通信设备、检测接收信号的边沿的方法和接收数据的方法技术

描述了一种通信设备、用于检测接收信号中的边沿的方法和用于接收数据的方法。通信设备包括：采样器，其被配置成对输入信号进行采样，其中，采样器被配置成针对采样时间序列中的每个采样时间生成采样值；序列值生成器，其被配置成基于采样值、针对采样时间序列中的每个采样时间生成输出值，其中，序列值生成器被配置成基于采样时间的采样值以及基于对采样时间的输出值与采样时间序列中的在前采样时间的输出值之差的限制，来设置采样时间的输出值；以及边沿检测器，其被配置成基于输出值来检测输入信号中的边沿。

Communication equipment, methods for detecting the edge of received signals and methods for receiving data

A communication device, a method for detecting the edge in a received signal and a method for receiving data, are described. The communication device includes: a sampler, which is configured for input signal sampling, which is configured for each sampler sampling time sequence of sampling time sequence generating sampling value; value generator configured based on sampled values, the sampling time sequence in each sampling time to generate output values, the value sequence generator configured the sampling time and sampling value of differential output sampling time value before the output sampling time and sampling value in time series based on the limit, to set the output sampling time value; and the edge detector is configured based on the output value to detect edges in the input signal.

【技术实现步骤摘要】
通信设备、检测接收信号的边沿的方法和接收数据的方法
本公开内容涉及通信设备、用于检测接收信号中的边沿的方法以及用于接收数据的方法。
技术介绍
诸如在芯片卡读取器与芯片卡之间进行无线电通信这样的无线通信可以基于具有异步定时并且缺少同步和训练模式的协议，诸如ISO14443。因此，对于在这种场景中使用同步数字接收器来说，期望仍然能够实现有效的同步和训练的方法。
技术实现思路
提供了一种通信设备，包括：采样器，其被配置成对输入信号进行采样，其中，采样器被配置成针对采样时间序列中的每个采样时间生成采样值；序列值生成器，其被配置成基于采样值、针对采样时间序列中的每个采样时间生成输出值，其中，序列值生成器被配置成基于采样时间的采样值以及对采样时间的输出值与采样时间序列中的在先采样时间的输出值之差的限制，来设置采样时间的输出值；以及边沿检测器，其被配置成基于输出值来检测输入信号中的边沿。此外，提供了一种根据上述通信设备的用于检测接收信号中的边沿的方法。此外，提供了一种通信设备，包括：接收器，其被配置成从发送器接收表示预定义数字值序列的信号；采样器，其被配置成针对预定义数字值序列中的每个数字值对信号进行采样；存储器，其被配置成存储表，该表针对一个或更多个在先第一数字值与随后的第二数字值的多个组合中的每个组合而给出了用于检测第二数字值的信号电平的阈值，其中，由所接收到的信号表示的预定义数字值序列包括多个组合的子集；初始化器，其被配置成针对多个组合的子集中的组合，基于针对第二值的信号的采样对表进行初始化，以及针对除子集以外的组合从子集选择一个组合并且基于针对所选组合的第二值的信号采样对表进行初始化；以及数据恢复电路，其被配置成基于经初始化的表从发送器接收数据。此外，提供了一种根据上述通信设备的用于接收信号的方法。附图说明在附图中，贯穿不同的视图，相似的附图标记通常指代相同的部件。附图不一定是按比例的，而是通常着重于说明本专利技术的原理。在下面的描述中，参照下面的附图对各个方面进行描述，在附图中：图1示出了包括读取器和芯片卡的通信布置；图2示出了包括读取器和ASK(幅移键控)数字接收器的通信布置；图3给出了数据恢复模块的结构的示例；图4示出了对数字化包络的直接采样；图5示出了根据一个实施方式的符号同步器；图6示出了图5的符号同步器的操作的示例；图7是说明符号同步的示例的图；图8示出了根据一个实施方式的数据恢复模块的架构；图9示出了训练过程；图10示出了基于参照图5描述的同步和参照图6描述的数据恢复的ASK接收器；图11示出了差分器的实现示例；图12示出了根据一个实施方式的通信设备；图13示出了说明用于检测接收信号中的边沿的方法的流程图；图14示出了根据另一实施方式的通信设备；图15示出了说明用于接收数据的方法的流程图。具体实施方式下面的详细描述涉及通过示例的方式示出可以实践本专利技术的本公开内容的具体细节和各方面的附图。可以在不脱离本专利技术的范围的情况下利用其他方面并且做出结构、逻辑和电气方面的改变。本公开内容的各个方面不一定相互排斥，因为本公开内容的一些方面可以与本公开内容的一个或更多个其他方面组合以形成新的方面。图1示出了包括读取器101和芯片卡102的通信布置100。读取器包括天线103，天线103例如被布置在放置芯片卡102的壳体中。芯片卡102包括芯片卡模块104和芯片卡天线105。读取器101和芯片卡模块104可以借助于天线103、105进行通信。根据ISO14443的非接触式芯片卡(或一般地，非接触式应答器)利用幅移键控(ASK)调制与读取器进行通信。定义了两种不同的调制指数：针对所谓的B型通信的10％(标称值)，以及针对A型通信的100％。在以下实施方式中描述了用于ISO14443B型应答器的接收器电路(其例如被用在芯片卡模块104中)，其处理基本帧类型，其中，异步定时(SOF(帧起始)-高、SOF-低、两个字节之间的EGT(额外保护时间)、EOF(帧结束))以及缺乏同步和训练模式使得不能够采用用于ASK同步接收器的算法。图2示出了包括读取器201(例如对应于读取器101)和ASK数字接收器202(例如对应于芯片卡模块104)的通信布置200。读取器201包括读取器天线203，读取器201经由读取器天线203向接收器202发送经(ASK)调制的无线电信号。接收器包括谐振电路204(其包括天线205和与天线205并联的电容206)，谐振电路204接收经调制的无线电信号作为调制输入信号。借助于整流器207对调制输入信号进行整流，并且借助于峰值检测器208提取调制输入信号的模拟包络。借助于模数转换器209对数字包络进行数字化，并且数据恢复模块210基于数据恢复算法提取传输的数据。应当注意，由于读取器稳定地发送载波信号，因此接收器可以直接地恢复时钟定时。图3给出了数据恢复模块300的结构的示例。数据恢复模块300例如对应于数据恢复模块210。数据恢复模块300借助于数字带通滤波器301处理调制输入信号的数字包络，从而由第一边沿检测器302检测调制输入信号中的边沿。第一边沿检测器302使用两个阈值来分别检测下降沿和上升沿。通常，阈值可以不同且不恒定，但是它们可以适配于输入信号，例如对于较快(即较陡)的边沿可以增加阈值以增加抵抗调制输入信号中的上冲或下冲的鲁棒性。在由第一边沿检测器302进行该第一边沿检测之后，传输的数据可用作仍然是异步的二进制信号。执行由第二边沿检测器303(其使用更快的时钟，例如4倍的比特率)进行的第二边沿检测以检测每个帧的开始，即SOF(帧起始)和每个起始比特(这是因为字节可以被异步传输)。以此方式提取的同步被采样器304用来以比特率对二进制信号进行采样，由此生成串行接收比特流。然而，在参照图3描述的方法中，在高波特率下(特别是在输入谐振电路204的品质因数增加的低场强、调谐的情况下)的符号间干扰(ISI)导致边坡的数据相关的变化。这通常导致带通滤波器301输出的变化，进而导致由第一边沿检测器302输出的二进制信号的变化，即在阈值比较之后的变化。此外，(用于处理上冲和下冲的)自适应阈值导致额外的抖动。另外，由第二边沿检测器303对二进制信号进行的边沿检测引入了等于用于进行检测的时钟(例如4倍的比特率)的另外的抖动。如果总的抖动超过比特长度的一半，则采样器304不能正确地提取数据比特。鉴于此，根据各个实施方式对数字化包络直接进行采样，而不是如在图3的方法中那样检测输入包络中的边沿然后对获得的信号进行采样以提取数据。图4示出了对数字化包络的直接采样。第一曲线图401示出了具有较陡边沿的输入信号403的第一示例，第二曲线图402示出了具有较平坦边沿的输入信号404的第二示例。在曲线图401、402中时间均为从左到右增加。具体地，对于第一示例403，边沿上升时间tr和边沿下降时间tf小于比特率Br的倒数，即tr,tf<1/Br，而对于第二示例404，边沿上升时间tr和边沿下降时间tf高于比特率Br的倒数，即tr,tf>1/Br。期望的是找到最佳检测阈值，即如何判定采样是表示逻辑1还是逻辑0。如果如在第一曲线图401中那样tr/tf<Br，则将阈值405设置成(最大值+最小值)/2是最佳选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通信设备，包括：采样器，其被配置成对输入信号进行采样，其中，所述采样器被配置成针对采样时间序列中的每个采样时间生成采样值；序列值生成器，其被配置成基于所述采样值、针对所述采样时间序列中的每个采样时间生成输出值，其中，所述序列值生成器被配置成基于所述采样时间的采样值以及基于对所述采样时间的输出值与所述采样时间序列中的在前采样时间的输出值之差的限制，来设置所述采样时间的输出值；以及边沿检测器，其被配置成基于所述输出值来检测所述输入信号中的边沿。

【技术特征摘要】
2016.05.27 DE 102016109799.31.一种通信设备，包括：采样器，其被配置成对输入信号进行采样，其中，所述采样器被配置成针对采样时间序列中的每个采样时间生成采样值；序列值生成器，其被配置成基于所述采样值、针对所述采样时间序列中的每个采样时间生成输出值，其中，所述序列值生成器被配置成基于所述采样时间的采样值以及基于对所述采样时间的输出值与所述采样时间序列中的在前采样时间的输出值之差的限制，来设置所述采样时间的输出值；以及边沿检测器，其被配置成基于所述输出值来检测所述输入信号中的边沿。2.根据权利要求1所述的通信设备，其中，所述序列值生成器被配置成基于所述采样时间的采样值以及基于对所述采样时间的值与所述采样时间序列中的在前采样时间的值之差的限制，来设置所述采样时间序列中的除所述采样时间序列中第一采样时间之外的每个采样时间的输出值。3.根据权利要求1或2所述的通信设备，其中，所述序列值生成器被配置成基于所述采样时间序列中的第一采样时间的采样值来设置所述采样时间序列中的第一采样时间的输出值。4.根据权利要求1或2所述的通信设备，其中，所述序列值生成器被配置成将所述采样时间序列中的第一采样时间的输出值设置成等于所述采样时间序列中的第一采样时间的采样值。5.根据权利要求1至4中任一项所述的通信设备，其中，所述边沿检测器被配置成基于所述第一采样时间的输出值与稍后采样时间的输出值之差是否低于预定阈值来检测边沿。6.根据权利要求1至5中任一项所述的通信设备，其中，所述序列值生成器被配置成基于采样时间的采样值以及基于对所述采样时间的输出值与所述采样时间序列中的在前采样时间的输出值之差的限制，来将所述采样时间的输出值设置成固定值。7.根据权利要求6所述的通信设备，其中，所述边沿检测器被配置成基于所述输出值在所述第一采样时间与所述采样时间序列中的候选采样时间之间是否从每个采样时间到下一采样时间下降，来在所述候选采样时间处检测边沿。8.根据权利要求1至7中任一项所述的通信设备，其中，所述序列值生成器被配置成检查采样时间的采样值与所述采样时间序列中的在前采样时间的输出值之间的差值是否高于预定阈值，并且如果所述差值高于所述预定阈值，则生成所述采样时间的输出值以将所述差值限制成所述预定阈值或限制成低于所述预定阈值。9.根据权利要求8所述的通信设备，其中，所述序列值生成器被配置成：如果所述差值高于所述预定阈值，则在所述差值为负的情况下将所述输出值设置成所述在前采样时间的采样值减去预定值，或者在所述差值为正的情况下将所述输出值设置成所述在前采样时间的采样值加上所述预定值。10.根据权利要求9所述的通信设备，其中，所述预定值是所述预定阈值。11.根据权利要求1至10中任一项所述的通信设备，其中，所述边沿检测器被配置成基于所述输出值是否在所述采样时间序列内增加来检测上升沿。12.根据权利要求1至11中任一项所述的通信设备，其中，所述边沿检测器被配置成基于所述输出值是否在所述采样时间序列内减小来检测下降沿。13.根据权利要求1至12中任一项所述的通信设备，其中，所述输入信号基于幅移键控而被调制。14.一种用于检测接收信号中的边沿的方法，包括：对输入信号进行采样，这包括针对采样时间序列中的每个采样时间生成采样值；基于所述采样值、针对所述采样时间序列中的每个采样时间生成...

【专利技术属性】
技术研发人员：马可·布奇，雷蒙多·卢齐，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE