存在变化瞬变的均衡的制作方法

各种实施例的方面涉及使用预均衡来使用天线发射射频(rf)载波信号。

背景技术：

各种应用使用电感耦合射频识别(rfid)技术。此类rfid技术的用途已从简单存在检测扩展到更高级的应用，例如电子护照和售票、非接触式智能卡和例如移动电话等装置中的近场通信(nfc)。这些应用中的一些应用可受益于增加的数据速率。修正国际标准化组织(iso)/国际电工委员会(iec)标准14443(经设计以用于在13.56mhz下操作的非接触式智能卡)的建议书支持数mbit/s的数据速率。随着数据速率增加，通信电路中的复杂度会开始增加。

对于多种应用来说，这些和其它事项可存在对rfid和nfc技术的效率和rfid和nfc技术的实施方案的挑战。

技术实现要素：

各种示例实施例涉及一种设备，所述设备包括被配置成跨越具有信道响应损伤的发射媒体发射射频信号的天线。发射路径包括：编码器电路，所述编码器电路被配置成将数据编码于载波信号上；以及预均衡器电路，所述预均衡器电路被配置成根据表示信道响应损伤的均衡器系数对经编码数据进行预失真。第一均衡路径包括被配置成基于由载波信号的存在变化事件引起的瞬变而产生均衡器系数的电路。第二均衡路径包括被配置成基于载波信号上的经编码数据的知识而产生均衡器系数的电路。选择电路被配置成在第一均衡路径与第二均衡路径之间进行选择。

本发明的某些实施例涉及一种使用天线来发射射频(rf)载波信号的方法。所述方法包括在选择第一均衡路径的同时产生rf载波信号，所述第一均衡路径通过对天线处的rf载波信号取样来捕获在rf载波信号的存在变化事件期间发生的瞬变。所述方法还包括基于对rf载波信号取样而产生表示信道响应损伤的均衡器系数。可随后使用正交调制将数据编码于在rf载波信号上。可根据均衡器系数对经编码数据进行预失真。可基于天线处的经编码rf载波信号与所要rf载波信号之间的比较来选择修改均衡器系数的第二均衡路径。可根据由第二均衡路径修改的均衡器系数对经编码数据进行预失真。

以上论述/概述并非意图描述本发明的每个实施例或每个实施方案。图式和以下详细描述还举例说明了各种实施例。

附图说明

考虑以下详细描述并结合附图，可更全面地理解各种示例实施例，在附图中：

图1描绘与本发明的实施例一致的发射器装置的框图；

图2描绘与本发明的实施例一致的包括存在转变均衡路径的框图；

图3描绘与本发明的实施例一致的包括自适应反馈均衡路径的框图；

图4描绘与本发明的实施例一致的通电事件的复包络的波形；

图5描绘示出与本发明的实施例一致的在调谐频率不同的情况下针对通电和断电状况的复功率包络的波形；且

图6示出与本发明的实施例一致的使用自适应反馈均衡路径和存在转变均衡路径两者的流程图。

虽然本文中所论述的各种实施例能够经受修改和替代形式，但在图式中已借助于例子示出了这些实施例的多个方面，且将详细描述这些实施例的多个方面。然而，应理解，并不意图将本发明限于所描述的特定实施例。相反，意图是涵盖属于本发明的范围的包括权利要求书中所限定的方面的所有修改、等效物和替代方案。另外，如贯穿本申请案通篇所使用的术语“例子”仅借助于说明，且非限制。

具体实施方式

本发明的各方面被认为适用于多种不同类型的设计补偿信道响应损伤的设备、系统和方法。在某些实施方案中，当在预均衡电路的情况下使用时，本发明的方面示出为有益的。在一些实施例中，可通过在rf载波信号的存在变化事件期间监测射频(rf)载波信号来产生由预均衡电路使用的系数。可实施这些和其它方面以解决挑战，包括上文背景技术中所论述的那些挑战。虽然未必如此受限制，但可经由使用此类情况的例子的论述来理解各种方面。

本发明的各种实施例涉及对(磁)电感耦合装置的自适应均衡器的初始校准。在磁耦合装置的许多应用中，耦合装置的天线的距离和朝向可致使通信信道的对应变化。特定方面允许在rf载波信号的存在变化事件期间进行初始校准。如本文中更详细地论述，存在变化事件可为rf载波信号从不存在转变成存在的通电事件或rf载波信号从存在转变成不存在的断电事件。特定实施例涉及使用存在变化事件中的瞬变来计算供用于预均衡的系数。在一些情况下，这样可允许在不首先发射经编码训练模式的情况下配置预均衡电路。

本发明的某些实施例涉及被配置成使用自适应预均衡来补偿可导致信道带宽限制的信道响应损伤的发射器。在反馈配置中，所发射的波形可在发射(tx)天线引脚处获得，且可经解调和分析以便调整由预均衡电路使用的系数。这样产生致使经预均衡信号符合所要响应信号的回路，所要响应信号符合目标数据速率的信号整形准则。实际上，预均衡可充当滤波器，所述滤波器具有信道的大致相对的复杂频率响应，进而抵消至少一些信道响应损伤。以此方式，可获得所要信号整形而不以抑制tx天线为代价，抑制tx天线可不利地影响功率效率。

当发射器开始发射时，发射器可不具有信道的实际知识。因此，在启动时，自适应预均衡器将查找以获取呈均衡器系数形式的信道信息。在一些情况下，可使用某一类别的训练模式(例如，通信模式的特定开始)来获得初始获取的信道信息。反馈回路可基于所要响应信号与实际信号之间的失配而产生误差，且可从此产生均衡系数。本发明的各种方面是基于对训练模式可引起某些系统的问题的辨识。举例来说，经启用接收器可将对应于训练模式的调制检测为具有实际数据的发射帧。作为更特定例子，接收器可将训练模式解译为来自未知的非预期调制且取消任何进行中的发射。在不使用训练模式的情况下，因为经编码数据将在对信道特性的知识不足的情况下开始发射，可能损失数据。虽然自适应反馈回路可最终补偿信道损伤，但自适应反馈回路可采用多个迭代以达到可接受补偿级别，在此期间接收器可能不能够恰当地解码数据。因此，本发明的实施例涉及在rf载波信号呈现到天线或从天线移除时使用rf载波信号的瞬变。这样允许相对准确地估计信道损伤和对应均衡器系数。

本发明的各种方面可尤其用于主动对主动(active-to-active)nfc系统中，在主动对主动nfc系统中，rf磁场由一个请求装置接通，且随后又切断，直到响应装置又接通其自身的场为止。在此情况下，每个装置可观测在装置的相应天线处的通电瞬变以校准相应预均衡器电路。

与本文中的论述一致，可通过使用自适应反馈预均衡回路来跟踪初始校准。为了在两个不同的自适应预均衡机制之间转变，发射器装置可配置有两个不同的均衡路径。选择电路可被配置成在均衡路径之间进行选择。

各种实施例涉及一种通信装置，所述通信装置包括收发器电路，所述收发器电路被配置成通过产生如与各种rfid技术(例如，iso/iec标准14443)一致的大约13.56mhz的rf载波信号来通信。在某些实施例中，收发器电路可被配置成使用主动对主动通信与也被配置成产生大约13.56mhz的rf载波信号的另一收发器电路通信。特定实施例涉及收发器电路通过使用分别在首先发射rf载波信号时和在停止发射时产生的通电或断电瞬变初始化预均衡系数而使用rf载波信号的未调制版本来发起主动对主动通信。

现在转向图式，图1描绘与本发明的实施例一致的发射器装置的框图。发射器装置可被配置成使用天线和匹配电路106将rf载波信号(rf载波信号可经调制以编码数据)发射到远程装置。在特定实施例中，天线和匹配电路106可被配置成使用与使用nfc的远程装置的磁耦合发射rf载波信号(例如，如与各种rfid技术一致)。预均衡器电路108可被配置成将预失真引入到rf信号以便抵消并减轻解由信道响应损伤引起的失真。

处理和控制逻辑可将数据提供到发射路径104。发射路径104可被配置成将所接收数据编码到随后使用天线106发射的rf载波信号上。举例来说，发射路径可包括被配置成在基带处产生经调制信号且随后使经调制信号上变频成rf频率的电路。举例来说，调制可呈正交调制形式；然而，其它调制技术也是可能的。

发射器装置还可包括接收路径110。接收路径110可连接到天线106且提供两个返回路径中的一个返回路径以用于产生由预均衡器电路108使用的系数。处理控制逻辑102可被配置成通过控制校准选择逻辑116的操作而在这些路径之间进行选择。举例来说，发射器装置可被配置成在发射数据之前选择第一路径以自适应性地初始化系数且在正发射数据时选择第二路径以持续调整系数。更确切来说，处理控制逻辑102可被配置成在存在rf载波信号的存在变化事件(例如，对应于在rf载波信号在存在于天线106上与不存在于天线106上之间转变时的事件)时选择存在转变均衡路径114。在发射数据之后，在预均衡使用由路径114产生的系数的情况下，处理控制逻辑102可选择自适应反馈均衡路径112，自适应反馈均衡路径112可包括被配置成基于从天线接收的反馈相对于经更新系数持续调整系数的逻辑电路。

与本发明的实施例一致，存在转变均衡路径114可包括被配置成基于由载波信号的存在变化事件引起的瞬变而产生均衡器系数的电路。可通过测量可见在天线106上的信号的复包络来检测瞬变。举例来说，处理控制逻辑102可被配置成通过根据阶跃函数(例如，从“0”到“1”)将rf载波信号提供到天线来进行存在变化事件。存在转变均衡路径114可采集用于识别来自所要步骤函数的偏差的多个样本点。举例来说，最小平方回归分析可适用于rf载波信号的复包络的样本。分析的结果可随后用于粗略估计信道损伤并确定对应系数以用于减轻损伤。

在特定实施例中，发射器装置还可接收数据且进而充当收发器。在此等实施例中，接收路径110可包括用于在确定系数之前对所接收的信号进行下变频(在路径112或路径114中)的电路。为了节省资源、功率和成本，可与均衡路径共享此电路。因此，同一电路可对所接收的信号进行下变频，无论信号是提供到自适应反馈均衡路径112、存在转变均衡路径114还是数据接收和解码路径(未明确示出)。此外，应认识到，数据接收和解码路径可与其它路径组合使用。举例来说，自适应反馈均衡路径112可用于在数据被主动地接收和解码以供处理控制逻辑102使用时产生和更新系数。

图2描绘与本发明的实施例一致的包括存在转变均衡路径的框图。图2的各种组件可与图1的论述一致。类似组件可充当其非限制性例子。举例来说，接通/切断控制电路202可由处理控制逻辑控制，或为处理逻辑控制的部分，例如结合图1论述的处理逻辑控制102。图2的图表示在已设置选择逻辑电路以启用存在转变均衡路径时发射器如何可操作的例子。

与实施例一致，接通/切断控制电路202可被配置成通过提供和移除天线220处的rf载波信号来产生rf载波信号的存在变化事件，天线220被配置成与另一装置的远程天线222磁耦合。对于通电事件，接通/切断控制电路可提供示出为从无信号到满信号的阶跃响应的输入信号an。数字预均衡器(peq)电路204可被配置成将失真引入到输入信号以补偿信道损伤。在通电时，几乎或完全不知道关于信道的信息。因此，数字peq电路204可初始地不配置有失真。在一些实施例中，数字peq电路204可初始地配置有基于对应的一组系数的失真。可基于存储于本地存储器电路中的默认值来设置初始失真，所述默认值是基于先前通信循环或来自另一源。在存在某一预均衡失真的情况下，系数初始化电路206可被配置成考虑此预均衡。举例来说，系数初始化电路206的输出可为对现有系数(其可为零或某一非零初始/默认值)的相对调整。

上变频电路208可被配置成将输入信号转换成所要载波频率且引入对应于包含在输入信号中的任何数据的调制。与各种实施例一致，rf载波信号的存在变化事件意味着rf载波信号处于转变状态且未发射数据。因此，在转变时段期间，上变频电路208将不引入额外调制。作为特定的非限制性例子，上变频电路208可被配置成使用正交调制(i和q)将数据编码到数字载波频率上。数模转换器(dac)210可被配置成从由数字peq204提供的数字信号产生模拟信号。功率放大器(pa)电路214可用于增加模拟信号的功率，使得模拟信号可用足够的强度驱动天线220。可使用功率电阻器(rpa)，且对应输出可为来自dac210的经量化输出信号的经平滑版本，如相应电路正上方的波形所示出。在某些实施方案中，匹配电路216可被配置成提供pa电路214与天线220之间的阻抗匹配。匹配可考虑天线的性质(例如，电感值lr)以及来自远程天线222的预期负载(可包括远程天线222的电感值lc)。所描绘的例子使用电容(cr)耦合来帮助实现此匹配。

下变频电路218可被配置成解调来自存在于天线220上的信号的反馈以提供复杂基带信号。所描绘的例子同样使用正交(i和q)调制；然而，其它调制方案也是可能的。模/数转换器(adc)212可随后对下变频电路218的输出取样以捕获响应于rf载波信号的存在变化事件而发生的瞬变。对于正交调制方案，取样可包括经解调信号的i和q分量两者。系数初始化电路206可被配置成使用来自adc212的数字样本来产生可负载到数字peq电路204的一组系数。所要传递函数块203可被配置成将所要变换(g(z))应用于输入信号an。所得输出表示对对应于由接通/切断控制电路202提供的输入信号的存在事件的所要信道响应。系数初始化电路206可将取样值与由所要传递函数块203指示的所要值比较。所检测到的差可表示为误差信号，所述误差信号可随后用于确定对应于将减轻所检测到的差的预失真的系数。

根据某些实施例，数字peq电路对初始系数实施预失真时的时间可根据特定实施方案变化。举例来说，系数可立刻提供到数字peq电路204，且由数字peq电路204使用。在另一例子中，可延迟数字peq电路204对系数的使用，直到传递数据为止。此延迟可适用于避免归因于预失真而导致抑制未调制的rf载波信号。因为数据不由未调制的rf载波信号发射，可延迟失真而不增加可能的数据损失。

所采集的样本的数目可根据adc212的特定应用和能力变化。举例来说，当通电/断电瞬变仍存在时，通电存在变化事件可采集两个样本。对于通电瞬变，在瞬变已稳定达到稳态状况之后，还可采集第三样本。在通电/断电瞬变期间采集的样本的数目可在adc212相对于瞬变存在的时间段的取样速率能力的限制下增加。

图3描绘与本发明的实施例一致的包括自适应反馈均衡路径的框图。图3的各种组件可与图1的论述一致。类似组件可充当其非限制性例子。此外，图3的若干元件可具有与来自图2的对应元件类似或甚至相同的功能。在此情况下，类似编号(例如，204和304类似)可指示类似功能性。此外，各种实施例允许这些元件实施为较大装置(例如，图1中所描绘的装置)内的同一元件。这些元件可包括单组的类似元件204到元件222和元件304到元件322，且选择逻辑在来自每个相应图的其余组件之间进行选择：系数初始化电路206与适应规则电路324和混频器326之间。在此情况下，图3的图表示在已将选择逻辑电路设置成启用自适应反馈均衡路径时发射器可如何操作的例子。为了简明起见，不重复完全相对于图2的对应论述的元件304到元件322的特定功能。

输入信号an包含用于使用天线320发射的数据。可在通电存在事件已经发生且产生对应的初始系数之后提供此数据，如本文中结合图1和图2所论述。数据的存在引起对rf载波信号的对应调制。调制产生随后可用于识别信道响应损伤并使信道响应损伤特性化的瞬变。因此，自适应反馈均衡路径可被配置成持续监测信道响应并调整均衡器系数。在特定实施例中，将adc312的数字输出与所要传递函数块303的输出进行比较以产生提供到适应规则电路324的误差信号。适应规则电路324可随后基于所确定的误差而调整系数。此过程可重复以使得误差向零会聚，以便减少由信道响应损伤引起的不合需要的失真。重复过程还可允许归因于系统的变化而进行调整，系统的变化可包括天线320和天线322的相对定位的改变。

图4描绘与本发明的实施例一致的通电事件的复包络的波形。波形示出在未调制的rf载波信号引入到有nfc能力的天线时发生的复包络的例子。垂直轴的单位将复包络表示为相对于载波(hsettled)的稳态状况而归一化。水平轴将时间表示为rf载波信号频率fc的函数，其中每个单位为一个周期。标记点ea、eb和ec表示在复杂基带中的三个不同样本点处的复包络值。如所描绘，在复包络已稳定之前且在通电瞬变仍存在时，对ea和eb中的每一者取样，而在复包络已稳定达到稳态值之后采集ec。样本点的特定时序略为任意的，且可取决于特定应用而有所不同。举例来说，可在存在变化的瞬变周期期间采集多个样本点，且可选择样本点的子集以供用于确定系数。作为一个例子，可选择瞬变周期期间的两个样本点，使得两个样本点相对于样本点的其它组合具有最大取样值差。在一些情况下，瞬变周期内的两个或多于两个样本点的值可用于产生三个或多于三个系数。系数可随后与高于一阶的预均衡器滤波函数组合使用。

为了易于论述，结合所要传递函数论述以下例子，在所要传递函数中g(z)＝1且在所要传递函数中预均衡器滤波函数属于具有两个系数和单个零的一阶。在特定例子中，可基于预均衡器滤波器而在所选择的速率下采集前两个样本点(ea、eb)。此速率可基于隐式地计算信道极的速率。可更晚地采集的第三点以确保瞬变已稳定，这可如质量最大值与rf载波频率的函数来确定，例如在时间t＞1.5×qmax/fc。基于此通电瞬变的双抽头(twotap)均衡器可使用系数w0和w1，系数w0和w1由下式限定：w0＝(ec-eb)且w1＝-(ec-ea)。应注意，图4的二维曲线图不示出复包络的极性和所得样本值。

对于断电瞬变(如图5中所示出)，可仅从两个经取样复包络点(ea、eb)计算得到系数，其中样本早先在断电瞬变时被捕获。针对断电的系数w0和w1将随后为：w0＝ea且w1＝-eb。

虽然所计算的系数表示在实施自适应反馈均衡路径之后可进一步改进的估计，但实验测试结果建议估计(w0est和w1est)相对于理想值(w0true和w1true)可相对准确：

w0true＝0.7399+0.3169i对w0est＝0.7381+0.3111i；且

w1true＝0.2601-0.3169i对w1est＝0.2619-0.3111i。

图5描绘示出与本发明的实施例一致的在调谐频率不同的情况下针对通电和断电状况的复功率包络的波形。水平轴示出天线线圈中的电流，然而，电压的曲线图将示出类似结果。最左边的曲线图组示出在rf载波信号频率良好地调谐到信道时信道响应的影响。其余曲线图示出相对于同一信道，在rf载波信号频率增加了一mhz(中心曲线图)或减少了一mhz(最右边的曲线图)时信道响应的影响。所得瞬变示出，对于这些经不良调谐的例子，复包络在稳定之前围绕稳态包络振荡，且稳态电流较低。

图6示出与本发明的实施例一致的使用自适应反馈均衡路径和存在转变均衡路径两者的流程图。在某些实施方案中，通信装置可包括被配置成使用主动对主动通信来通信的收发器电路。在主动对主动通信中，装置可发起通信并产生未调制的rf载波信号。因此，通信装置可监测未调制的rf载波信号的存在，根据框602。如果未检测到未调制的rf载波信号且通信装置不具有用以通信的信息(分别根据框606和604)，那么通信装置可继续监测，根据框602。

如果检测到未调制的载体，那么通信装置可被配置成通过产生发射到其它装置的未调制的rf载波信号来响应，根据框608。以此方式，未调制的rf载波信号充当装置之间的一种类型的交换。如本文中所论述，如果其它装置检测到经调制信号的存在，那么经调制信号可停止交换过程且需要重新开始所述过程。使用训练序列来确定预均衡器的系数可能因此中断通信。各种实施例因此允许(根据框610)选择第一均衡路径，第一均衡路径(根据框612)基于由产生未调制的rf载波信号引起的通电瞬变而产生初始系数。

通信装置可随后开始编码数据并将数据发射到其它装置，根据框614。初始数据发射可使用来自第一均衡路径的系数以对信号进行预失真，根据框616。作为此发射的部分，通信装置可选择使用与rf载波信号的调制相关联的瞬变的第二均衡路径，根据框618。根据框620可随后修改或更新系数。可重复使用第二均衡路径的均衡过程，只要由通信装置发射数据即可。

可实施各种块、模块或其它电路以执行本文中所描述和/或图中所示出的操作和活动中的一个或多个操作和活动。在这些情况下，可使用进行这些或相关操作/活动中的一个或多个操作/活动的电路来实施“块”(有时也称为“电路”、“逻辑电路”或“模块”)。在各种实施例中，在有限的灵活性足够的情况下，硬连线控制块可用于使用于此类实施方案的区域最小化。可替换地是和/或此外，在以上论述的实施例中的某些实施例中，一个或多个模块为被配置且被布置成用于实施这些操作/活动的精密逻辑电路或可编程逻辑电路。

基于以上论述和说明，所属领域的技术人员将易于认识到，可对各种实施例作出各种修改和变化而无需严格地遵循且本文中所说明并描述的示例性实施例和应用。举例来说，设备可包括与各种图式所说明的调制方案和配置不同的调制方案和配置。此类修改不脱离本发明的各种方面的真实精神和范围，包括在权利要求书中阐述的方面。