CN102195662B - 具有调制带宽相当于或超过发送器和/或接收器天线带宽的无线通信系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种无线通信系统，其包括a)包括发送器部件的第一设备，发送器部件包括用于发送具有信号带宽BWsig的电信号的Tx天线；以及b)包括接收器部件的第二设备，接收器部件包括用于接收发送的电磁信号的Rx天线，Tx和Rx天线中的至少一个是具有天线带宽BWant的窄带天线，其中Tx和/或Rx天线带宽满足关系BWant＝k·BWsig。本申请还涉及发送器部件和接收器部件、窄带天线的使用以及校准无线通信系统的窄带天线/振荡频率传递函数的方法。本申请提供一种具有相对大的信号带宽和电学上小天线的无线通信系统，该系统适于提供k小于1.25，并且天线带宽BWant定义为当加载的天线连接到通信系统时该加载天线的-3dB带宽，信号带宽BWsig定义为有用的信号功率的99％位于其中的带宽。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信系统的天线，这种系统例如包括便携式设备，如听音设备。本公开尤其涉及无线通信系统。本申请还涉及在无线通信系统中使用的无线电频率接收器部件和无线电频率发送器部件。
本申请还涉及在通信系统中发送或接收信号用的窄带天线的使用以及校准无线通信系统的窄带天线/振荡频率传递函数的方法。
本公开可以例如在涉及手持通信设备等设备的应用中使用，例如涉及无线通信的听音设备。
背景技术
在正常的通信系统中，天线带宽(BWant)比要发送和接收的信号(BWsig)的带宽大得多，以确保所有信号功率都被接收并且绝不恶化。
一些天线在它们的带宽减小时更有效。对于典型地结合助听器使用时的谐振磁性链接天线尤其如此。然而，如果天线带宽太窄，天线频率响应将失真通信信号。天线效率和信号失真之间的权衡导致现有系统的一定的最佳天线带宽。
EP0261935A2公开了一种用于接收或发送无线电信号的电学上的小天线。EP0261935A2描述了将中心频率调整到特定值，从而消除无功部件的公差的影响。这提供用于操作具有较小自然带宽的天线(从而实现较好的天线效率)。
US2008/158076A1描述了在宽带(多信道)系统中使用的窄带天线。可以使用调整电路将由第一频率改变描述的具有窄自然带宽的可动态调节天线的有效带宽从自然带宽移动到带宽频谱内关注的另一窄带宽。该自然(窄)带宽仍然比调制带宽要宽。
发明内容
在具有电学上小天线的系统中，通过增加天线Q因数，即，通过减小BWant，具有链路预算的优点(参见，图3中电路的例子，其描述Qant＝f0/BWant的二阶系统，f0是天线/振荡电路的谐振频率)。在此情况下，其可能涉及使用仅略大于信号带宽的天线带宽，即，k＞1，其中k＝BWant/BWsig。除了此点(即，k≤1)以外，可能还有信号失真，如图5a、5b中所示，使得链接预算变差，即，传输范围或数据率被减小(如果天线失真不被修正)。
在本文中，术语“天线带宽”(BWant)是指连接到通信系统时天线的带宽(不是独立天线的带宽)。对应地，例如当提到附图中的块Tx和Rx或者提到“天线传递函数”时，术语“天线”或“窄带天线”是指“包括天线和调整或加载部件的谐振系统”(例如，包括典型的(例如，感应式)窄带天线的LC谐振或调整系统的负载电容，例如参见图3，包括例如连接到端子Vout的负载系统的可能电容)。
术语“天线/振荡电路”和“天线和调整电路”可互换使用并且不意图具有不同的意思，除非特别说明。所述术语覆盖由天线和电连接到天线的其它部件构成的并且负责用于在电信号的发送或接收期间存储和发射或接收电磁能量的谐振系统(例如参见图3、4)。
无线通信系统：
本申请的目的是要提供一种具有相对大的信号带宽与电学上小天线的无线通信系统。另一个目的是要提供适于在便携式(例如，电池驱动的)设备或系统中使用的无线通信系统。
本申请的目的是通过所附权利要求和如下描述中的本发明实现的。
本申请的目的是通过一种无线通信系统实现的，该无线通信系统包括：a)包括发送器部件的第一设备，发送器部件包括用于发送具有信号带宽BWsig的电信号的Tx天线；以及b)包括接收器部件的第二设备，接收器部件包括用于接收发送的电磁信号的Rx天线，Tx和Rx天线中的至少一个是具有天线带宽BWant的窄带天线，其中Tx和/或Rx天线带宽满足关系BWant＝k·BWsig。该系统特征在于该系统适合于提供k小于1.25，并且天线带宽BWant被定义为当加载的天线连接到通信系统时该加载天线的-3dB带宽，信号带宽BWsig被定义为信号功率的99％位于其中的带宽。优选地，根据带宽有效调制方案，例如数字调制方案，调制发送的信号。
在本文中，术语“信号带宽BWsig被定义为信号功率的99％位于其中的带宽”是指“有用的信号功率的99％位于所述带宽内”。术语“有用的信号功率的99％”是指“所使用的调制类型的理想调制频谱的主波瓣的被占用的99％带宽”。这也意在排除由发送器硬件引起的非理想的例如峰刺或频谱再生状的频谱成分。
这具有提供适合于在相对小的并且/或者低功率的设备中使用的无线通信系统的优点。
在一实施例中，第一和/或第二设备是低功率设备。
本发明可以例如用于手持通信设备，例如涉及无线通信的听音设备。
在本文中，术语“低功率设备”是指其能量预算受限的设备，例如由于它是便携式设备，该设备例如包括能量源(例如有限尺寸的，例如具有1000mAh的最大容量，如500mAh，如250mAh)，在不被更换或充电的情况下，该能量源的持续时间有限(该有限持续时间例如是小时或天的量级，例如最大1天或3天或7天或10天(在设备的正常操作期间)，该持续时间与设备的预期寿命相比是有限的)。在一实施例中，低功率设备是功率消耗小于50mW的设备，如小于10mW，如小于5mW。
在一实施例中，该无线通信系统还包括电连接到Tx或Rx天线的例如均衡滤波器形式的至少一个补偿单元，其中所述补偿单元适合于补偿由窄带Tx和/或Rx天线引入的振幅和/或相位失真。在一实施例中，位于发送器或接收器部件中的一个补偿单元适合于补偿由窄带Tx和/或Rx天线引入的振幅和/或相位失真。在一实施例中，发送器和接收器部件每个包括补偿单元，以补偿由它们各自的窄带Tx和Rx天线引入的振幅和/或相位失真。以发送器部件为例，并假定Tx天线频率响应由传递函数HTx(s)描述，s是拉普拉斯参数，并且发送器部件的补偿单元适合于具有1/HTx(s)的传递函数，那么当所述补偿单元应用于所述Tx天线时，总频率响应是(1/HTx(s))*HTx(s)＝1并且失真被有效消除(补偿)。相应地，在接收器部件中，如果信号被具有传递函数HRx(s)的天线接收并且随后被具有传递函数(1/HRx(s))的滤波器滤波，那么总频率响应时HRx(s)*(1/HRx(s))＝1并且失真被有效消除(补偿)。
使用天线失真修正的具有电学上小天线的系统的优点是：例如根据调制类型和可利用的信号处理功率/资源改进链接预算(即传输范围和/或数据率)，以降低带宽比率的值，例如降低到k＝0.25。
在一实施例中，第一和/或第二设备包括包含用于发送具有信号带宽BWsig的电信号的Tx天线的发送器部件和包含用于接收发送的电磁信号的Rx天线的接收器部件。在一实施例中，Tx天线和Rx天线由同一物理实体(Tx/Rx天线)构成。在一实施例中，第一和/或第二设备包括允许该设备在发送模式(Tx)和接收模式(Rx)中使用的电路，其中所述相同的Tx/Rx天线在分别用于发送和接收的两个模式中使用。
在一实施例中，所述发送器和接收器部件每个还包括分别电连接到发送器和接收器部件的Tx和Rx天线的频率转换单元(例如，混频器)，所述频率转换单元适合于将输入信号的频率范围转换到另一个频率范围，并且其中所述补偿单元适合于结合所述频率转换单元补偿由Tx和/或Rx天线引入的振幅和/或相位失真。
一般来说，根据如下程序设计用于补偿或均衡发送的信号中的失真的补偿单元，例如均衡滤波器：
a)根据调制方案、要发送的信号的调制带宽以及要用于发送的天线确定覆盖给定的调制带宽的天线传递函数HTx，ant(f)；
b)例如使用描述传递函数的多项式确定至少在包括要发送的调制带宽的频率范围内具有数学逆传递函数Heq(f)＝1/HTx，ant(f)的补偿单元，例如，均衡滤波器。
在天线的传递函数不可用的情况下，可以通过测量，例如通过监视其对关注的频率范围(即，调制带宽)内的不同频率的多个测试音调的应用的响应来产生该函数。
在一实施例中，补偿单元例如均衡滤波器被实施为实数零点位于与组合的天线和频率转换块的实数主要极点相同的频率附近的一阶滤波器。这具有提供均衡滤波器的相对简单实现的优点。在窄带天线可以近似由二阶传递函数和等于发送(无线)信号的中心频率的谐振频率描述(例如，主要由其描述)的实施例中该方案特别有益。
术语“与组合的天线和频率转换块的实数主要极点相同的频率附近”是指频率差小于20％，如小于10％，如小于5％。
在一实施例中，k小于或等于1.0，如小于或等于0.75，如小于或等于0.5。在一实施例中，k在从0.1至1.25的范围内，如在从0.1至1.0的范围内，如在从0.1至0.75的范围内，如在从0.1至0.5的范围内，例如在从0.2至0.4的范围。
一般来说，由发送器和接收器部件建立的无线链接可以是任何类型的。在一实施例中，该无线链接在至少一个设备包括便携式(典型由电池驱动的)通信或听音设备的功率约束条件下使用。在一实施例中，该无线链接是基于近场通信的链接，例如分别基于第一和第二通信设备的发送器和接收器部件的天线线圈之间的感应耦合的感应链接。在另一实施例中，该无线链接基于远场电磁辐射。在一实施例中，根据具体的调制方案设置经由无线链接的通信，例如模拟调制方案，如FM(频率调制)或AM(振幅调制)或者数字调制方案，例如数字振幅调制，如ASK(幅移键控)，例如开关键控，或者数字频率或相位调制，如FSK(频移键控)、PSK(相移键控)或QAM(正交振幅调制)。
在一实施例中，发送器和接收器部件适合于基于发送天线和接收天线之间的感应耦合实施无线链接。在该实施例中，Tx和Rx天线包括电感线圈，当分别包括发送器和接收器部件的第一和第二设备彼此处于彼此的操作距离内时，实施电感线圈具有足以将电信号从发送器部件传输到接收器部件的互感耦合。在一实施例中，该系统适合于提供该操作距离达到0.1m，如达到0.3m，如达到0.5m，如大于1m，例如达到2m或以上。在一实施例中，该系统适合于提供该操作距离在从0.3m到50m的范围内，例如在从0.3m到5m的范围内，例如在从0.3m到1.5m的范围内。除了其它参数以外，该操作距离还取决于发送功率、发送频率/比特率、信号带宽等。
例如在EP1107472A2、EP1777644A1和US2005/0110700A1中讨论了感应通信的各方面。WO2005/055654和WO2005/053179描述了包括用于与其它单元感应通信的感应线圈的助听器的各方面。例如在US2005/0255843A1中描述了在感应通信链接中使用的协议。
在一实施例中，至少一个窄带天线是电学上小天线。在本文中，“电学上的小天线”是指天线的空间延伸(例如，在任意方向上的最大物理尺度)远小于发送的电信号的波长λTx。在一实施例中，天线的空间延伸比发送信号的载波波长λTx小10倍、或50倍、或100倍或以上，或者1000倍或以上。
在一实施例中，该无线通信系统适合于提供可将Tx和/或Rx天线的谐振频率f0调整到预定的谐振频率范围内的期望值。这可以例如通过接入或断开感应天线(例如，感应线圈或环形天线)的谐振电路中的额外电容或者通过接入或断开电容天线(例如，微带天线)的谐振电路中的额外电感或者通过二者的组合来完成。在一实施例中，发送器和/或接收器部件包括用于提供谐振频率调整的多个微调电容器。在一实施例中，集成电路包括处理电路。优选地，第一(发送)和第二(接收)设备包括适于与所述设备的发生器和接收器部件通信(或者形成其一部分)的处理电路。所述处理单元可以全部或部分进行频率转换和均衡任务。所述处理单元优选适合于分别测量Tx和Rx天线部件的当前谐振频率f0和带宽BWant。所述处理单元还可以适合于能够基于对Tx和Rx天线部件的当前谐振频率f0和带宽BWant的测量修改(校准)补偿单元例如均衡滤波器(如1的滤波器Tx和滤波器Rx)的传递函数和/或天线部件(图1中的Tx、Rx)的调整，从而将由窄带天线引入的失真动态保持在最小值。例如可以通过改变处理单元以控制微调电容器的接入或断开来实现天线部件的调整。优选地，该系统适合于提供在预定的时间点进行校准，例如规则地，例如以大于0.01Hz的频率，如大于0.1Hz，如大于1Hz。在一实施例中，校准频率与所讨论的设备的温度相关联。在一实施例中，信号处理单元形成集成电路的一部分。在一实施例中，集成电路还包括在校准Tx和Rx天线部件的谐振频率f0和带宽BWant中使用的微调电容器。
在一实施例中，该无线通信系统包括两个以上的设备，每个设备至少包括发送器部件或接收器部件。在一实施例中，所述第一和第二设备每个包括用于能够在它们之间建立双向无线链接的发送器部件和接收器部件。
在一实施例中，所述通信系统包括通信设备，例如蜂窝电话。在一实施例中，所述通信系统包括听音设备，例如，助听器或头戴式耳机或有源耳塞，或者用于从多个不同音频源接收多个音频信号并将接收到的音频信号中选定的信号发送到听音设备的音频关口，或者它们的组合。
接收器部件和/或发送器部件：
本申请还提供用于经由天线和调整电路接收第一频带宽度BWsig内的无线电信号的无线电频率接收器部件，该天线和调整电路一起被调整到第二频带宽度BWant，第二频带与第一频带重叠并且满足关系BWant＝k·BWsig。该接收器部件适合于提供或接受k小于1.25，其中天线带宽BWant被定义为加载天线的-3dB带宽，信号带宽BWsig被定义为信号功率的99％位于其中的带宽，该接收器部件适合于在整个第一频带内或其一部件内补偿由天线和调整电路引起的接收的无线电信号的相位和/或振幅改变。优选地，该接收器部件适合于接收根据带宽有效调制方案例如数字调制方案调制的无线电信号。
本申请还提供用于经由天线和调整电路发送第一频带宽度BWsig内的无线电信号的无线电频率发送器部件，该天线和调整电路一起被调整到第二频带宽度BWant，第二频带与第一频带重叠并且满足关系BWant＝k·BWsig。该发送器部件适合于提供k小于1.25，其中天线带宽BWant被定义为加载天线的-3dB带宽，信号带宽BWsig被定义为信号功率的99％位于其中的带宽，该发送器部件适合于在整个第一频带内或其一部分内预先补偿由天线和调整电路引起的发送无线电信号的相位和/或振幅改变。优选地，该发送器部件适合于发送根据带宽有效调制方案例如数字调制方案调制的无线电信号。
在本文中，术语“该天线和调整电路一起被调整到第二频带宽度BWant，第二频带与第一频带重叠”是指第二频带具有位于谐振频率f0处的特定带宽BWant，其允许第二频带与第一频带(带宽BWsig)重叠(例如，包含在其中)。
在一实施例中，(接收器和/或发送器)部件适合于主要或只补偿由天线和调整电路引起的失真。也就是说，由从发送器到接收器的传输路径导致的该失真没有被(有意地)补偿。在一实施例中，(接收器和/或发送器)部件包括用于对由天线和调整电路引起的失真提供所述补偿的补偿单元。
在一实施例中，(接收器和/或发送器)部件包括适合于执行至少一部分所述补偿的滤波器。
在一实施例中，(接收器和/或发送器)部件包括适合于执行至少一部分所述补偿的信号处理器。在一实施例中，该信号处理器是数字信号处理器。在一实施例中，该部件包括用于以预定的采样频率将接收到的信号数字化的模拟-数字转换器。在一实施例中，该部件包括用于以预定的采样频率将数字信号转换为模拟信号的数字-模拟转换器。
在一实施例中，(接收器和/或发送器)部件包括适合于测量天线和调整电路的调整频率和/或带宽的测量电路。在一实施例中，该部件适合于根据测量值调节补偿单元例如均衡滤波器的补偿和/或天线的调整。
在一实施例中，(接收器和/或发送器)部件适合于分别接收和发送根据数字调制方案调制的无线电信号，例如根据数字振幅调制，如ASK(幅移键控)，例如开关键控或者数字频率或相位调制，如FSK(频移键控)、PSK(相移键控)或QAM(正交幅度调制)。
一方面，提供包括接收器部件和发送器部件的TxRx设备。在一实施例中，用于接收无线电信号的天线和用于发送无线电信号的天线由同一物理实体构成(Tx/Rx天线)。在一实施例中，TxRx设备包括允许该设备在发送模式(Tx)和接收模式(Rx)中使用的电路，其中所述同一(Tx/Rx)天线在分别用于发送和接收的两个模式中使用。
一方面，提供包括适于相互通信的第一和第二TxRx设备的TxRx系统。
按照计划，在适当的情况下，如上所述的、具体实施方式中详细描述的以及权利要求中的通信系统的结构特征可以与发送器和接收器部件(或者TxRx设备)结合，反之亦然。
窄带天线的使用：
本发明还提供用于发送或接收信号的窄带天线在通信系统中的使用。该使用特征在于窄带天线的带宽BWant与信号的带宽BWsig的比率k小于1.25，并且其中天线带宽BWant被定义为当加载的天线连接到通信系统的其余部分时该加载天线的-3dB带宽，信号带宽BWsig被定义为信号功率的99％位于其中的带宽。优选地，根据带宽有效调制方案调制发送的或接收的信号，例如根据数字调制方案。
在一实施例中，根据数字调制方案调制发送的或接收的信号，例如根据数字振幅调制，如ASK(幅移键控)，例如开关键控，或者数字频率或相位调制，如FSK(频移键控)、PSK(相移键控)或QAM(正交幅度调制)。
在一实施例中，抵消窄带天线的振幅和/或相位失真的方式处理发送信号和/或接收信号。这允许以较高的效率使用较窄带的天线。
在本技术的具体实施中，天线带宽被减小了4倍，导致高出6dB的发送器天线效率和高出6dB的接收器天线效率。因此该通信链接(在本实施中)可以被提高12dB的量级。
在一实施例中，k小于或等于1.0，如小于或等于0.75，如小于或等于0.5。在一实施例中，k在从0.1至1.25的范围内，如在从0.1至1.0的范围内，如在从0.1至0.75的范围内，如在从0.1至0.5的范围内，例如在从0.2至0.4的范围。
在一实施例中，所述通信系统包括听音设备，例如助听器或头戴式耳机或有源耳塞、或者电话(例如蜂窝电话)、或者用于从多个不同音频源接收多个音频信号并将接收到的音频信号中选定的信号发送到听音设备的音频关口、或者它们的组合。
在一实施例中，所述窄带天线是电学上的小天线，例如在天线尺度远小于要发送的信号的中心波长的意义上(例如，小10倍以上)。
在一实施例中，要发送和接收的信号带宽BWsig大于200kHz，例如大于500kHz，如大于1MHz。在一实施例中，信号带宽BWsig在从200kHz到10MHz的范围内，例如在从200kHz到2MHz的范围内。
无线通信系统的使用：
一方面，还提供如上所述的、具体实施方式中详细描述的以及权利要求中的通信系统的使用。该使用的实施例具有与对应的系统相同的优点。
TxRx设备或TxRx系统的使用：
一方面，还提供如上所述的、具体实施方式中详细描述的以及权利要求中的TxRx设备或TxRx系统的使用。
操作无线通信系统的方法：
一方面，提供操作无线通信系统的方法，该系统包括：
a)包括发送器部件的第一设备，发送器部件包括用于发送具有信号带宽BWsig的电信号的Tx天线；
b)包括接收器部件的第二设备，接收器部件包括用于接收发送的电磁信号的Rx天线；
该方法包括：
A)提供Tx和Rx天线中的至少一个是具有天线带宽BWant的窄带天线，其中Tx和/或Rx天线带宽满足关系BWant＝k·BWsig；
B)提供k小于1.25，
其中天线带宽BWant被定义为当加载的天线连接到通信系统时该加载天线的-3dB带宽，并且信号带宽BWsig被定义为信号功率的99％位于其中的带宽。
优选地，以及
C)提供以补偿所述窄带天线的振幅和/或相位失真的方式处理发送的和/或接收的电磁信号。
优选地，根据带宽有效调制方案调制发送的电信号，例如根据数字模拟调制方案。在一实施例中，根据数字调制方案调制发送到的信号，例如根据数字振幅调制，如ASK(幅移键控)，例如开关键控，或者数字频率或相位调制，如FSK(频移键控)、PSK(相移键控)或QAM(正交振幅调制)。
在一实施例中，该方法包括提供以补偿窄带天线的振幅和/或相位失真的方式处理发送的和/或接收的电磁信号。这允许以较好的效率使用较窄带的天线。
在一实施例中，该方法包括提供k小于或等于1.0，如小于或等于0.75，如小于或等于0.5。在一实施例中，k在从0.1至1.25的范围内，如在从0.1至1.0的范围内，如在从0.1至0.75的范围内，如在从0.1至0.5的范围内，例如在从0.2至0.4的范围。
在一实施例中，该方法包括校准窄带天线/振荡频率传递函数。在一实施例中，该方法包括例如作为启动程序的一部分在使用无线通信系统之前校准窄带天线/振荡频率传递函数。在一实施例中，该方法包括在无线通信系统的使用期间校准窄带天线/振荡频率传递函数。
所述天线/振荡频率传递函数由1)谐振频率f0和2)品质因数Q二个参数表征。
在一实施例中，该方法包括：
·提供例如利用微调电容器阵列将天线/振荡电路的谐振频率f0调整到期望的值；以及
·提供发送器/接收器信号处理适应于天线/振荡的品质因数Q。
该发送器/接收器信号处理包括例如适当均衡的提供以补偿窄带天线的失真。
可能需要被调整(校准)的主要参数是谐振频率f0＝1/(2πLC)，其必须非常靠近系统的中心频率，例如，10MHz(+/-10kHz)。L由天线线圈确定，例如，固定到≈10μH(+/-5％)。例如部分或全部由片上电容实现的电容C具有例如+/-15％公差，所以在此情况下优选进行调整。这是通过接入或断开多个单位电容器的直到总电容具有在期望频率f0产生谐振的值来完成的。在有些情况下，一次性工厂校准可能是足够的。然而，在一实施例中，该校准方法作为自动的，例如内置的，自校准来实施(例如，在预定的时间点)，例如跟踪缓慢变化的参数例如温度的影响。在一实施例中，附加地或可选地，由用户经由与通信系统的用户接口启动校准。
可被测量和调整的第二参数是品质因数，即，Q因数(或者系统的带宽，其中BW-3dB＝f0/Q)。在一实施例中，该方法包括测量Q因数，使得数字补偿(例如，均衡)被正确完成。优选地，偶尔进行一次该测量(例如，在预定的时间点)以跟踪缓慢变化的参数例如温度的影响。
在一实施例中，该方法包括提供将Q值调整到适当水平，无线通信系统被设计为能够处理该适当水平，以能够将发送和接收的质量保持在指定限度内(例如，具有接收信号的最大预定误码率BER或最小场强或信号噪声比S/N)。在一实施例中，Q因数被降低以能够增加信号带宽或传输比特率。Q的降低严重影响链接预算，但是在短的传输范围(例如，低于0.1m)是必须的或足够的应用中仍可能是吸引人的，例如在相对短距离上(例如，两个设备的发送器和接收器之间小于几厘米)以相对高数据率从第一(例如，编程)设备向通信设备或听音设备(例如，要被编程)上载配置数据或其它数据的编程情况的应用中。在这种情况下，例如通过调节发送部分的功率放大器(PA)驱动器阶段的输出阻抗进行Q调整(减小)(增加串联电阻会增加振荡损耗-有效减小振荡Q因数)。
在一实施例中，该方法还包括提供信号处理(包括均衡化以补偿窄带天线的失真)适应于例如在预定时间或情况，例如在系统的启动期间，和/或根据用户请求(例如，通过所讨论的设备的用户接口，例如激活元件)进行的自动程序中天线/振荡的当前品质因数Q。
按照计划，当由对应的处理适当替换时，上述的、‘具体实施方式’中详细描述的和权利要求中的系统的结构特征可以与操作无线通信系统的方法结合，反之亦然。
有形计算机可读介质：
本申请还提供存储计算机程序的有形计算机可读介质，该计算机程序包括用于当在数据处理系统上执行所述计算机程序时使该数据处理系统进行上述的、‘具体实施方式’中详细描述的和权利要求中的方法的至少一些步骤(如主要的或全部的步骤)的程序代码部。除了存储在有形介质如磁带、CD-ROM、DVD或硬盘介质或任何其它机器可读介质以外，该计算机程序还可以经由传输介质如有线或无线链接或网络例如因特网来发送，并且被加载到在与有形介质的位置不同的位置处执行的数据处理系统中。
数据处理系统：
本申请还提供包括处理器和程序代码部的数据处理系统，该程序代码部用于使该处理器执行上述的、‘具体实施方式’中详细描述的和权利要求中的方法的至少一些步骤(如主要的或全部的步骤)。在一实施例中，该处理器是专门适合于处理音频信号的音频处理器。在一实施例中，该处理器形成通信设备或听音设备的一部分。
本申请的其它目的由从属权利要求和本发明的详细描述中定义的实施例来实现。
当在本文中使用时，单数形式“一”、“一个”和“该”意图也包括复数形式(即，具有“至少一个”的意思)，除非另外明确说明。还应该理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”、“包含”表示所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组的存在或增加。还应该理解，当提到元件被“连接”或“耦合”到另一元件时，它可以直接连接或耦合到该另一元件，也可能存在中间元件，除非另外明确说明。另外，当在本文中使用时，“连接”或“耦合”可以包括无线连接或耦合。当在本文中使用时，术语“和/或”包括一个或多个关联列出的项目的任一个和全部组合。在此公开的任何方法的步骤不必按照公开的确切顺序执行，除非另外明确说明。
附图说明
下面结合优选实施例并参考附图更充分地解释本公开，其中：
图1示出与本申请相关的无线传输系统的元件，图1a是第一实施例的发送器部件和接收器部件的框图，图1b是第二实施例的发送器部件和接收器部件的框图，图1c基于振幅[dB]与频率f[Hz]图说明天线与信号带宽之间有代表性的示意性关系，
图2涉及根据本申请的通信系统的适当均衡滤波器的执行，图2a示出天线的极点/零点图，图2b示出组合的天线和频率转换块的极点零点图，图2c示出在与等同的一阶实数极点滤波器相同的频率处添加了均衡滤波器的零点，
图3示出天线/振荡电路的例子，
图4示出例如图3中所示的感应天线/振荡电路的简化等效电学图，
图5示出图4的天线/振荡电路的传递函数(Vout/Vin)，其中Q＝20和Q＝50，图5a示出振幅与频率图，图5b示出对应相位与频率图，图5c强调在关注的频率范围内Q＝50和W＝20天线/振荡电路之间振幅的电压增益的差别，以及
图6示出根据本发明的通信系统的例子。
附图是示意性的并且为了清晰而被简化，并且它们仅示出了对理解本公开必要的细节而省略了其它细节。
本公开的进一步应用范围将从下文中给出的详细描述而变得明显。然而，应该理解的是，该详细描述和特定例子尽管表示了本公开的优选实施例，但是它们仅是以示例方式给出的，因为对本领域的技术人员来说，在本公开的精神和范围内的各种变化和修改将从本详细说明而变得明显。
具体实施方式
图1示出与本申请相关的无线传输系统的元件。
图1a是第一实施例的发送器部件和接收器部件的框图。该无线传输系统包括两个物理上分开的设备，第一设备包括发送器部件，该发送器部件包括用于将调制后的电信号发送到第二设备的接收器部件的发送器(Tx)，该接收器部件包括适合于从该发送器部件接收调制后的电信号的接收器(Rx)。发送器(Tx)包括用于发送调制后的信号的Tx天线(和调整电路)。接收器(Rx)包括用于接收发送信号的Rx天线(和调整电路)。一般假定Tx和/或Rx天线具有带宽BWant，其基本等于或小于要由Tx和Rx天线分别发送和接收的调制后的信号的调制带宽BWsig(参见图1c)。发送器和接收器部件还分别包括适合于分别补偿发送器天线和接收器天线的传递函数的均衡滤波器(滤波器)(参见图1a)。
图1b是第二实施例的发送器部件和接收器部件的框图，其中发送器和接收器部件还分别另外包括适合于将输入信号的频率范围转换成另一个频率范围的频率转换单元(分别为f-＞f’和f’-＞f，例如以混频器形式)。包括要从发送器部件发送到接收器部件的信息的信号Is被均衡滤波器(滤波器(Tx))滤波并且滤波后的信号在Tx频率转换单元(f＞f’)内被转换频率，得到的频率转换后的信号被提供给Tx天线/振荡电路，以将该信号发送到接收部件，其中(在单元Rx、f’-＞f、滤波器(Rx)中)执行相应的接受和信号处理功能，以提供接收后的信息信号Is。
如图1c中所示(其基于振幅[dB]与频率f[Hz]图示出天线和信号带宽之间有代表性的示意性关系)，为了能够一致地比较带宽度量，在本申请中假定天线带宽BWant是-3dB带宽(参见左纵轴)并且要经由在发送器和接收器部件之间建立的无线链接发送的调制后的信号的信号带宽BWsig是对应于包括(期望的)信号功率的99％的信号部件的带宽(参见右纵轴)。可以使用其它(一致的)带宽度量。优选地，在系统的中心信号频率fs左右对称地取得信号带宽BWsig(优选地，等于或接近所讨论的窄带天线的谐振频率f0)。
假定由传递函数HTx(s)描述窄带天线频率响应(参见，图1中的块Tx)，s是拉普拉斯参数。在发送器中，如果信号被传递函数为1/HTx(s)的均衡滤波器滤波(参见图1中的块滤波器(Tx))并且然后被提供给频率响应为HTx(s)的天线，那么总频率响应为(1/HTx(s))*HTx(s)＝1，并且失真被有效消除(补偿)。
相应地，在接收器中(参见图1中的块Rx)，如果信号被传递函数为HRx(s)的天线接收并且然后被传递函数为1/HRx(s)的滤波器滤波(参见图1中的块滤波器(Rx))，那么总频率响应为HRx(s)*(1/HRx(s))＝1，并且失真被有效消除(补偿)。
在天线和均衡滤波器之间发生频率转换的系统中(参见图1b的实施例中分别在发送器部件和接收器部件中的块f-＞f’和f’-＞f)，滤波器传递函数被相应改变(参见图1b的实施例中分别在发送器部件和接收器部件中的Tx和Rx滤波器块滤波器(Tx)和滤波器(Rx)的滤光器传递函数1/H’Tx(s)和1/H’Rx(s))，从而由天线引入的(移频后的信号的)失真被补偿。
在图1a和图1b中所示的实施例中，预测Tx和Rx天线块二者都具有带宽BWant，带宽BWant接近或小于要发送和接收的调制后的信号的调制带宽BWsig(即，这两个天线分别失真发送的信号和接收的信号)并且由分别在发送器和接收器中的均衡滤波器滤波器(Tx)和滤波器(Rx)执行均衡以补偿发生的失真。对Tx天线和Rx天线的失真的补偿也可以只在接收器中或只在发送器中进行。此外，只有一个天线可以是窄带天线(即，具有天线带宽BWant基本等于或小于调制带宽BWsig的特性)。
在一实施例中，天线在电学上是小的，即，它们的空间延伸远小于发送信号的波长λs(例如，10、50或100倍，或者更大或更小)。在一实施例中，发送信号的中心频率fs在MHz范围内，例如，fs＝1MHz或10MHz。在一实施例中，调制带宽BWsig相应地在kHz或MHz范围内，例如分别为100kHz或1MHz。信号频率fs为1MHz时，信号波长λs大约为300m。为860MHz时，真空波长为大约0.35m。为2.4GHz时，真空波长为大约0.12m。现有的便携式通信设备例如手持移动电话具有0.10m量级的最大外部尺寸。现有听音设备例如头戴式耳机具有0.05m量级的最大外部尺寸。现有助听器具有0.01m量级的最大外部尺寸。换句话说，设备(以及由此天线的)最大外部尺寸越小并且信号或载波频率越低，你距离正常的有效天线越远。在使用10MHz载波频率的助听器中，信号波长(30m)与最大天线尺寸(0.01m)的比例如为3000。
在一实施例中，无线链接基于系统的发送器和接收器部件中的感应线圈之间的感应耦合。调制带宽BWsig例如大于或等于天线带宽BWant。在一实施例中，Tx和/或Rx天线带宽适合于满足关系BWant＝k·BWsig，其中k小于1.25，例如小于1.0，例如小于0.75，例如小于0.5。在一实施例中，该系统适应于规定k在从0.1到1.25的范围内，例如从0.1到0.5的范围内。在一实施例中，调制或信号带宽BWsig在从50kHz到5MHz的范围内。
在一实施例中，无线传输系统的发送器和/或接收器部件包括分别可操作地耦合到发送器和接收器的信号处理单元。该信号处理单元适合于(至少)处理无线电信号(例如，包括进行所讨论的发送器和/或接收器部件的均衡和/或校准和/或微调任务(参见下面))。
无线通信系统的性能取决于天线/振荡频率传递函数和在发送器和接收器中进行的信号处理(包括用于补偿由窄带天线引入的失真的均衡滤波)之间的对应。天线块(参见例如图1中的Tx或Rx)每个包括构成天线振荡电路的天线和对应的谐振元件(参见例如图3)。在一实施例中，天线块还分别包括用于驱动Tx天线的驱动器或功率放大器(PA)和/或由于放大来自Rx天线的信号的低噪声放大器(LNA)。在一实施例中，由同一个天线实现给定设备的Tx天线和Rx天线。在一实施例中，给定设备的组合的Tx和Rx天线形成收发器单元的一部分，接收器单元包括允许在收发器的发送模式和接收模式之间切换的适当电路。在该系统的实际执行中，天线/振荡传递函数公差可以相对大，并且如果不被补偿的话可能降低系统的系统。
因此，优选地，在系统操作之前，例如在系统启动(加电)时在引导程序中校准天线/振荡频率传递函数。在一实施例中，发送器/接收器信号处理还适合于天线/振荡传递函数。
可以设想以下校准方案：
·天线/振荡频率传递函数由两个参数表征：谐振频率f0(参见图1c)和品质因数Q。
·例如利用微调电容器阵列将天线/振荡的谐振频率f0调整到希望值(优选地通过自动程序，例如在系统启动期间以及/或者根据用户请求进行)。
·发送器/接收器信号处理适合于天线/振荡的品质因数Q。还可以将Q值调整/减小到易管理的水平。
在接收或发送信号的处理中(例如，在均衡滤波器中以正确补偿由窄带天线传递函数导致的失真)使用Q因数的实际(例如，在原地测量的)值的知识。
在一实施例中，采用易管理的水平的Q是指无线通信系统被设计为能够处理的Q的水平，使得能够将发送和接收的质量保持在(例如品质度量、例如BER、例如接收的信息信号Is的)指定限度内。在一实施例中，通过插入负电阻电路来增加Q。在一实施例中，通过增加电路的损耗，例如通过在附加电阻中切换，来减小Q。在一实施例中，Q值被有意降低，以增加带宽。这可以例如是无线通信系统包括编程单元和由该编程单元编程的单元(例如，听音设备)的情况下的值，并且对于该情况相对大的传输比特率可能是有用的。在一实施例中，使这两个设备较靠近对方，以允许以可接受的质量使用增加后的传输速率。在一实施例中，在相对短的距离上，例如小于0.2m或小于0.1m或小于0.05m，建立大于1Mbit/s(或大于1.5Mbit/s)的比特率。
一般来说，天线/振荡电路可以是可由二阶或更高阶传递函数描述的任意类型。在优选实施例中，该天线可以由二阶传递函数描述。
在一实施例中，无线通信系统可以包括以下各块：
1)具有二阶传递函数和等于载波频率的谐振频率的窄带天线(参见图1中的块Tx和Rx)。在本技术领域中已知的大多数磁链接中都使用这种天线，例如参见WO2005/053179A1。
2)位于天线和均衡滤波器之间的频率转换块(混频器，模拟或数字的，参见图1b中的f-＞f’块和f’-＞f块)，例如，用于从基带转换到载波频率fc(或信号频率fs)或者反过来。
3)均衡滤波器(参见图1中的滤波器(Tx)和滤波器(Rx))。
在本发明的该方面，该思想基于天线和(任选的)频率转换块的组合频率响应近似等于DC周围区域中一阶实数极点低通滤波器的频率响应的观察。
因此，建议利用实数零点位于与组合的天线和频率转换块的(主要)实数极点相同的频率附近的一阶滤波器实现该均衡滤波器。图2中示出该原则的例子。
图2涉及根据本实施例的通信系统的适当均衡滤波器的执行，图2a示出天线的极点/零点图，图2b示出组合的天线和频率转换块的极点零点图，图2c示出在与等同的一阶实数极点滤波器相同的频率处添加了均衡滤波器的零点。
在一实施例中，窄带天线和调整(或震荡)电路(例如，图1的Tx和/或Rx天线块)可以由二阶传递函数(例如，图3中的电路)描述。在优选实施例中，根据图2中所示的原则执行无线通信系统的发送器和/或接收器部件的均衡滤波器(参见图1中的滤波器(Tx)和滤波器(Rx))。关于图1，图2a示出接收天线块(Rx)的传递函数HRx(f)的极点和零点。图2b示出接收天线(Rx)和频率转换块(f’-＞f)的传递函数HRx(f’-＞f)的极点和零点。图2c示出接收天线(Rx)、频率转换块(f’-＞f)和一阶实数零点滤波器HEq的传递函数HRx(f’-＞f)*HEq(f)的极点和零点，其中在调制带宽内传递函数HEq≈(1/HRx(f’-＞f))。
图3示出天线/振荡电路的例子。图3示出与系统电容C1、C2、C3(例如，包括寄生电容和/或人为电容，优选由位于芯片上或芯片外的人为电容支配，芯片外电容例如是SMD电容)谐振的感应天线(例如，图3中的铁氧体加载的环形天线Lant)。这种LC谐振系统可以是双平衡(如此处所示的，电容C1和C3对称地耦合到地GND)或者单平衡。图3示出包括具有电阻Rant的感应天线元件Lant(例如，环形天线)的天线/振荡电路。该天线/振荡电路可以也包括电容天线元件Cant(例如，微带天线)，在此情况下振荡电路包括感应谐振元件(例如，L1、L2、L3)。
这突出了典型的天线本身不必具有窄带宽、二阶行为等这一点。这只有在加载该天线时才可以发生，这也表明该系统的调整/校准(以使天线的特定属性适合于系统规格)是有利的。
在一实施例中，该通信系统适合于在包括发送器部件的设备和包括接收器部件的设备之间建立无线链接。在一实施例中，该无线链接是单向的。在一实施例中，该通信系统的设备可以配置成为发送器和接收器(但不是同时)。在一实施例中，该通信系统包括两个或更多个设备，每个至少包括发送器部件和/或接收器部件。在一实施例中，该通信系统包括听音设备，例如，助听器。在一实施例中，该通信系统包括用于从多个音频源接收多个音频信号并且将接收到的音频信号中选定的信号发送到听音设备的音频关口。在一实施例中，该通信系统的至少一个设备，例如所有设备，是便携式的戴在身上的设备。在一实施例中，该无线链接基于邻近天线之间的近场耦合。在一实施例中，该无线链接基于远场(辐射的)电磁信号。
图4示出例如图3中所示的感应天线/振荡电路的简化等效电学图。该电路示出包括与芯片上电容Cp谐振的电感器Lp(代表电学上小的环形天线)，Rp是该环形天线的等效并联电阻。该环形天线中的感应电压VIN经历无源电压增益，使得电容器CP上的(例如芯片上输出)电压摆幅VOUT很大(阻抗变换的结果)。输出端子例如连接到用于提供信号处理的集成电路的无线电部分(例如，包括根据本公开的均衡化和调整天线/振荡电路的电容)。
信号带宽例如取为中心频率f0的5％，即，位于从(归一化的)频率ω＝0.975到ω＝1.025(中心频率归一化为ω0＝1)。通过设定Q因数，Q＝ω0/BWant＝1/0.05＝20，使信号带宽等于天线/振荡带宽。
在图5a和5b中示出无源增益的振幅和相位响应，即传递函数(VOUT/VIN)，Q＝20。还示出Q＝50的响应，以证明增加Q因数的效果(即，使用比信号BWsig小的天线/振荡BWant)。
注意，当信号带宽等于加载天线(振荡)的-3dB带宽时，在该带上不仅有3dB振幅失真。还有+/-45度相位失真。这足以严重恶化使用鲁棒调制形式如具有低调制指数的BPSK、QPSK或FSK的通信系统的性能。当使用更先进的调制形式如8-PSK或QAM时，该失真将使链接完全无效。
在发送器和接收器二者都具有这种天线振荡电路的情况下，在关注的带内总振幅失真为6dB并且相位失真为+/-90度。该失真量使使用大多数调制形式的通信无效。这充分说明为什么传统通信系统总使用显著大于关注的信号带的天线带宽。
图5a和5b还示出将Q因数从Q＝20增加到Q＝50(对于相同的信号带宽)导致每个天线更大的振幅失真(+/-8.5dB)和相位失真(+/-68度)。显然，这种系统是无用的，除非进行如本申请中提出的某种预失真和/或失真补偿。
现在还要注意，对于所有频率，Q＝50的输出电压都大于Q＝20的输出电压。实际上，在关注的频带内该信号高出2dB和8dB之间(见图5c)。这可例如用于显著降低接收器中的电流消耗并且/或者提高通信系统的灵敏度(当然是在失真可被处理的假定下)。
除此以外，天线/振荡中的热噪声功率(未示出)也被减小50/20＝2.5倍，也就是说，该无线通信系统的灵敏度提高10*LOG(2.5)＝4dB(假定输入阶段的噪声不是主要的)。
另一个优点是只有信号电压显著增加。与载波相距一定距离的不想要的干扰信号不被放大，所以相对于想要的信号，它们已经衰减，即，有效的滤波量被提高。
换句话说，通过补偿振幅和相位失真，提供在具有电学上小天线并且天线/ 振荡带宽比信号带宽小得多的LC网络中使用高Q因数的显著益处。
这些益处可以包括：
·在接收器输入处高几个dB的信号电压＝＞较低的电流消耗和/或较好的灵敏度。
·来自天线/振荡的低几个dB的热噪声＝＞较好的灵敏度。
·较好的滤波。
图6中示出根据本申请的无线通信系统的例子。发送设备(第一设备)包括发送器部件(Tx部件)，发送器部件(Tx部件)包括频率转换、均衡和Tx天线电路(参见图1)。接收设备(第二设备)在此具有听音设备的形式，例如头戴式耳机或助听器(在此示出为助听器的耳后部分)，该接收设备包括接收部件(Rx部件)，接收部件包括Rx天线、频率转换和均衡电路(参见图1)。第一和第二设备都包括信号处理单元(SP)，该信号处理单元适合于与该设备的发送器和接收器部件通信(或者全部或部分形成发送器和接收器的一部分)。该信号处理单元可以全部或部分执行频率转换和均衡任务。优选地，信号处理单元适合于分别测量Tx和Rx天线部件的当前谐振频率f0和带宽BWant。优选地，信号处理单元(SP)还适合于能够基于对Tx和Rx天线部件的当前谐振频率f0和带宽BWant的测量修改(校准)均衡滤波器(图1中的滤波器Tx和滤波器Rx)的传递函数和天线部件(图1中的Tx、Rx)的调整，从而动态地将窄带天线引入的失真保持在最小。优选地，在预定的时间点进行校准，例如有规则地，例如以大于0.01Hz的频率，如大于0.1Hz，如大于1Hz。在一实施例中，校准频率与所讨论的设备的温度相关联(频率随着温度增加而增加)。在一实施例中，信号处理单元形成集成电路的一部分。在一实施例中，该集成电路还包括在校准Tx和Rx天线部件的谐振频率f0和带宽BWant中使用的微调电容器。第一设备可以例如是移动电话或者在通信设备(例如，移动电话)或娱乐设备和第二设备之间的中间设备(例如，音频关口)。该发送器和接收器部件适合于使得当它们处于预定的相互距离内时(由虚线箭头表示的操作距离，指的是Tx和Rx部件之间的线性路径距离)，利用要发送的信号激励Tx部件的Tx天线线圈导致与Rx部件的天线线圈的磁耦合以及接收器部件中对应的信号接收。
第一和第二设备之间的无线链接被表示为单向的，但是也可以是双向的(在此情况下，第一和第二设备分别包括发送器和接收器部件)。例如在US2005/0255843A1中描述了用于单向感应链接的协议。例如在EP1460769A1中描述了包括助听器和音频选择设备的系统的例子。例如在EP1480492A2中描述了根据标准或专有协议的助听器和关口设备之间的感应通信(即，与电磁辐射相对的基于电磁感应的通信)。无线链接可以例如承载音频信号(例如，来自娱乐设备或电话的流式音频)，例如立体声的。要发送的信号的带宽或比特率可以适合于在几百kHz(kbit/s)的量级内或者在MHz(Mbit/s)的量级内。链接的范围可以适合于在从几厘米到几十米的范围内。在优选实施例中，该范围适合于佩戴在人体上的设备发生的距离(例如，小于2米，如小于1米，如小于0.5米)。
本发明由独立权利要求的特征限定。在从属权利要求中限定了优选实施例。权利要求中的任何参考标号都不意图限定权利要求的范围。
上文中示出了一些优选实施例，但是应该强调的是，本发明不局限于此，在所附权利要求中限定的主题内可以用不同的方式体现。
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Claims (19)
1.一种无线通信系统，包括：a)第一设备，第一设备包括发送器部件，发送器部件包括Tx天线，Tx天线用于发送根据数字调制方案调制并具有信号带宽BWsig的电信号；以及b)第二设备，第二设备包括接收器部件，接收器部件包括Rx天线，Rx天线用于接收发送的电磁信号，Tx和Rx天线中的至少一个是具有天线带宽BWant的窄带天线，其中Tx和/或Rx天线带宽满足关系BWant＝k·BWsig，其中所述系统适合于提供k小于0.75，并且天线带宽BWant定义为当天线连接到所述通信系统时所加载天线的-3dB带宽，并且信号带宽BWsig定义为信号功率的99％位于其中的带宽，所述无线通信系统还包括电连接到Tx或Rx天线的至少一个补偿单元，其中补偿单元适合于补偿由Tx和/或Rx天线引入的振幅和/或相位失真。
2.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中所述数字调制方案包括数字频率或相位调制。
3.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中所述发送器和接收器部件的每一个还包括分别电连接到所述发送器和接收器部件的Tx和Rx天线的频率转换单元，所述频率转换单元适合于将输入信号的频率范围转换到另一频率范围。
4.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中以一阶滤波器实现所述补偿单元，该一阶滤波器的实数零点位于与组合的天线和频率转换块的实数极点相同的频率附近。
5.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中所述窄带天线可以由二阶传递函数和等于所发送的无线信号的信号频率的谐振频率来描述。
6.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中k小于或等于1.0。
7.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中所述发送器和接收器部件适合于基于所述发送Tx和接收Rx天线之间的感应耦合实施无线链接。
8.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中所述窄带天线中的至少一个是电学上的小天线。
9.根据权利要求1所述的无线通信系统，适合于提供将所述Tx和/或Rx天线的谐振频率f0调整到预定谐振频率范围内的期望值。
10.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中所述数字调制方案是从下列组中选择，包括：幅移键控(ASK)，频移键控(FSK)，相移键控(PSK)和正交振幅调制(QAM)。
11.根据权利要求9所述的无线通信系统，其中所述发送器和/或接收器部件包括用于调整所述谐振频率的多个微调电容器。
12.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中所述第一和第二设备的每一个包括发送器部件以及接收器部件，发送器部件包括Tx天线，Tx天线用于发送根据数字调制方案调制并具有信号带宽BWsig的电信号，接收器部件包括Rx天线，Rx天线用于接收发送的电磁信号，Tx和Rx天线中的至少一个是具有天线带宽BWant的窄带天线。
13.一种操作无线通信系统的方法，该系统包括：
a)第一设备，第一设备包括发送器部件，发送器部件包括Tx天线，Tx天线用于发送根据数字调制方案调制并具有信号带宽BWsig的电信号；
b)第二设备，第二设备包括接收器部件，接收器部件包括Rx天线，Rx天线用于接收发送的电磁信号；
该方法包括：
A)提供所述Tx和Rx天线中的至少一个是具有天线带宽BWant的窄带天线，其中Tx和/或Rx天线带宽满足关系BWant＝k·BWsig；
B)提供k小于0.75，
其中天线带宽BWant定义为当加载的天线连接到所述通信系统时该加载的天线的-3dB带宽，并且信号带宽BWsig定义为信号功率的99％位于其中的带宽，以及
C)提供以补偿所述窄带天线的振幅和/或相位失真的方式处理的发送和/或接收的电磁信号，并且其中根据数字调制方案调制电信号。
14.根据权利要求13所述的方法，包括在所述无线通信系统的操作期间校准所述窄带天线和调整电路频率传递函数。
15.根据权利要求13所述的方法，其中Tx和Rx天线频率传递函数的每一个由1)谐振频率f0和2)品质因数Q二个参数表征，该方法包括：
a.将谐振频率f0调整到期望值；以及
b.使对所述窄带天线的振幅和/或相位失真的补偿适应于各自的Tx或Rx天线的品质因数。
16.根据要求13中所述的方法，其中所述数字调制方案包括数字频率或相位调制。
17.根据要求13中所述的方法，其中所述数字调制方案是从下列组中选择，包括：幅移键控(ASK)，频移键控(FSK)，相移键控(PSK)和正交振幅调制(QAM)。
18.根据权利要求15所述的方法，还包括将Q值调整到适当水平，所述无线通信系统被设计为易于操作，以使发送和接收质量能够保持在指定限度内。
19.根据权利要求15所述的方法，包括在所述系统的启动期间和/或在预定的时间点和/或根据用户的请求执行的自动程序中，使信号处理适应于所述天线和调整电路的品质因数Q，所述信号处理包括均衡化以补偿窄带天线的失真。
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