CN108141290B - 接收设备和方法、发送设备和方法以及通信系统 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种接收设备和方法、发送设备和方法以及通信系统，可以减少类似脉冲的噪声。将来自一个接收电极的信号x(n)输入到可变增益放大器和振幅控制电路。可变增益放大器放大来自一个接收电极的信号x(n)并且将放大信号y(n)输出至差分放大器。当接收来自另一个接收电极的信号d(n)和来自可变增益放大器的信号y(n)的输入时，差分放大器输出差分信号e(n)。通过使用来自一个接收电极的信号x(n)和来自差分放大器的输出信号的振幅，放大器控制电路根据用于设置可变增益放大器的增益w(n)的算法控制输入振幅。例如，本公开可以应用于电场通信，其中，当空气或人体用作传输介质时通过环境电场的变化执行通信。
Description
技术领域
本公开涉及一种接收设备和方法、发送设备和方法以及通信系统，并且更具体地，涉及一种能够减少脉冲噪声的接收设备和方法、发送设备和方法以及通信系统。
背景技术
电场通信是与使用电磁波的无线通信不同的使用电场变化的通信方案。如在专利文献1中公开的，发送器根据期望发送的数据通过引起待施加于发送电极的电压改变而引起外围电场改变，并且接收器从在接收电极之间发生的电位差变化中检测其外围电场的变化并且估计发送数据。
作为该通信方案的标准化标准，存在ISO/IEC 17982闭合电容耦合通信物理层版本1和IEEE 802.15.6人体通信。信号格式等是不同的，但是发送原理与上述方法相似。
在这两个标准中，发送信号频带的范围为从接近直流至几十兆赫(MHz)。另一方面，发送距离至多为大约1至2m。换言之，因为发送距离相对于发送信号的波长非常短，所以其称为近场发送。利用这一事实，尽管发送距离短，例如，一种应用，即如在IEEE 802.15.6附件D中公开的，如果人体与发送电极和接收电极接触，根据信号使人体带电，并且考虑将人体用作传送介质的信号发送。
发送信号频带中存在许多噪声源。噪声源的实例包括50/60Hz商用动力源、荧光灯、LCD显示器、开关电源、其他数字电路等等。噪声干扰电场通信并且降低通信质量。已提出将宽频带滤波器和低频带滤波器安装在接收电路中以便减少干扰的技术。
然而，尽管安装了宽频带滤波器和低频带滤波器，但这对于可行频带限制是有限的。这是因为频带限制同时使信号波形失真，引起符号间干扰，并且引起码传输差错。
另一方面，信号频带中还将包括噪声谱的可能性高。具体地，在现有的电场通信系统安装在数字设备(诸如，多功能移动电话)的情况下，由于多功能移动电话的LCD显示器和其他数字电路距离极其近，因此在LCD显示器和其他数字电路中产生的噪声的干扰电平很高并且对电场通信的质量有很大的影响。
作为减少噪声的建议，可以在接收电路中使用差分放大器。在噪声混合到在共模中接地的差分放大器电路的情况下，由于噪声具有相同的相位和相同的幅度，预期在差分放大器的输出中不会出现噪声。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP 4501073B
发明内容
技术问题
然而，在使一个接收电极与人体接触以检测到人体附近的电场信号的情况下，与另一电极的噪声信号电平y(n)相比较，输入到电极中的噪声信号电平d(n)显著地改变。因此，由于输入到差分放大器的噪声没有相同的相位和相同的振幅，并且保持E[dj 2]>E[yj 2]，因此在差分放大器输出中出现大噪声，并且因此通信质量下降。
本公开是鉴于上述情况而做出的，并且希望能够减少脉冲噪声。
解决问题的技术方案
根据本技术的第一方面的接收设备，包括：一对接收电极，被配置为接收通过发送设备改变的外围电场的信号，发送设备被配置为引起待施加于一对发送电极的电压改变并且发送数据；可变增益放大器，被配置为放大来自接收电极中的一个的信号；差分放大器，被配置为输出来自另一个接收电极的信号与来自可变增益放大器的信号之间的差；以及增益控制单元，被配置为根据来自差分放大器的输出信号的振幅和来自另一接收电极的信号的振幅控制可变增益放大器的增益。
增益控制单元可以根据通信在不存在信号的间隔中控制可变增益放大器的增益。
增益控制单元可以在执行通信之前根据通信在不存在信号的间隔中控制可变增益放大器的增益。
增益控制单元可以包括积分器。
增益控制单元可以通过信号处理控制可变增益放大器的增益。
在一对接收电极中的一个靠近或与一对发送电极中的一个和人体紧密接触的状态中，一对接收电极中的一个可接收通过发送设备改变的外围电场的信号。
在一对接收电极靠近一对发送电极的状态中，这对接收电极可接收通过发送设备改变的外围电场的信号。
根据本技术的第一方面的接收方法，包括：由一对接收电极接收通过发送设备改变的外围电场的信号，发送设备被配置为引起待施加于一对发送电极的电压改变并且发送数据；由可变增益放大器放大来自接收电极中的一个的信号；由差分放大器，输出来自其他接收电极的信号与来自可变增益放大器的信号之间的差；以及由增益控制单元根据来自差分放大器的输出信号的振幅和来自其他接收电极的信号的振幅控制可变增益放大器的增益。
根据本技术的第二方面的一种发送设备，包括：一对发送电极，被配置为引起外围电场改变，外围电场使得接收设备的一对接收电极能够接收信号，接收设备包括一对接收电极，被配置为接收外围电场的信号，可变增益放大器，被配置为放大来自接收电极中的一个的信号，差分放大器，被配置为输出来自另一个接收电极的信号与来自可变增益放大器的信号之间的差；以及增益控制单元，被配置为根据来自差分放大器的输出信号的振幅和来自另一个接收电极的信号的振幅控制可变增益放大器的增益；以及发送器，被配置为引起待施加于一对发送电极的电压改变并且发送数据。
一对发送电极中的一个可引起外围电场改变，在一对发送电极中的一个靠近或与一对接收电极中的一个和人体紧密接触的状态中，外围电场使得一对接收电极能够接收信号。
一对发送电极可引起外围电场改变，在一对发送电极靠近一对接收电极的状态中，外围电场使得一对接收电极能够接收信号。
根据本技术的第二方面的发送方法，包括：由一对发送电极引起外围电场改变，外围电场使得接收设备的一对接收电极能够接收信号，接收设备包括一对接收电极，被配置为接收外围电场的信号，可变增益放大器，被配置为放大来自接收电极中的一个的信号，差分放大器，被配置为输出来自另一个接收电极的信号与来自可变增益放大器的信号之间的差；以及增益控制单元，被配置为根据来自差分放大器的输出信号的振幅和来自另一个接收电极的信号的振幅控制可变增益放大器的增益；以及由发送器引起待施加于一对发送电极的电压改变并且发送数据。
根据本技术的第三方面的通信系统，包括：发送设备，包括一对发送电极，以及发送器，被配置为引起待施加于一对发送电极的电压改变并且发送数据；以及接收设备，包括一对接收电极，被配置为接收通过发送设备改变的外围电场的信号，可变增益放大器，被配置为放大来自接收电极中的一个的信号，差分放大器，被配置为输出来自另一个接收电极的信号与来自可变增益放大器的信号之间的差；以及增益控制单元，被配置为根据来自差分放大器的输出信号的振幅和来自另一个接收电极的信号的振幅控制可变增益放大器的增益。
在本技术的第一方面中，由一对接收电极接收通过发送设备改变的外围电场的信号，发送设备被配置为引起待施加于一对发送电极的电压改变并且发送数据，由可变增益放大器放大接收电极中的一个的信号，由差分放大器输出其他接收电极的信号与来自可变增益放大器的信号之间的差，并且由增益控制单元根据来自差分放大器的输出信号的振幅和来自另一个接收电极的信号的振幅控制可变增益放大器的增益。
在本技术的第二方面中，由一对发送电极改变外围电场，外围电场使得接收设备的一对接收电极能够接收信号，接收设备包括一对接收电极，被配置为接收外围电场的信号；可变增益放大器，被配置为放大来自接收电极中的一个的信号；差分放大器，被配置为输出来自另一接收电极的信号与来自可变增益放大器的信号之间的差；以及增益控制单元，被配置为根据来自差分放大器的输出信号的振幅和来自另一接收电极的信号的振幅控制可变增益放大器的增益；并且引起待施加于一对发送电极的电压改变并且通过发送器发送数据。
在本技术的第三方面中，由一对发送电极改变外围电场，并且引起待施加于这对发送电极的电压改变并且由发送器发送数据。此外，由一对接收电极接收改变的外围电场的信号，由可变增益放大器放大来自接收电极中的一个的信号，由差分放大器输出来自其他接收电极的信号与来自可变增益放大器的信号之间的差，并且由增益控制单元根据来自差分放大器的输出信号的振幅和来自其他接收电极的信号的振幅控制可变增益放大器的增益。
发明的有益效果
根据本技术，可以减少脉冲噪声。
此外，在本说明书中描述的效果仅仅是示例性的，并且本技术的效果不限于在本说明书中描述的效果并且可具有附加效果。
附图说明
[图1]是电场通信系统的示意性配置实例。
[图2]是示出图1的接收设备的配置实例的框图。
[图3]是描述使用人体的情况下的电场通信的示图。
[图4]是示出应用本技术的电场通信系统的实例的示图。
[图5]是示出图4的接收设备的配置实例的框图。
[图6]是示出图5的振幅控制电路的配置实例的框图。
[图7]是描述无信号间隔的示图。
[图8]是描述发送设备的过程的流程图。
[图9]是描述接收设备的过程的流程图。
[图10]是示出个人计算机的配置实例的框图。
具体实施方式
在下文中，将描述执行本公开的模式(以下简称“实施方式”)。
<电场通信系统的示意性配置实例>
图1是示出电场通信系统的示意性配置实例的示图。
在图1的实例中，电场通信系统11包括发送设备21、接收设备22、以及人体23。发送设备21包括成对的两个电极的发送电极31-1和31-2。接收设备22包括成对的两个电极的接收电极32-1和32-2。在图1的实例中，人体23用作导体或电介质(dielectric)。
电场通信是与使用电磁波的无线通信不同的使用电场变化的通信方案。如图1所示，发送设备21根据待发送的数据通过引起待施加于发送电极31-1和31-2的电压改变而引起外围电场改变，从而形成由“p”指示的交替(极性切换)偶极。根据电场使人体23带电。接收设备22从两个接收电极32-1和32-2之间产生的电压V(电位差变化)中检测外围电场的变化并且估计已发送数据。
“p”是交替偶极矢量并且表示加减切换的偶极是强还是弱。
作为该通信方案的标准化标准，存在ISO/IEC 17982闭合电容耦合通信物理层版本1和IEEE 802.15.6人体通信。信号格式等是不同的，但是发送原理与上述方法相似。在这两个标准中，发送信号频带的范围为从接近直流至几十兆赫(MHz)。另一方面，发送距离至多为大约1至2m。换言之，因为发送距离相对于发送信号的波长非常短，所以其称为近场发送。
换言之，在距离短至大约10cm的情况下，可以不用特定传送介质检测外围电场的变化，并且在图1的实例中，示出了发送距离短的实例，但是例如，如在IEEE 802.15.6附件D中公开的，人体23用作传送介质。此外，在图1的实例中，示出了发送电极31-2和接收电极32-2与人体23接触。
在图1的实例中，通过使发送电极31-2和接收电极32-2与人体23接触使人体23带电，并且生成电场Eb。因此，接收设备22从在两个接收电极32-1与32-2之间产生的电压V(电位差变化)中检测人体23的电场变化并且估计已发送数据。
发送信号频带中存在许多噪声源。噪声源的实例包括50/60Hz商用电源、荧光灯、LCD显示器、开关电源、其他数字电路等等。噪声包括电场和磁场。如图1所示，由于与信号的电场Eb一起接收噪声的电场Es，电场通信被干扰，从而导致通信质量下降。已提出将宽频带滤波器和低频带滤波器安装在接收电路中以便减少干扰的技术。
然而，在电场通信中，尽管安装了宽频带滤波器和低频带滤波器对于可行频带限制还是有限的。这是因为频带限制同时使信号波形失真，引起符号间干扰，并且引起码传输差错。另一方面，信号频带中还将包括噪声谱的可能性高。具体地，在本电场通信系统安装在数字设备(诸如，多功能移动电话)的情况下，由于多功能移动电话的LCD显示器和其他数字电路距离极其近，因此在LCD显示器和其他数字电路中产生的噪声的干扰电平很高并且对电场通信的质量有很大的影响。
作为减少噪声的建议，如图2所示，可以在接收设备22中使用差分放大器41。在图2的实例中，接收设备22包括差分放大器41和确定器42。差分放大器41接收来自接收电极32-1的信号电平d(n)和来自接收电极32-2的信号电平y(n)(＝d’(n))的输入并且将对应于差分放大器41与电路接地(GND)之间发生的电位差中的差的信号电平e(n)输出到确定器42。确定器42将输入信号的电压与预定阈值进行比较，并且根据结果输出1或0作为接收数据。例如，在输入信号的电压超过阈值的情况下，输出1，并且在电压小于阈值的情况下，输出0。
在该建议中，在噪声混合到共模中的电路接地(GND)的情况下，由于噪声具有相同的相位和相同的幅度，预期在差分放大器的输出中不会出现噪声。
然而，考虑使一个接收电极与人体接触以检测人体附近的电场信号的情况。
例如，图3的A示出将噪声从接收电极32-1和32-2输入到具有相同相位的差分放大器41的实例。图3的B示出使接收电极与人体接触的实例。如在图3的B中示出的，在使一个接收电极(例如，接收电极32-1)与人体(手指23A)接触的情况下，与输入至其他电极的噪声信号电平y(n)相比，输入至电极的噪声信号电平d(n)发生极大的改变。
因此，由于输入到差分放大器41的噪声没有相同的相位和相同的振幅，并且保持E[dj 2]>E[yj 2]，因此在差分放大器输出中出现大噪声，并且因此通信质量下降。
<本技术的电场通信系统的配置实例>
图4是示出应用本技术的电场通信系统的配置实例的框图。此外，对应于图1的实例中的那些部分的部分用相应的参考标号指示。在图4的实例中，示出了人体23用作介质的实例，但是如果距离短至大约10cm，可以在不用特定传送介质(诸如，人体23)的情况下检测外围电场中的变化。
在图4的实例中，电场通信系统101包括包含一对发送电极31-1和31-2的发送设备21，包含一对接收电极32-1和32-2的接收设备111，以及人体23。此外，在图4的实例中，示出了发送电极31-2和接收电极32-2与人体23接触的实例。此外，例如，发送设备21和接收设备111被配置为便携式的或者可佩带在臂、脖子上等。可替换地，发送设备21和接收设备111被配置为用脚(诸如，垫)推动。
发送设备21包括发送驱动器121。发送驱动器121施加与发送电极31-1和31-2之间的输入的发送数据对应的电压。向其施加电压的发送电极31-1和31-2在周围空间和人体23上形成电场。
由于在接收电极32-1和32-2附近产生的电场，在接收电极32-1和32-2之间出现电位差。接收设备111放大来自一个电极(在图4的实例中，与人体23接触的接收电极32-2)的信号，并且输出结果与来自另一电极(在图4的实例中，接收电极32-1)的信号之间的差。此外，接收设备111设置放大器的增益，该放大器使用输出差和一个信号来放大该一个信号。
接收设备111进一步将输出差(输入信号)的电压与预定阈值进行比较，并且根据结果输出1或0作为接收数据。例如，在输入信号的电压超过阈值的情况下，输出1，并且在电压小于阈值的情况下，输出0。
图5是示出了接收设备的配置实施例的框图。
接收设备111与图2的接收设备22的相似之处在于其包括接收电极32-1和32-2、差分放大器41以及确定器42。接收设备111与图2的接收设备22的不同之处在于增加了振幅控制电路131和可变增益放大器132。
换言之，将来自接收电极32-2的信号x(n)输入至可变增益放大器132和振幅控制电路131。振幅控制电路131使用数字信号处理算法控制输入振幅(数字信号处理算法使用来自接收电极32-2的信号x(n)来设置可变增益放大器132的增益w(n))并控制来自差分放大器41的输出信号振幅。下面将描述将最小均方(LMS)用作数字信号处理算法的实例。
可变增益放大器132放大来自与人体23接触的接收电极32-2的信号x(n)并且将放大信号y(n)输出到差分放大器41。差分放大器41接收来自接收电极32-1的信号d(n)和来自可变增益放大器132的信号y(n)的输入，并且将差分信号e(n)输出到确定器42。
为了简化起见，首先考虑离散时间(n)。设置从发送设备21不发送信号的无信号间隔。这时，接收电极中仅出现噪声。这时，差分放大器41将对应于在两个接收电极中的每一个与电路接地(GND)之间产生的电位差中的差的信号e(n)输出至确定器42。通过以下公式(1)表示e(n)。
[数学式1]
e(n)＝d(n)-y(n)＝d(n)-wTx(n)…(1)
这里，w和x是矢量，w(n)是n维权重系数，以及x(n)是n维噪声电压。
此外，e(n)表示差分放大器41的输出电压，d(n)表示来自接收电极32-1的电压，以及y(n)表示通过可变增益放大器132放大接收电极32-2的电压获得的电压。
在此，消除了d(n)的噪声分量，即，通过调整可变增益放大器132的权重系数来减小y(n)。通过以下公式(2)指示噪声去除的指数J。
[数学式2]
J＝E[e(n)2]＝E[(d(n)-WTx(n))2]＝E[d(n)2]-2pTw+wTRw
···(2)
这里，p＝E[d(n)x(n)]、R＝E[x(n)x(n)T]、以及E[]是统计平均值。由于公式(2)是相对于w的二次型，当
时获得最优解。此外，p是矢量，R是矩阵。
换言之，
[数学式3]
w＝R-1 p…(3)
通过重复以下公式(4)获得最优解。
[数学式4]
w(n+1)＝w(n)+2μe(n)×(n)…(4)
在本实施方式中，w(n)和x(n)两者是一维的。因此，获得以下公式(5)。
[数学式5]
w(n+1)＝w(n)+2μe(n)×(n)…(5)
将以上公式(5)转换为连续时间系统。通过以下公式(6)表示公式(5)的z变换。
[数学式6]
zW(z)＝W(z)+2μE(z)X(z)…(6)
上面已描述了LMS算法。在此，z区域与s区域之间的关系是z＝esT，并且因此得出以下公式(7)。
[数学式7]
esTW(esT)＝W(esT)+2μE(esT)X(esT)…(7)
此外，可以写成esT＝1+Ts+(Ts)2/2！+(Ts)3/3！+…＝1+Ts,(T→0)，并且因此得出以下公式(8)。
[数学式8]
如果通过执行拉普拉斯逆变换将公式(8)变换成时间t的形式，得出以下公式(9)。
[数学式9]
将上述操作用作算法。具体地，使用积分器。如上所述，可以根据差分放大器41的输出的信号幅度，通过控制振幅控制电路131减小差分放大器41的输出的噪声信号(由输入到两个接收电极的相同的相位噪声信号输入引起)振幅(具体地，使得信号幅度最小化)。
此外，在以上说明中，已描述了连续时间系统的最小均方(LMS)算法作为实例。此外，在本技术中，算法不限于该实例。此外，离散时间系统的实现也是可能的。
图6是示出了振幅控制电路131包括积分器作为LMS算法的实施示例的实例的示图。
振幅控制电路131包括乘法器141、积分器142以及放大器143。
乘法器141将来自接收电极32-2的信号x(n)与来自差分放大器41的输出信号振幅和e(n)振幅相乘，并且将相乘结果输出至积分器142。积分器142对通过乘法器141获得的相乘结果进行积分并且将积分结果输出至放大器143。放大器143提供权重系数w权重系数是使用可变增益放大器132的系数k放大积分值的结果。
此外，还存在确定算法的操作时间为非传输间隔的方法。例如，在ISO/IEC 17982系统的情况下，如图7所示定义时间分割槽(TDS)(time division slots)和时间段。
一个时间段中有8个TDS。如果假定将一个TDS分配给一个传输/接收对，在不存在其他通信设备的情况下，剩余七个TDS间隔变成无信号状态。换言之，根据标准，间歇性地发送传输信号。
在这方面，例如，在执行通信之前紧挨在信号间隔执行本技术的信号处理(算法)，并且因此在通信状态下在可变增益放大器中设置最优增益。噪声的状态不仅取决于接收电极32-1和接收电极32-2的布置而且还取决于与人体的接触情况。因此，由于情形被认为随着时间而改变，因此其适于如上所述在执行通信之前紧挨在信号间隔操作本技术的处理。
<本技术的电场通信系统的处理实例>
接下来，将参照图8的流程图描述发送设备21的过程。
在步骤S51中，发送驱动器121接收传输数据的输入，并且在步骤S52中，发送驱动器121施加对应于发送电极31-1和31-2之间的输入传输数据的电压。
向其施加电压的发送电极31-1和31-2在周围空间和人体23上形成电场。
在步骤S53中，发送驱动器121确定输入传输数据是否为最后的数据(last data，最新数据)。在步骤S53中确定输入传输数据不是最后的数据的情况下，过程返回至步骤S51，并且重复后续过程。
在步骤S53中确定输入传输数据是最后的数据的情况下，发送设备21的过程结束。
接下来，将参照图9的流程图描述接收设备22的过程。
由于在接收电极32-1和32-2附近生成的电场，在接收电极32-1和32-2之间生成电位差。
在步骤S101中，可变增益放大器132放大来自一个信号(接收电极32-2)的信号x(n)并且将放大信号y(n)输出至差分放大器41。还将另一信号(来自接收电极32-1的信号d(n))输入至可变增益放大器132。
在步骤S102中，差分放大器41将来自接收电极32-1的信号d(n)与通过可变增益放大器132放大的信号y(n)的差输出至确定器42和振幅控制电路131。
在步骤S103中，振幅控制电路131确定当前TDS间隔是否是无信号间隔。在步骤S103中确定当前TDS间隔是无信号间隔的情况下，过程进行至步骤S104。在步骤S104中，振幅控制电路131设置可变增益放大器132的增益。
在步骤S103中确定当前TDS间隔不是无信号间隔的情况下，跳过步骤S104，并且过程进行至步骤S105。
在步骤S105中，确定器42将输入信号的电压与预定阈值进行比较，并且根据结果输出1或0作为输出数据。例如，在输入信号的电压超过阈值的情况下，输出1，并且在电压小于阈值的情况下，输出0。
在步骤S106中，可变增益放大器132确定来自接收电极32-2的信号(数据)是否是最后的数据。在步骤S106中确定来自接收电极32-2的信号(数据)不是最后的数据的情况下，过程返回至步骤S101，并且重复后续过程。在步骤S106中确定来自接收电极32-2的信号(数据)不是最后的数据的情况下，接收设备的过程结束。
如上所述，根据本技术，由于设置可变增益放大器的增益，可以减少通过低频带滤波器、高频带滤波器等不能减少的脉冲噪声。
因此，可以改善通信质量。由于可能安装电场通信系统的电子设备(诸如，多功能移动电话)生成大量脉冲噪声，因此可以获得强烈的效果。
具体地，可以减少脉冲噪声对电场通信系统的接收设备的影响。具体地，可以防止期望信号信息流失和由放大器或脉冲噪声后面的AGC电路的饱和引起的信号强度劣化。
根据本技术，由于具有宽频带的脉冲噪声减少，因此可以增大传输信号的频带。因此，可以增大电场通信的速度。
此外，获得电场电信技术中电极排列的自由度。通常，优选的是，执行电场通信中的电极排列使得获得电场通信的性能，但是另一方面必须满足产品设计的限制条件，例如，设计或其他部件排列并且电极不需要必需放置在脉冲噪声低的位置。
根据本技术，由于这种脉冲噪声可以减少，设计自由度增大。
<个人计算机>
可通过硬件或通过软件来执行上述一系列处理。在这系列处理由软件执行的情况下，构成软件的程序安装在计算机中。在此，计算机的实例包括结合在专用硬件和根据各种类型的安装程序能够执行各种类型的功能的通用个人计算机中的计算机。
图10是示出了根据程序执行一系列上述过程的个人计算机的硬件的配置实例的框图。
在个人计算机500中，中央处理单元(CPU)501、只读存储器(ROM)502和随机存取存储器(RAM)503经由总线504彼此连接。
输入/输出接口505进一步连接至总线504。输入单元506、输出单元507、存储单元508、通信单元509和驱动器510连接到输入/输出接口505。
输入单元506包括键盘、鼠标、麦克风等。输出单元507包括显示器、扬声器等。存储单元508包括硬盘、非易失性存储器等。通信单元509包括网络接口等。驱动器510驱动可移动介质511，例如，磁盘、光盘、磁光盘或半导体存储器。
例如，在如上所述配置的个人计算机500中，CPU 501将存储到存储单元508中的程序经由输入/输出接口505和总线504装载到RAM 503上并且执行程序。因此，执行上述一系列处理。
通过计算机(CPU 501)执行的程序可以记录在可移除介质511中并且提供。例如，可移除介质511是包含磁盘(包含软磁盘)、光盘(光盘只读存储器(CD-ROM)、数字通用光盘(DVD)等)、磁光盘、半导体存储器等的封装介质。而且，可替换地，通过有线/无线传输介质(例如，局域网、互联网或数字卫星广播)，可提供该程序。
在计算机中，可以将可移除介质511加载到驱动器510中，并且可以经由输入/输出接口505将程序安装到存储单元508中。此外，该程序可经由有线或者无线传输介质被通信单元509接收并且可安装在存储单元508中。此外，程序可以提前安装在ROM 502或记录单元508中。
应注意，通过计算机执行的程序可以是以在本说明书中描述的顺序的时间顺序执行处理的程序或者可以是并行或在需要的定时(诸如，在处理被调用时)执行处理的程序。
此外，在本说明书中，写入要被记录在记录介质中的程序的步骤不是必需以与步骤的顺序一致的时间序列进行，而是可以包括平行进行的或单独进行的处理。
此外，在本说明书中，“系统”涉及包括多个设备的整个设备。
本公开的实施方式不限于上述的实施方式，并且在不脱离本公开的范围的情况下，可以做出各种改变和修改。
此外，以上描述为单个设备(或处理单元)的要素可以隔开并且被配置作为多个设备(或处理单元)。相反，以上描述为多个设备(或处理单元)的要素可以被集中配置为单个设备(或处理单元)。此外，除上述那些以外的要素可以被添加到每个设备(或处理单元)。此外，一部分给定设备(或处理单元)的要素可以包括在另一个设备(或另一个处理单元)的要素中，只要整体来看系统的配置或操作基本上相同即可。换言之，本公开的实施方式不限于上述的实施方式，并且在不脱离本公开的范围的情况下，可以做出各种改变和修改。
以上参考附图对本公开的优选实施方式进行了说明，但是当然，本公开并不限于上述实例。在所附权利要求的范围内，本领域技术人员可以找到各种变化和修改，并且应该了解，它们将自然处于本发明的技术范围内。
此外，还可以如下配置本技术。
(1)一种接收设备，包括：
一对接收电极，配置为接收通过发送设备改变的外围电场的信号，所述发送设备配置为引起待施加于一对发送电极的电压改变并且发送数据；
可变增益放大器，配置为放大来自所述接收电极中的一个接收电极的信号；
差分放大器，配置为输出来自所述接收电极中的另一个接收电极的信号与来自所述可变增益放大器的信号之间的差；以及
增益控制单元，配置为根据来自所述差分放大器的输出信号的振幅和来自所述接收电极中的另一个接收电极的信号的振幅来控制所述可变增益放大器的增益。
(2)根据(1)所述的接收设备，
其中，增益控制单元根据通信在不存在信号的间隔中控制可变增益放大器的增益。
(3)根据(1)或(2)所述的接收设备，
其中，增益控制单元在执行通信之前根据通信在不存在信号的间隔中控制可变增益放大器的增益。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的接收设备，
其中，增益控制单元包括积分器。
(5)根据(1)至(3)中任一项所述的接收设备，
其中，增益控制单元通过信号处理控制可变增益放大器的增益。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的接收设备，
其中，增益控制单元控制可变增益放大器的增益使得来自差分放大器的输出信号的振幅最小化。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的接收设备，
其中，在一对所述接收电极中的一个接收电极靠近一对所述发送电极中的一个发送电极和人体或与一对所述发送电极中的一个发送电极和人体紧密接触的状态中，一对所述接收电极中的一个接收电极接收通过所述发送设备改变的所述外围电场的信号。
(8)根据(1)至(6)中任一项所述的接收设备，
其中，在一对所述接收电极靠近一对所述发送电极的状态中，一对所述接收电极接收通过所述发送设备改变的所述外围电场的信号。
(9)一种接收方法，包括：
由一对接收电极接收通过发送设备改变的外围电场的信号，所述发送设备配置为引起待施加于一对发送电极的电压改变并且发送数据；
由可变增益放大器放大来自所述接收电极中的一个接收电极的信号；
由差分放大器输出来自所述接收电极中的另一个接收电极的信号与来自所述可变增益放大器的信号之间的差；以及
由增益控制单元根据来自所述差分放大器的输出信号的振幅和来自所述接收电极中的另一个接收电极的信号的振幅来控制所述可变增益放大器的增益。
(10)一种发送设备，包括：
一对发送电极，配置为引起外围电场改变，所述外围电场使得接收设备的一对接收电极能够接收信号，所述接收设备包括：
一对所述接收电极，配置为接收所述外围电场的信号，
可变增益放大器，配置为放大来自所述接收电极中的一个接收电极的信号，
差分放大器，配置为输出来自所述接收电极中的另一个接收电极的信号与来自所述可变增益放大器的信号之间的差；以及
增益控制单元，配置为根据来自所述差分放大器的输出信号的振幅和来自所述接收电极中另一个接收电极的信号的振幅来控制所述可变增益放大器的增益；以及
发送器，配置为引起待施加于一对所述发送电极的电压改变并且发送数据。
(11)根据(10)所述的发送设备，
其中，一对所述发送电极中的一个发送电极引起所述外围电场改变，在一对所述发送电极中的一个发送电极靠近一对所述接收电极中的一个接收电极和人体或与一对所述接收电极中的一个接收电极和人体紧密接触的状态中，所述外围电场使得一对所述接收电极能够接收信号。
(12)根据(10)所述的发送设备，
其中，一对所述发送电极引起所述外围电场改变，在一对所述发送电极靠近一对所述接收电极的状态中，所述外围电场使得一对所述接收电极能够接收信号。
(13)一种发送方法，包括：
由一对发送电极引起外围电场改变，所述外围电场使得接收设备的一对接收电极能够接收信号，所述接收设备包括：
一对所述接收电极，配置为接收所述外围电场的信号，
可变增益放大器，配置为放大来自所述接收电极中的一个接收电极的信号，
差分放大器，配置为输出来自所述接收电极中的另一个接收电极的信号与来自所述可变增益放大器的信号之间的差；以及
增益控制单元，配置为根据来自所述差分放大器的输出信号的振幅和来自所述接收电极中的另一个接收电极的信号的振幅来控制所述可变增益放大器的增益；以及
由发送器引起待施加于一对所述发送电极的电压改变并且发送数据。
(14)一种通信系统，包括：
发送设备，包括：
一对发送电极，以及
发送器，配置为引起待施加于一对所述发送电极的电压改变并且发送数据；以及
接收设备，包括：
一对接收电极，配置为接收通过所述发送设备改变的外围电场的信号，
可变增益放大器，配置为放大来自所述接收电极中的一个接收电极的信号，
差分放大器，配置为输出来自所述接收电极中的另一个接收电极的信号与来自所述可变增益放大器的信号之间的差；以及
增益控制单元，配置为根据来自所述差分放大器的输出信号的振幅和来自所述接收电极中的另一个接收电极的信号的振幅来控制所述可变增益放大器的增益。
参考符号列表
11电场通信系统；21发送设备；22接收设备；23人体；31-1、31-2发送电极；32-1、32-2接收电极；41差分放大器；42确定器；101电场通信系统；111接收设备；121发送驱动器；131振幅控制电路；132可变增益放大器；141乘法器；142积分器；143放大器。
Claims (13)
1.一种接收设备，包括：
一对接收电极，配置为接收通过发送设备改变的外围电场的信号，所述发送设备配置为引起待施加于一对发送电极的电压改变并且发送数据；
可变增益放大器，配置为放大来自一对所述接收电极中的一个接收电极的信号；
差分放大器，配置为基于来自一对所述接收电极中的另一个接收电极的信号与来自所述可变增益放大器的信号之间的差输出差分信号；以及
增益控制单元，配置为根据来自所述差分放大器的输出信号的振幅和来自一对所述接收电极中的所述一个接收电极的信号的振幅来控制所述可变增益放大器的增益，并且
所述增益控制单元接收来自一对所述接收电极中的一个接收电极的信号；
其中，所述增益控制单元包括：
乘法器，配置为将所述差分信号的振幅与接收到的来自一对所述接收电极中的一个接收电极的信号的振幅相乘，以获取相乘结果，
积分器，配置为对通过所述乘法器获得的所述相乘结果进行积分以获取积分结果，以及
特定放大器，配置为对所述积分结果进行放大以获取权重系数，并且基于所述权重系数来控制可变增益放大器的增益。
2.根据权利要求1所述的接收设备，
其中，所述增益控制单元根据通信而在不存在信号的间隔中控制所述可变增益放大器的增益。
3.根据权利要求2所述的接收设备，
其中，所述增益控制单元在执行通信之前根据通信而在不存在信号的间隔中控制所述可变增益放大器的增益。
4.根据权利要求1所述的接收设备，
其中，所述增益控制单元通过信号处理来控制所述可变增益放大器的增益。
5.根据权利要求1所述的接收设备，
其中，所述增益控制单元控制所述可变增益放大器的增益，以使得来自所述差分放大器的输出信号的振幅最小化。
6.根据权利要求1所述的接收设备，
其中，在一对所述发送电极中的一个发送电极靠近人体或与人体紧密接触的状态中，一对所述接收电极中的该一个接收电极接收通过所述发送设备改变的所述外围电场的信号。
7.根据权利要求1所述的接收设备，
其中，在一对所述接收电极靠近一对所述发送电极的状态中，一对所述接收电极接收通过所述发送设备改变的所述外围电场的信号。
8.一种接收方法，包括：
由一对接收电极接收通过发送设备改变的外围电场的信号，所述发送设备配置为引起待施加于一对发送电极的电压改变并且发送数据；
由可变增益放大器放大来自一对所述接收电极中的一个接收电极的信号；
由差分放大器基于来自一对所述接收电极中的另一个接收电极的信号与来自所述可变增益放大器的信号之间的差输出差分信号；以及
由增益控制单元根据来自所述差分放大器的输出信号的振幅和来自一对所述接收电极中的所述一个接收电极的信号的振幅来控制所述可变增益放大器的增益，并且
由所述增益控制单元接收来自一对所述接收电极中的一个接收电极的信号；
其中，所述增益控制单元包括：
乘法器，配置为将所述差分信号的振幅与接收到的来自一对所述接收电极中的一个接收电极的信号的振幅相乘，以获取相乘结果，
积分器，配置为对通过所述乘法器获得的相乘结果进行积分以获取积分结果，以及
特定放大器，配置为对所述积分结果进行放大，以获取权重系数，并且基于所述权重系数来控制可变增益放大器的增益。
9.一种发送设备，包括：
一对发送电极，配置为引起外围电场改变，所述外围电场使得接收设备的一对接收电极能够接收信号，所述接收设备包括：
一对所述接收电极，配置为接收所述外围电场的信号，
可变增益放大器，配置为放大来自一对所述接收电极中的一个接收电极的信号，
差分放大器，配置为基于来自一对所述接收电极中的另一个接收电极的信号与来自所述可变增益放大器的信号之间的差输出差分信号；以及
增益控制单元，配置为根据来自所述差分放大器的输出信号的振幅和来自一对所述接收电极中的所述一个接收电极的信号的振幅来控制所述可变增益放大器的增益；以及
发送器，配置为引起待施加于一对所述发送电极的电压改变并且发送数据，并且
所述增益控制单元接收来自一对所述接收电极中的一个接收电极的信号；
其中，所述增益控制单元包括：
乘法器，配置为将所述差分信号的振幅与接收到的来自一对所述接收电极中的一个接收电极的信号的振幅相乘，以获取相乘结果，
积分器，配置为对通过所述乘法器获得的相乘结果进行积分以获取积分结果，以及
特定放大器，配置为对所述积分结果进行放大，以获取权重系数，并且基于所述权重系数来控制可变增益放大器的增益。
10.根据权利要求9所述的发送设备，
其中，一对所述发送电极中的一个发送电极引起所述外围电场改变，在一对所述接收电极中的该一个接收电极靠近人体或与人体紧密接触的状态中，所述外围电场使得一对所述接收电极能够接收信号。
11.根据权利要求9所述的发送设备，
其中，一对所述发送电极引起所述外围电场改变，在一对所述发送电极靠近一对所述接收电极的状态中，所述外围电场使得一对所述接收电极能够接收信号。
12.一种发送方法，包括：
由一对发送电极引起外围电场改变，所述外围电场使得接收设备的一对接收电极能够接收信号，所述接收设备包括：
一对所述接收电极，配置为接收所述外围电场的信号，
可变增益放大器，配置为放大来自一对所述接收电极中的一个接收电极的信号，
差分放大器，配置为基于来自一对所述接收电极中的另一个接收电极的信号与来自所述可变增益放大器的信号之间的差输出差分信号；以及
增益控制单元，配置为根据来自所述差分放大器的输出信号的振幅和来自一对所述接收电极中的所述一个接收电极的信号的振幅来控制所述可变增益放大器的增益；以及
由发送器引起待施加于一对所述发送电极的电压改变并且发送数据，并且
由所述增益控制单元接收来自一对所述接收电极中的一个接收电极的信号；
其中，所述增益控制单元包括：
乘法器，配置为将所述差分信号的振幅与接收到的来自一对所述接收电极中的一个接收电极的信号的振幅相乘，以获取相乘结果，
积分器，配置为对通过所述乘法器获得的相乘结果进行积分以获取积分结果，以及
特定放大器，配置为对所述积分结果进行放大，以获取权重系数，并且基于所述权重系数来控制可变增益放大器的增益。
13.一种通信系统，包括：
发送设备，包括：
一对发送电极，以及
发送器，配置为引起待施加于一对所述发送电极的电压改变并且发送数据；以及
接收设备，包括：
一对接收电极，配置为接收通过所述发送设备改变的外围电场的信号，
可变增益放大器，配置为放大来自一对所述接收电极中的一个接收电极的信号，
差分放大器，配置为基于来自一对所述接收电极中的另一个接收电极的信号与来自所述可变增益放大器的信号之间的差输出差分信号；以及
增益控制单元，配置为根据来自所述差分放大器的输出信号的振幅和来自一对所述接收电极中的所述一个接收电极的信号的振幅来控制所述可变增益放大器的增益，并且
由所述增益控制单元接收来自一对所述接收电极中的一个接收电极的信号；
其中，所述增益控制单元包括：
乘法器，配置为将所述差分信号的振幅与接收到的来自一对所述接收电极中的一个接收电极的信号的振幅相乘，以获取相乘结果，
积分器，配置为对通过所述乘法器获得的相乘结果进行积分以获取积分结果，以及
特定放大器，配置为对所述积分结果进行放大，以获取权重系数，并且基于所述权重系数来控制可变增益放大器的增益。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20220111 |