專利名稱：通信設(shè)備、通信幀格式和信號處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信設(shè)備、通信幀格式和信號處理方法。本發(fā)明特別涉及適用于例如通過IC (Integrated Circuit,集成電路)卡進行的令卩近通信(proximity communication)的通信設(shè)備、通信幀格式和信號處理方法。
背景技術(shù)：
近年來，廣泛使用了具有鄰近通信功能的便攜式終端，諸如IC卡和便攜式電話。采用這種終端的技術(shù)的例子包括FeliCa(注冊商標)，它是由Sony (索尼)公司開發(fā)的IC卡系統(tǒng)。鄰近通信標準的例子包括NFC (Near Field Communication,近程通信)標準，它是由Sony公司和RoyalPhilips(皇家飛利浦)電子公司開發(fā)的短距離無線通信標準。
鄰近通信是在發(fā)送器和接收器之間使用例如13. 56MHz的載波頻率來進行的，發(fā)送器-接收器距離為Ocm(發(fā)送器和接收器彼此接觸)到12cm左右。參照圖1A、1B、2A和2B來概要描述鄰近通信。在上述發(fā)送器_接收器距離的情況下，可認為發(fā)送器和接收器彼此磁耦合，其發(fā)送/接收天線用作線圈。也就是說，認為天線形成一對變壓器繞組。
圖1A和IB示出從讀/寫器10到應(yīng)答器20(可以是IC卡)的數(shù)據(jù)發(fā)送處理。圖2A和2B示出從應(yīng)答器20到讀/寫器10的數(shù)據(jù)發(fā)送處理。 參照圖1A和IB來描述從讀/寫器10到應(yīng)答器20 (可以是IC卡)的數(shù)據(jù)發(fā)送處理。如圖1A所示，讀/寫器10將212kbps的待發(fā)送信息(信號Slb)疊加到13. 56腿z的載波信號(信號Sla)上來準備出經(jīng)調(diào)制的信號(信號Slc)，并將經(jīng)調(diào)制的信號從發(fā)送放大器經(jīng)由線圈發(fā)送到應(yīng)答器20。應(yīng)答器20經(jīng)由線圈接收信號(信號Sld)。
圖IB示出信號Sla到Sld的波形
載波信號波形(信號Sla);
發(fā)送的信息波形(信號Sib);
發(fā)送的信號波形(信號Sic);以及
接收到的信號波形(信號Sld)。 采用ASK (Amplitude Shift Keying,幅移鍵控)調(diào)制方案作為調(diào)制方案。
參照圖2A和2B描述從應(yīng)答器20 (可以是IC卡)到讀/寫器10的數(shù)據(jù)發(fā)送處理。如圖2A所示，讀/寫器10將13.56MHz的載波信號(信號S2a)從發(fā)送放大器經(jīng)由線圈發(fā)送到應(yīng)答器20。應(yīng)答器20調(diào)制212kbps的待發(fā)送信息(信號S2b)以生成待發(fā)送的信號(信號S2c)，并將生成的信號發(fā)送到讀/寫器10。讀/寫器10經(jīng)由線圈接收信號(信號S2d)。 圖2B示出信號S2a到S2d的波形
載波信號波形(信號S2a);
發(fā)送的信息波形(信號S2b);
發(fā)送的信號波形(信號S2c);以及
接收到的信號波形(信號S2d)。
4
在圖1A、lB、2A和2B所示的讀/寫器10和應(yīng)答器20之間，在發(fā)送器-接收器距 離為0cm(讀/寫器10和應(yīng)答器20彼此接觸)到12cm左右的情況下進行通信。在上述發(fā) 送器_接收器距離的情況下，讀/寫器10和應(yīng)答器20可被認為彼此磁耦合，其發(fā)送/接收 天線用作線圈。也就是說，認為天線形成一對變壓器繞組。 在這樣形成的變壓器中，使每個線圈在載波頻率處高Q諧振。通過載波頻率附近 的諧振來放大待傳遞的信號以允許傳遞到更遠的位置。然而，當兩個諧振線圈互相如此靠 近以致引起互相干擾時，在傳遞信號的頻率特性曲線中出現(xiàn)兩個分離的峰，載波頻率插在 兩個峰之間，如圖3所示。 圖3示出頻率和接收天線電平之間的對應(yīng)性，也就是說，針對由線圈形成的天線 之間的距離是0. 5到100mm的每種情況的傳遞信號頻率特性。如圖3所示，在天線距離是 50mm或100mm的情況下在13. 56MHz的載波頻率附近僅出現(xiàn)一個峰。同時，在天線距離是 30mm、6mm或0. 5mm的情況下出現(xiàn)兩個分離的諧振峰。這是因為兩個諧振線圈互相如此接近 以致引起互相干擾。結(jié)果，13.56MHz的載波頻率插在兩個峰之間。 這是由于以下事實兩個線圈的諧振頻率根據(jù)線圈之間的距離而變化。參照圖 4A、4B和圖5來描述該現(xiàn)象的原理。圖4A示出了與圖1A、1B、2A和2B所示的讀/寫器10 和應(yīng)答器20的各個線圈相對應(yīng)的兩個線圈a和b。箭頭指示的點P的右側(cè)部分的阻抗Z。(s) 由以下公式(1)給出
<formula>formula see original document page 5</formula>
在上述公式中，k是耦合系數(shù)，G(s)是s(諧振頻率)的三次方函數(shù)。
被表示為從上述公式(1)計算出的s的根的諧振頻率"m和"。2由以下公式給
出
<formula>formula see original document page 5</formula> 從上述公式應(yīng)當理解，諧振頻率"。JP "。2根據(jù)耦合系數(shù)k的值而變化。圖5示出 諧振頻率"m和"。2如何根據(jù)耦合系數(shù)k的值而變化。圖5示出在耦合系數(shù)k是0.01-0.5 的每種情況下頻率和接收到的信號電平之間的對應(yīng)性。 在檢波信號(轉(zhuǎn)換成基帶的信號)的頻率特性中反映了載波頻率(13. 56MHz)附 近的傳遞信號的頻率特性。也就是說，基帶信號的頻率特性與載波頻率(載波頻率轉(zhuǎn)換成 DC(直流))附近的傳遞信號的頻率特性相一致。圖6中示出了通過對經(jīng)過具有圖5所示的 特性的系統(tǒng)的載波進行解碼而獲得的基帶信號的頻率特性。 圖6示出基帶的頻率特性，或在耦合系數(shù)k是0. 01-0. 5的多種情況中的每種情況 下頻率和接收強度的相對電平(線性)之間的對應(yīng)性。圖5所示的載波頻率(13. 56MHz)的 電平對應(yīng)于圖6所示的直流(頻率二OHz)電平。在圖5所示的(13. 56+X)MHz和(13. 56-X) MHz處在接收器處觀察到的電平的平均值對應(yīng)于圖6所示的頻率X(MHz)處的相對電平。
在圖6中，在具有不同耦合系數(shù)k的情況之間對O. 625MHz-l. 25MHz的頻率范圍內(nèi)的頻率特性進行比較。 在耦合系數(shù)k為0. 2的情況下，在0. 625MHz-l. 25MHz的頻率范圍內(nèi)頻率特性"逐 漸增加"，如圖6的雙點劃線所示。換句話說，接收強度的相對電平傾向于隨著頻率變得更 高而變得更大。 另一方面，在耦合系數(shù)k為0. 1的情況下，在0. 625MHz-l. 25MHz的頻率范圍內(nèi)頻 率特性"逐漸減小"，如圖6的雙點劃線b所示。換句話說，接收強度的相對電平傾向于隨著 頻率變得更高而變得更小。 如果基于圖3和圖5所示的特性曲線上的對應(yīng)點(峰頻率)來估計通信距離
則對于圖5所示的耦合系數(shù)k為0. 2的情況下的頻率特性，天線距離被估計為近 似14mm ;以及 對于圖5所示的耦合系數(shù)k為0. 1的情況下的頻率特性，天線距離被估計為近似 20mm。 在該通信方案中，即使微小的距離變化也可能導(dǎo)致接收強度或諧振頻率的較大變 化。 在耦合系數(shù)k較小(即通信距離較長)的情況下，特性曲線是在較高范圍中急劇 衰減。在耦合系數(shù)較大(即通信距離較短)的情況下，特性曲線是在較高范圍中具有峰。
頻率特性的這種變化在相關(guān)技術(shù)中不成為問題。這是因為在根據(jù)相關(guān)技術(shù)的系統(tǒng) 中采用的傳遞速率不太高。例如，上述Felica(注冊商標)和NFC標準采用具有212kbps 的傳遞速率的曼徹斯特碼。也就是說，最高波形重復(fù)頻率是212kHz。 如圖6所示，盡管在較長通信距離的情況下在212kHz處的特性曲線下降到大約直 流處電平的一半，但該特性曲線在大多數(shù)通信距離的情況下幾乎是平坦的。因此，信道(傳 遞路徑)的頻率特性不造成較大的失真，不對接收到的信號的[1/0]判決造成障礙。
然而，當傳遞速率增大時，基帶信號的頻譜根據(jù)該增大的比率而變寬。因而在接收 到的信號的檢波期間需要相應(yīng)地更寬的頻帶。這增加了信道的頻率特性的影響，不利地增 加了數(shù)據(jù)的錯誤率。 參照圖7A和7B來描述在根據(jù)相關(guān)技術(shù)的通信設(shè)備中用于接收到的信號的檢測 電路的總體配置和由該檢測電路檢測到的信號。圖7A示出了在根據(jù)相關(guān)技術(shù)的通信設(shè)備 中用于接收到的信號的檢測電路的配置。例如，該檢測電路對應(yīng)于圖1A中所示的應(yīng)答器 20(可以是IC卡)的檢測電路21或圖2A中所示的讀/寫器10的檢測電路11。圖7B示 出了在圖7A中所示的檢測電路的各點處的信號波形。 如圖7A所示，檢測電路包括放大器31、檢波器32、高通濾波器(HPF) 33和比較器 34。經(jīng)由用作天線的線圈輸入的接收到的信號具有圖7B所示的輸入波形[信號S3a]。
輸入波形[信號S3a]通過放大器31以適當?shù)谋嚷时环糯蠡蛩p以便具有足夠的 幅度。放大器31輸出圖7B所示的[信號S3b]。放大器31可由衰減器或自動增益控制器 (AGC)形成。 放大器31的輸出[信號S3b]輸入到檢波器32。檢波器32進行檢波處理以提取 關(guān)于經(jīng)放大的信號的幅度的信息。結(jié)果，檢波器32輸出圖7B所示的[信號S3c]。
來自檢波器32的檢波信號[信號S3c]輸入到HPF 33。 HPF 33從檢波信號[信號 S3c]中移除直流分量以將波形的中點電勢設(shè)為零電平，從而生成移除了直流偏移的檢波波形。因此，獲得了圖7B所示的[信號S3d]。 HPF 33的輸出，即移除了直流偏移的檢波波形[信號S3d]輸入到比較器34。比 較器34使用零電平作為閾值來生成[1/0] 二進制信號并輸出生成的信號。也就是說，比較 器34生成圖7B所示的[信號S3e]作為接收到的信息波形，并輸出生成的信號。
根據(jù)相關(guān)技術(shù)的用在鄰近通信中的接收信號檢測電路具有圖7所示的配置，并使 用該配置進行信號處理以根據(jù)作為接收到的信號的[信號S3a]來生成作為接收到的信息 的二進制信號[信號S3d]。 該配置使得能夠在約212kbps的較低傳遞速率進行處理。然而在更高的傳遞速 率，該信號可能被信道(傳遞路徑)的頻率特性大大扭曲，這可能使得難以基于移除了直流 偏移的檢波波形進行準確的[1/0]判決。 為了改進信號檢測的精確度，提出了對接收到的信號的失真進行校正的技 術(shù)。例如，在日本待審專利申請公布No.Hei 01-202954和日本待審專利申請公布 No. 2004-297536中公開了這樣的技術(shù)。在所述公布中公開的技術(shù)中，待發(fā)送的數(shù)據(jù)具有訓(xùn) 練信號(學(xué)習(xí)信號)，允許根據(jù)接收到的信號的頻率特性進行最佳校正處理，從而使用訓(xùn)練 信號進行了最佳校正。 然而，在所述公布中公開的技術(shù)中，數(shù)據(jù)接收器可能不能掌握開始訓(xùn)練的準確定 時。例如，在使用分組頭部處的前導(dǎo)信號完成同步處理之后開始訓(xùn)練處理的情況下，開始定 時可能根據(jù)接收狀態(tài)而變化。結(jié)果，使用訓(xùn)練信號的優(yōu)化處理非常可能被延遲。這可能妨 礙對所需的接收數(shù)據(jù)的最佳校正，并可能導(dǎo)致讀取接收到的數(shù)據(jù)時出錯。

發(fā)明內(nèi)容
因此期望提供一種使得能夠以較小錯誤率進行準確的數(shù)據(jù)接收的通信設(shè)備、通信 幀格式和信號處理方法。 根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，提供了一種通信設(shè)備，包括信號檢測部，從通過無線
通信接收到的信號中檢測接收到的信息，所述信號檢測部包括檢波部，接收在載波信號上
疊加有接收到的信息的信號，并分析接收到的信號的包絡(luò)中的變化以生成包含接收到的信
息的檢波信號；均衡處理部，校正檢波信號以輸出經(jīng)校正的檢波信號；檢測部，接收由均衡
處理部生成的經(jīng)校正的檢波信號，以檢測接收到的信息；以及訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測部，從接收到的
信號中檢測訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測同步信號，所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測同步信號允許檢測用于優(yōu)化均衡處
理部的均衡特性的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，其中，均衡處理部基于由訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測部檢測到的同步信號
來開始訓(xùn)練處理，在該訓(xùn)練處理中利用包含在接收到的信號中的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。 在根據(jù)本發(fā)明實施例的通信設(shè)備中，均衡處理部可包括濾波器部，采用濾波器系
數(shù)來執(zhí)行濾波處理；以及濾波器系數(shù)設(shè)置部，將濾波器系數(shù)輸出到濾波器部，以及在利用訓(xùn)
練數(shù)據(jù)的訓(xùn)練處理中，濾波器系數(shù)設(shè)置部可更新濾波器系數(shù)以減小濾波器部的輸出和預(yù)定
參考信號之間的誤差。 在根據(jù)本發(fā)明實施例的通信設(shè)備中，均衡處理部可包括FIR(有限沖激響應(yīng))濾波 器。 在根據(jù)本發(fā)明實施例的通信設(shè)備中，該通信設(shè)備還可包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，對由檢波 部生成的檢波信號執(zhí)行數(shù)字轉(zhuǎn)換處理以生成數(shù)字信號，均衡處理部可接收該數(shù)字信號，采用濾波器系數(shù)對該數(shù)字信號進行濾波以生成經(jīng)校正的數(shù)字信號，并將經(jīng)校正的數(shù)字信號輸 出到檢測部。 在根據(jù)本發(fā)明實施例的通信設(shè)備中，該通信設(shè)備還可包括參考信號輸出部，向均 衡處理部輸出用于由均衡處理部執(zhí)行的訓(xùn)練處理中的參考信號，參考信號輸出部可基于由 訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測部檢測到的同步信號來向均衡處理部輸出參考信號。 在根據(jù)本發(fā)明實施例的通信設(shè)備中，訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測部可包括相關(guān)性檢測部，相關(guān) 性檢測部使用參考信號來檢測與接收到的信號的相關(guān)性，該參考信號的信號模式與同步信 號的信號模式相同并包含在接收到的信號中，以及由相關(guān)性檢測部檢測到的相關(guān)性處于峰 值的位置可被確定為訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測同步信號的位置。 根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，提供了一種通信設(shè)備，包括分組生成部，生成要通過 無線通信發(fā)送的數(shù)據(jù)；以及發(fā)送部，輸出由分組生成部生成的分組，其中分組生成部生成含 有以下內(nèi)容的分組允許確定數(shù)據(jù)接收器的均衡處理部的最佳均衡特性的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，和允 許檢測訓(xùn)練數(shù)據(jù)的位置的同步信號。 在根據(jù)本發(fā)明實施例的通信設(shè)備中，分組生成部可生成以下分組在該分組中，同 步信號與分組中的其它構(gòu)成數(shù)據(jù)相比處于較低頻率的信號區(qū)域中。 根據(jù)本發(fā)明的第三實施例，提供了一種用于要通過無線通信被傳遞的分組的通信 幀格式，包括訓(xùn)練數(shù)據(jù)，允許確定數(shù)據(jù)接收器的均衡處理部的最佳均衡特性；以及同步信 號，允許檢測訓(xùn)練數(shù)據(jù)的位置，其中，使接收分組的數(shù)據(jù)接收器能夠響應(yīng)于從接收到的分組 中檢測到同步信號來開始利用訓(xùn)練數(shù)據(jù)的訓(xùn)練。 在根據(jù)本發(fā)明實施例的通信幀格式中，同步信號與分組中的其它構(gòu)成數(shù)據(jù)相比可 處于較低頻率的信號區(qū)域中。 根據(jù)本發(fā)明的第四實施例，提供了 一種在通過無線通信來接收數(shù)據(jù)的通信設(shè)備中 執(zhí)行的信號處理方法，包括以下步驟訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測部從接收到的信號中檢測允許檢測訓(xùn) 練數(shù)據(jù)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測同步信號，該訓(xùn)練數(shù)據(jù)用于優(yōu)化均衡處理部的均衡特性；以及均衡 處理部響應(yīng)于訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測部檢測到訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測同步信號來開始訓(xùn)練處理，在訓(xùn)練處理 中利用包含在接收到的信號中的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。 根據(jù)本發(fā)明的第五實施例，提供了一種在生成要通過無線通信發(fā)送的數(shù)據(jù)的通信 設(shè)備中執(zhí)行的信號處理方法，包括以下步驟分組生成部生成待發(fā)送的分組；以及發(fā)送部 輸出由分組生成部生成的分組，其中，分組生成步驟包括生成含有以下內(nèi)容的分組允許確 定數(shù)據(jù)接收器的均衡處理部的最佳均衡特性的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，和允許檢測訓(xùn)練數(shù)據(jù)的位置的同 步信號。 通過閱讀參照附圖給出的本發(fā)明的實施例的以下詳細描述，應(yīng)當清楚本發(fā)明的其 它目的、特征和優(yōu)點。 根據(jù)本發(fā)明的實施例，在用于從通過無線通信接收到的信號中檢測接收到的信息 的配置中，檢波部接收疊加在載波信號上的信息以生成包含接收到的信息的檢波信號，自 適應(yīng)均衡處理部校正檢波信號中包含的失真，即無線通信路徑中引起的失真。分組包含訓(xùn) 練數(shù)據(jù)和訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測同步信號，訓(xùn)練數(shù)據(jù)用于優(yōu)化自適應(yīng)均衡處理部的均衡特性，訓(xùn)練 數(shù)據(jù)檢測同步信號允許檢測訓(xùn)練數(shù)據(jù)。接收器可以通過檢測訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測同步信號來可靠 地執(zhí)行利用了訓(xùn)練數(shù)據(jù)的訓(xùn)練處理。


圖1A示出進行鄰近通信的通信設(shè)備的總體配置； 圖IB示出鄰近通信中對發(fā)送/接收信號進行的示例性處理； 圖2A示出進行鄰近通信的通信設(shè)備的總體配置； 圖2B示出鄰近通信中對發(fā)送/接收信號進行的示例性處理； 圖3示出當兩個諧振線圈彼此靠近時在傳遞信號的頻率特性中發(fā)生的互相干擾；
圖4A示出以下事實的原理兩個線圈的諧振頻率根據(jù)線圈之間的距離而變化，且 13. 56MHz的載波頻率插入在頻率特性曲線的兩個峰之間，通過計算提供了對分離的峰的外 觀的驗證； 圖4B示出以下事實的原理兩個線圈的諧振頻率根據(jù)線圈之間的距離而變化，且 13. 56MHz的載波頻率插入在頻率特性曲線的兩個峰之間，提供了用于驗證的描述和公式；
圖5示出兩個線圈的諧振頻率如何根據(jù)線圈之間的距離變化，以及以下事實的原 理13. 56MHz的載波頻率插入在頻率特性曲線的兩個峰之間，示出了頻率和接收到的信號 電平之間的對應(yīng)性； 圖6示出通過對經(jīng)過具有圖5所示的特性的系統(tǒng)的載波進行解碼而獲得的基帶信 號的頻率特性； 圖7A示出在根據(jù)相關(guān)技術(shù)的通信設(shè)備中用于接收到的信號的檢測電路的總體配 置； 圖7B示出根據(jù)相關(guān)技術(shù)的檢測電路中的檢測信號； 圖8示出根據(jù)本發(fā)明實施例的通信設(shè)備的示例性配置； 圖9示出根據(jù)本發(fā)明實施例的通信設(shè)備中的檢測電路的配置； 圖10示出在圖9所示的檢測電路的構(gòu)成元件之間發(fā)送的信號的轉(zhuǎn)變。 圖11示出根據(jù)本發(fā)明實施例的通信設(shè)備的檢測電路中的自適應(yīng)均衡處理部的具
體示例性配置； 圖12示出具有訓(xùn)練數(shù)據(jù)位的示例性分組； 圖13示出具有根據(jù)本發(fā)明實施例的幀格式的分組的示例性配置； 圖14A示出用來檢測訓(xùn)練數(shù)據(jù)的同步信號(SYNC)的示例，示出了正常速率的數(shù)據(jù)
信號； 圖14B示出用來檢測訓(xùn)練數(shù)據(jù)的同步信號(SYNC)的示例，示出了用于訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢 測的同步信號； 圖15示出用來檢測訓(xùn)練數(shù)據(jù)的同步信號(SYNC)的示例，示出了基帶信號的頻率 特性； 圖16示出根據(jù)本發(fā)明實施例的通信設(shè)備的檢測電路的示例； 圖17示出根據(jù)本發(fā)明實施例的通信設(shè)備的檢測電路中的訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測部的詳細 配置和由該訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測部執(zhí)行的處理； 圖18A示出具有根據(jù)本發(fā)明實施例的幀格式的分組的示例性配置，示出了訓(xùn)練專 用分組； 圖18B示出具有根據(jù)本發(fā)明實施例的幀格式的分組的示例性配置，示出了正常數(shù)
9據(jù)分組； 圖19A示出應(yīng)用了訓(xùn)練專用分組的第一示例性通信序列；以及
圖19B示出應(yīng)用了訓(xùn)練專用分組的第二示例性通信序列。
具體實施例方式
下文中，參照附圖詳細描述根據(jù)本發(fā)明實施例的通信設(shè)備、通信幀格式以及信號 處理方法。 下文中，按以下順序依次描述
具體實施例方式1.用于在接收設(shè)備的檢測電路中執(zhí)行自適應(yīng)均衡處理的配置 2.用于使用適當?shù)耐叫盘杹韴?zhí)行準確的訓(xùn)練處理的配置 2-1.改變了同步信號(SYNC)的實施例 2-2.利用了訓(xùn)練專用分組的實施例 [1.用于在接收設(shè)備的檢測電路中執(zhí)行自適應(yīng)均衡處理的配置] 首先，描述用于在接收設(shè)備的檢測電路中執(zhí)行自適應(yīng)均衡處理的配置。參照圖8
來描述通信設(shè)備的示例性配置。圖8示出與前面參照圖1A、1B、2A和2B描述的通信設(shè)備
類似地進行鄰近通信的通信設(shè)備的示例性組合。將讀/寫器100和應(yīng)答器200 (可以是IC
卡)示出為通信設(shè)備。讀/寫器100和應(yīng)答器200中每一個都是根據(jù)本發(fā)明實施例的通信
設(shè)備的例子。 進行從讀/寫器100到應(yīng)答器200或從應(yīng)答器200到讀/寫器100的數(shù)據(jù)發(fā)送。 數(shù)據(jù)發(fā)送/接收處理的流程與參照圖1A、1B、2A和2B描述的流程相同。
也就是說，在從讀/寫器100到應(yīng)答器200(可以是IC卡)的數(shù)據(jù)發(fā)送處理中，讀 /寫器100通過調(diào)制器103將待發(fā)送的信息101疊加到載波信號102上以生成經(jīng)調(diào)制的信 號，并將經(jīng)調(diào)制的信號從發(fā)送放大器104經(jīng)由線圈105發(fā)送到應(yīng)答器200。應(yīng)答器200經(jīng)由 線圈202接收信號，并通過檢測電路210來檢測接收到的信號。采用例如ASK (Amplitude ShiftKeying，幅移鍵控)調(diào)制方案作為調(diào)制方案。 同時，如下所述地進行從應(yīng)答器200 (可以是IC卡)到讀/寫器100的數(shù)據(jù)發(fā)送 處理。讀/寫器100將載波信號102經(jīng)由線圈105發(fā)送到應(yīng)答器200。應(yīng)答器200調(diào)制待 發(fā)送的信息201以生成待發(fā)送的信號，并將生成的信號經(jīng)由線圈202發(fā)送到讀/寫器100。 讀/寫器100經(jīng)由線圈105接收信號，并使用檢測電路110檢測接收到的信號。
如上所述，數(shù)據(jù)發(fā)送/接收處理的基本順序與參照圖1A、1B、2A和2B描述的順序 相同。在前面參照圖1A、lB、2A和2B描述的處理中，被發(fā)送的信息的傳遞速率是212kbps。 根據(jù)本發(fā)明的實施例，允許更高傳遞速率的高速通信。為了分析以高速率傳遞的通信數(shù)據(jù)， 改變了檢測電路的配置，即圖8所示的讀/寫器100的檢測電路110或應(yīng)答器200的檢測 電路210的配置。 圖9示出通信設(shè)備中的檢測電路的示例性配置。圖9所示的檢測電路340用作從 通過無線通信接收到的信號中檢測接收到的信息的信號檢測部。圖9所示的檢測電路340 對應(yīng)于圖8所示的讀/寫器100的檢測電路110或應(yīng)答器200的檢測電路210。
在利用具有前面參照圖6描述的根據(jù)天線距離而顯著變化的特性的信道(傳遞路 徑)進行通信的情況下，執(zhí)行特定處理的均衡電路(Equalization Circuit, EQ)在傳遞速率增大而需要更寬的頻帶的情況下可能不能進行通信。因此，優(yōu)選地執(zhí)行自適應(yīng)均衡，其中 根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)來執(zhí)行最佳校正處理。圖9所示的檢測電路340是具有執(zhí)行該自適應(yīng)均 衡的EQ的示例性檢測電路，在該自適應(yīng)均衡中根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)來執(zhí)行不同的校正處理。
檢測電路340提取經(jīng)由充當天線的線圈接收到的信號中含有的載波信號上疊加 的發(fā)送信息，以提取形成接收到的信息的[1/0]位串。 如圖9所示，檢測電路340包括放大器341、檢波器342、高通濾波器(HPF)343、 自動增益控制器(Automatic Gain Controller, AGC) 344、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog Digital Converter, ADC) 345、PLL(鎖相環(huán))346、自適應(yīng)均衡電路(自適應(yīng)EQ)347以及檢測部348。 因此，根據(jù)本發(fā)明實施例的通信設(shè)備中的檢測電路340包括通過消除來自檢波信號中包含 的信號的失真來進行校正的均衡電路。該均衡電路消除信道(傳遞路徑)中引起的失真， 使得檢測部能夠準確地提取位串。在進行數(shù)字信號處理的情況下，可使用自適應(yīng)均衡電路 (自適應(yīng)均衡器)。自適應(yīng)均衡電路自動地根據(jù)輸入信號如何失真來優(yōu)化自己的均衡特性。
參照圖10來描述在圖9所示的檢測電路340的構(gòu)成元件之間發(fā)送的信號的轉(zhuǎn)變。 圖10示出在圖9所示的檢測電路340的各個點處的信號波形。 經(jīng)由作為天線的線圈輸入的接收到的信號具有圖10所示的輸入波形[信號S5a]。 輸入波形[信號S5a]被放大器341以適當比率放大或衰減，從而具有足夠的幅度。放大器 341輸出圖10所示的[信號S5b]。放大器341可由衰減器或自動增益控制器(AGC)形成。
放大器341的輸出[信號S5b]被輸入到檢波器342。檢波器342執(zhí)行檢波處理以 提取與經(jīng)放大的信號的幅度有關(guān)的信息。檢波器342接收疊加在載波信號上的信息，并分 析載波信號的包絡(luò)中的變化以生成包含接收到的信息的檢波信號。結(jié)果，檢波器342輸出 圖10所示的[信號S5c]。 來自檢波器342的檢波信號[信號S5c]被輸入到HPF 343。 HPF 343從檢波信號 [信號S5c]中移除直流分量以將波形的中點電勢設(shè)為零電平，從而生成移除了直流偏移的 檢波波形。因此，獲得了圖10所示的[信號S5d]。 HPF 343的輸出，即移除了直流偏移的檢波波形[信號S5d]受到由AGC 344執(zhí)行 的增益控制，然后被輸入到ADC 345以轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。 然后，數(shù)字信號被輸入到PLL 346。 PLL 346根據(jù)數(shù)據(jù)速率時鐘進行PLL處理，并 將PLL處理結(jié)果輸入到自適應(yīng)EQ 347。自適應(yīng)EQ 347接收PLL處理結(jié)果，并通過數(shù)字信 號處理對PLL處理結(jié)果進行信號校正處理。自適應(yīng)EQ 347例如可由FIR(有限沖激響應(yīng)) 濾波器形成。FIR濾波器基于自適應(yīng)均衡器的輸出和適當?shù)臋z測電壓之間的誤差電壓來檢 測FIR濾波器的每個抽頭系數(shù)(濾波器系數(shù))中的誤差，并進行自動校正使得誤差電壓被 最小化。即使在需要提供變化很大的均衡特性的系統(tǒng)中，該自適應(yīng)均衡也允許單個電路來 處理通信。 然后，由自適應(yīng)EQ 347校正的數(shù)字信號被輸入到檢測部348。檢測部348接收經(jīng) 校正的檢波信號作為由自適應(yīng)EQ 347生成的數(shù)字信號，并檢測接收到的信息。檢測部348 基于經(jīng)校正的數(shù)字信號來輸出[1/0] 二進制信號。也就是說，檢測部348生成圖10所示的 [信號S5e]作為接收到的信息波形，并輸出生成的信號。 在圖9所示的檢測電路340中，由于自適應(yīng)EQ 347消除了信道(傳遞路徑)中引 起的失真，所以檢測部348可以以減小的錯誤發(fā)生率準確地分析接收到的信號。在由FIR濾波器形成的自適應(yīng)EQ 347進行信號校正的情況下，例如，根據(jù)輸入信號如何失真來自動優(yōu) 化均衡特性，使得能夠適當?shù)匦Ｕ鶕?jù)信道(傳遞路徑)狀態(tài)引起的各種類型的失真。這 允許準確地檢測各種接收到的信號。 如前所述，自適應(yīng)EQ 347例如可由FIR濾波器形成。圖11中示出了由FIR濾波 器形成的自適應(yīng)EQ 347的示例性配置。 如圖11所示，自適應(yīng)EQ 347包括FIR濾波器部351和濾波器系數(shù)設(shè)置部352。FIR
濾波器部351接收基于接收到的信號的數(shù)字化檢波信號作為輸入信號371。 輸入的位串被依次輸入到濾波器系數(shù)設(shè)置部352和FIR濾波器部351的延遲元件。在FIR濾波器部351中，乘法器將延遲元件[D]的各個輸出與從濾波器系數(shù)設(shè)置部
352輸出的對應(yīng)的濾波器系數(shù)(抽頭系數(shù))353相乘，然后加法器將乘法器的輸出相加以輸
出相加結(jié)果。 自適應(yīng)EQ 347使用訓(xùn)練數(shù)據(jù)來執(zhí)行訓(xùn)練(學(xué)習(xí))處理以設(shè)置濾波器系數(shù)(抽頭 系數(shù))353。在訓(xùn)練時段期間，F(xiàn)IR濾波器部351的輸出被輸入到差計算部355，如圖11所 示的箭頭[a]所指示的那樣。差計算部355計算FIR濾波器部351的輸出與作為用于訓(xùn)練 目的已知數(shù)據(jù)的參考信號372之差，并將與計算出的差有關(guān)的數(shù)據(jù)輸入到濾波器系數(shù)設(shè)置 部352。 濾波器系數(shù)設(shè)置部352相繼地更新濾波器系數(shù)以便使差最小化，并將經(jīng)更新的濾 波器系數(shù)輸入到FIR濾波器部351。作為盡可能減小誤差或差的處理，濾波器系數(shù)更新處理 可使用例如最小均方(Least Mean Square,LMS)法。通過反復(fù)進行濾波器系數(shù)更新處理而 獲得的濾波器系數(shù)被應(yīng)用于均衡處理。 FIR濾波器部351采用通過訓(xùn)練處理而設(shè)置的濾波器系數(shù)對輸入信號371執(zhí)行校 正(均衡)處理，并輸出處理結(jié)果，如圖ll所示的箭頭(b)所指示的那樣。作為上述處理 的結(jié)果，獲得了輸出信號(后均衡接收信號)381。 在完成訓(xùn)練之后，自適應(yīng)EQ 347對連續(xù)輸入的數(shù)據(jù)執(zhí)行跟蹤處理。在跟蹤時段期 間，基于通過對輸出信號(后均衡接收信號)381的二進制判決而獲得的值來生成參考信號 372，并將該參考信號372輸入到自適應(yīng)EQ 347。如在訓(xùn)練處理中那樣，F(xiàn)IR濾波器部351 的輸出被輸入到差計算部355。差計算部355計算FIR濾波器部351的輸出和用于跟蹤目 的的參考信號372之間的差，并將與計算出的差有關(guān)的數(shù)據(jù)輸入到濾波器系數(shù)設(shè)置部352。
此外在跟蹤處理中，如在訓(xùn)練處理中那樣，濾波器系數(shù)設(shè)置部352相繼地更新濾 波器系數(shù)以便使差最小化，并將更新后的濾波器系數(shù)輸入到FIR濾波器部351。為了在用于 跟蹤目的的參考信號372的值不正確的情況下減小誤更新的濾波器系數(shù)的影響，期望用于 跟蹤處理的步長增益值a小于用于訓(xùn)練處理的步長增益值。 FIR濾波器部351采用通過跟蹤處理相繼更新的濾波器系數(shù)來對輸入信號371進 行校正(均衡)處理，并輸出處理結(jié)果，如圖ll所示的箭頭(b)所指示的那樣。作為上述 處理的結(jié)果，獲得了輸出信號(后均衡接收信號)381。 為了允許數(shù)據(jù)接收器執(zhí)行如上所述那樣的訓(xùn)練(學(xué)習(xí))，將訓(xùn)練數(shù)據(jù)位添加到從 數(shù)據(jù)發(fā)送器發(fā)送的分組。圖12示出了示例性分組配置。 如圖12所示，分組包含前導(dǎo)碼(Pre-amble)、同步信號(SYNC)、訓(xùn)練數(shù)據(jù)位、分組 長度(Length)、有效載荷(Payload)以及錯誤校正碼利用從參考信號輸出部508輸入的參考信號584開始訓(xùn)練。 自適應(yīng)EQ 509的配置與前面參照圖ll描述的相同。如圖11所示，自適應(yīng)EQ 509 包括FIR濾波器部351和濾波器系數(shù)設(shè)置部352。圖11所示的參考信號372對應(yīng)于圖17 所示的從參考信號輸出部508輸入的參考信號584。 自適應(yīng)EQ 509利用從參考信號輸出部508輸入的參考信號584執(zhí)行訓(xùn)練處理，其 中利用了接收到的信號583中包含的訓(xùn)練數(shù)據(jù)位。 在分組400中，如前面參照圖13描述的那樣，訓(xùn)練數(shù)據(jù)位跟隨同步信號 (SYNC)401。這確保自適應(yīng)EQ 509在訓(xùn)練數(shù)據(jù)位的開始位置開始訓(xùn)練處理。
自適應(yīng)EQ 509利用從參考信號輸出部508輸入的參考信號584和接收到的信號 583中包含的訓(xùn)練數(shù)據(jù)位來執(zhí)行前面參照圖11描述的訓(xùn)練處理。自適應(yīng)EQ 509通過訓(xùn)練 處理確定自適應(yīng)EQ 509中的濾波器系數(shù)(抽頭系數(shù))。 在完成訓(xùn)練處理之后，使得可以進行采用確定出的濾波器系數(shù)(抽頭系數(shù))的最 佳均衡處理。然后，自適應(yīng)EQ 509將步長增益值a設(shè)置得更小，利用在進行跟蹤時相繼更 新的最佳濾波器系數(shù)對跟隨訓(xùn)練數(shù)據(jù)位的分組構(gòu)成數(shù)據(jù)元素(如分組長度和有效載荷)執(zhí) 行自適應(yīng)均衡處理，并輸出圖17所示的信號(后均衡接收信號)585。 經(jīng)受了由自適應(yīng)EQ 509執(zhí)行的校正(均衡)處理的數(shù)字信號被輸入到圖16所示 的檢測部510。檢測部510接收經(jīng)校正的檢波信號作為由自適應(yīng)EQ 509生成的數(shù)字信號， 并檢測接收到的信息。檢測部510基于經(jīng)校正的數(shù)字信號來輸出[1/0] 二進制信號。
在圖16所示的檢測電路500中，如上所述，訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測部507從分組構(gòu)成數(shù)據(jù) 元素中檢測同步信號(SYNC)，并使用檢測到的同步信號(SYNC)作為觸發(fā)來使自適應(yīng)EQ 509開始訓(xùn)練。 這使得自適應(yīng)EQ 509能夠可靠地開始利用分組的訓(xùn)練數(shù)據(jù)位的訓(xùn)練。因此，可以 根據(jù)最佳均衡特性、即采用最佳濾波器系數(shù)(抽頭系數(shù))對跟隨訓(xùn)練數(shù)據(jù)位的數(shù)據(jù)元素如 有效載荷執(zhí)行均衡處理，使得能夠?qū)邮盏降男盘栠M行高精度檢測。 在訓(xùn)練處理期間，從圖16和17所示的參考信號輸出部508輸出到自適應(yīng)EQ 509 的參考信號584是與包含在分組中的訓(xùn)練數(shù)據(jù)位相同的位(CRC)。以下說明各個數(shù)據(jù)元素。
前導(dǎo)碼 —般是簡單的模式如重復(fù)的單波長信號。前導(dǎo)碼用來指示開始了分組的接收或用
來同步接收電路的時鐘。
同步信號(SYNC) 用在同步處理中的已知模式。接收器包括專門用于SYNC模式的比較電路以在每 次根據(jù)一個時鐘更新數(shù)據(jù)時將數(shù)據(jù)與SYNC模式進行比較。如果數(shù)據(jù)與SYNC模式一致，則 斷定數(shù)據(jù)的該部分對應(yīng)于分組的頭部。
訓(xùn)練數(shù)據(jù)位 在自適應(yīng)均衡電路中用來確定均衡特性、即濾波器系數(shù)(抽頭系數(shù))的位串。 [OH2] 分組長度(Length) 代表分組長度的數(shù)據(jù)。長度值是重要的；如果長度值是錯誤的，則在許多情況下隨 后的數(shù)據(jù)不能被正常解碼。在Length區(qū)域中可提供用于檢測/校正Length信息中的錯誤 的奇偶校驗，以提供錯誤校正能力。
有效載荷 要被正確地傳送的信息。有效載荷可包含用于檢測/校正數(shù)據(jù)中的錯誤的奇偶校 驗。 錯誤校正碼(CRC)
用于錯誤校正的碼。 在分組生成處理中，數(shù)據(jù)發(fā)送器處的通信設(shè)備以圖12所示的格式生成分組，并發(fā) 送生成的分組。數(shù)據(jù)接收器處的通信設(shè)備利用分組中包含的訓(xùn)練數(shù)據(jù)位進行前面參照圖11 描述的訓(xùn)練處理。訓(xùn)練數(shù)據(jù)位是接收器也知道的位串，且等于參照圖ll描述的參考信號 372。 可以如上所述通過利用分組中包含的訓(xùn)練數(shù)據(jù)位執(zhí)行訓(xùn)練處理來根據(jù)通信狀態(tài) 確定最佳濾波器系數(shù)(抽頭系數(shù))。 然而，在圖12所示的分組配置的情況下，接收分組的接收設(shè)備可能不能準確地掌 握訓(xùn)練數(shù)據(jù)位的開始位置。 必須在使用最佳濾波器系數(shù)執(zhí)行均衡處理之前讀取具有圖12所示配置的分組的 第一部分中的數(shù)據(jù)元素，即前導(dǎo)碼到訓(xùn)練數(shù)據(jù)位。 同時，要求在采用最佳濾波器系數(shù)執(zhí)行均衡處理之后以高精度讀取分組的第二部 分中的數(shù)據(jù)元素，即分組長度和有效載荷，所述最佳濾波器系數(shù)是通過利用訓(xùn)練數(shù)據(jù)位的 訓(xùn)練提前確定的。 必須在可以執(zhí)行最佳均衡處理之前讀取分組的第一部分中的各個數(shù)據(jù)元素，即前 導(dǎo)碼到訓(xùn)練數(shù)據(jù)位。這使得難以基于數(shù)據(jù)串來確定訓(xùn)練數(shù)據(jù)位的開始位置。因此，訓(xùn)練處 理是在不準確知道訓(xùn)練數(shù)據(jù)位的開始位置的情況下執(zhí)行的。結(jié)果，訓(xùn)練處理很有可能延遲。 如果訓(xùn)練的完成被延遲，則可能不會開始用于應(yīng)被準確讀取的數(shù)據(jù)元素(如有效載荷)的 最佳均衡處理。這在讀取接收的數(shù)據(jù)時可能導(dǎo)致錯誤。下面描述處理上述問題的配置。
[2.用于使用適當?shù)耐叫盘杹韺崿F(xiàn)準確的訓(xùn)練處理的配置]
下面描述用于實現(xiàn)準確的訓(xùn)練處理的適當?shù)耐叫盘?SYNC)的配置。具體地， 數(shù)據(jù)發(fā)送方發(fā)送具有適當?shù)耐叫盘?SYNC)的分組。然后，數(shù)據(jù)接收器檢測同步信號 (SYNC)，確定訓(xùn)練數(shù)據(jù)位的準確開始位置，并執(zhí)行準確的訓(xùn)練處理。
[2-1.改變了同步信號(SYNC)的實施例] 下面參照圖13來描述該實施例中利用的分組的示例性配置。圖13示出由數(shù)據(jù)發(fā) 送器處的通信設(shè)備的分組生成部生成和發(fā)送的分組400的示例性配置。分組400與上面參 照圖12描述的分組在同步信號(SYNC)401的配置上不同。使用圖13所示的分組400的同 步信號401來檢測訓(xùn)練數(shù)據(jù)位的開始位置。 數(shù)據(jù)發(fā)送器處的通信設(shè)備例如可以是圖8所示的讀/寫器100或應(yīng)答器200。通 信設(shè)備包括生成要通過無線通信發(fā)送的數(shù)據(jù)(分組)的分組生成部，以及輸出由分組生成 部生成的分組的發(fā)送部。分組生成部生成具有圖13所示的幀格式的分組，即包含以下訓(xùn)練 數(shù)據(jù)的分組該訓(xùn)練數(shù)據(jù)允許在數(shù)據(jù)接收器處確定均衡處理部的最佳均衡特性。
同步信號(SYNC)被用來檢測訓(xùn)練數(shù)據(jù)位的開始位置。 緊接著同步信號(SYNC)提供了訓(xùn)練數(shù)據(jù)位，自適應(yīng)均衡處理部響應(yīng)于檢測到同 步信號(SYNC)來開始訓(xùn)練。這確保開始了利用訓(xùn)練數(shù)據(jù)位的訓(xùn)練。
優(yōu)選地將同步信號(SYNC)設(shè)置為對信道(傳遞路徑)中引起的失真不敏感的位
串。這是因為位置檢測是在均衡處理部校正(均衡)接收到的數(shù)據(jù)之前進行的。 訓(xùn)練數(shù)據(jù)位是與分組的其它組成數(shù)據(jù)(如分組長度(Length)、有效載荷
(Payload)和錯誤校正碼(CRC))比特率相同(即具有相同的頻譜)的位串。訓(xùn)練數(shù)據(jù)位還
是具有幾乎不偏置的位模式的偽隨機位串。同步信號(SYNC)和訓(xùn)練數(shù)據(jù)位對發(fā)送器和接
收器而言是已知的。 如上所述，需要將同步信號(SYNC)設(shè)置為對信道(傳遞路徑)中引起的失真不敏感的位串，因為同步信號(SYNC)是在均衡處理部校正(均衡)接收到的數(shù)據(jù)之前被檢測的。具體地，與其它靜止信號如有效載荷相比，同步信號(SYNC)優(yōu)選地是比特率較低(即具有較窄頻譜)的低頻位串。 參照圖14A和14B來描述同步信號(SYNC)的示例性設(shè)置。圖14A和14B示出以
下示例性信號。 圖14A :正常速率的數(shù)據(jù)信號(曼徹斯特碼的實例)
圖14b :用于訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測的同步信號(SYNC) 圖14A所示的正常速率的數(shù)據(jù)信號(曼徹斯特碼的實例)是用于分組的有效載荷等中的經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)的例子。 與圖14A所示的正常數(shù)據(jù)相比，圖14B所示的用于訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測的同步信號(SYNC)被設(shè)置為具有以較長間隔變化的波形。也就是說，用于訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測的同步信號(SYNC)被設(shè)置為頻率低于正常數(shù)據(jù)的頻率。 如圖14所示，數(shù)據(jù)發(fā)送器處的通信設(shè)備的分組生成部生成以下分組在該分組中同步信號(SYNC)的信號區(qū)域(或頻率)與分組中的其它組成數(shù)據(jù)的信號區(qū)域(或頻率)相比較低，并發(fā)送生成的分組。如果同步信號(SYNC)是如圖14所示的低頻信號，則可以在不進行均衡處理的情況下準確地檢測同步信號(SYNC)。參照圖15對此進行說明。
圖15示出與圖6相似的基帶信號(檢波之后的信號)的頻率特性。如上所述，頻率特性可以根據(jù)耦合系數(shù)k和天線距離而變化。如果假定正常數(shù)據(jù)發(fā)送中使用的最低波長重復(fù)頻率是1. 25MHz，則正常數(shù)據(jù)發(fā)送利用0-1. 25MHz的頻帶A。在頻帶A中，信號電平與天線距離無關(guān)地顯著變化，因此在不執(zhí)行校正處理、即均衡處理的情況下難以進行準確的信號檢測。 同時，圖14B所示的同步信號(SYNC)的波形例如以比靜止數(shù)據(jù)的間隔更長的間隔
變化。也就是說，同步信號(SYNC)的頻率低于靜止數(shù)據(jù)如有效載荷的頻率。 假定靜止數(shù)據(jù)如有效載荷具有1. 25MHz的最大頻率。在這種情況下，在圖15所示
的頻帶A中使用靜止數(shù)據(jù)。 另一方面，假定圖14B所示的同步信號(SYNC)的頻率對應(yīng)于頻率1. 25MHz的4倍，則在圖15所示的頻帶B中使用同步信號(SYNC)。在頻帶B中，如圖15所示，信號電平根據(jù)天線距離僅稍有變化。在頻帶B中，如上所述信號電平僅稍有變化，因此可在不執(zhí)行校正處理、即均衡處理的情況下相對容易地執(zhí)行準確的信號檢測。 接收器處的通信設(shè)備需要從未經(jīng)受均衡處理的信號中檢測同步信號(SYNC)。然而，僅需檢測相對穩(wěn)定的頻率區(qū)域中的信號，因此可以準確地檢測出用于訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測的同步信號。
15
圖16示出接收具有圖14B所示的同步信號(SYNC)的分組以執(zhí)行訓(xùn)練處理的接收設(shè)備檢測電路的示例性配置。 圖16所示的檢測電路500對應(yīng)于圖8所示的讀/寫器100的檢測電路110或應(yīng)答器200的檢測電路210。 檢測電路500提取經(jīng)由作為天線的線圈接收到的信號中包含的載波信號上疊加的發(fā)送信息，以提取形成接收到的信息的[1/0]位串。 如圖16所示，檢測電路500包括放大器501、檢波器502、高通濾波器(HPF)503、自動增益控制器(AGC)504、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)505、PLL 506、訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測部507、參考信號輸出部508、自適應(yīng)均衡電路(自適應(yīng)EQ)509以及檢測部510。 放大器501到PLL 506執(zhí)行與前面參照圖9和圖10描述的處理相同的處理。經(jīng)由天線接收到的信號被放大器501以適當?shù)谋嚷史糯蠡蛩p從而具有足夠的幅度。放大器501的輸出被輸入到檢波器502。檢波器502執(zhí)行檢波處理以提取與經(jīng)放大的信號的幅度有關(guān)的信息。檢波器502接收疊加在載波信號上的信息，并分析載波信號的包絡(luò)中的變化以生成包含接收到的信息的檢波信號。 來自檢波器502的檢波信號被輸入到HPF 503。 HPF 503從檢波信號中移除直流分量，以將波形的中點電勢設(shè)置為零電平，從而生成移除了直流偏移的檢波波形。因此，獲得了前面參照圖10所述的[信號S5d]。 HPF 503的輸出、即移除了直流偏移的檢波波形經(jīng)受由AGC 504進行的增益控制，然后被輸入到ADC 505以轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。 然后，數(shù)字信號被輸入到PLL 506。 PLL 506根據(jù)數(shù)據(jù)速率時鐘執(zhí)行PLL處理，并將PLL處理結(jié)果輸入到訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測部507。 訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測部507接收PLL處理結(jié)果，從分組中檢測同步信號(SYNC)。訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測部507需要從未經(jīng)受均衡處理的信號中檢測同步信號(SYNC)。然而，如前面參照圖14A、14B和15所述，同步信號(SYNC)與分組的其它構(gòu)成數(shù)據(jù)如有效載荷相比是低頻窄帶信號。因此，訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測部507僅需檢測相對穩(wěn)定的頻率區(qū)域中的信號，因此可以準確地檢測用于訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測的同步信號。 參照圖17來描述訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測部507的具體配置和由訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測部507執(zhí)行的示例性處理。如圖17所示，訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測部507包括存儲同步信號檢測參考信號的存儲器521和相關(guān)性峰值檢測部522。相關(guān)性峰值檢測部522接收作為PLL處理結(jié)果的接收到的信號581。 相關(guān)性峰值檢測部522檢測存儲在存儲器521中的同步信號檢測參考信號和接收到的信號581之間的相關(guān)性峰值。存儲在存儲器521中的同步信號檢測參考信號與包含在接收到的分組中的同步信號(SYNC)相同。該信號的例子示于圖14B中。
相關(guān)性峰值檢測部522計算接收到的信號串和從存儲器521獲取的同步信號檢測參考信號之間的相關(guān)性，并將具有高相關(guān)值的位置確定為同步信號(SYNC)的位置。
當通過相關(guān)性峰值檢測部522進行的相關(guān)性峰值檢測檢測到同步信號(SYNC)時，訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測部507將訓(xùn)練開始信號582a和582b分別輸出到參考信號輸出部508和自適應(yīng)EQ 509。接收到的信號583還被提供給自適應(yīng)EQ 509。 當從訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測部507輸入訓(xùn)練開始信號582a時，參考信號輸出部508生成用于訓(xùn)練目的的參考信號584，或從存儲器獲取參考信號584，并將參考信號584輸出到自適應(yīng)EQ 509。在輸出用于訓(xùn)練目的的參考信號584之后，參考信號輸出部508基于從檢測部510輸入的[1/0] 二進制信號來生成用于跟蹤目的的參考信號584，并將參考信號584輸出到自適應(yīng)EQ 509。 當從訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測部507輸入訓(xùn)練開始信號582b時，自適應(yīng)EQ 509串。例如，位串可以是作為偽隨機二進制序列的M序列。同時在跟蹤處理期間，參考信號584是基于通過由檢測部510執(zhí)行的[1/0]判決而獲得的二進制信號生成的位串。 在M序列用作訓(xùn)練數(shù)據(jù)的情況下，參考信號輸出部508被配置為包括使用與發(fā)送器處相同的多項式和相同的初始值進行生成的M序列生成器。M序列生成器生成的M序列信號作為圖17所示的參考信號584被提供給自適應(yīng)EQ 509。 從參考信號輸出部508輸出到自適應(yīng)EQ 509的參考信號584不一定是M序列，而可以是其它類型的位串。參考信號584僅可以是與分組中包含的訓(xùn)練數(shù)據(jù)位相同的位串，該參考信號584對發(fā)送器和接收器來說是預(yù)先已知的。因此，參考信號584不一定是由M序列生成器生成的信號，而可以是由其它常用類型的信號生成器生成的信號，或存儲在發(fā)送器和接收器的存儲器中的常用固定數(shù)據(jù)。
[2-2.利用了訓(xùn)練專用分組的例子]
現(xiàn)在，描述利用了訓(xùn)練專用分組的例子。 通過如參照圖13所述的那樣改變根據(jù)相關(guān)技術(shù)的幀格式獲得了前面討論的根據(jù)例2-1的幀格式，使得恰當?shù)靥砑佑?xùn)練數(shù)據(jù)位并設(shè)置同步信號(SYNC)401。
在最大幀長度是恒定的情況下，需要減少圖13所示的幀格式中除添加了的訓(xùn)練數(shù)據(jù)位之外的數(shù)據(jù)元素。這可導(dǎo)致有效載荷(Payload)比例的降低，因此降低數(shù)據(jù)發(fā)送效率。 鑒于以上所述，下面描述單獨提供訓(xùn)練專用分組和正常數(shù)據(jù)分組的實施例。圖18A和18B所示的以下兩種分組被單獨提供和利用。
(a)訓(xùn)練專用分組
(b)正常數(shù)據(jù)分組 圖18A和18B所示的兩個分組是由數(shù)據(jù)發(fā)送器處的通信設(shè)備的分組生成部生成并發(fā)送的。 如圖18A所示，訓(xùn)練專用分組的幀格式具有前導(dǎo)碼、同步信號(SYNC)和訓(xùn)練數(shù)據(jù)位。同步信號(SYNC)與前面參照圖13描述的同步信號相同。也就是說，使用同步信號(SYNC)來檢測訓(xùn)練數(shù)據(jù)位的開始位置。緊接著同步信號(SYNC)提供訓(xùn)練數(shù)據(jù)位，自適應(yīng)均衡處理部響應(yīng)于檢測到同步信號(SYNC)來開始訓(xùn)練。這確保利用訓(xùn)練數(shù)據(jù)位的訓(xùn)練被開始。同步信號(SYNC)優(yōu)選地設(shè)置為對信道(傳遞路徑)中引起的失真不敏感的位串。這是因為位置檢測是在均衡處理部校正(均衡)接收到的數(shù)據(jù)之前進行的。具體地，訓(xùn)練數(shù)據(jù)位可被設(shè)置為例如具有前面參照圖14B描述的配置的數(shù)據(jù)。其余數(shù)據(jù)元素與參照圖12和13描述的數(shù)據(jù)元素相同。 因為圖18A所示的訓(xùn)練專用分組的同步信號要被用作用于訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測的同步信號，所以允許接收器設(shè)備如同參照圖16和17結(jié)合實施例2-l在前所述的那樣，基于檢測到同步信號(SYNC)來在訓(xùn)練數(shù)據(jù)位的開始位置處開始訓(xùn)練。
圖18B所示的正常數(shù)據(jù)分組的幀格式具有前導(dǎo)碼、同步信號、分組長度、有效載荷 和錯誤校正碼。各個數(shù)據(jù)元素與參照圖12描述的對應(yīng)的數(shù)據(jù)元素相同。正常數(shù)據(jù)分組的 同步信號不一定是如訓(xùn)練專用分組的同步信號那樣的低頻信號，而可以是如圖14A所示的 正常速率的數(shù)據(jù)串。 例如，僅在需要在數(shù)據(jù)接收器處執(zhí)行均衡處理部的訓(xùn)練的情況下利用圖18A所示 的訓(xùn)練專用分組。在其它情況下，使用圖18B所示的正常數(shù)據(jù)分組來使得能夠在不減小分 組中有效載荷比例的情況下進行數(shù)據(jù)通信。 參照圖19A和19B描述利用了上述兩種分組的示例性通信序列。該實施例中的發(fā) 送和接收設(shè)備的配置可與實施例1中的對應(yīng)設(shè)備的配置相同。
圖19A和19B各自示出了示例性通信序列。
圖19A示出了下述序列。 在發(fā)送器和接收器之間的數(shù)據(jù)通信開始之后，發(fā)送器連續(xù)地僅將訓(xùn)練專用分組發(fā) 送到接收器。在從接收器接收到訓(xùn)練專用分組的接收確認之后，發(fā)送器僅發(fā)送正常數(shù)據(jù)分組。 根據(jù)該通信序列，接收器可以在接收正常數(shù)據(jù)分組之前執(zhí)行利用從發(fā)送器發(fā)送的 訓(xùn)練專用分組的訓(xùn)練處理。也就是說，接收器首先通過利用訓(xùn)練專用分組的訓(xùn)練處理來確 定要在均衡處理部中設(shè)置的濾波器系數(shù)，并優(yōu)化均衡處理部。然后，接收器接收正常數(shù)據(jù)分 組，并執(zhí)行針對正常數(shù)據(jù)分組優(yōu)化了均衡處理部的均衡處理，從而允許對接收到的數(shù)據(jù)進 行高精度分析。 圖19B示出了下述序列。 在發(fā)送器和接收器之間的數(shù)據(jù)通信開始之后，發(fā)送器僅連續(xù)地將訓(xùn)練專用分組發(fā) 送到接收器。該處理與根據(jù)圖19A所示的序列的處理相同。在圖19B所示的序列中，接收 器向發(fā)送器發(fā)送以下信息該信息指示是否成功執(zhí)行了采用了訓(xùn)練專用分組的訓(xùn)練處理。
接收器使用從發(fā)送器接收到的訓(xùn)練專用分組來執(zhí)行訓(xùn)練處理，并確定要在均衡處 理部中設(shè)置的濾波器系數(shù)。如果成功執(zhí)行了訓(xùn)練處理，則接收器向發(fā)送器發(fā)送成功應(yīng)答。如 果訓(xùn)練處理結(jié)果失敗，則接收器向發(fā)送器發(fā)送失敗應(yīng)答。 如果從接收器接收到失敗應(yīng)答，則發(fā)送器繼續(xù)發(fā)送訓(xùn)練專用分組。如果從接收器
接收到成功應(yīng)答，則發(fā)送器停止發(fā)送訓(xùn)練專用分組并開始發(fā)送正常數(shù)據(jù)分組。 根據(jù)該通信序列，發(fā)送器可以可靠地知道接收器是否成功執(zhí)行了采用訓(xùn)練專用分
組的訓(xùn)練，從而減小了隨后的正常數(shù)據(jù)分組在接收器處的錯誤發(fā)生率。 此處描述的處理序列可通過硬件、軟件或其組合來執(zhí)行。在通過軟件來執(zhí)行處理 的情況下，記錄有處理序列的程序可安裝在結(jié)合專用硬件的計算機中的存儲器上，或安裝 在能夠執(zhí)行各種處理的通用計算機上。 本申請包含的主題涉及日本優(yōu)先權(quán)專利申請JP 2009-167461和2008年11月21 日提交日本專利局的日本優(yōu)先權(quán)專利申請JP 2008-297629中公開的主題，這兩個日本優(yōu) 先權(quán)專利申請的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。 上面參考本發(fā)明的具體實施例詳細描述了本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當清 楚在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下可以修改或改變實施例。換句話說，本發(fā)明被示 例性地公開而不應(yīng)被解釋為限制性的。為了判斷本發(fā)明的范圍和精神，應(yīng)參考所附權(quán)利要求。
權(quán)利要求
一種通信設(shè)備，包括信號檢測部，從通過無線通信接收到的信號中檢測接收到的信息，所述信號檢測部包括檢波部，接收在載波信號上疊加有所述接收到的信息的信號，并分析所述接收到的信號的包絡(luò)中的變化以生成包含所述接收到的信息的檢波信號；均衡處理部，校正所述檢波信號以輸出經(jīng)校正的檢波信號；檢測部，接收由所述均衡處理部生成的所述經(jīng)校正的檢波信號，以檢測所述接收到的信息；以及訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測部，從所述接收到的信號中檢測訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測同步信號，所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測同步信號允許檢測用于優(yōu)化所述均衡處理部的均衡特性的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，其中，所述均衡處理部基于由所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測部檢測到的所述同步信號來開始訓(xùn)練處理，在該訓(xùn)練處理中利用包含在所述接收到的信號中的所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信設(shè)備，其中所述均衡處理部包括濾波器部，采用濾波器系數(shù)來執(zhí)行濾波處理；以及濾波器系數(shù)設(shè)置部，將所述濾波器系數(shù)輸出到所述濾波器部，其中，在利用所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)的所述訓(xùn)練處理中，所述濾波器系數(shù)設(shè)置部更新所述濾波器系數(shù)以減小所述濾波器部的輸出和預(yù)定參考信號之間的誤差。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的通信設(shè)備，其中，所述均衡處理部包括有限沖激響應(yīng)濾波器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的通信設(shè)備，還包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，對由所述檢波部生成的所述檢波信號執(zhí)行數(shù)字轉(zhuǎn)換處理以生成數(shù)字信號，其中，所述均衡處理部接收所述數(shù)字信號，采用所述濾波器系數(shù)對所述數(shù)字信號進行濾波以生成經(jīng)校正的數(shù)字信號，并將所述經(jīng)校正的數(shù)字信號輸出到所述檢測部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的通信設(shè)備，還包括參考信號輸出部，向所述均衡處理部輸出用于由所述均衡處理部執(zhí)行的所述訓(xùn)練處理中的所述參考信號，其中，所述參考信號輸出部基于由所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測部檢測到的所述同步信號來向所述均衡處理部輸出所述參考信號。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信設(shè)備，其中所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測部包括相關(guān)性檢測部，所述相關(guān)性檢測部使用參考信號來檢測與所述接收到的信號的相關(guān)性，所述參考信號的信號模式與所述同步信號的信號模式相同并包含在所述接收到的信號中，以及其中由所述相關(guān)性檢測部檢測到的所述相關(guān)性處于峰值的位置被確定為所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測同步信號的位置。
7. —種通信設(shè)備，包括分組生成部，生成要通過無線通信發(fā)送的數(shù)據(jù)；以及發(fā)送部，輸出由所述分組生成部生成的分組，其中，所述分組生成部生成含有以下內(nèi)容的分組允許確定數(shù)據(jù)接收器的均衡處理部的最佳均衡特性的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，和允許檢測所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)的位置的同步信號。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的通信設(shè)備，其中，所述分組生成部生成以下分組，在該分組中所述同步信號與所述分組中的其它構(gòu)成數(shù)據(jù)相比處于較低頻率的信號區(qū)域中。
9. 一種用于要通過無線通信被傳遞的分組的通信幀格式，包括訓(xùn)練數(shù)據(jù)，允許確定數(shù)據(jù)接收器的均衡處理部的最佳均衡特性；以及同步信號，允許檢測所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)的位置，其中，使接收所述分組的所述數(shù)據(jù)接收器能夠響應(yīng)于從接收到的分組中檢測到所述同步信號來開始利用所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)的訓(xùn)練。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的通信幀格式，其中，所述同步信號與所述分組中的其它構(gòu)成數(shù)據(jù)相比處于較低頻率的信號區(qū)域中。
11. 一種在通過無線通信來接收數(shù)據(jù)的通信設(shè)備中執(zhí)行的信號處理方法，包括以下步驟訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測部從接收到的信號中檢測允許檢測訓(xùn)練數(shù)據(jù)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測同步信號，所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)用于優(yōu)化均衡處理部的均衡特性；以及所述均衡處理部響應(yīng)于所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測部檢測到所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測同步信號來開始訓(xùn)練處理，在所述訓(xùn)練處理中利用包含在所述接收到的信號中的所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)。
12. —種在生成要通過無線通信發(fā)送的數(shù)據(jù)的通信設(shè)備中執(zhí)行的信號處理方法，包括以下步驟分組生成部生成待發(fā)送的分組；以及發(fā)送部輸出由所述分組生成部生成的所述分組，其中，所述分組生成步驟包括生成含有以下內(nèi)容的分組允許確定數(shù)據(jù)接收器的均衡處理部的最佳均衡特性的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，和允許檢測所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)的位置的同步信號。
全文摘要
一種通信設(shè)備、通信幀格式和信號處理方法。所述通信設(shè)備包括從通過無線通信接收到的信號中檢測接收到的信息的信號檢測部。所述信號檢測部包括檢波部，接收在載波信號上疊加有接收到的信息的信號，并分析接收到的信號的包絡(luò)中的變化以生成包含接收到的信息的檢波信號；均衡處理部，校正檢波信號以輸出經(jīng)校正的檢波信號；檢測部，接收經(jīng)校正的檢波信號以檢測接收到的信息；以及訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測部，從接收到的信號中檢測訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測同步信號，所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)檢測同步信號允許檢測用于優(yōu)化均衡處理部的均衡特性的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。均衡處理部基于同步信號來開始訓(xùn)練處理，在該訓(xùn)練處理中利用包含在接收到的信號中的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。
文檔編號H04L25/03GK101741779SQ20091022197
公開日2010年6月16日 申請日期2009年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日
發(fā)明者村松廣隆, 福田伸一, 菊地章浩 申請人:索尼株式會社