使用过程中所创建的数据(比如音频数据,电话本等)等。此外,内部存储器121可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件,闪存器件,通用闪存存储器(universal flash storage,UFS)等。
终端设备100可以通过音频模块170,扬声器170A,受话器170B,麦克风170C,耳机接口170D,以及应用处理器等实现音频功能。例如音乐播放,录音等。
音频模块170用于将数字音频信息转换成模拟音频信号输出,也用于将模拟音频输入转换为数字音频信号。音频模块170还可以用于对音频信号编码和解码。在一些实施例中,音频模块170可以设置于处理器110中,或将音频模块170的部分功能模块设置于处理器110中。
扬声器170A,也称“喇叭”,用于将音频电信号转换为声音信号。终端设备100可以通过扬声器170A收听音乐,或收听免提通话。
受话器170B,也称“听筒”,用于将音频电信号转换成声音信号。当终端设备100接听电话或语音信息时,可以通过将受话器170B靠近人耳接听语音。
麦克风170C,也称“话筒”,“传声器”,用于将声音信号转换为电信号。当拨打电话或发送语音信息时,用户可以通过人嘴靠近麦克风170C发声,将声音信号输入到麦克风170C。终端设备100可以设置至少一个麦克风170C。在另一些实施例中,终端设备100可以设置两个麦克风170C,除了采集声音信号,还可以实现降噪功能。在另一些实施例中,终端设备100还可以设置三个,四个或更多麦克风170C,实现采集声音信号,降噪,还可以识别声音来源,实现定向录音功能等。
耳机接口170D用于连接有线耳机。耳机接口170D可以是USB接口130,也可以是3.5mm的开放移动终端设备平台(open mobile terminal platform,OMTP)标准接口,美国蜂窝电信工业协会(cellular telecommunications industry association of the USA,CTIA)标准接口。
压力传感器180A用于感受压力信号,可以将压力信号转换成电信号。在一些实施例中,压力传感器180A可以设置于显示屏194。压力传感器180A的种类很多,如电阻式压力传感器,电感式压力传感器,电容式压力传感器等。电容式压力传感器可以是包括至少两个具有导电材料的平行板。当有力作用于压力传感器180A,电极之间的电容改变。终端设备100根据电容的变化确定压力的强度。当有触摸操作作用于显示屏194,终端设备100根据压力传感器180A检测所述触摸操作强度。终端设备100也可以根据压力传感器180A的检测信号计算触摸的位置。在一些实施例中,作用于相同触摸位置,但不同触摸操作强度的触摸操作,可以对应不同的操作指令。例如:当有触摸操作强度小于第一压力阈值的触摸操作作用于短消息应用图标时,执行查看短消息的指令。当有触摸操作强度大于或等于第一压力阈值的触摸操作作用于短消息应用图标时,执行新建短消息的指令。
陀螺仪传感器180B可以用于确定终端设备100的运动姿态。在一些实施例中,可以通过陀螺仪传感器180B确定终端设备100围绕三个轴(即,x,y和z轴)的角速度。陀螺仪传感器180B可以用于拍摄防抖。示例性的,当按下快门,陀螺仪传感器180B检测终端设备100抖动的角度,根据角度计算出镜头模组需要补偿的距离,让镜头通过反向运动抵消终端设备100的抖动,实现防抖。陀螺仪传感器180B还可以用于导航,体感游戏场景。
气压传感器180C用于测量气压。在一些实施例中,终端设备100通过气压传感器180C测得的气压值计算海拔高度,辅助定位和导航。
磁传感器180D包括霍尔传感器。终端设备100可以利用磁传感器180D检测翻盖皮套的开合。在一些实施例中,当终端设备100是翻盖机时,终端设备100可以根据磁传感器180D检测翻盖的开合。进而根据检测到的皮套的开合状态或翻盖的开合状态,设置翻盖自动解锁等特性。
加速度传感器180E可检测终端设备100在各个方向上(一般为三轴)加速度的大小。当终端设备100静止时可检测出重力的大小及方向。还可以用于识别终端设备姿态,应用于横竖屏切换,计步器等应用。
距离传感器180F,用于测量距离。终端设备100可以通过红外或激光测量距离。在一些实施例中,拍摄场景,终端设备100可以利用距离传感器180F测距以实现快速对焦。
接近光传感器180G可以包括例如发光二极管(LED)和光检测器,例如光电二极管。发光二极管可以是红外发光二极管。终端设备100通过发光二极管向外发射红外光。终端设备100使用光电二极管检测来自附近物体的红外反射光。当检测到充分的反射光时,可以确定终端设备100附近有物体。当检测到不充分的反射光时,终端设备100可以确定终端设备100附近没有物体。终端设备100可以利用接近光传感器180G检测用户手持终端设备100贴近耳朵通话,以便自动熄灭屏幕达到省电的目的。接近光传感器180G也可用于皮套模式,口袋模式自动解锁与锁屏。
环境光传感器180L用于感知环境光亮度。终端设备100可以根据感知的环境光亮度自适应调节显示屏194亮度。环境光传感器180L也可用于拍照时自动调节白平衡。环境光传感器180L还可以与接近光传感器180G配合,检测终端设备100是否在口袋里,以防误触。
指纹传感器180H用于采集指纹。终端设备100可以利用采集的指纹特性实现指纹解锁,访问应用锁,指纹拍照,指纹接听来电等。
温度传感器180J用于检测温度。在一些实施例中,终端设备100利用温度传感器180J检测的温度,执行温度处理策略。例如,当温度传感器180J上报的温度超过阈值,终端设备100执行降低位于温度传感器180J附近的处理器的性能,以便降低功耗实施热保护。在另一些实施例中,当温度低于另一阈值时,终端设备100对电池142加热,以避免低温导致终端设备100异常关机。在其它一些实施例中,当温度低于又一阈值时,终端设备100对电池142的输出电压执行升压,以避免低温导致的异常关机。
触摸传感器180K,也称“触控面板”。触摸传感器180K可以设置于显示屏194,由触摸传感器180K与显示屏194组成触摸屏,也称“触控屏”。触摸传感器180K用于检测作用于其上或附近的触摸操作。触摸传感器可以将检测到的触摸操作传递给应用处理器,以确定触摸事件类型。可以通过显示屏194提供与触摸操作相关的视觉输出。在另一些实施例中,触摸传感器180K也可以设置于终端设备100的表面,与显示屏194所处的位置不同。
骨传导传感器180M可以获取振动信号。在一些实施例中,骨传导传感器180M可以获取人体声部振动骨块的振动信号。骨传导传感器180M也可以接触人体脉搏,接收血压跳动信号。在一些实施例中,骨传导传感器180M也可以设置于耳机中,结合成骨传导耳机。音频模块170可以基于所述骨传导传感器180M获取的声部振动骨块的振动信号,解析出语音信号,实现语音功能。应用处理器可以基于所述骨传导传感器180M获取的血压跳动信号解析心率信息,实现心率检测功能。
按键190包括开机键,音量键等。按键190可以是机械按键。也可以是触摸式按键。终端设备100可以接收按键输入,产生与终端设备100的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。
马达191可以产生振动提示。马达191可以用于来电振动提示,也可以用于触摸振动反馈。例如,作用于不同应用(例如拍照,音频播放等)的触摸操作,可以对应不同的振动反馈效果。作用于显示屏194不同区域的触摸操作,马达191也可对应不同的振动反馈效果。不同的应用场景(例如:时间提醒,接收信息,闹钟,游戏等)也可以对应不同的振动反馈效果。触摸振动反馈效果还可以支持自定义。
指示器192可以是指示灯,可以用于指示充电状态,电量变化,也可以用于指示消息,未接来电,通知等。
SIM卡接口195用于连接SIM卡。SIM卡可以通过***SIM卡接口195,或从SIM卡接口195拔出,实现和终端设备100的接触和分离。终端设备100可以支持1个或N个SIM卡接口,N为大于1的正整数。SIM卡接口195可以支持Nano SIM卡,Micro SIM卡,SIM卡等。同一个SIM卡接口195可以同时***多张卡。所述多张卡的类型可以相同,也可以不同。SIM卡接口195也可以兼容不同类型的SIM卡。SIM卡接口195也可以兼容外部存储卡。终端设备100通过SIM卡和网络交互,实现通话以及数据通信等功能。在一些实施例中,终端设备100采用eSIM,即:嵌入式SIM卡。eSIM卡可以嵌在终端设备100中,不能和终端设备100分离。
终端设备100的软件***可以采用分层架构,事件驱动架构,微核架构,微服务架构,或云架构。本申请实施例以分层架构的Android***为例,示例性说明终端设备100的软件结构。
图2是本申请实施例的终端设备100的软件结构框图。分层架构将软件分成若干个层,每一层都有清晰的角色和分工。层与层之间通过软件接口通信。在一些实施例中,将Android***分为四层,从上至下分别为应用程序层,应用程序框架层,安卓运行时(Android runtime)和***库,以及内核层。应用程序层可以包括一系列应用程序包。
如图2所示,应用程序包可以包括相机,图库,日历,通话,地图,导航,WLAN,蓝牙,音乐,视频,短信息等应用程序。
应用程序框架层为应用程序层的应用程序提供应用编程接口(applicationprogramming interface,API)和编程框架。应用程序框架层包括一些预先定义的函数。
如图2所示,应用程序框架层可以包括窗口管理器,内容提供器,视图***,电话管理器,资源管理器,通知管理器等。
窗口管理器用于管理窗口程序。窗口管理器可以获取显示屏大小,判断是否有状态栏,锁定屏幕,截取屏幕等。
内容提供器用来存放和获取数据,并使这些数据可以被应用程序访问。所述数据可以包括视频,图像,音频,拨打和接听的电话,浏览历史和书签,电话簿等。
视图***包括可视控件,例如显示文字的控件,显示图片的控件等。视图***可用于构建应用程序。显示界面可以由一个或多个视图组成的。例如,包括短信通知图标的显示界面,可以包括显示文字的视图以及显示图片的视图。
电话管理器用于提供终端设备100的通信功能。例如通话状态的管理(包括接通,挂断等)。
资源管理器为应用程序提供各种资源,比如本地化字符串,图标,图片,布局文件,视频文件等等。
通知管理器使应用程序可以在状态栏中显示通知信息,可以用于传达告知类型的消息,可以短暂停留后自动消失,无需用户交互。比如通知管理器被用于告知下载完成,消息提醒等。通知管理器还可以是以图表或者滚动条文本形式出现在***顶部状态栏的通知,例如后台运行的应用程序的通知,还可以是以对话窗口形式出现在屏幕上的通知。例如在状态栏提示文本信息,发出提示音,终端设备振动,指示灯闪烁等。
Android runtime包括核心库和虚拟机。Android runtime负责安卓***的调度和管理。
核心库包含两部分:一部分是java语言需要调用的功能函数,另一部分是安卓的核心库。
应用程序层和应用程序框架层运行在虚拟机中。虚拟机将应用程序层和应用程序框架层的java文件执行为二进制文件。虚拟机用于执行对象生命周期的管理,堆栈管理,线程管理,安全和异常的管理,以及垃圾回收等功能。
***库可以包括多个功能模块。例如:表面管理器(surface manager),媒体库(media libraries),三维图形处理库(例如:OpenGL ES),2D图形引擎(例如:SGL)等。
表面管理器用于对显示子***进行管理,并且为多个应用程序提供了2D和3D图层的融合。
媒体库支持多种常用的音频,视频格式回放和录制,以及静态图像文件等。媒体库可以支持多种音视频编码格式,例如:MPEG4,H.264,MP3,AAC,AMR,JPG,PNG等。
三维图形处理库用于实现三维图形绘图,图像渲染,合成,和图层处理等。
2D图形引擎是2D绘图的绘图引擎。
内核层是硬件和软件之间的层。内核层至少包含显示驱动,摄像头驱动,音频驱动,传感器驱动。
随着终端技术的发展,蓝牙耳机、智能手表等可穿戴设备越来越广泛地应用到人们的生产和生活中。可穿戴设备常常需要和手机等终端设备建立网络连接来使用。以可穿戴设备为蓝牙耳机为例,可以参见图3所示的使用场景。图3中,蓝牙耳机301通过和手机302之间建立蓝牙连接来传输数据并播放手机的音频文件。通常,蓝牙耳机301在不使用的时候可以处于待机状态。待机状态下,蓝牙耳机301依然可以监听手机302的广播信号。当蓝牙耳机301监听到配对的手机302下发的广播信号时,则可以切换至工作状态,与手机302建立蓝牙连接来使用。
通常,可穿戴设备的电池容量较小。如果待机功耗大,则会缩短待机时长,影响用户体验。传统方案中,当可穿戴设备处于待机状态时,可穿戴设备中的通信模块的主芯片(例如蓝牙芯片或WIFI芯片)一直处于发送和接收的状态;另外,接收机本身在待机状态时也会消耗一定的功率,使得待机功耗比较大。
传统的接收机的电路结构可以参见图4所示,包括:低噪声放大器401、混频器402、压控振荡器403、放大器404、带通滤波器405和模数转换器406。当天线接收到接收信号通过低噪声放大器401进行放大;然后进入混频器402和压控振荡器403输出的本振信号进行混频,得到中频信号;之后中频信号依次进入放大器404、滤波器405进行放大和滤波;最后进入模数转换器406,中频信号则从模拟信号则转换为数字信号进入基带(base band,BB)处理器进行后续处理。上述放大器404可以为可变增益放大器(variable gain amplifier,VGA)。在待机状态下,放大器404和压控振荡器403为打开状态,会消耗一定的功率。通常,放大器404和压控振荡器403的功耗都为毫瓦级,使得待机功耗最低也处于毫瓦级。
本申请中所述的待机功耗通常指接收状态下的功耗。
为了降低待机功耗,延长待机时长,目前可以采用收发信号的低占空比的方案来减少主芯片的工作时长。例如可以参见图5所示,一些可穿戴设备在待机状态时,可以每间隔600毫秒(ms)接收60毫秒ms时长的发射信号,即占空比为10%,这样一来,减少了可穿戴设备接收信号的时长,有效降低了待机功耗。如果是发送端,可以每20ms发送3ms时长的信号,即占空比为15%。发送端也减少发射信号的时长,能够降低发射状态下的功耗。表1为实测的三种不同芯片的待机状态下的待机电流(包括发射电流和接收电流):
表1
工作状态 | 蓝牙芯片1 | 蓝牙芯片2 | 蓝牙芯片3 |
接收电流 | 4.6mA | 6mA | 5.4mA |
发射电流(0dBm) | 4.6mA | 6mA | 5.3mA |
表1中的发射信号以发射功率为0分贝毫瓦(dBm)时的发射电流为例示出。由表1可以看出,无论是发射状态还是接收状态,待机电流都为毫安级。按照芯片的电源电压为3.3伏(V)计算,待机功耗处于毫瓦级。在低占空比的方案中,收发信号的占空比越大,待机功耗则越大;收发信号的占空比越小,则会导致延迟较大,影响用户体验。
IEEE协议802.11ba中提出了一种低功耗唤醒接收机(low power wake upreceiver,LP-WUR)的方案,从2.4G-WIFI的20HMz工作带宽内划分出4MHz作为唤醒序列的传输带宽。图6中以路由器601和终端设备602建立WIFI通信为例,路由器601可以在划分出来的4MHz的带宽范围内广播携带唤醒序列的广播信号。终端设备的WIFI模块中设置低功耗唤醒电路。低功耗唤醒电路和天线连接,用于监听广播信号。当低功耗唤醒电路通过天线接收到来自路由器601广播的广播信号时,则可以向WIFI模块的主芯片发送唤醒信号来唤醒WIFI模块恢复到工作状态,与路由器601建立WIFI通信连接。如果路由器601没有广播携带唤醒序列的广播信号,低功耗唤醒电路则无需输出唤醒信号,此时WIFI模块的主芯片和原本的收发通路都可以一直保持休眠状态(或关闭状态),以此来节约功耗。如果低功耗唤醒接收机的方案再结合占空比的方式,待机功耗可以进一步降低,具体可以参见图7所示的待机功耗曲线图。图7中,传统的省电模式-轮询(PS-poll)的模方案,以及传统的接收机结合低占空比的方案中,待机功耗在1.6mW左右;而采用IEEE协议802.11ba中低功耗唤醒接收机的方案,当低功耗唤醒电路常开时,待机功耗为105微瓦(μW)左右;如果低功耗唤醒电路结合占空比的方案,在每100ms唤醒2ms(即占空比为2%)的情况下,待机功耗为7μW左右,待机功耗明显下降。
但是,上述接收机的方案抗干扰性能弱。以图4所示的传统接收机为例,如果干扰信号为白噪声,由于白噪声的功率谱密度不随频率变化而变化,且白噪声为随机噪声,例如常温下白噪声的功率谱密度为-174dBm/Hz。白噪声与有用信号(例如接收信号)不同,有用信号的能量集中分布在某一个频率。在一定时间内有用信号可以累计更多的能量,而随机白噪声的功率谱密度始终是-174dBm/Hz,因此在一定时间内,白噪声累积的能量不变,而用信号积累更多能量,因此可以提高信噪比。而对于2.4G WIFI频段的干扰信号来说,并不是随机噪声,即使随着积累的时间变长,有用信号和干扰信号的能量都会积累更多,因此通过时间累积也无法有效提高信噪比,无法滤除带外干扰信号。而图6所示的低功耗唤醒接收机中,由于复用了现有的通信频段中的一部分来传输唤醒序列,会存在同频干扰的问题。例如,唤醒序列采用2.4G的频段时,则可能会被空间中存在的2.4G的WIFI信号,2.4G的蓝牙低能耗(bluetooth low energy,BLE)信号和2.4G的工业-科学-医疗(industrialscientific medical band,ISM)信号干扰,特别是2.4G的WIFI信号带宽为20MHz的宽带信号时,覆盖了唤醒序列的传输频段,则可能会对唤醒序列的传输造成干扰,导致干扰信号造成的误唤醒,或者导致接收机无法准确识别唤醒序列而不能及时唤醒接收机的情况,影响了设备间的通信质量。
本申请提出了一种低功耗唤醒电路,应用于接收机,该接收机可以使用在通信模块中。该通信模块可以为蓝牙模块、WIFI模块或其他通信模块。该接收机中还包括主接收通路。其中,主接收通路和主芯片连接,用于将接收信号传输至主芯片进行处理。通常,通信模块在不进行网路通信的情况下,主接收通路和主芯片都可以处于休眠状态(或称为关闭状态)。而低功耗唤醒电路可以为打开状态,用于监听广播信号。由于低功耗唤醒电路的待机功耗低,可以降低设备的待机功耗。当低功耗唤醒电路监听到广播信号时,可以向主芯片输出唤醒信号,来唤醒主芯片和主接收通路从休眠状态切换为工作状态。上述低功耗唤醒电路中包括窄带滤波器和低功耗接收通路,由于窄带滤波器的通带较窄,能够有效滤除频率处于通带外的干扰信号,提高了低功耗唤醒电路的抗干扰能力,进而提高了唤醒成功率。
图8示出了本申请实施例提供的一例低功耗唤醒电路的应用场景。在图8中,处于待机状态的设备可以称为被唤醒物802,发起连接请求的设备以手机801进行示例。该手机801可以是采用多载波幅度键控(multicarrier on-off keying,MC-OOK)技术的设备。如8所示,当手机端的用户需要将手机801和被唤醒物802建立网络通信(图8中以建立蓝牙通信为例示出)时,则可以操作手机801,通过手机801中的通信模块和天线发出连接的请求,该请求可以以广播信号的形式进行发送。该广播信号的频率处于低功耗唤醒电路的窄带滤波器的通带范围内,因此能够由被唤醒物的天线接收并通过窄带滤波器滤除带外的干扰信号,进入低功耗接收通路,从而生成唤醒信号。之后,低功耗接收通路输出的唤醒信号可以输入至主芯片,来唤醒主芯片。可选地,主接收通路可以在主芯片被唤醒后也进入唤醒后的工作状态。
在一些实施例中,低功耗接收通路输出的唤醒信号也可以直接输入至主接收通路,用来唤醒主接收通路进入工作状态,对此本申请实施例不做限定。当主芯片和主接收通路被唤醒后,被唤醒物802和手机801之间则可以建立蓝牙通信。
可选地,图8中的被唤醒物802中所示出的主接收通路通常可以称为射频前端模块,例如可以包括放大器、混频器、滤波器等射频器件,用于对射频信号进行处理。
需要说明的是,本申请实施例中的主接收通路是具备处理接收信号功能的通路,但是并不一定是只处理接收信号的通路,还可以是和发射通路兼容设计的电路,也可以用于处理发射信号。该主接收通路在兼容发射通路的情况下,还可以包括其他发射通路所需要的器件和连接方式,此处不再赘述。本申请实施例所涉及的接收机,是具备接收功能的模块,并不一定指单独处理接收信号的模块,也可以是和发射机兼容设计的模块,也可以用来处理发射信号。该接收机在兼容发射机的情况下,还可以包括其他发射机所需要的器件和连接方式,此处也不赘述。
图8中的手机801和被唤醒物802的信息交互流程还可以参见图9所示,为了强调各模块之间交互的信息和时序,图9中将手机801以发送端的形态示出,被唤醒物802以包括低功耗唤醒电路、主芯片和主接收通路示出。如图9所示,主芯片和主接收通路通常处于休眠状态(关闭状态),不会造成功耗损失;当发送端广播唤醒序列时,处于监听状态的低功耗唤醒电路可以通过天线接收该唤醒序列。然后,低功耗唤醒电路可以校验过唤醒序列后,向主芯片和主接收通路输出唤醒信号。这时,主芯片和主接收通路则可以从休眠状态切换为工作状态,并和发送端建立通信连接,实现通信交互。
为了便于理解,本申请以下实施例将以具有图1和图2所示结构的终端设备为例,结合附图和应用场景,对本申请实施例提供的低功耗唤醒电路的结构和工作原理进行具体阐述。
图10为本申请实施例提供的低功耗唤醒电路的电路结构示意图,图10示出的低功耗唤醒电路包括一个窄带滤波器1001和一条低功耗接收通路1002。其中,窄带滤波器1001一端连接天线,另外一段连接低功耗接收通路1002,低功耗接收通路1002的具体结构并不做限定。当待唤醒物处于待机状态时,待唤醒物的主接收通路和主芯片都处于休眠状态,而低功耗唤醒电路处于监听状态,能够监听到发送端广播的广播信号,广播信号伴随空间中的干扰信号进入低功耗唤醒电路,经由窄带滤波器1001进行滤波,这时带外的干扰信号在会被滤除(即抑制)。滤波后的广播信号进入低功耗接收通路1002,如果广播信号携带的唤醒序列和预置序列匹配,说明发送广播信号的发送端为和待唤醒物配对的设备,因此低功耗唤醒电路可以输出唤醒信号来唤醒待唤醒物。此处的预置序列可以为高低相间的逻辑电平,例如为0101101等二进制的数列,本申请实施例对预置序列的位数和内容并不做限定,只要是能够代表发送端的身份即可。如果接收到的广播信号携带的唤醒序列和预置序列不匹配,则说明广播信号携带的唤醒序列并不是用于唤醒待唤醒物的唤醒序列,发送广播信号的发送端并不是和待唤醒物配对的设备,此时低功耗唤醒电路则不会输出唤醒信号。上述预置序列可以为预先存储在低功耗唤醒电路中,表征与待唤醒物配对的发送端的身份的序列。
上述图10所示的低功耗唤醒电路中,由于窄带滤波器具有通带窄的特征,干扰信号的频率落在窄带滤波器的通带外的可能性更大。窄带滤波器就能够有效滤除通带外的大部分干扰信号,避免干扰信号进入低功耗接收通路,使得低功耗唤醒电路的抗干扰能力增强,提高了唤醒成功率。同时,低功耗唤醒电路对广播信号携带的序列识别的准确度就会提高,因此,输出唤醒信号的准确度也会相应地提高,能够避免由于干扰信号触发的误唤醒的情况发生,提高了设备间的通信质量,提升了用户体验。另外,图10中的a图所示的低功耗唤醒电路相比采用低占空比的方案来说,延迟更低,在保证待机功耗低的情况下输出唤醒信号的及时性更高,避免了唤醒不及时的情况,提升了用户体验。
本申请实施例中的窄带滤波器1001可以为超窄带滤波器,例如通带的带宽为KHz级的滤波器。在一种实现方式中,超窄带滤波器可以如图11中的a图所示,由高次谐波体声波谐振器(HBAR)10011和带通滤波器(BPF)10012串联组成。
在一些实施例中,高次谐波体声波谐振器的任意两个相邻的谐振频率的间隔的取值范围可以为10MH-100MHz,高次谐波体声波谐振器的谐振频率的带宽的取值范围可以为50KHz-1000KHz,带通滤波器的通带带宽和高次谐波体声波谐振器的任意两个相邻的谐振频率的间隔的差异小于预设差值。
带通滤波器的通带带宽和高次谐波体声波谐振器的任意两个相邻的谐振频率的间隔的差异小于预设差值,说明二者的差异较小,带通滤波器就可以选通高次谐波体声波谐振器的一个谐振频率的信号,从而滤除了大部分的干扰信号,实现超窄带滤波,提高了低功耗唤醒电路的抗干扰能力。
其中,HBAR是一种频率响应曲线具有多个重复的窄峰的谐振器,每个窄峰对应一个谐振频率,以高次谐波体声波谐振器的任意两个相邻的谐振频率的间隔为20MHz,高次谐波体声波谐振器的谐振频率的带宽为120KHz,带通滤波器的通带带宽为20MHz为例,HBAR的频率响应曲线可以参见图11中的c图所示。由于HBAR具有极很高的品质因数(Q值),能够实现谐振频率极窄的带宽。例如当HBAR的Q值大于20000的情况下,中心频率在2.4GHz左右时,每个谐振频率的带宽可以窄至120KHz。其中,HBAR的相邻的谐振频率之间的频率间隔大小可以通过调节HBAR的衬底的厚度来进行调整,以适配不同的需求。超窄带滤波器中在HBAR后端设置BPF,可以从HBAR的多个重复的窄峰中选通其中的一个或多个,也即选通一个或多个谐振频率。其中,BPF的频率响应曲线可以参见图11中的b图所示。BPF的通带的中心频率和通带带宽决定了选通HBAR的谐振频率是哪些,图11中以BPF的通带的带宽为20MHz、HBAR的频率以相邻的谐振频率HBAR和BPF叠加的频率响应曲线图,当HBAR和BPF串联时,BPF的通带的中心频率和HBAR的其中一个谐振频率接近,就可以选通这个谐振频率的信号,实现超窄带滤波的功能。图11中的a图示出了HBAR10011在前,BPF10012在后的情况,在另一些实施例中,HBAR10012和BPF10011还可以互换位置,例如图11中的e图所示,BPF10012在前,HBAR10011在后。也即接收信号先通过BPF10012滤除通带远端的干扰信号,再通过HBAR10011滤除近端的干扰信号,实现窄带滤波。可选地,在上述超窄带滤波器中还可以包括匹配网络,匹配网络可以是T型,L型或π型,对此本申请实施例并不限定,只要是能够对超窄带滤波器起到阻抗调谐的作用即可。
前文介绍了低功耗唤醒电路中窄带滤波器的结构和窄带滤波的原理,下面将对低功耗唤醒电路中的低功耗接收通路的电路结构进行详细说明。
在一些实施例中,上述低功耗唤醒电路中的低功耗接收通路1002的具体结构可以如图12中的a图所示,包括:混频器10021、中频滤波器10022、模数转换电路(analog todigital converter,ADC)10023、相关器10024。其中,ADC可以为比较器。当广播信号经过窄带中频滤波器1001后,可以分两路分别进入混频器10021的本振端口和射频端口进行自混频,自混频后的广播信号由混频器10021的中频端口输出并经过中频滤波器10022滤除多次谐波,得到中频模拟信号。中频模拟信号进入ADC进行模数转换,得到数字信号。该数字信号进入相关器10024中进行解码,得到唤醒序列。相关器10024将解码得到的唤醒序列和相关器10024中存储的预置序列进行比较,如果二者匹配,则可以输出唤醒信号,该唤醒信号可以是高电平;如果二者不匹配,则可以不输出唤醒信号,或者输出低电平。可选地,判断两个序列是否匹配,可以是判断两个序列是否一致,如果一致,则认为这两个序列匹配;如果不一致,则认为这两个序列不匹配。在一些实施例中,两个序列比较时,还可以采用部分位比较的方式,例如,如果比较的过程中发现唤醒序列的前N位和预置序列的前N位已经不一致,则无需进行后面位的比较,直接确定为二者不匹配。可选地,还可以将多个被唤醒物分为一个组,将该组内包括的多个被唤醒物对应同一个组标识(Group ID)。该Group ID也可以作为预置序列。如果接收到的唤醒序列和Group ID匹配,就认定两个序列匹配。当同一个组内的多个被唤醒物都接收到这个Group ID时,这多个被唤醒物都可以被唤醒。
在一些情况下,天线接收到的信号强度可能比较弱,因此,低功耗唤醒电路中的低功耗接收通路1002还可以包括放大器10025,对广播信号放大后再进行处理。加入放大器10025来放大广播信号,可以避免接收到的广播信号强度过低导致的无法准确解码的问题,即使距离发送端比较远或者天线性能不佳的情况下,低功耗唤醒电路也能够对广播信号进行有效且准确的解析,使得低功耗唤醒电路的使用场景更广泛。
例如,包括放大器10025的低功耗接收通路1002的具体结构可以参见图12中的b图所示,包括:混频器10021、放大器10025、中频滤波器10022、ADC10023和相关器10024和。当广播信号经过窄带滤波器1001后,首先分两路分别进入混频器10021的本振端口和射频端口进行自混频,自混频后由混频器10021的中频端口输出并经过放大器10025放大,然后经过中频滤波器10022滤除多次谐波,得到中频模拟信号。之后,中频模拟信号进入ADC10023进行模数转换,得到数字信号。其中,放大器10025可以为基带低噪声放大器(baseband lownoise amplifier,BB-LNA),来确保放大后的信号有较高的信噪比。由于混频器10021的中频端口输出的信号包含混频所产生的多次谐波,这些谐波并不全部都是有用的信号。如果混频后的多次谐波先进行滤波再放大,则放大器10025针对之前中频滤波器10022抑制的不需要的谐波(可以称为干扰信号或杂散信号)的增益比需要放大的中频模拟信号的增益有可能会更大,导致杂散信号变强。而图12中的b图所示的将中频滤波器10022设置在放大器10025后的电路结构,能够确保对不需要的谐波的高度抑制度(通常,可以达到中频滤波器10022的阻带的抑制度),确保输出的杂散信号的强度低,从而提高了低功耗唤醒电路输出的唤醒信号的精确度,进一步提高唤醒成功率。
又如,上述图12中的b图中的放大器10025和中频滤波器10022的位置也可以互换,则低功耗接收通路1002的具体结构可以如图12中的c图所示,窄带滤波器1001输出的广播信号依次经过混频器10021、中频滤波器10022、放大器10025、ADC10023和相关器10024。当广播信号经过窄带滤波器1001后,首先可以分两路分别进入混频器10021的本振端口和射频端口进行自混频,自混频后由混频器10021的中频端口输出并进入中频滤波器10022滤除多次谐波,得到中频模拟信号,然后进入放大器10025进行放大,该放大器10025可以采用BB-LNA。之后,中频模拟信号进入ADC10023进行模数转换,得到数字信号。图12中的c图所示的将中频滤波器10022设置在放大器10025前的电路结构,可以确保输入放大器10025的信号除了中频模拟信号之外的其他谐波的强度低,可以确保放大器对中频模拟信号有足够的增益,不会因为同时放大其他不需要的谐波导致浪费放大器10025的功耗,避免了针对有用的中频模拟信号的增益不足的情况。
上述低功耗唤醒电路中的混频器中仅产生门极电流(gate current),功耗极低,且低功耗唤醒电路中避免了VCO和射频LNA的使用。可以将待机功耗降低至10uW以内,实现低功耗待机的状态。
上述图10和图12中示出了低功耗唤醒电路中包括一个窄带滤波器和一条低功耗接收通路的电路结构。而在一些实施例中,低功耗唤醒电路还可以包括一一对应的多个窄带滤波器和多条低功耗接收通路,每个窄带滤波器和对应的低功耗接收通路连接,形成一条通道。当低功耗唤醒电路中的窄带滤波器1001和低功耗接收通路1002的数量均为多个时,则低功耗唤醒电路还可以包括投票电路1003,例如可以参见图13和图14所示,图13和图14中分别以包括三个窄带滤波器(1001-A、1001-B和1001-C)和三条低功耗接收通路(1002-A、1002-B和1002-C)为例示出(即示例出三条通道)。实际上,低功耗唤醒电路中的低功耗接收通路还可以是两条、四条、五条或其他的数量,对应的窄带滤波器也可以是两个、四个、五个或其他的数量,本申请实施例对此并不做限定。这三条通道同时工作,其中,每个窄带滤波器的通带频率均不相同,可以分别选通不同频率的广播信号。当空间中存在的干扰信号和其中一个窄带滤波器的通带频率接近甚至相同时,如果使用这个窄带滤波器的通带频率能够选通的广播信号,则会受到干扰信号的干扰。此时,发送端可以改变原来的广播信号的频率,采用其他窄带滤波器的通带频率中的一个来发送广播信号,即规避掉干扰信道,从而避免受到干扰信号的干扰。发送端还可以轮流发送不同频率的广播信号。例如,发送端分时发送三个频率的广播信号,这三个频率与通道1001-A,1001-B,1001-C的窄带滤波器的通带的频率对应。例如,发送端分时发送的三个频率的信号分别为2405MHz、2442MHz和2479MHz的广播信号,则三条通道的窄带滤波器的通带的中心频率可以分别为2405MHz、2442MHz和2479MHz。
上述低功耗唤醒电路中的窄带滤波器可以是两个或三个,则低功耗唤醒电路中的低功耗接收通路也可以相应的为两条或三条,这样可以平衡抗干扰的性能和电路的成本,因此更为合理。
在上述图13中的上述投票电路的输入端与每一条低功耗接收通路连接,投票电路的输出端用于根据多条低功耗接收通路输出的结果生成唤醒信号。投票电路的输入端的数量可以大于或等于窄带滤波器的数量。可选地,投票电路可以为两路或三路输入的或运算的电路,例如或门。以三路输入的投票电路为例,当三路输入的信号中,有一条低功耗接收通路输出高电平,则投票电路可以输出高电平作为唤醒信号,不会因为干扰信号和一个广播信号的频率相同或相近导致无法准确输出唤醒信号的情况,规避了干扰信号,从而提高了抗干扰的能力的同时,提高了唤醒的成功率。
可选地,投票电路还可以为两路或三路输入的与运算的电路,例如与门。投票电路的输入端的数量可以大于或等于窄带滤波器的数量。以三路输入的投票电路为例,当三路输入的信号中,三条低功耗接收通路均输出高电平,投票电路才可以输出高电平作为唤醒信号。也即,只有在发送端分别发送了三个不同频率的广播信号时,才输出唤醒信号,这样可以避免干扰信号导致的误唤醒发生,提高了输出唤醒信号的准确性。为了便于理解上述图14中的电路结构,图15根据电路的基本功能将图14所示的电路结构进行了划分,包括:射频电路、基带模拟电路和基带数字电路。其中,窄带滤波器以及相关的匹配网络可以统称为滤波匹配网络,工作在射频频段,属于射频电路;混频器、放大器、中频滤波器和比较器工作在中频频段,属于基带模拟电路;相关器和投票电路属于基带数字电路。
在一些实施例中,上述低功耗唤醒电路可以和所应用的接收机分别使用不同的天线。在另外一些实施例中,低功耗唤醒电路还可以和所应用的接收机使用相同的天线,并通过开关来进行切换。具体的,开关分别与低功耗唤醒电路、主接收通路和天线连接,用于当低功耗唤醒电路输出唤醒信号时,连通天线和主接收通路。在一些实施例中,开关还可以是其他类型的开关,例如单刀三掷开关、双刀双掷开关等,只要是能够实现主结构通路和低功耗唤醒电路的切换即可;在一些实施例中,开关还可以共用其他的功能模块中的其他开关或其他开关中的部分通路,只要是能够保证电路功能正常即可。在待机状态下,开关连通低功耗唤醒电路和天线;当投票电路输出唤醒信号时,则主芯片被唤醒,开关可以在主芯片的控制下切换至连通天线和主接收通路的状态,从而使得接收机从休眠状态切换为工作状态。在一些实施例中,在待机状态时,开关处于不通电的状态,此时开关默认连通低功耗唤醒电路和天线,当生成唤醒信号时再通电来连通天线和主接收通路,这样在待机状态下,开关不通电可以进一步节约待机功耗。图16中的开关以单刀双掷开关为例示出,该单刀双掷开关的公共端和天线连接,另外两端分别连接主接收通路和低功耗唤醒电路的窄带滤波器。使用开关来选通主接收通路和低功耗唤醒电路可以实现天线复用,无需改变现有的通信***的结构,并且节约了天线的数量,降低了成本和天线设计的难度。
上文详细介绍了本申请提供的低功耗唤醒电路和包含了低功耗唤醒电路的接收机的示例。可以理解的是,相应的电子设备为了实现上述功能,其包含了执行各个功能相应的硬件结构。
在实际的使用场景中,滤波器的通带频率会存在一定程度的温漂,即通带频率会随温度的变化产生偏移。针对本申请实施例中的窄带滤波器,在环境温度变化的情况下,窄带滤波器发生温漂时,广播信号则有可能直接落入窄带滤波器的阻带,导致无法通过窄带滤波器而被抑制,无法唤醒接收机。本申请实施例提出了一种重复收发的机制,将发送端发送广播信号的频点设置为可调的频点,这些可调的频点能够覆盖窄带滤波器的温漂范围,然后发送端在这些可调的频点中进行重复轮发。即使窄带滤波器产生温漂,经过轮发,发送端总会发出一个落在窄带滤波器的通带内的广播信号,从而输出唤醒信号。该方法能够避免温漂导致的无法准确唤醒接收机的情况,提高了低功耗唤醒电路适用的温度范围,使用场景更广泛。
图17为本申请实施例提供的一例唤醒序列发送方法的流程示意图,应用于第一电子设备,该第一电子设备可以为广播信号的发送端,广播信号中携带唤醒序列,该唤醒序列能够表征第一电子设备的身份,第一电子设备用于向第二电子设备发送唤醒序列,第二电子设备包括低功耗唤醒电路,低功耗唤醒电路包括至少一个窄带滤波器。该方法包括:
S1701、第一电子设备接收连接指令,连接指令用于指示第一电子设备和第二电子设备建立网络连接。
S1701、响应于连接指令,第一电子设备分别按照预设频率集合中的多个频率向第二电子设备发送唤醒序列。
当用户需要将作为第一电子设备的手机和作为第二电子设备的蓝牙耳机连接时,可以向第一电子设备输入连接指令,例如点击第一电子设备中的蓝牙耳机的标识。手机接收到用户的点击操作触发的连接指令,可以按照能够覆盖窄带滤波器的温漂范围的可调的频点,重复轮发携带唤醒序列的广播信号。
例如,上述多个频率为预设频率集合中的频率,且该预设频率集合中的多个频率能够覆盖第一频率范围,第一频率范围为窄带滤波器的通带的频率在预设温度范围内滤波器的通带的中心频率的漂移范围,也可以是窄带滤波器的通带的中心频率在预设温度范围内滤波器的通带的中心频率的漂移范围。上述预设频率集合中的任意两个相邻的频率相差预设带宽。可选地,上述预设温度范围可以是-20度到60度的范围。
可选地,当低功耗唤醒电路包括一个窄带滤波器时,第一频率范围可以为该窄带滤波器的通带的频率或中心频率在预设温度范围内的漂移范围;当低功耗唤醒电路包括多个窄带滤波器时,第一频率范围可以为多个窄带滤波器的通带的频率或中心频率在预设温度范围内的漂移范围的范围之和。
可选地,上述预设带宽可以为50KHz-1000Hz的范围内的数值,只要是和低功耗唤醒电路中的窄带滤波器的通带带宽相同或相近即可,可以确保按照预设带宽发送的广播信号正常进入低功耗唤醒电路进行解析。
可选地,上述预设温度范围可以是-20度到60度的范围。
具体的,通常射频滤波器的温度系数为-26ppm(parts per million,百万分之一)。以窄带滤波器的温度系数为-26ppm为例,在-20度至60度的温度范围内,窄带滤波器的频率偏移量为:26ppm*[60-(-20)]度*f0。其中,以f0为2450MHz为例,则频率偏移为:26ppm*[60-(-20)]度*2450MHz=5.096MHz≈5.2MHz(考虑到硬件电路的加工工艺的误差,频率偏移的范围留一定余量)。如果采用120KHz的窄带滤波器,5.2MHz/120KHz≈44,则窄带滤波器的通带频率大约在2447.36MHz至2452.64MHz之间变化。则发送端可以在2447.36MHz至2452.64MHz的频率范围内,按照间隔120KHz的间隔轮发,例如,依次发送2447.36MHz、2447.48MHz、2447.60MHz、2447.72MHz、2447.84MHz、2448.96MHz......直至2452.64MHz,共计发送45次。当然,其他的窄带滤波器,中心频率在不同温度变化下同样存在偏移的情况,发送端可以参照上述方法计算发送的广播信号的频点并发送广播信号,可以避免温漂导致的无法准确唤醒接收机的情况,提高了低功耗唤醒电路适用的温度范围,使用场景更广泛。
可选地,发送端还可以收集常用的温度范围,例如0-30度,并发送0-30度的温度范围内对应的频点,计算方式可以为26ppm*(30-0)度*2450MHz=1.911MHz≈2MHz(考虑到硬件电路的加工工艺的误差,频率偏移的范围留一定余量),2MHz/120KHz≈16。则发送端可以在2449.04MHz至2450.96MHz的频率范围内,按照间隔120KHz的频率间隔轮发,例如,依次发送2449.04MHz、2449.16MHz、2449.28MHz......直至2450.96MHz,共计发送17次。这样在覆盖常用的温度同时,可以减少发送次数,因此能够快速发送完一轮广播信号,减少了唤醒操作的延迟,提高了唤醒效率。
第二电子设备接收第一电子设备发送的携带唤醒序列的广播信号后,可以参照前述实施例中的描述对广播信号进行处理,识别出唤醒序列,此处不再赘述。
上文详细介绍了本申请提供的唤醒序列发送方法的示例。可以理解的是,相应的装置为了实现上述功能,其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
本申请可以根据上述方法示例对唤醒序列发送装置进行功能模块的划分,例如,可以将各个功能划分为各个功能模块,也可以将两个或两个以上的功能集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是,本申请中对模块的划分是示意性的,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式。
图18示出了本申请提供的一种唤醒序列发送装置的结构示意图。装置1800应用于第一电子设备,第一电子设备用于向第二电子设备发送唤醒序列,唤醒序列用于表征第一电子设备的身份,第二电子设备包括低功耗唤醒电路,低功耗唤醒电路包括至少一个窄带滤波器;装置1800包括:
接收模块1801,用于控制第一电子设备接收连接指令,连接指令用于指示第一电子设备和第二电子设备建立网络连接。
发送模块1802,用于控制第一电子设备响应于连接指令,分别按照预设频率集合中的多个频率向第二电子设备发送唤醒信号;其中,多个频率为第一频率范围内的频率,预设频率集合中包括第一频率和第二频率,第一频率和第二频率相差预设带宽,第一频率为多个频率中的任意一个,第二频率和第一频率不同,第一频率范围为至少一个窄带滤波器的通带的中心频率在预设温度范围内的漂移范围。
装置1800执行唤醒序列发送方法的具体方式以及产生的有益效果可以参见方法实施例中的相关描述,此处不再赘述。
本申请实施例还提供了一种电子设备,包括上述处理器。本实施例提供的电子设备可以是图1所示的终端设备100,用于执行上述唤醒序列发送方法。在采用集成的单元的情况下,终端设备可以包括处理模块、存储模块和通信模块。其中,处理模块可以用于对终端设备的动作进行控制管理,例如,可以用于支持终端设备执行显示单元、检测单元和处理单元执行的步骤。存储模块可以用于支持终端设备执行存储程序代码和数据等。通信模块,可以用于支持终端设备与其它设备的通信。
其中,处理模块可以是处理器或控制器。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框,模块和电路。处理器也可以是实现计算功能的组合,例如包含一个或多个微处理器组合,数字信号处理(digital signal processing,DSP)和微处理器的组合等等。存储模块可以是存储器。通信模块具体可以为射频电路、蓝牙芯片、Wi-Fi芯片等与其它终端设备交互的设备。
在一个实施例中,当处理模块为处理器,存储模块为存储器时,本实施例所涉及的终端设备可以为具有图1所示结构的设备。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储了计算机程序,当所述计算机程序被处理器执行时,使得处理器执行上述任一实施例所述的唤醒序列发送方法。
本申请实施例还提供了一种计算机程序产品,当该计算机程序产品在计算机上运行时,使得计算机执行上述相关步骤,以实现上述实施例中的唤醒序列发送方法。
其中,本实施例提供的电子设备、计算机可读存储介质、计算机程序产品或芯片均用于执行上文所提供的对应的方法,因此,其所能达到的有益效果可参考上文所提供的对应的方法中的有益效果,此处不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,更换的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机,芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(read only memory,ROM)、随机存取存储器(random access memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上内容,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (20)
1.一种低功耗唤醒电路,其特征在于,应用于接收机,所述电路包括:至少一个窄带滤波器和至少一条低功耗接收通路,所述至少一个窄带滤波器和所述至少一条低功耗接收通路一一对应;
第一窄带滤波器,分别与天线和所述第一窄带滤波器对应的第一低功耗通路连接,所述第一窄带滤波器为所述至少一个窄带滤波器中的任意一个,所述第一低功耗通路为所述一条低功耗接收通路中的一个。
2.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述至少一条低功耗接收通路,用于在所述天线接收到的信号携带的唤醒序列和预置序列匹配时,输出唤醒信号。
3.根据权利要求2所述的电路,其特征在于,所述第一窄带滤波器包括:高次谐波体声波谐振器和带通滤波器;
所述高次谐波体声波谐振器,分别与所述天线和所述带通滤波器连接,所述带通滤波器与所述第一低功耗接收通路连接;或者,
所述带通滤波器,分别与所述天线和所述高次谐波体声波谐振器连接,所述高次谐波体声波谐振器与所述第一低功耗接收通路连接。
4.根据权利要求3所述的电路,其特征在于,所述高次谐波体声波谐振器的任意两个相邻的谐振频率的间隔的取值范围为10MHz-100MHz,所述高次谐波体声波谐振器的谐振频率的带宽的取值范围为50KHz-1000KHz,所述带通滤波器的通带带宽和所述高次谐波体声波谐振器的任意两个相邻的谐振频率的间隔的差异小于预设差值。
5.根据权利要求3或4所述的电路,其特征在于,所述第一低功耗接收通路包括:混频器、中频滤波器、模数转换电路和相关器;
所述混频器,用于对所述第一窄带滤波器滤波后的唤醒信号进行自混频,并将自混频所产生的信号传输至所述中频滤波器;
所述中频滤波器,用于对所述混频器输出的信号进行滤波,并将滤波得到的中频模拟信号传输至所述模数转换电路;
所述模数转换电路,用于将所述中频模拟信号转换为数字信号,并将所述数字信号传输至所述相关器;
所述相关器,用于将所述数字信号携带的唤醒序列和所述预置序列进行对比,并输出第一匹配结果。
6.根据权利要求5所述的电路,其特征在于,所述第一低功耗接收通路还包括:低噪声放大器,所述模数转换电路为比较器;
所述低噪声放大器,用于对所述中频模拟信号进行放大;
所述比较器,用于将滤波和放大后的所述中频模拟信号转换为所述数字信号。
7.根据权利要求5或6所述的电路,其特征在于,所述至少一条低功耗接收通路的数量为多条,所述电路还包括:投票电路;
所述投票电路,用于根据多条所述低功耗接收通路的相关器输出的所述第一匹配结果,输出所述唤醒信号。
8.根据权利要求7所述的电路,其特征在于,所述投票电路为或门。
9.根据权利要求7所述的电路,其特征在于,所述投票电路为与门。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电路,其特征在于,所述至少一个窄带滤波器的数量为多个,每个所述窄带滤波器的通带频率均不相同。
11.根据权利要求10所述的电路,其特征在于,所述至少一个窄带滤波器的数量为两个或三个。
12.一种接收机,其特征在于,所述接收机包括主接收通路,以及如权利要求1至11中任一项所述的低功耗唤醒电路。
13.根据权利要求12所述的接收机,其特征在于,所述接收机还包括:开关;
所述开关分别与所述低功耗唤醒电路、所述主接收通路和天线连接;
所述开关,用于当所述低功耗唤醒电路输出唤醒信号时,连通所述天线和所述主接收通路。
14.根据权利要求13所述的接收机,其特征在于,所述开关为单刀双掷开关,所述单刀双掷开关的公共端与所述天线连接。
15.一种唤醒序列发送方法,其特征在于,应用于第一电子设备,所述第一电子设备用于向第二电子设备发送唤醒序列,所述唤醒序列用于表征所述第一电子设备的身份,所述第二电子设备包括低功耗唤醒电路,所述低功耗唤醒电路包括至少一个窄带滤波器;
所述方法包括:
所述第一电子设备接收连接指令,所述连接指令用于指示所述第一电子设备和所述第二电子设备建立网络连接;
响应于所述连接指令,所述第一电子设备分别按照预设频率集合中的多个频率向所述第二电子设备发送所述唤醒序列;
其中,所述多个频率为第一频率范围内的频率,所述预设频率集合中包括第一频率和第二频率,所述第一频率和所述第二频率相差预设带宽,所述第一频率为所述多个频率中的任意一个,所述第二频率和所述第一频率不同,所述第一频率范围为所述至少一个窄带滤波器的通带的频率在预设温度范围内的漂移范围。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述预设带宽为的取值范围为50KHz-1000KHz。
17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述预设带宽为120KHz,所述预设频率集合中的多个频率的数量为45。
18.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求1至11中任一项所述的低功耗唤醒电路,或者包括如权利要求12至14中任一项所述的接收机。
19.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器、存储器和接口;
所述处理器、所述存储器和所述接口相互配合,使得所述电子设备执行如权利要求15至17中任一项所述的方法。
20.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质中存储了计算机程序,当所述计算机程序被处理器执行时,使得所述处理器执行权利要求15至17中任一项所述的方法。
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