无线通信读取器的解调器制造技术

本发明专利技术提供包括峰值采样器和包络生成器的解调器，峰值采样器控制ADC或数字重采样器在峰值处采样处于未调制状态的载波信号以及在未调制状态的相位处采样处于调制状态的载波信号，包络生成器基于采样载波信号的相应周期的最大峰值与最小峰值之间的差异来确定包络信号。进一步，解调器具有偏移估计器、负载调制信号估计器以及包络生成器，偏移估计器估计处于未调制状态的载波信号的同相分量和正交分量以确定同相分量偏移和正交分量偏移，负载调制信号估计器通过从载波信号的同相分量样本和正交分量样本中去除同相分量偏移和正交分量偏移来估计负载调制信号的同相分量和正交分量，包络生成器通过组合负载调制信号的同相分量和正交分量来生成包络信号。

Demodulator for Wireless Communication Reader

The present invention provides a demodulator including peak sampler and envelope generator, carrier signal in modulation state sampling carrier signal peak sampler control ADC or digital re sampler in unmodulated state at the peak and the phase modulation in the envelope generator to determine the envelope signal of the difference between the maximum peak corresponding periodic sampling of carrier signal the minimum peak value based on. Further, the demodulator has offset estimator, load estimator and envelope modulation signal generator, in-phase and quadrature components of carrier signal is not modulated state to determine the in-phase and quadrature components offset offset estimator and the estimator by removing the in-phase and quadrature components of offset offset from the carrier signal of the in-phase and quadrature components of the sample in the sample to estimate the in-phase and quadrature components of load modulation signal modulation signal load, in-phase and quadrature envelope generator load modulation signal through a combination to generate the envelope signal.

【技术实现步骤摘要】
无线通信读取器的解调器
本公开总体涉及近场无线通信读取器的解调器，并且更具体地涉及被配置用于人为增加调制载波信号的调制指数的相干解调器。本公开也涉及被配置用于解调负载调制信号的相位和振幅的非相干解调器。
技术介绍
近场通信(NFC)系统包括读取器和一个或多个目标，该一个或多个目标另选地可被称为标签、卡、支持NFC的电话等。读取器和目标使用例如振幅键控(ASK)调制通过它们各自天线的电感耦合来通信。读取器一般以13.56MHz的载波频率(Fc)传送未调制的载波信号C(t)。接收该载波信号C(t)的目标可通过用数据调制载波信号将数据传达给读取器以产生负载调制信号M(t)。在无源负载调制的情况下，目标通过在两个阻抗负载之间切换来调制载波信号上的数据。在有源调制的情况下，目标产生与来自读取器的载波同步的载波。所得的调制载波信号(CM(t))的振幅和相位为未调制载波信号C(t)和负载调制信号M(t)的和。这些阻抗变化转化成读取器检测到的载波振幅调制。在未调制状态与调制状态之间也存在寄生载波相位差。进一步，通常存在运行容积，在该运行容积内读取器与目标之间的通信为成功的。然而，在该运行容积内的空间中通常存在一个或多个点，在该运行容积中负载调制振幅为零或几乎为零并且对于读取器解调为不足的。此类点通称为“通信漏洞”。例如，如果存在约4cm的运行容积，有时在4cm内的运行容积，例如，在大约2cm处，由负载调制引起的振幅调制可接近零。这意味着低于2cm和高于2cm皆存在可被解码的负载调制振幅，但在2cm处负载调制振幅为零。附图说明图1说明了根据本公开的一方面的解调器的示意图。图2说明了根据本公开的另一方面的解调器的示意图。图3说明了图2的解调器的重采样器的示意图。图4A说明了图2的解调器的重采样器的输出的图表。图4B说明了图1或图2的解调器的输出的图表。图5为根据本公开的一方面解码的方法的流程图。图6说明了根据本公开的一方面的解调器的示意图。图7A至图7C说明了图1的解调器的同相标绘图和正交标绘图。图8为根据本公开的一方面的解码的方法的流程图。图9说明了包括读取器和仿真标签/卡的目标或设备的无线系统的示意图，该读取器包括解码器。具体实施方式本公开针对被配置用于利用载波信号的未调制状态与调制状态之间的寄生载波信号相位变化的无线通信读取器的相干解调器。更具体地，通过在峰值处采样未调制的载波信号将解调器的相位锁定到未调制的载波信号上。当目标使用振幅键控(ASK)调制载波信号时，目标有效地减小了载波信号振幅，并且载波信号的相位由于阻抗变化影响传递函数而改变。因为在未调制状态下解调器的相位被锁定到载波信号上，所以结果为对处于调制状态的载波信号进行非峰值采样，从而人为增加了调制指数。图1说明了根据本公开的一方面的无线通信读取器的解调器100的示意图。解调器100包括峰值采样器110和包络生成器120。峰值采样器110被配置用于在峰值处采样处于未调制状态的载波信号以及在未调制状态的采样相位处由此对处于调制状态的载波信号进行非峰值采样。峰值采样器110包括模拟数字转换器(ADC)112、相位估计器114和数字延迟锁相环(DLL)。ADC112被配置用于在其输入处接收载波信号并且以采样频率Fs采样载波信号，采样频率Fs至少为载波频率Fc的两倍以便满足奈奎斯特定理。因为在载波周期中存在两个峰值，所以这两个样本具有相同的振幅但具有不同的正负号。在未调制状态和调制状态期间皆发生载波信号的该采样。相位估计器114具有耦合到ADC112的输出的输入。相位估计器114被配置用于在无线通信读取器建立与无线目标的通信会话之后估计处于未调制状态的载波信号的相位达预定时间段。该预定时间段可为几微妙，其也许小于100次采样，这取决于特定的相位循环控制算法。然后解调器100使用相位估计T来设定未调制载波信号的采样时钟相位阶段。当载波信号其后处于调制状态时，相位估计器114不继续估计载波信号的相位。然而，如果可从随之发生的比特检测器或已知的比特反馈回未调制状态信息，则在载波处于任何随后的未调制状态时相位估计器114可继续估计载波信号的相位。DLL116具有耦合到相位估计器114的输出的输入和耦合到ADC112的第二输入的输出。DLL116被配置用于使用来自相位估计器114的相位信息T来控制ADC112在峰值处采样处于未调制状态的载波信号，以及在处于未调制状态的载波信号的相位处采样处于调制状态的载波信号。因为在调制状态期间，载波信号的相位由于阻抗变化影响传递函数而改变，所以在调制状态期间，对载波信号进行非峰值采样。处于未调制状态和调制状态的载波信号的相位之间的差非零并且取决于阻抗变化可高达π/2。包络生成器120具有耦合到峰值采样器210的输出的输入，并且被配置用于基于采样载波信号的相应周期的最大峰值与最小峰值之间的差异来确定包络信号。包络生成器120包括加法器122、抽取器(decimator)124和延迟装置126。延迟装置126具有耦合到峰值采样器110的输出的输入。在这些实例中，峰值采样器的输出也为图1中ADC112和图2中抽取器218的输出。延迟装置126被配置用于延迟载波信号的一个样本。加法器122具有耦合到峰值采样器110的输出的正输入和耦合到延迟装置120的输出的负输入。加法器122被配置用于从财帛信号的非延迟样本中减去载波信号的延迟样本。抽取器124具有耦合到加法器122的输出的输入。抽取器124被配置用于通过选择两个样本中的一个来将载波信号的采样速率减小到Fc，并且其输出为数字包络信号。图2说明了根据本公开的另一方面的解调器200的示意图。解调器200包括峰值采样器210和包络生成器120。峰值采样器210包括ADC212、相位估计器241、重采样器216和抽取器218。解调器200在其峰值采样器210上不同于图1的解调器100。不是使用相位估计器114的输出作为基准来控制ADC112，而是相位估计器214的输出驱动重采样器来重建数字化的载波信号。ADC212被配置用于在采样频率(Fs)处接收载波信号和采样载波信号，采样频率(Fs)载波频率的至少两倍(2*Fc)以便满足奈奎斯特定理。在该实例中，重采样速率为4*Fc，这是最简单的实例。本公开不局限于该采样频率Fs＝4*Fc；其它采样频率是可能的。相位估计器214具有经由重采样器216耦合到ADC212的输出的输入。相位估计器214被配置用于估计处于为调制状态的载波信号的相位。在包括了解调器200的无线通信读取器机建立与目标的通信会话之后发生该估计达预定时间段，如上所述，并且然后固定在未调制载波信号的峰值上样本的采样相位。重采样器216具有耦合到ADC212的输出的第一输入、耦合到估相位估计器214的输出的第二输入以及耦合到相位估计器214的输入的输出。重采样器216被配置用于使用来自相位估计器214的估计相位T来使用插入法根据实际载波信号样本重建调制载波信号的峰值。不是ADC212而是重采样器215用于以较高的速率重建载波信号而，这是因为在一些情况下控制ADC时钟是不可能的。重采样输出由以下方程式表示：其中A为载波信号振幅，k为采样指数，并且为采样相位。当采样指数为偶数(2k)时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线通信读取器的解调器，所述解调器包括：峰值采样器，所述峰值采样器被配置用于在峰值处采样处于未调制状态的载波信号并且在所述未调制状态的相位处采样处于调制状态的所述载波信号；以及包络生成器，所述包络生成器具有耦合到所述峰值采样器的输出的输入，并且被配置用于基于采样载波信号的相应周期的最大峰值与最小峰值之间的差异来确定包络信号。

【技术特征摘要】
2016.04.01 US 15/088,6361.一种无线通信读取器的解调器，所述解调器包括：峰值采样器，所述峰值采样器被配置用于在峰值处采样处于未调制状态的载波信号并且在所述未调制状态的相位处采样处于调制状态的所述载波信号；以及包络生成器，所述包络生成器具有耦合到所述峰值采样器的输出的输入，并且被配置用于基于采样载波信号的相应周期的最大峰值与最小峰值之间的差异来确定包络信号。2.根据权利要求1所述的解调器，其中所述峰值采样器包括：模拟数字转换器，所述模拟数字转换器具有被配置用于接收所述载波信号的输入；以及相位估计器，所述相位估计器具有耦合到模拟数字转换器的输出的输入，并且被配置用于估计处于所述未调制状态的载波信号的相位。3.根据权利要求2所述的解调器，其中所述相位估计器被配置用于估计处于所述未调制状态的所述载波信号的所述相位达预定时间段。4.根据权利要求3所述的解调器，其中所述相位估计器被配置用于在所述无线通信读取器建立与无线目标的通信会话之后估计处于所述未调制状态的所述载波信号的所述相位达预定时间段。5.根据权利要求2所述的解调器，其中所述峰值采样器进一步包括：延迟锁相环(DLL)，所述延迟锁相环(DLL)具有耦合到所述相位估计器的输出的输入和耦合到所述模拟数字转换器的第二输入的输出，并且被配置用于控制所述模拟数字转换器在处于所述未调制状态下的所述载波信号的所述相位处采样处于所述未调制状态和所述调制状态下的所述载波信号。6.根据权利要求2所述的解调器，其中所述峰值采样器进一步包括：重采样器，所述重采样器具有耦合到所述模拟数字转换器的输出的第一输入、耦合到所述相位估计器的输出的第二输入和耦合到所述相位估计器的输入的输出，并且被配置用于插入所述载波信号的所述样本以在所述峰值处采样处于所述未调制状态的所述载波信号。7.根据权利要求6所述的解调器，其中所述峰值采样器进一步包括：抽取器，所述抽取器具有耦合到所述重采样器的所述输出的输入，并且被配置用于减小所述载波信号的所述采样速率。8.根据权利要求1所述的解调器，其中所述包络生成器包括：延迟装置，所述延迟装置具有耦合到所述峰值采样器的所述输出的输入，并且被配置用于延迟所述载波信号的样本；以及加法器，所述加法器具有耦合到所述峰值采样器的所述输出的正输入和耦合到所述延迟装置的输出的负输入，并且被配置用于从所述载...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝捷，S·K·库坦，S·菲费特，
申请(专利权)人：英特尔IP公司，
类型：发明
国别省市：美国,US