标识数据调制RF信号。
[0047] 根据一种实施方式，无线通信系统的基站可被配置为接收标识数据并且通过网络 连接将标识数据提供到至少一个远程设备。根据另一种实施方式，基站可被进一步配置为 通过网络连接从远程设备接收用于无线设备的消息，并且调制RF信号，从而将该消息提供 至无线设备。在另一种实施方式中，基站可被配置为使基站从无线设备接收数据并且通过 网络连接将数据提供至远程设备。根据另一种实施方式，RF接口可被配置为在第二运行模 式下从RF信号接收数据，并且无线设备可被配置为将数据存储在存储设备中。
[0048] 本发明的实施方式并不局限于下面描述中阐述的或者附图中示出的部件的构造 和布置的细节。通过各种方式能够实现或者完成本发明的实施方式。此外，此处使用的措 词和术语仅用于描述之目的并且不得被解释为限制性的。此处使用的"包括（including) "、 "包括（comprising) "、或者"具有"、"包含"、"涉及"及其变形意在包括之后列出的各项及其 等同物以及附加项。
[0049] 在一些实施例中，本发明的至少一些实施方式提供可在不需要电池的情况下运行 的低电力无线通信设备，并且在其他实施例中，无线通信设备包括电池但具有多种运行模 式，该多种运行模式中的至少一些不需要电力或者从电池吸取很少的电力。在不同的实施 例中，无线通信设备包括无线耳机和具有可与多种不同类型的设备一起运行的麦克风和/ 或扬声器，诸如，无绳电话系统、蜂窝电话或者有线电话、RF通信系统（诸如，对讲机、音频 音乐播放器、远程控制、计算机系统），其中包括桌面型电脑、膝上型电脑、以及平板电脑。在 其他实施例中，无线通信设备被设置成运行为蜂窝电话、摄像机、视频游戏控制器、智能电 话、平板电话、以及通过无线网络与基站（可包括与一个或者多个有线或无线网络的连接） 通信的其他设备。在至少一些实施例中，从可包括或者可不包括用于无线设备的输入数据 的RF信号供电无线设备。此外，在至少一些实施例中，无线通信设备利用后向散射通信技 术与基站或者其他无线设备通信。
[0050] 图1是根据本发明的一种实施方式的通信系统100的示图。通信系统100包括基 站102和多个无线通信设备104a、104b、104c、以及104d。基站102传输由无线通信设备接 收的RF信号106。
[0051] 根据一种实施方式，基站102连接至电源。电源可以是电插座。基站102还可包 括一个或者多个网络接口，用于耦接至一个或者多个有线或者无线网络，例如，包括局域网 (LAN)、无线局域网（WLAN)、广域网（WAN)、蜂窝电话或者公共交换电话网络（PSTN)。
[0052] 根据各种实施方式，无线通信设备104a至104d可包括一个或者多个移动电话、 iPhone、听筒、耳机（包括麦克风和耳塞）、音乐播放器、iPod、个人数字助理、iPad、膝上型 电脑、计算机、或者摄像机。
[0053] 根据一种实施方式，无线通信设备104a至104d将接收的RF信号转换成直流电 压，从而供电无线设备l〇4a至104d的内部部件。在一种实施例中，无线通信设备104a至 104d不包括电池，并且RF信号是唯一的电源。
[0054] 根据另一种实施方式，基站102包括RF收发器并且使用后向散射调制技术与无 线通信设备l〇4a至104d通信。收发器使用振幅或者相位调制传输至无线通信设备104a 至104d。在一些实施方式中，振幅调制是DSB-ASK (双边带幅移键控）、PRASK (反相幅移键 控）、或者SSB-ASK (单边带幅移键控）。无线通信设备104a至104d经由后向散射通信进行 向后通信。在不同的实施方式中，基站102可以根据包括第2代GSl的一种或者多种RFID 通信标准运行。
[0055] 图2是根据一种实施方式的无线通信设备的操作150的方法的流程图。在框152， 诸如图1中的无线通信设备104a至104d等无线通信设备放置在基站附近。在框154,无线 通信设备从基站接收RF信号。在框156,无线通信设备将RF信号转换成直流电压，从而供 电无线通信设备的部件。在框158,无线通信设备从基站接收来自RF信号的数据。
[0056] 在框152,无线通信设备足以靠近基站，以使得由基站发射的RF信号的强度足以 供电无线通信设备，并且根据具体通信设备的功能，无线通信设备可以开始从基站接收数 据或者将数据发送至基站。根据一种实施方式，无线通信设备可位于距基站为约两英尺至 约六十英尺之间。在其他实施例中，无线通信设备与基站之间的距离介于约一英寸至五英 尺之间、介于约一英尺至约十英尺之间、介于约两英尺至约十英尺之间、介于约两英尺至约 二十英尺之间、介于约五英尺至约二十英尺之间、以及介于约五英尺至约三十英尺之间。在 其他实施方式中，根据所使用的RF通信技术，其他距离是可能的。
[0057] 如上所述，在框154,无线通信设备从基站接收RF信号。在一种实施例中，基站连 续发射RF信号，并且当无线通信设备进入足以接近基站的区域时，开始接收RF信号。
[0058] 在框156,无线通信设备将RF信号转换成至少一个直流电压。在一种实施方式中， 在框158，在无线通信设备接收足够能量来上电之后，还可以开始从RF信号接收数据。包括 该数据的RF信号可与提供该电力的RF信号具有不通的来源，或者可以从同一基站传输包 括该数据的RF信号。根据一种特征，无线通信设备在包括多个基站的区域内运行，并且来 自多个基站的RF信号将电力提供至无线通信设备。无线通信设备可使用后向散射调制答 复传输数据的基站。在一种实施方式中，发射供电无线通信设备的RF信号的基站也是传输 数据的基站，并且包括在给定时间与在一个方向上发生数据通信同步运行的发射器和接收 器。
[0059] 根据一种实施方式，以约840MHz与约960MHz之间的频率传输RF信号。在另一实 施方式中，以ISM段频率（介于约2. 403GHz与约2. 483GHz之间（用于WiFi))传输RF信号。 在进一步实施方式中，以约4915MHz与约5825MHz (用于WiFi))之间的五个GHz U-NII段频 率传输RF信号。根据另一种实施方式，以UMTS/LTE段频率传输RF信号，可以为约800MHz、 约 850MHz、约 900MHz、约 1500MHz、约 1700MHz、约 1800MHz、约 1900MHz、或者约 2100MHz。在
【具体实施方式】中，可以60GHz (用于WiGig)传输RF信号。
[0060] 图3是示出了根据本发明的一种实施方式的无线通信设备的若干部件的框图 200。部件包括模拟RF接口 202、数字控制块204、以及传感器块206。
[0061] 模拟RF接口 202包括天线极板210a和210b、电压调节器212、整流器214、解调器 216、以及调制器218。如果无线设备中包括诸如电池等额外的DC电源，则模拟RF接口 202 还可包括电压输入220a。
[0062] 数字控制块204包括来自模拟RF接口 202的电压输入222,并且如果无线设备中 包括诸如电池等额外的DC电源，则数字控制块204还可包括电压输入220b。在各种实施方 式中，数字控制块204可包括防冲突技术、读/写控制、访问控制、传感器接口控制、以及RF 接口控制。在一种实施例中，数字控制块204包括有限状态机。在另一实施例中，数字控制 块204包括处理器。在其他实施方式中，数字控制块可包括被配置成和/或被编程为执行 此处描述的功能的多个逻辑电路和处理器。根据一种特征，数字控制块204将从基站接收 的数字数据包转换成模拟信号。根据另一种特征，数字控制块204将模拟信号转换成数字 数据包，以用于传输至基站。
[0063] 传感器块206包括音频输出部230和音频输入部250。在其他实施方式中，传感器 块206可不包括音频输出部230和音频输入部250。在其他实施方式中，传感器块206可包 括摄像机部240、音频游戏控制器部、以及文本界面中的一种或者多种。如果无线设备中包 括诸如电池等额外的DC电源，则传感器块206还可包括电压输入220c。
[0064] 音频输出部230包括数模转换器232、电压和电流转换模块234、以及音频输出设 备236。在图4中极为详细地描述了音频输出部。在其他实施方式中，音频输出部230的部 件可位于其他功能块中。
[0065] 音频输入部250包括音频输入设备260、电压和电流转换模块254、以及模数转换 器（ADC) 252。根据一种实施方式，采样保持电路254被集成到ADC 252中。根据另一种实 施方式，音频输入部250不包括采样保持电路254。在图6中极为详细地描述了音频输入部 250。在其他实施方式中，音频输出部230的部件可位于其他功能块中。
[0066] 根据一方面，传感器块206从数字控制块204接收数字数据。例如，传感器块206 可从数字控制块204接收数字音频输出数据。根据一种实施方式，传感器块206将数字数 据发送至数字控制块204。例如，传感器块206可将数字化的音频输入数据发送至数字控制 块204。在另一实施例中，传感器块206将诸如数字照片等数字化的光学数据发送至数字控 制块204。
[0067] 根据一种实施方式，传感器块206接收压缩格式的数字音频输出数据并且使用本 地状态机或者处理器对其进行解码。数字控制块204可接收数字化的音频输入并且使用状 态机或者处理器对数据进行压缩或者编码。RF协议可具有具体的命令或者状态机操作，从 而允许压缩的或者未经压缩的数据通过。编码/解码算法的各种实施例包括LPC (线性预 测编码）、CELP(码激励线性预测）、SADVQ(串行自适应差分矢量量化）、ACELP(代数码激 励线性预测）、以及压缩传感技术。还可以使用其他算法。
[0068] 根据一种特征，模拟RF接口 202将直流电压222提供至数字控制块204,从而供电 数字控制块204的部件。根据一些实施方式，模拟RF接口 202将从基站接收的数据发送至 数字控制块204。
[0069] 根据另一种特征，数字控制块204将数据从传感器块206发送至模拟RF接口 202。 在各种实施例中，数据可表示来自麦克风260的音频输入数据、来自摄像机244的光学数 据、以及来自键盘或者键区的文本输入。
[0070] 根据一方面，模拟RF接口 202、数字控制块204、以及传感器块206被设计成使用 最小量的电力。例如，在一种实施方式中，数字控制块204包括汲取最小电力的有限状态 机。同样，传感器块206的部件被设计成使电力使用最小化。典型的模拟RF接口 202和数 字控制块204使用约10 μ W以下的电力。
[0071] 图4是音频输出部230的一种实施方式的示意性示图。音频输出部230包括数模 转换器（DAC) 272、阻抗匹配器278、变压器274、以及耳机276。DAC 272连接至阻抗匹配器 278,以使得DAC 232的输出被输入至阻抗匹配器278。阻抗匹配器278连接至变压器274， 以使得阻抗匹配器278的输出被输入至变压器274。DAC 272、阻抗匹配器278、以及变压器 274被设计成通过将互补金属氧化物半导体（CMOS)或者子阈值CMOS所需的高电压转换成 磁驱动耳机所需的低电压而在将音频输出信号传输至耳机276时消耗最小的电力。
[0072] 在一种实施方式中，DAC 272包括脉冲宽度调制器、低通滤波器或者带通低耗滤 波器、电压输入280、以及数字控制282。根据一种特征，包括脉冲宽度调制器的DAC 272 具有等于至少约尼奎斯特频率的两倍的时钟频率。当时钟频率比约尼奎斯特频率的两倍 更大时，存在描述脉冲的过采样因子。在一种实施例中，具有8比特定时解析度（timing resolution)的8kHz音频信号将具有每秒为2. 048兆采样（MSPS(Fs*2~N))的采样速率。 可将LC储能电路或者更高阶的滤波器调谐至约8kHz。滤波器可以是低通滤波器或者带通 滤波器。
[0073] 在另一实施方式中，DAC 272包括Λ - Σ调制器和低通滤波器或者带通低耗滤波 器。根据一种特征，DAC 272包括Λ-Σ调制器，并且过采样比率是动态范围的平方根（单 位为；比特）。在一种实施例中，每秒为8比特千采样（kSPS)的Λ - Σ DAC将使用64个 kSPSl比特的采样并且将一阶低通滤波器、二阶低通滤波器、或者三阶低通滤波器调谐至约 8kHz。在一些实施方式中，Λ-Σ调制器可以是一阶、二阶、或者三阶。在一种实施方式中， 使用单极电感器-电容器对可以实现低损耗低通滤波器。在另一种实施方式中，电感器可 以是变压器的一个支线。
[0074] 在其他实施例中，DAC 272可以是另一低电力的数模转换器。在一种实施例中，DAC 272在约0. 7V的最大运行电压下具有约5. 7ηΑ与约180ηΑ之间的最大电流。使用等式1可 以定义供电耳机或者听筒（类似听筒276)的音频电力。
[0076]其中，Paudl。是音频电力，SPL ranvCTsatlcin是转换的声压级，并且SPL headph_是从ImW电 力产生的SPL。在一种实施例中，SPLheadphcine为124dB SPL/mW，因此，听筒使用ImW产生94dB 的SPL。使用等式⑵可以确定听筒的电压。
[0078] 其中，Vheadphcine是听筒的最大电压，并且Rheadphcine是听筒的电阻。在一种实施方式 中，使用等式（3)可以确定变压器234的匝数比。
[0080] 其中，Ntums是电感器的初级线圈的匝数与电感器的次级线圈的匝数之比，并且 D2AV_是DAC 272的最大电压。在一种实施方式中，使用等式（4)可以确定DAC 272中的 电流。
[0082] 其中，D2AI_是DAC 272中的电流。应注意，这些等式假定了变压器的效率为 100%。在其他实施方式中，D2AV_和D2AI _可能比从这些等式中计算出的更高。
[0083] 根据另一种实施例，DAC 272包括使用脉冲宽度调制的降压转换器或者降压DC至 DC转换器。在该实施例中，能量存储在电感器中，从而允许将大部分的能量从源数字电子设 备传输至音频生成耳机236,从而提高系统的效率。
[0084] 根据一种实现方式，DAC 272包括附加电容器，附加电容器被充电至选定电平并且 然后放电至比较仪中。比较仪确定电压脉冲的定时并且允许更高脉冲宽度调制