CN102098079A - 信号处理设备及方法 - Google Patents
信号处理设备及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102098079A CN102098079A CN2010105782204A CN201010578220A CN102098079A CN 102098079 A CN102098079 A CN 102098079A CN 2010105782204 A CN2010105782204 A CN 2010105782204A CN 201010578220 A CN201010578220 A CN 201010578220A CN 102098079 A CN102098079 A CN 102098079A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- subcarrier
- interval
- code element
- waveform
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 36
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 18
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 10
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 50
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 30
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 25
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 12
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 11
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 8
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 7
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 240000001439 Opuntia Species 0.000 description 1
- FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N benzyl N-[2-hydroxy-4-(3-oxomorpholin-4-yl)phenyl]carbamate Chemical compound OC1=C(NC(=O)OCC2=CC=CC=C2)C=CC(=C1)N1CCOCC1=O FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
- H04L27/22—Demodulator circuits; Receiver circuits
- H04L27/227—Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation
- H04L27/2275—Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation wherein the carrier recovery circuit uses the received modulated signals
- H04L27/2278—Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation wherein the carrier recovery circuit uses the received modulated signals using correlation techniques, e.g. for spread spectrum signals
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/06—Receivers
- H04B1/10—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference
- H04B1/1027—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference assessing signal quality or detecting noise/interference for the received signal
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04H—BROADCAST COMMUNICATION
- H04H60/00—Arrangements for broadcast applications with a direct linking to broadcast information or broadcast space-time; Broadcast-related systems
- H04H60/09—Arrangements for device control with a direct linkage to broadcast information or to broadcast space-time; Arrangements for control of broadcast-related services
- H04H60/11—Arrangements for counter-measures when a portion of broadcast information is unavailable
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
- H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
- H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
- H04L27/2655—Synchronisation arrangements
- H04L27/2662—Symbol synchronisation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
- H04L7/04—Speed or phase control by synchronisation signals
- H04L7/041—Speed or phase control by synchronisation signals using special codes as synchronising signal
- H04L7/042—Detectors therefor, e.g. correlators, state machines
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
- H04L5/0001—Arrangements for dividing the transmission path
- H04L5/0003—Two-dimensional division
- H04L5/0005—Time-frequency
- H04L5/0007—Time-frequency the frequencies being orthogonal, e.g. OFDM(A), DMT
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
在此公开了信号处理设备,包括:相关性信号输出单元,被配置为关于从另一设备传送的接收信号,计算在与一个码元对应的时间中所述接收信号和已知信号的波形的样式之间的相关性值,并且输出所计算的相关性值作为相关性信号;已知信号确定器,被配置为基于所述相关性信号来确定在所述与一个码元对应的时间被划分成多个间隔时所定义的第一间隔中,所述接收信号是否被所述已知信号调制;以及识别器,用于基于确定的结果来识别码元的系列。
Description
技术领域
本发明涉及信号处理设备和方法,并且更具体地涉及允许利用简单配置对子载波(subcarrier)的准确检测的信号处理设备和方法。
背景技术
近年来,采用非接触(contactless)IC卡的非接触IC卡系统在运输系统、安全系统、电子化付款(electronic money)系统中变得普遍。
在采用非接触IC卡的这种系统中,当非接触IC卡进入距读取器/写入器的允许通信距离时,读取器/写入器首先经由天线向非接触IC卡发射电磁波。在该状态下,读取器/写入器经由天线向非接触IC卡传送请求数据应答的信号。响应于该信号,非接触IC卡加载-调制(load-modulate)所请求的数据作为应答数据,并且经由天线部分向读取器/写入器发送所加载-调制的信号。
读取器/写入器接收由非接触IC卡加载-调制的信号并且解调该信号,由此获取应答数据。这样的解调处理通常由并入读取器/写入器中的解调器实现。
解调器例如被配置成并入IC芯片中的电路。如上所述,解调器能够被并入读取器/写入器中,并且解调从非接触IC卡传送的信号。此外,解调器还能够被并入非接触IC卡中并且解调从读取器/写入器传送的信号。
下文中,作为解调器的解调处理的工作模式,在接收到从读取器/写入器传送的信号时的工作模式将被称作卡模式,并且在接收到从非接触IC卡传送的信号时的工作模式将被称作读取器/写入器模式。在以下,将主要描述工作在读取器/写入器模式下的解调器。
此外,在本说明书的描述中,代表所解调的信号中的一位数据的一数据(one-data)时段将被称作etu(基本时间单位),并假设每位的数据值被为每个通信系统定义的位编码系统来调制。
目前,从读取器/写入器向非接触IC卡传送的信号的格式或者从非接触IC卡向读取器/写入器传送的信号的格式由例如ISO14443和ISO18092标准定义。存在三种类型作为由这些标准所定义的信号格式的类型。具体地,存在类型A系统(ISO14443-A)、类型B系统(ISO14443-B)和类型C系统(也称作Felica系统)。
例如,类型A系统的非接触IC卡根据对读取器/写入器的应答数据通过847KHz(准确地是847.5KHz)的子载波加载-调制13.56MHz的载波(载波),以由此生成应答信号。具体地,在类型A系统中,在代表一位数据的1etu中,数据值“1”由其中例如在该1etu的前半时段期间叠加子载波的码元(symbol)表示。此外,在代表一位数据的1etu中,数据值“0”由其中在该1etu的后半时段期间叠加子载波的码元表示。
此外,上述三种类型具有彼此不同的帧头信息和通信结束信息。例如,在类型A系统中,在通信开始时,系列(series)D的码元成为(come as)第一位接收的信号(通信开始(SOC))。这用作帧头信息。此外,在类型A系统中,系列F的码元的出现(没有子载波调制)表示通信结束。
例如,日本专利特开No.2006-33281(下文中的专利文件1)公开了在类型A系统的非接触IC卡中接收由子载波加载-调制的信号的相关领域的读取器/写入器设备。
根据专利文件1,读取器/写入器重复向类型A系统的非接触IC卡传送请求数据应答的信号(这将称为轮询(polling)处理)。
如果类型A系统的非接触IC卡存在于读取器/写入器附近,那么读取器/写入器接收从该非接触IC卡发出的应答。此时,读取器/写入器从接收信号中提取子载波分量。此外,检测子载波分量的同相分量(I-信号)和正交分量(Q-信号)用以提供给解调器。
解调器将I-信号和Q-信号平方用以相加平方结果并且取相加结果的平方根。然后,解调器向移动平均单元提供作为结果获得的计算结果信号。在该计算结果信号中,出现叠加在接收信号上的子载波分量的信号电平。
计算结果信号被移动平均单元以1/2etu为单位积分,所获得的积分结果信号被顺序地提供给移位寄存器。
定时发生器以1/2etu为单位采取与接收信号的定时同步,并且生成在1/2-etu周期的结束时刻上升的内部时钟,以向移位寄存器和子载波信号电平检测器输出该内部时钟。此外,定时发生器以1etu为单位采取与接收信号的定时同步,并且生成在etu周期的结束时刻上升的内部时钟,以向子载波信号电平检测器输出该内部时钟。
可以通过检测SOC来取得在内部时钟和接收信号之间的以1etu为单位和以1/2etu为单位的定时同步。具体地,从所接收的帧中检测的SOC被当作开始点,并且在由标准定义的1etu和1/2etu周期的每个处生成使能(enable)。
移位寄存器与1/2etu的输入时钟同步地顺序锁住1/2-etu间隔的移动平均的结果。由此,移位寄存器存储积分结果,每个积分结果对应于单位码元间隔的第一半1/2etu和第二半1/2etu的相应一个。
子载波信号确定器与1etu的时钟同步地从移位寄存器读出每个与单位码元间隔的第一半1/2etu和第二半1/2etu的相应一个对应的积分结果,作为每个1/2etu的子载波分量信号电平。随后,对所获得的每个1/2etu的子载波分量信号电平进行每1etu两次的阈值确定,由此确定子载波分量是否出现或未出现。
在阈值确定中,如果在1/2-etu时段中的子载波分量的信号电平超过预定阈值,那么确定该子载波存在于该1/2-etu时段中。如果指示1/2-etu时段中的子载波分量的信号电平的积分结果信号等于或小于预定阈值,那么确定子载波不存在于该1/2-etu时段中。
在阈值确定中,如果确定子载波存在于第一半时段中,并且子载波不存在于第二半时段中,那么确定该一数据时段等效于系列D(数据值“1”)。如果确定子载波不存在于第一半时段中并且子载波存在于第二半时段中,那么确定该一数据时段等效于系列E(数据值“0”)。
如果确定子载波既不存在于第一半时段中也不存在于第二半时段中,那么确定该一数据时段等效于系列F(例如非调制时段)。如果确定子载波存在于第一半时段和在第二半时段两者中,那么确定该一数据时段等效于冲突。
由于上述方案,解调器可以一位接一位地再现从类型A系统的非接触IC卡返回的数据,并且还可以做出关于帧结束和冲突的确定。
发明内容
当通过专利文件1的技术实行解调时,通过将从对每1/2etu间隔的IQ幅度的积分得到的值当作信号电平来检测子载波,并进行冲突确定和解码。此外,根据接收信号的幅度的量值做出关于子载波信号存在或不存在的阈值确定,无论接收的波形和期望的子载波波形之间的相关性的量值如何。
然而,通常大的噪声经常被包括在来自非接触IC卡侧的传送信号中。因此,如专利文件1所示确定子载波信号存在或不存在涉及的问题是,当包括大噪声的信号经历阈值确定时,信号被错误地检测为子载波信号。
例如,将在以下关于如下情况进行考虑,在该情况中,读取器/写入器接收最初具有非调制时段(系列F)作为其一数据时段、但是在其波形的第二半时段中包括噪声的信号。
如上所述,在相关领域的系统中,通过关于每1/2位的功率(积分值)做出阈值确定来做出子载波确定。因此,如果接收到最初是系列F的信号但是在其波形的第二半时段中包括噪声的信号,则确定子载波不存在于第一半时段中,但是子载波存在于第二半时段中,并确定该一数据时段等效于系列E(数据值“0”)。结果,数据时段是非调制时段(系列F)的所传送波形被错误地当作系列E(数据值“0”)。
此外,以下关于如下情况做出考虑,在该情况中读取器/写入器接收噪声被包括在所传送的波形的第二半时段中的信号,其中在该传送的波形中最初子载波存在于第一半时段中并且子载波不存在于第二半时段中。
在相关领域的系统中,通过关于每1/2etu的功率进行阈值确定来做出子载波确定。因此,确定子载波存在于第一半时段中,并且子载波存在于第二半时段中,错误地确定该一数据时段等效于冲突。
如刚刚所述,相关领域技术涉及的问题是,由于噪声等波形中的冲突被错误地当做是子载波调制,结果,解调了错误的数据等。
本发明希望允许利用简单的配置对子载波的准确检测。
根据本发明的一个实施例,提供了信号处理设备,其包括:相关性信号输出部件,用于关于从另一设备传送的接收信号,计算在与一个码元对应的时间中所述接收信号和已知信号的波形的样式之间的相关性值,并且输出所计算的相关性值作为相关性信号;已知信号确定部件,用于基于所述相关性信号来确定在所述与一个码元对应的时间被划分成多个间隔时所定义的第一间隔中,所述接收信号是否被所述已知信号调制;以及识别部件,用于基于确定的结果来识别码元的系列。
根据本发明的另一个实施例,提供了信号处理方法,其包括以下步骤:关于从另一设备传送的接收信号,由相关性信号输出部件计算在与一个码元对应的时间中所述接收信号和已知信号的波形的样式之间的相关性值,并且输出所计算的相关性值作为相关性信号;基于所述相关性信号,由已知信号确定部件确定在所述与一个码元对应的时间被划分成多个间隔时所定义的第一间隔中,所述接收信号是否被所述已知信号调制;以及由识别部件基于确定的结果来识别码元的系列。
在本发明的实施例中,关于从另一个备传送的接收信号,计算在对应于一个码元的时间中接收信号和已知信号的波形的样式之间的相关性值,并且输出所计算的相关性值作为相关性信号。基于该相关性信号,确定在所述与一个码元对应的时间被划分成多个间隔时所定义的第一间隔中,所述接收信号是否被所述已知信号调制。随后,基于确定的结果识别码元的系列。
本发明的实施例允许利用简单配置准确地检测子载波。
附图说明
图1是示出相关领域中由非接触IC卡和读取器/写入器组成的通信系统的配置例子的方框图;
图2是用于说明类型A系统的通信中的位编码的示意图;
图3是示出相关领域中解调器的详细配置例子的方框图;
图4是示出从模拟正交检测得到的I-信号和Q-信号的波形的例子的示意图;
图5是示出通过在图3的解调器中对I-信号和Q-信号的均方(meansquare)计算输出的信号的波形的例子的示意图;
图6是示出通过在图3的解调器中对信号电平的平均计算输出的信号的波形的例子的示意图;
图7是用于说明由图3的解调器中的移位寄存器锁存的信息的例子的示意图;
图8A和8B是示出图3的解调器中的各个信号的波形的例子的示意图;
图9是用于说明对图3的解调器中的子载波的确定器的码元系列的识别的系统的示意图;
图10A和10B是示出包括噪声的信号的波形和移动平均信号的波形的例子的示意图。
图11A和11B是示出包括噪声的信号的波形和移动平均信号的波形的例子的示意图;
图12是示出根据本发明的实施例的由非接触IC卡和读取器/写入器组成的通信系统的配置例子的方框图;
图13是示出图12中的解调器的详细配置例子的方框图;
图14A到14C是用于说明图13中的子载波相关性滤波的输出结果和阈值确定器的确定的示意图;
图15A和15B是用于说明其中噪声被包括在从非接触IC卡传送的信号中的情况的示意图;
图16A和16B是用于说明其中噪声被包括在从非接触IC卡传送的信号中的情况的另一例子的示意图;
图17是用于说明调制处理的流程图;
图18是示出根据本发明的一个实施例的由非接触IC卡和读取器/写入器组成的通信系统的另一配置例子的方框图;以及
图19是示出图18中的解调器的详细配置例子的方框图。
具体实施方式
将在以下参考附图描述本发明的实施例。
首先,将在以下描述相关领域的系统。
图1是示出相关领域中由非接触IC卡和读取器/写入器组成的通信系统的配置例子的方框图。在图1的例子中,非接触IC卡30和读取器/写入器31通过由ISO14443-3规定的类型A通信系统互相通信。
当向读取器/写入器传送数据时,类型A系统的非接触IC卡通过847KHz(准确地是847.5KHz)的子载波加载-调制13.56MHz的载波(载波),以由此生成信号。
具体地,在类型A系统中,在代表一位数据的1etu中,数据值“1”由其中例如仅在该1etu的第一半时段期间叠加子载波的码元表示。此外,在代表一位数据的1etu中,数据值“0”由其中仅在该1etu的第二半时段期间叠加子载波的码元表示。
此外,上述三种类型具有彼此不同的帧头信息和通信结束信息。例如,在类型A系统中,在通信开始时,数据值“1”的码元(系列D)成为第一位接收的信号(通信开始(SOC))。这用作帧头信息。此外,在类型A系统中,系列F的码元的出现(没有子载波调制)表示通信结束。
读取器/写入器31具有用于向/从非接触IC卡30传送/接收信号的天线32和与天线32连接的半导体集成电路33。
当非接触IC卡30和读取器/写入器31之间的通信开始时,读取器/写入器31的CPU 55通过天线32重复地向能够通过类型A系统通信的非接触IC卡30传送请求响应应答的信号。该处理被称作轮询。从CPU 55输出的数据经由调制器52被ASK调制,经由发射器51从天线发送出电波。
如果非接触IC卡30存在于天线32附近,那么读取器/写入器31经由天线32接收从该非接触IC卡30返回的信号。非接触IC卡30将通过106kbps的通信速率加载-调制数据所获得的信号返回到读取器/写入器31。
图2是用于说明类型A系统的通信中的位编码的示意图。该示意图示出了从非接触IC卡30向读取器/写入器31传送的信号中的位编码。
如图2所示,基于1-etu间隔中的子载波的存在或不存在来表示逻辑1和逻辑0的每个。逻辑1意味着值是1的一位数据,逻辑0意味着值是0的一位数据。代表一位数据的一数据时段被称作1etu(基本时间单位)。
在图2中所示的各个波形下表示的箭头每个指示1etu。还使得每个波形图横坐标表示时间并且纵坐标表示信号电平。如图2所示,带有子载波调制的间隔中的波形具有细梳(comb)形状。具体地,没有子载波调制,信号电平在间隔(时间)中不改变,而利用子载波调制,信号电平在间隔(时间)中以与子载波相同的周期改变。
在图2中,示出对应逻辑1、逻辑0、通信开始和通信结束的1etu的波形。这四个波形的每个是应该从非接触IC卡30向读取器/写入器31传送的信息,并且对应于在上述106kbps的通信速率的数据经历预定编码系统(例如Manchester编码系统)的位编码时获得的一个码元。
在图2的左上侧示出的逻辑1由仅在1etu的第一半50%的间隔期间通过子载波调制获得的波形表示。该波形将被称作系列D。在图2的右上侧示出的逻辑0由仅在1etu的第二半50%的间隔期间通过子载波调制获得的波形表示。该波形将被称作系列E。
如上所述,在类型A系统中,在通信开始时,系列D成为第一位接收信号(通信开始(SOC))。这用作帧头信息(图2的左下侧)。此外,在类型A系统中,在其中在1etu的100%的间隔中不存在子载波调制的波形的出现表示通信结束。该波形将被称为系列F(图2的右下)。
这些系列用作例如由从非接触IC卡传送的信号的1etu间隔表示的码元。
由读取器/写入器31的天线32接收的信号被提供给模拟正交检测器53,并且模拟正交检测器53从所接收的信号中提取子载波分量,并检测子载波分量的同相分量(I-信号)和正交分量(Q-信号)。这些I-信号和Q-信号分别经由信号线d1和信号线d2提供给解调器54。
模拟正交检测器53实行正交检测的信号的A/D转换,并且以13.56MHz的频率实行重复采样(oversampling)。此时,在1-etu间隔内的采样数目是128(13.56MHz÷106KHz)。此外,因为类型A通信系统中的子载波频率如上所述是847KHz,所以在一个子载波周期内的采样数目是16(=13.56MHz÷847KHz)。
如稍后所述,解调器54确定子载波分量存在还是不存在,以由此解调从非接触IC卡30传送的数据。向CPU 55提供作为解调结果的数据。
图3是示出解调器54的详细配置例子的方框图。如图3所示,解调器54包括IQ均方单元61、定时发生器62、移动平均单元63、移位寄存器64和子载波确定器65。
如图3所示,从模拟正交检测器53输出的I-信号和Q-信号经由信号线d1和信号线d2被提供给IQ均方单元61和定时发生器62。下文中,经由信号线d1和信号线d2传送的信号将分别相应地被称作信号d1和信号d2。这同样适用于其他信号。
图4是示出信号d1(I-信号)和信号d2(Q-信号)的波形的例子的示意图。图4中,各个信号的波形被示出为横轴表示时间并且纵轴表示信号电平。该例子示出当接收到系列D时的I-信号和Q-信号的波形,其中仅在1etu的第一半50%的间隔期间通过子载波调制获得系列D。
IQ均方单元61计算I-信号和Q-信号的每个的均方,并且输出计算结果作为信号d3。图5是示出信号d3波形的例子的示意图。在图5中,信号d3的波形被示出为横轴表示时间并且纵轴表示信号电平。
定时发生器62检测信号d1和信号d2的波形中的上升和下降的时刻,以由此生成信号d6作为每个1/2etu的时钟和信号d7作为每1etu的时钟。与具有从位编码得到的波形的码元(表示一位的系列)同步地输出由定时发生器62生成的每个时钟。
从IQ均方单元61输出的信号d3被提供给移动平均单元63,并计算1/2-etu间隔中的波形的信号电平的平均。具体地,在由图5中的波形下方的箭头指示的1/2-etu间隔随着时间经过在图中从左滑到右,并且计算1/2-etu间隔中的波形的信号电平对时间积分的值。从而,依次计算平均。
移动平均单元63以上述方式计算信号电平的平均,并且输出计算结果作为信号d4。图6是示出信号d4的波形的例子的示意图。在图6中,信号d4的波形也被示出为横轴表示时间并且纵轴表示信号电平。
如图6所示,经过移动平均单元63的处理输出的系列D的波形具有类山脉的形状,其峰值在从码元的开始位置起经过1/2etu后的时间时到达。在图6中由箭头81-1到81-3表示的各个时间时,由定时发生器62生成每个1/2etu的时钟。
将从移动平均单元63输出的信号d4被提供给移位寄存器64。移位寄存器64在每1/2etu的时钟供应时刻保持(锁存)信号d4的信号电平。图7是用于说明由移位寄存器64锁存的信息的例子的示意图。
例如,图7所示的信息DT0到信息DT3表示在每1/2etu的时钟供应时刻的信号d4的信号电平。例如,信息DT0是与在箭头81-1的时刻供应的时钟对应的信号电平的值(下文中,该时钟因此将被称作时钟81-1,这同样适用于其他时钟)。信息DT1是与时钟81-2对应的信号电平的值,信息DT2是与时钟81-3对应的信号电平的值。
从移位寄存器64输出的信号(信息)d5被供应给子载波确定器65。子载波确定器65确定在每1/2etu的时钟供应时刻由信号d5表示的信号电平的值是否超过预先设置的阈值。具体地,如果由信号d5表示的信号电平的值超过预先设置的阈值,那么确定该1/2-etu的间隔是其中实行子载波调制的间隔(称作子载波存在间隔)。如果由信号d5表示的信号电平的值没有超过预先设置的阈值,那么确定该1/2-etu间隔是其中没有实行子载波调制的间隔(称作子载波不存在间隔)。
以下将参考图8A和图8B进一步描述。图8A是示出信号d3的波形的示意图。在图8A中,系列D的波形也被示出为横轴表示时间并且纵轴表示信号电平示出。即,示出其中第一半1/2-etu间隔是子载波存在间隔并且第二半1/2-etu间隔是子载波不存在间隔的波形。
图8B是示出信号d4的波形的示意图。在图8B中,与图8A的系列D的波形对应的信号波形被示出为横轴表示时间并且纵轴表示信号电平示出。在图8B下面的箭头81-1至81-3每个表示信号d6的时钟的定时,箭头82-1和82-2每个表示信号d7的时钟的定时。
如图8B所示,子载波确定器65通过使用由线91表示的阈值来确定信号d4的信号电平。具体地,在箭头81-1至81-3的时刻,确定信号电平没有超过阈值,并确定与这些时刻的时钟对应的1/2-etu间隔是子载波不存在间隔。相反,在箭头81-2的时刻,确定信号电平超过阈值,并确定与该时刻的时钟对应的1/2-etu间隔是子载波存在间隔。
更具体地,在箭头81-2的时刻的时钟被当作与该码元的第一半1/2-etu间隔对应的时钟,并确定该码元的第一半1/2-etu间隔是子载波存在间隔。在箭头81-3的时刻的时钟被当作与该码元的第二半1/2-etu间隔对应的时钟,并确定该码元的第二半1/2-etu间隔是子载波不存在间隔。从而该码元被定义为码元D,即逻辑1。
子载波确定器65基于如上所述的子载波存在还是不存在的确定结果来识别码元的系列,并且输出该结果作为解调的数据。
图9是用于说明由子载波确定器65的码元系列的识别的系统的示意图。在图9中,横轴表示第一半1/2-etu间隔的信号d4的信号电平(子载波分量电平),纵轴表示第二半1/2-etu间隔的信号d4的信号电平(子载波分量电平)。即,关于第一半1/2-etu间隔和第二半1/2-etu间隔彼此分离地确定子载波分量的信号电平,即子载波存在或不存在。
例如,如图9的右下侧所示,如果第一半1/2-etu间隔是子载波存在间隔,第二半1/2-etu间隔是子载波不存在间隔,那么该码元可以被识别为系列D,这样子载波确定器65输出表示值1的位(图9中的逻辑“1”),作为解调的数据。
此外,如图9的左上侧所示,如果第一半1/2-etu间隔是子载波不存在间隔,第二半1/2-etu间隔是子载波存在间隔,那么该码元可以被识别为系列E,这样子载波确定器65输出表示值0的位(图9中的逻辑“0”),作为解调的数据。
另外,如图9的左下侧所示,如果第一半1/2-etu间隔是子载波不存在间隔,第二半1/2-etu间隔也是子载波不存在间隔,那么该码元可以被识别为系列F,这样子载波确定器65输出表示通信结束的位序列等作为解调的数据。
此外,如图9的右上侧所示,如果第一半1/2-etu间隔是子载波存在间隔,第二半1/2-etu间隔也是子载波存在间隔,那么该码元是在位编码方面不可能存在的码元。在该情况下,子载波确定器65识别冲突已经发生。具体地,识别到两个非接触IC卡同时存在于读取器/写入器31的天线32附近,并且由于同时接收从两个非接触IC卡传送的信号,冲突已经发生。在该情况下,子载波确定器65输出冲突标记。
以此方式,子载波确定器65可以基于子载波存在或不存在的确定结果来识别码元的系列,并且可以输出结果作为解调的数据。
但是,通常大的噪声常常被包括在从非接触IC卡传送的信号中。这样,通过上述相关领域的系统确定子载波信号存在或不存在涉及的问题是,当包括大的噪声的信号经历阈值确定时,信号被错误检测为子载波信号。
参考图10和图11,以下将关于当噪声被包括在从非接触IC卡30传送的信号中时子载波存在或不存在的确定进行描述。
图10A是示出信号d3的波形的示意图。在图10A中,信号d3的波形被示出为横轴表示时间并且纵轴表示信号电平。该例子示出当接收到其中第一半1/2-etu间隔是子载波不存在间隔并且第二半1/2-etu的间隔也是子载波不存在间隔的信号(系列F)作为从非接触IC卡传送的信号时的波形。
在系列F的情况下,信号d3的波形最初具有如上参考图2所述的平坦形状。然而,在当前情况下,由于噪声的影响,在第二半1/2-etu间隔中发生信号电平的振荡(oscillation)。如果将类似如图10A所示的信号d3提供给移动平均单元63并且计算1/2-etu间隔中的波形的信号电平的平均,那么输出类似图10B所示的信号d4。
图10B是示出信号d4的波形的示意图。在图10B中,与图10A的系列F的波形相对应的波形被示出为横轴表示时间并且纵轴表示信号电平。
如果基于图10B所示的波形确定子载波存在还是不存在,那么确定第二半1/2-etu间隔是子载波存在间隔。这是因为第二半1/2-etu间隔的信号电平超过阈值。这样,虽然接收到系列F,但是子载波确定器65错误地确定接收到系列E。
以此方式,由于噪声的影响,从对应于系列F的信号中错误地解调出对应于系列E的数据(逻辑0)。
图11A是示出信号d3的波形的示意图。在图11A中,信号d3的波形被示出为横轴表示时间并且纵轴表示信号电平。该例子示出当接收到其中第一半1/2-etu间隔是子载波存在间隔并且第二半1/2-etu的间隔是子载波不存在间隔的信号(系列D)作为从非接触IC卡传送的信号时的波形。
在系列D的情况下,信号d3的波形最初具有以上参考图2所述的在第二半1/2-etu的间隔中的平坦形状。然而,在当前情况下,由于噪声的影响,在第二半1/2-etu间隔中发生信号电平的振荡。如果将类似如图11A所示的信号d3提供给移动平均单元63,并且计算该1/2-etu间隔中的波形的信号电平的平均,那么输出类似图11B所示的信号d4。
图11B是示出信号d4的波形的示意图。在图11B中,与图11A的系列D的波形相对应的波形被示出为横轴表示时间并且纵轴表示信号电平。
如果基于图11B所示的波形确定子载波存在还是不存在,那么确定第二半1/2-etu间隔是子载波存在间隔。这是因为第二半1/2-etu间隔的信号电平超过阈值。这样,虽然接收到系列D,但是子载波确定器65错误地确定发生了冲突。
以此方式,由于噪声的影响,从对应于系列D的信号中错误地检测到发生冲突。
为了解决该问题,在本发明的一个实施例中,针对用于确定子载波存在还是不存在的信号,将关于子载波的相关值纳入考虑,以便防止噪声被错误地当作子载波。
图12是示出根据本发明的一个实施例的由非接触IC卡和读取器/写入器组成的通信系统的配置例子的方框图。在图12的例子中,非接触IC卡和读取器/写入器111通过由ISO14443-3规定的类型A通信系统互相通信。
读取器/写入器111具有用于向/从非接触IC卡110传送/接收信号的天线112和与天线112连接的半导体集成电路113。
当开始非接触IC卡110和读取器/写入器111之间的通信时,读取器/写入器111的CPU 135经由天线112重复向能够通过类型A系统通信的非接触IC卡110传送请求响应应答的信号。该处理被称为轮询。从CPU 135输出的数据经由调制器132被ASK调制,并且经由发射器131从天线112发送出电波。
如果非接触IC卡110存在于天线112附近,那么读取器/写入器111经由天线112接收从非接触IC卡110返回的信号。非接触IC卡110向读取器/写入器111返回例如通过106kbps的通信速率加载-调制数据获得的信号。
由读取器/写入器111的天线112接收的信号被提供给模拟正交检测器133,并且模拟正交检测器133从所接收的信号提取子载波分量,并检测子载波分量的同相分量(I-信号)和正交分量(Q-信号)。这些I-信号和Q-信号分别经由信号线d11和信号线d12提供给解调器134。
模拟正交检测器133实行对正交检测的信号的A/D转换,并以13.56MHz的频率实行重复采样。此时,例如,1-etu间隔中的采样的数目是(13.56MHz÷106KHz)。此外,由于类型A通信系统中的子载波频率是如上所述的847KHz,因此在一个子载波周期中的采样数目是16(=13.56MHz÷847KHz)。
如稍后所述,解调器134确定子载波分量存在还是不存在,以由此解调从非接触IC卡110传送的数据。向CPU 135提供作为解调结果的数据。
图13是示出图12中的解调器134的详细配置例子的方框图。如图13所示,解调器134包括移动平均单元151、子载波相关性滤波器152、IQ均方单元153、同步处理器154和阈值确定器155。
如图13所示,从模拟正交检测器133输出的I-信号和Q-信号经由信号线d11和信号线d12提供给移动平均单元151和子载波相关性滤波器152。
移动平均单元151计算关于信号d11和信号d12的在1/8-etu间隔(一个子载波周期)中的波形的信号电平的平均。例如,计算在1/8-etu间隔中的波形的信号电平对时间的积分值,由此依次计算平均。通常信号d11和信号d12被输出为矩形波。但是,从移动平均单元151输出的信号d16和d17的波形具有接近锯齿波的形状。
经过移动平均单元151的处理获得的信号d16和信号d17具有与当使信号d11和信号d12通过低通滤波器以截掉高频噪声时所获得的波形几乎相同的波形。由于该方案,例如,即使由于接收环境等的影响,信号d11和信号d12被变形为难以确定一个周期的波形,也可以通过检测信号d16和信号d17的波形的峰值来容易地识别子载波的一个周期的间隔。即,同步处理器154基于从移动平均单元151输出的信号d16和信号d17来生成使能。这允许生成更准确的使能。
移动平均单元151可以被低通滤波器代替。此外,例如,如果信号d11和信号d12的波形的变形的概率足够低,那么也能够不提供移动平均单元151。
子载波相关性滤波器152是具有与子载波的波形对应的滤波系数的滤波器。
如上所述,在1-etu间隔中的采样(时钟)的数目是128,并且一个子载波周期中的采样的数目是16。因此,1-etu间隔等效于八个子载波周期。例如,将在两个子载波周期期间对被子载波调制的信号二进制化时获取的码位序列给出为(1,1,1,1,1,1,1,1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,1,1,1,1,1,1,1,1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1)。
在该码位序列中,每八个采样,符号反转。这样,该码位序列的周期是16个采样。即,该码位序列对应于矩形波的形状,其中在该矩形波中信号电平以与子载波相同的周期交替地改变到较高电平和较低电平的方式而振荡。该码位序列被用作1/4-etu间隔长度的滤波系数。两个子载波周期等效于1/4-etu间隔。
子载波相关性滤波器152通过使用上述1/4-etu间隔长度的滤波系数来计算I-信号和Q-信号以及两个周期的子载波之间的相关性值。具体地,子载波相关性滤波器152计算1/4-etu间隔长度的滤波系数和32个采样的I-信号和Q-信号的内积(inner product)的每个,并且将计算结果的绝对值定义为I-分量子载波相关性值和Q-分量子载波的相关性值。具体地,如果关于I-信号和Q-信号的子载波分量被等同地二进制化为上述1/4-etu间隔长度的滤波系数,那么在该1/4-etu的间隔中的I-信号和Q-信号与子载波之间的相关性值是高。
I-分量子载波相关性值和Q-分量子载波相关性值分别作为信号d13和信号d14被输出,并被提供给IQ均方单元153。
IQ均方单元153计算信号d13和信号d14的每个的均方,并且输出计算结果作为信号d15。
同步处理器154基于信号d15、信号d16和信号d17来检测以上参考图2所述的帧头(通信开始)。如上所述,在类型A系统中,通过仅在1etu的第一半时段期间叠加子载波而获取的数据值“1”成为第一位接收信号(通信的开始)。这用作帧头信息。
例如,当信号d15的电平在从信号d16和信号d17的振荡的开始的1/2-etu间隔(64个采样)中超过预先设置的阈值时,同步处理器154检测该etu作为帧头(通信开始)。当检测到该帧头(通信开始)时,同步处理器154设置和输出帧检测标记。
此外,同步处理器154通过检测信号d16和信号d17的波形的峰值来生成例如每隔一个子载波周期的时钟。同步处理器154具有如下配置,该配置具有例如数字锁相环(PLL)电路等,并且生成与信号d16和信号d17的波形的峰值相关联的时钟的脉冲。
例如,同步处理器154可以通过以上述时钟每四个子载波周期输出使能的脉冲来生成每1/2etu的使能。此外,例如,同步处理器154可以通过以上述时钟每八个子载波周期输出使能的脉冲来生成每1etu的使能。
每1/2etu的使能和每1etu的使能的每个与具有从不同编码得到的波形的码元(表示一位的系列)同步地输出。
具体地,同步处理器154可以基于如上所述被检测为帧头的etu中的信号d16和信号d17的波形来检测一个etu中的子载波的第一周期的定时。此外,同步处理器154可以与所检测的定时同步地生成信号d19作为每1/2etu的时钟(使能)和信号d20作为每1etu的时钟(使能)。
如刚才所述,同步处理器154通过不仅使用信号d15而且使用信号d16和信号d17来生成信号d19作为每1/2etu的使能和信号d20作为每1etu的使能。
进行设置使得在信号d11的矩形波形的振荡方向对应于向上的箭头和向下的箭头时的子载波相关性滤波器152的输出值的均方值(信号d15)超过阈值。在上述例子中,进行设置使得在子载波的两个周期的波形的振荡方向对应于向上的箭头和向下的箭头时,均方值超过阈值。因此,在通过考虑了有关子载波的相关性值而得到的信号d15中,子载波的第一周期的振荡小。这样,难以准确地从信号d15检测子载波的第一周期的峰值。
因此,同步处理器154通过不仅使用信号d15而且使用信号d16和信号d17来生成信号d19作为每1/2etu的时钟和信号d20作为每1etu的时钟。
从IQ均方单元153输出的信号d15也被提供给阈值确定器155。阈值确定器155基于由信号d19指定的时刻比较信号d15的电平与预先设置的阈值,以由此确定是否每1/2-etu间隔实行子载波调制。
在此,例如,假设信号d15的电平值由提供在阈值确定器155内部的移位寄存器等保持,并依次更新1/2-etu间隔中的最大值。此外,阈值确定器155比较每1/2-etu间隔的信号d15的电平的最大值与预先设置的阈值,以由此确定是否实行子载波调制。
此外,阈值确定器155基于由信号d20指定的时刻识别由该etu表示的码元的系列。具体地,阈值确定器155通过参考图9所述的码元系列的识别的系统来识别由该etu表示的码元的系列。
例如,如果第一半1/2-etu间隔是子载波存在间隔并且第二半1/2-etu间隔是子载波不存在间隔,那么码元可以识别为系列D,由此阈值确定器155输出代表值1的位作为解调的数据。
如果第一半1/2-etu间隔是子载波不存在间隔并且第二半1/2-etu间隔是子载波存在间隔,那么码元可以被识别为系列E,由此阈值确定器155输出代表值0的位作为解调的数据。
如果第一半1/2-etu间隔是子载波不存在间隔并且第二半1/2-etu间隔也是子载波不存在间隔,那么码元可以识别为系列F,由此阈值确定器155输出代表通信结束的位序列等作为解调的数据。
如果第一半1/2-etu间隔是子载波存在间隔并且第二半1/2-etu间隔也是子载波存在间隔,那么码元是在位编码方面不能存在的码元,由此阈值确定器155识别发生了冲突。具体地,识别为两个非接触IC卡同时存在于读取器/写入器111的天线112附近,并且由于同时接收来自两个非接触IC卡的信号,已经发生冲突。在该情况下,阈值确定器155输出冲突标记。
以此方式,阈值确定器155可以基于子载波存在或不存在的确定结果来识别码元的系列,并且可以输出结果的解调的数据作为信号d21。
图14A至14C是用于说明子载波相关性滤波器152的输出结果和阈值确定器155的确定的示意图。
图14A是示出信号d11的波形的示意图。在图14A中,信号d11的波形被示出为横轴表示时间并且纵轴表示信号电平。该例子示出在接收到其中第一半1/2-etu间隔是子载波存在间隔并且第二半1/2-etu的间隔是子载波不存在间隔的信号(系列D)作为从非接触IC卡传送的信号时的波形。
此外,图14A实际上通过表示在图14A中的波形下方的箭头示出了使得信号d11通过的子载波相关性滤波器152的滤波系数。具体地,向上的箭头表示滤波系数“1”,向下的箭头表示滤波系数“-1”。在示意图中,出于方便,在子载波的每一周期表示了四个向上的箭头和四个向下的箭头。然而,实际中,子载波的每一周期需要八个向上的箭头和八个向下的箭头。
在信号d11的矩形波形的振荡方向对应于向上的箭头和向下的箭头时,子载波相关性滤波器152的输出值变为最大。
图14B是用于说明信号d13和信号d15的波形的例子的示意图。在图14B中,从子载波相关性滤波器152输出的信号d13的波形和从IQ均方单元153输出的信号d15的波形被示出为横轴表示时间并且纵轴表示信号电平。在该示意图中,出于描述容易理解的目的,信号d13的波形和信号d15的波形被示出为在图中的垂直方向上并列。然而,两个波形具有最初表示在不同纵轴上的信号电平。
在信号d13的波形中,在图的最左侧的时间时是零的信号电平以随着时间经过而取正值或负值的方式振荡。在信号d15的波形中,在图中最左侧的时间时是零的信号电平以随着时间经过而取正值的方式振荡。
关于在图14A中分别被示出为间隔1到间隔3的1/4-etu间隔的子载波相关性滤波器152的输出值作为由图14B中的箭头指示的椭圆的位置处的波形而被输出。
作为图14B中的信号d15的波形的峰值的、由黑色圆圈表示的位置处的信号电平分别是第一半1/2-etu间隔中的最大值和第二半1/2-etu间隔中的最大值。
图14C是其中信号d15的电平的最大值被绘出在第一半1/2-etu间隔和第二半1/2-etu间隔中的示意图。具体地,图中的黑色圆圈代表所绘的最大值。如上所述,阈值确定器155基于由信号d19指定的时刻将1/2-etu间隔中的信号d15的电平的最大值与预先设置的阈值相比较,以由此确定是否每1/2-etu间隔实行子载波调制。
在当前情况下,在第一半1/2-etu间隔中的最大值超过阈值,这样证明实行了子载波调制。此外,在第二半1/2-etu间隔中的最大值没有超过阈值,那么证明没有实行子载波调制。在图中沿水平方向的直线的垂直位置表示阈值。
即,进行设置使得在信号d11的矩形波形的振荡方向对应于向上的箭头和向下的箭头时,子载波相关性滤波器152的输出值的均方值(信号d15)超过阈值。
虽然信号d11示出在图14A中并且信号d13示出在图14B中,但是信号d12和信号d14也可以用于在实际处理中生成信号d15。
图15A和图15B是用于说明其中噪声被包括在从非接触IC卡传送的信号中的情况的示意图。
图15A是示出信号d11的波形的示意图。在图15A中,信号d11的波形被示出为横轴表示时间并且纵轴表示信号电平。该例子示出当接收到其中第一半1/2-etu间隔是子载波不存在间隔并且第二半1/2-etu的间隔也是子载波不存在间隔的信号(系列F)作为从非接触IC卡传送的信号时的波形。然而,在该例子中,初始是平坦的第二半1/2-etu间隔的波形包括由于噪声引起的振荡。
具体地,如果信号d11被子载波调制,那么观察到包括以某个周期的振荡的矩形波形。然而,图15A的第二半1/2-etu间隔的波形包括不规则的振荡。
图15B是示出信号d15的波形的示意图。在图15B中,对应于图15A的信号d11的信号d15的波形被示出为横轴表示时间并且纵轴表示信号电平。
如图15B所示,在通过IQ均方单元153对于子载波相关性滤波器152的输出值的处理而输出的信号d15中,初始是平坦的第二半1/2-etu间隔的波形包括由于噪声引起的振荡。然而,由于子载波相关性滤波器152具有上述滤波系数,因此关于由于噪声引起的在第二半1/2-etu间隔中的信号d11的振荡的相关性值足够小。具体地,由类似图14A所示的向上的箭头和向下的箭头表示的波形的振荡方向与图15A的由于噪声引起的振荡的方向非常不同。因此,在该噪声和子载波之间的相关性低,使得输出低相关性值。
如图15B所示,信号d15的电平的最大值既在第一半1/2-etu中又在第二半1/2etu中都没有超过阈值。这使得阈值确定器155识别出在该etu中,子载波调制即没在第一半1/2-etu间隔中也没在第二半1/2-etu间隔中实行,由此从图15A的信号d11中解调出系列F。
虽然信号d11示出在图15A中,但是自然地信号d12也用于在实际处理中生成信号d15。
图16A和图16B是用于说明其中噪声被包括在从非接触IC卡传送的信号中的情况的另一例子的示意图。
图16A是示出信号d11的波形的示意图。在图16A中,信号d11的波形被示出为横轴表示时间并且纵轴表示信号电平。该例子示出当接收到其中第一半1/2-etu间隔是子载波存在间隔并且第二半1/2-etu间隔是子载波不存在间隔的信号(系列D)作为从非接触IC卡传送的信号时的波形。然而,在该例子中,初始是平坦的第二半1/2-etu间隔的波形包括由于噪声引起的振荡。
具体地,如果信号d11被子载波调制,那么观察到包括以某一周期的振荡的矩形波形。然而,图16A的第二半1/2-etu间隔的波形包括不规则的振荡。
图16B是示出信号d15的波形的示意图。在图16B中,对应图16A的信号d11的信号d15的波形被示出为横轴表示时间并且纵轴表示信号电平。
如图16B所示,在通过IQ均方单元153对子载波相关性滤波器152的输出值的处理而输出的信号d15中,初始是平坦的第二半1/2-etu间隔的波形包括由于噪声引起的振荡。然而,由于子载波相关性滤波器152具有上述滤波系数,因此关于由于噪声引起的第二半1/2-etu间隔中的信号d11的振荡的相关性值足够小。具体地,由类似于图14A所示的向上的箭头和向下的箭头表示的波形的振荡方向与图16A中的由于噪声引起的振荡的方向非常不同。因此,该噪声和子载波之间的相关性低,使得输出低的相关性值。
如图16B所示,信号d15的电平的最大值在第一半1/2-etu中超过阈值,但是在第二半1/2etu中没有超过阈值。这使得阈值确定器155识别出在该etu中,在第一半1/2-etu间隔中实行了子载波调制,在第二半1/2-etu间隔中没实行子载波调制,由此从图16A的信号d11中解调出系列D。
虽然信号d11被示出在图16A中,但是信号d12自然也用于在实际处理中生成信号d15。
如刚才所述,在本发明的实施例中,对于用来确定子载波存在还是不存在的信号,将关于子载波的相关性值纳入考虑。因此,不存在将噪声错误地认为是子载波的问题。由于该特征,例如即使如上参考图15A和图15B以及图16A和图16B所述接收到包括噪声的波形,也可以解调出应该原本被解调的码元的系列。
此外,在本发明的输入中,不考虑有关子载波的相关性值二获得的信号(信号d16和信号d17)被用作用于产生使能的信号。因此,能够生成更准确的使能。这是因为,在本发明的实施例中,可以在使能的生成中检测到子载波的第一周期的振荡,并且可以与码元(表示一位的系列)同步地输出每个使能。
如上所述,在通过考虑到关于子载波的相关性值而获得的信号中,子载波的第一周期的振荡小。因此,难以准确地从通过考虑到关于子载波的相关性值而获得的信号中检测到子载波的第一周期的峰值。
作为对其的解决方案,在本发明的实施例中,通过检测信号d16和信号d17的峰值来生成使能,其中信号d16和信号d17是没有考虑关于子载波的相关性值而获得的。因此,可以检测到子载波的第一周期的振荡,并且可以与码元同步地输出每个使能。
接下来,参考图17的流程图,将在以下描述根据本发明的实施例的解调器134的解调处理的例子。
在步骤S21,移动平均单元151输出所检测的信号的移动平均信号。
此时,关于作为从模拟正交检测器133输出的所检测的信号的I-信号和Q-信号,计算1/8-etu间隔(一个子载波周期)中的波形的信号电平的平均。接下来,信号d16和信号d17作为从移动平均单元151输出的移动平均信号而被输出。
在步骤S22,子载波相关性滤波器152输出所检测的信号和子载波之间的相关性值。
此时,上述码位序列被用作1/4-etu间隔长度的滤波系数,子载波相关性滤波器152计算I-信号和Q-信号与两个周期的子载波之间的相关性值。具体地,子载波相关性滤波器152计算1/4-etu间隔长度的滤波系数和32个采样的I-信号和Q-信号的内积的每个,并将计算结果的绝对值定义为I-分量子载波相关性值和Q-分量子载波相关性值。分别输出I-分量子载波相关性值和Q-分量子载波相关性值作为信号d13和信号d14。
在步骤S23,IQ均方单元153计算经过步骤S22的处理输出的子载波相关性值(信号d13和信号d14的每个)的均方,并且输出所计算的均方作为信号d15。
在步骤S24,同步处理器154基于经过步骤S23的处理输出的均方值(信号d15)和经过步骤S21的处理输出的移动平均信号(信号d16和信号d17)来生成与码元同步的使能。
此时,基于信号d16和信号d17的振荡和信号d15的电平来检测帧头(通信开始)。此外,通过检测信号d16和信号d17的波形的峰值,生成作为每1/2etu的时钟的信号d19和作为每1etu的时钟的信号d20。
在步骤S25,阈值确定器155基于由步骤S24的处理生成的使能(信号d19和信号d20),每1/2etu对经过步骤S23的处理输出的均方值(信号d15)的最大值做出阈值确定。
此时,将作为子载波相关性值的均方的、从IQ均方单元153输出的信号d15的电平的最大值与预先设置的阈值相比较,由此每1/2-etu间隔确定是否实行了子载波调制。
在步骤S26,阈值确定器155基于通过步骤S25的处理的确定结果来识别由该etu表示的码元的系列。
此时,阈值确定器155通过例如以上参考图9所述的码元系列的识别的系统来识别该etu所表示的码元的系列。
在步骤S27,阈值确定器155输出与通过步骤S26的处理识别的码元系列对应的数据作为解调结果。
按此方式执行解调处理。
在上述参考图12的例子中,由读取器/写入器111的天线112接收的信号被提供给模拟正交检测器133。然而,由天线接收的信号可以经历模拟包络(envelope)检测。
图18是说明根据本发明的一个实施例的由非接触IC卡和读取器/写入器组成的通信系统的另一配置例子的方框图。在图18的例子中,非接触IC卡210和读取器/写入器211通过由ISO1443-3规定的类型A通信系统互相通信。
在图18中,非接触IC卡210类似于图12中的非接触IC卡110。读取器/写入器211对应于图12中的读取器/写入器111,但是其内部配置与图12中的内部配置不同。
具体地,替代图12的例子中的在读取器/写入器111中提供的模拟正交检测器133,在图18的例子中,在读取器/写入器211中提供了模拟包络检测器233。
在图18的例子中,由读取器/写入器211的天线212接收的信号被提供给模拟包络检测器233。随后,模拟包络检测器233实行对于所接收的信号的包络检测,并且从所接收的信号中提取子载波分量。所检测的信号经由信号线d41提供给解调器234。
模拟包络检测器233实行对包络检测的信号的A/D转换,并且以13.56MHz的频率实行重复采样。此时。例如,1-etu间隔中的采样数量是128(13.56MHz÷106KHz)。此外,由于类型A通信系统中的子载波频率如上所述为847MHz,因此一个子载波周期中的采样数目是16(=13.56MHz÷847KHz)。
在图18的例子中,由于提供了模拟包络检测器233,如稍后所述,解调器234的配置不同于图12中的解调器134的配置,如稍后所述。
图18中的其他配置与图12的相同,因此省略其详细描述。
图19是示出图18中的解调器234的详细配置例子的方框图。如图19所示,解调器234包括移动平均单元251、子载波相关性滤波器252、绝对值计算器253、同步处理器254和阈值确定器255。
如图19所示,从模拟包络检测器233输出的所检测的信号经由信号线d41被提供给移动平均单元251和子载波相关性滤波器252。
移动平均单元251计算关于信号d41的在1/8-etu间隔(一个子载波周期)中的波形的信号电平的平均。例如,计算1/8-etu间隔中的波形的信号电平对时间的积分值,由此顺序计算平均。信号d41通常以矩形波形输出。然而,从移动平均单元251输出的信号d46的波形具有接近锯齿波的形状。
经过移动平均单元251的处理获得的信号d46具有与当使得信号d41通过低通滤波器以截断高频噪声时获得的波形几乎相同的波形。由于该方案,例如即使由于接收环境的影响等,信号d41变形为难以确定一个周期的波形时,也可以通过检测信号d46的波形的峰值容易地识别子载波的一个周期的间隔。也就是说,同步处理器254基于从移动平均单元251输出的信号d46生成使能。这允许生成更准确的使能。
子载波相关性滤波器252是具有与子载波的波形对应的滤波系数的滤波器。这些滤波系数与图13中的子载波相关性滤波器152的系数类似,因此省略其详细描述。
子载波相关性值被作为信号d43输出,并且被提供给绝对值计算器253。
绝对值计算器253计算信号d43的绝对值,并且输出作为信号d45。
同步处理器254基于信号d45和信号d46来检测如上参考图2所述的帧头(通信开始)。
例如,当信号d46振荡时信号d45的电平超过预先设置的阈值时,同步处理器254检测该etu作为帧头(通信开始)。当检测到帧头(通信开始)时,同步处理器254设置和输出帧检测标记。
此外,同步处理器254检测信号d46的波形的峰值,以由此生成信号d49作为每1/2etu的使能和信号d50作为每1etu的使能。由同步处理器254生成的使能(时钟)的每个与具有从位编码得到的波形的码元(表示一位的系列)同步地被输出。具体地,如上所述,可在被检测为帧头的etu中检测子载波的第一周期的时刻,并可以通过生成与所检测的时刻同步的时钟来生成每1/2etu的使能和每1etu的使能。
从绝对值计算器253输出的信号d45也被提供给阈值确定器255。阈值确定器255基于由信号d49指定的时刻,比较信号d45的电平的最大值和预先设置的阈值,以由此每1/2-etu间隔确定是否实行了子载波调制。
阈值确定器255基于信号d50指定的时刻识别由该etu代表的码元的系列。具体地,阈值确定器255通过以上参考图9所述的码元系列的识别的系统来识别由该etu表示的码元的系列。
以此方式,阈值确定器255可以基于子载波存在还是不存在的确定结果来识别码元的系列,并且可以输出结果的解调的数据作为信号d51。
如刚才所述,本发明的构思也可以应用到骑着由天线接收的信号经历模拟包络检测的情况。
在本说明书中的上述一系列处理当然包括按所述顺序以时序方式执行的处理,并且还包括甚至在不需要以时序方式执行时并行或单独执行的处理。
本发明的实施例不限于上述的实施例,而是不背离本发明的要点可以做出各种改变。
本申请包括与2009年12月15日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2009-283761中的公开有关的主题,其全部内容通过引用合并于此。
Claims (8)
1.一种信号处理设备,包括:
相关性信号输出部件,用于关于从另一设备传送的接收信号,计算在与一个码元对应的时间中所述接收信号和已知信号的波形的样式之间的相关性值,并且输出所计算的相关性值作为相关性信号;
已知信号确定部件,用于基于所述相关性信号来确定在所述与一个码元对应的时间被划分成多个间隔时所定义的第一间隔中,所述接收信号是否被所述已知信号调制;以及
识别部件,用于基于确定的结果来识别码元的系列。
2.根据权利要求1所述的信号处理设备,还包括:
使能生成部件,用于基于检测的信号的振荡和所述确定的结果来识别表示由从另一设备传送的信号调制并发送的数据帧的开始时刻的码元,并且基于表示所述帧的开始时刻的所识别的码元,通过识别从另一设备传送的信号中的一个码元的开始时刻来生成用于将所述与一个码元对应的时间划分成多个间隔的使能,其中
所述识别部件基于所述相关性信号和所述使能来识别所述码元的系列。
3.根据权利要求1所述的信号处理设备,其中
所述识别部件根据所识别的码元的系列而输出由从另一设备传送的信号调制并发送的数据的解调结果或表示帧的结束时刻的信息。
4.根据权利要求1所述的信号处理设备,其中
从另一设备传送的信号通过预定频率的子载波调制经历了预定系统的位编码的数据,并且发送所述数据。
5.根据权利要求4所述的信号处理设备,其中
所述相关性信号输出部件使用通过对所述子载波的振荡二进制化而获得的滤波系数,通过执行对于检测的信号的滤波处理来计算所述检测的信号和所述子载波的波形的样式之间的相关性值;以及
所述已知信号确定部件通过确定在所述第一间隔中的相关性值的最大值是否超过预先设置的阈值来确定所述接收信号是否被子载波调制。
6.根据权利要求4所述的信号处理,其中
从另一设备传送的信号是基于与ISO/IEC14443兼容的通信系统而被调制的信号。
7.一种信号处理方法,包括以下步骤:
关于从另一设备传送的接收信号,由相关性信号输出部件计算在与一个码元对应的时间中所述接收信号和已知信号的波形的样式之间的相关性值,并且输出所计算的相关性值作为相关性信号;
基于所述相关性信号,由已知信号确定部件确定在所述与一个码元对应的时间被划分成多个间隔时所定义的第一间隔中,所述接收信号是否被所述已知信号调制;以及
由识别部件基于确定的结果来识别码元的系列。
8.一种处理设备,其包括:
相关性信号输出单元,被配置为关于从另一设备传送的接收信号,计算在与一个码元对应的时间中所述接收信号和已知信号的波形的样式之间的相关性值,并且输出所计算的相关性值作为相关性信号;
已知信号确定器,被配置为基于所述相关性信号来确定在所述与一个码元对应的时间被划分成多个间隔时所定义的第一间隔中,所述接收信号是否被所述已知信号调制;以及
识别器,用于基于确定的结果来识别码元的系列。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP283761/09 | 2009-12-15 | ||
JP2009283761A JP2011129976A (ja) | 2009-12-15 | 2009-12-15 | 信号処理装置および方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102098079A true CN102098079A (zh) | 2011-06-15 |
CN102098079B CN102098079B (zh) | 2015-04-29 |
Family
ID=43919952
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201010578220.4A Expired - Fee Related CN102098079B (zh) | 2009-12-15 | 2010-12-08 | 信号处理设备及方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9426008B2 (zh) |
EP (1) | EP2337290B1 (zh) |
JP (1) | JP2011129976A (zh) |
CN (1) | CN102098079B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109525531A (zh) * | 2017-09-19 | 2019-03-26 | 上海华虹计通智能系统股份有限公司 | 解调模块、解调电路及高频读卡器 |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8942278B2 (en) | 2012-09-26 | 2015-01-27 | Qualcomm Incorporated | Systems and methods for detecting data collisions for a near field communication system |
US9215592B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-12-15 | Tyfone, Inc. | Configurable personal digital identity device responsive to user interaction |
US9436165B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-09-06 | Tyfone, Inc. | Personal digital identity device with motion sensor responsive to user interaction |
US9183371B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-11-10 | Tyfone, Inc. | Personal digital identity device with microphone |
US9154500B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-10-06 | Tyfone, Inc. | Personal digital identity device with microphone responsive to user interaction |
US20140266603A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Tyfone, Inc. | Personal digital identity device with imager responsive to user interaction |
US9319881B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-04-19 | Tyfone, Inc. | Personal digital identity device with fingerprint sensor |
US9207650B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-12-08 | Tyfone, Inc. | Configurable personal digital identity device responsive to user interaction with user authentication factor captured in mobile device |
US9781598B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-10-03 | Tyfone, Inc. | Personal digital identity device with fingerprint sensor responsive to user interaction |
US9448543B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-09-20 | Tyfone, Inc. | Configurable personal digital identity device with motion sensor responsive to user interaction |
US9086689B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-07-21 | Tyfone, Inc. | Configurable personal digital identity device with imager responsive to user interaction |
JP2014235595A (ja) * | 2013-06-03 | 2014-12-15 | 株式会社リコー | 非接触型通信方式判定回路、非接触型通信回路及びicカード |
CN104702399B (zh) * | 2013-12-05 | 2017-10-31 | 上海华虹集成电路有限责任公司 | Sof、eof和egt的解码电路 |
CN104767701B (zh) * | 2014-01-06 | 2018-12-11 | 上海华虹集成电路有限责任公司 | 带有sof、eof和egt的整帧数据解调方法及电路 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000236314A (ja) * | 1999-02-15 | 2000-08-29 | Mitsubishi Electric Corp | Ofdm通信システム用受信装置 |
CN1489844A (zh) * | 2001-11-10 | 2004-04-14 | 三星电子株式会社 | 正交频分复用移动通信系统中的空时频率块码编码/解码设备和方法 |
CN1581741A (zh) * | 2003-08-11 | 2005-02-16 | 株式会社东芝 | 突发信号接收器 |
JP2006033281A (ja) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Sony Corp | 受信装置及び半導体集積回路 |
US20070019749A1 (en) * | 2005-07-20 | 2007-01-25 | Broadcom Corporation, A California Corporation | Carrier detection applicable for SISO, MIMO, MISO, and SIMO communications |
CN1940589A (zh) * | 2005-09-30 | 2007-04-04 | 凌阳科技股份有限公司 | 一种全球卫星定位系统的数据位同步的方法及系统 |
CN1953358A (zh) * | 2005-10-05 | 2007-04-25 | Lg电子株式会社 | 处理交通信息的方法和数字广播系统 |
CN101473572A (zh) * | 2006-06-26 | 2009-07-01 | 京瓷株式会社 | Ofdm通信装置和保护间隔长度决定方法 |
US20090168848A1 (en) * | 2007-12-31 | 2009-07-02 | Silicon Laboratories Inc. | Single chip low power fully integrated 802.15.4 radio platform |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5898684A (en) * | 1996-12-19 | 1999-04-27 | Stanford Telecommunications, Inc. | TDMA burst receiver |
JP4259746B2 (ja) * | 2000-12-15 | 2009-04-30 | イビデン株式会社 | 受信波送信装置および移動体識別システム |
JP4660013B2 (ja) * | 2001-05-23 | 2011-03-30 | 富士フイルム株式会社 | カメラシステム、カメラ装置、画像記録媒体、プリントシステム、及びサーバ装置 |
US7352771B2 (en) * | 2002-10-08 | 2008-04-01 | Colder Products Company | Data collision detection device and method |
JP2004214962A (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-29 | Sony Corp | Ofdm復調装置 |
WO2007086654A1 (en) * | 2006-01-25 | 2007-08-02 | Lg Electronics Inc. | Digital broadcasting system and method of processing data |
US8193914B2 (en) * | 2006-09-29 | 2012-06-05 | Sensomatic Electronics, LLC | Adaptable filter and method for filtering a radio frequency identification signal |
JP2008172541A (ja) * | 2007-01-11 | 2008-07-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 基地局装置、通信端末装置、通信システム及び通信方法 |
US8335176B2 (en) * | 2008-04-07 | 2012-12-18 | Qualcomm Incorporated | Transmission of overhead channels with timing offset and blanking |
JP5094554B2 (ja) | 2008-05-23 | 2012-12-12 | 株式会社東京精密 | 搬送パッドのクリーニング機構 |
US8340234B1 (en) * | 2009-07-01 | 2012-12-25 | Qualcomm Incorporated | System and method for ISI based adaptive window synchronization |
US8438449B2 (en) * | 2009-11-02 | 2013-05-07 | Lg Electronics Inc. | Method and apparatus for transmitting broadcast signal in transmitter |
-
2009
- 2009-12-15 JP JP2009283761A patent/JP2011129976A/ja active Pending
-
2010
- 2010-11-22 US US12/951,687 patent/US9426008B2/en active Active
- 2010-12-08 EP EP10194128.4A patent/EP2337290B1/en not_active Not-in-force
- 2010-12-08 CN CN201010578220.4A patent/CN102098079B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000236314A (ja) * | 1999-02-15 | 2000-08-29 | Mitsubishi Electric Corp | Ofdm通信システム用受信装置 |
CN1489844A (zh) * | 2001-11-10 | 2004-04-14 | 三星电子株式会社 | 正交频分复用移动通信系统中的空时频率块码编码/解码设备和方法 |
CN1581741A (zh) * | 2003-08-11 | 2005-02-16 | 株式会社东芝 | 突发信号接收器 |
JP2006033281A (ja) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Sony Corp | 受信装置及び半導体集積回路 |
US20070019749A1 (en) * | 2005-07-20 | 2007-01-25 | Broadcom Corporation, A California Corporation | Carrier detection applicable for SISO, MIMO, MISO, and SIMO communications |
CN1940589A (zh) * | 2005-09-30 | 2007-04-04 | 凌阳科技股份有限公司 | 一种全球卫星定位系统的数据位同步的方法及系统 |
CN1953358A (zh) * | 2005-10-05 | 2007-04-25 | Lg电子株式会社 | 处理交通信息的方法和数字广播系统 |
CN101473572A (zh) * | 2006-06-26 | 2009-07-01 | 京瓷株式会社 | Ofdm通信装置和保护间隔长度决定方法 |
US20090168848A1 (en) * | 2007-12-31 | 2009-07-02 | Silicon Laboratories Inc. | Single chip low power fully integrated 802.15.4 radio platform |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109525531A (zh) * | 2017-09-19 | 2019-03-26 | 上海华虹计通智能系统股份有限公司 | 解调模块、解调电路及高频读卡器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20110140855A1 (en) | 2011-06-16 |
US9426008B2 (en) | 2016-08-23 |
EP2337290A2 (en) | 2011-06-22 |
EP2337290A3 (en) | 2015-09-16 |
JP2011129976A (ja) | 2011-06-30 |
CN102098079B (zh) | 2015-04-29 |
EP2337290B1 (en) | 2019-06-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102098079A (zh) | 信号处理设备及方法 | |
JP5353675B2 (ja) | 信号処理装置および方法 | |
JP4206109B2 (ja) | 無線タグ読取り装置 | |
US8451097B2 (en) | RFID interrogator with improved symbol decoding and methods based thereon | |
CN107301360B (zh) | 射频识别应答器以及用于发送射频识别消息的方法 | |
Shen et al. | Separation of multiple passive RFID signals using software defined radio | |
US8616456B2 (en) | Passive RFID transponder and RFID reader | |
EP2234356A2 (en) | Near-field wireless communication device, communication method and program | |
EP2226950A2 (en) | Communication device, communication method, and program | |
CN107437987A (zh) | 通信设备、检测接收信号的边沿的方法和接收数据的方法 | |
JP5428364B2 (ja) | 非接触型通信装置、その復号部 | |
KR100512182B1 (ko) | 비접촉식 집적 회로 카드의 클럭 신호 생성 및 데이터신호 디코딩 회로 | |
US9001931B2 (en) | Method and device for digital modulation with low transition density | |
US8749352B2 (en) | Method for coded data transmission between a base station and at least one transponder within a wireless data transmission system | |
CN101196978B (zh) | 读取射频识别标签的方法与系统 | |
CN102957503A (zh) | 一种适用不同占空比的mmc码型数据解码方法 | |
KR100968749B1 (ko) | 서브 캐리어를 포함하는 밀러 엔코딩 신호의 프리앰블검출장치 | |
CN115499105B (zh) | Miller解码方法及系统 | |
JP2010136198A (ja) | 通信装置及び通信方法、同期装置及び同期方法、コンピューター・プログラム | |
JP2008289197A (ja) | 無線タグ読取り装置 | |
JP4821788B2 (ja) | リーダー装置、その装置の送信方法及びタグ | |
JP4273987B2 (ja) | データ同期装置、データ通信装置およびデータ通信装置の処理装置 | |
JP2011130063A (ja) | 信号処理装置および方法 | |
JP2005520379A (ja) | トランスポンダと通信するための通信局、および異なる伝送パラメータを用いた更なる通信局 | |
Elrharbi et al. | RFID Communication Modes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150429 Termination date: 20211208 |