專利名稱：通信系統(tǒng)和通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)，其中 一個(gè)自身沒有無線電波發(fā)生源的 終端(應(yīng)答器(transponder))以非接觸方式把數(shù)據(jù)傳輸給一個(gè)主機(jī)(讀 取器/記錄器)，以及一種通信裝置，尤其涉及一種反射波傳輸(背向散 射)類型的通信系統(tǒng)，其中包括一個(gè)反射器(應(yīng)答器)和一個(gè)反射波讀取 器(讀取器/記錄器)，所述反射器用于通過由非調(diào)制波經(jīng)過調(diào)制處理而 形成的反射波來傳輸數(shù)據(jù)，所述反射波讀取器用于從來自所述反射器 的調(diào)制反射波信號(hào)中讀取所述數(shù)據(jù)，和一種通信裝置。
背景技術(shù)：
反射器主要包括用于反射入射連續(xù)無線電波的天線、用于產(chǎn) 生傳輸數(shù)據(jù)的電路、和用于以相應(yīng)于傳輸數(shù)據(jù)的方式改變天線負(fù)載阻 抗的阻抗改變電路。例如，負(fù)載阻抗電路是天線開關(guān)，用于把天線的 終端改變?yōu)殚_路/接地。雖然天線開關(guān)可以被包括到通信電路模塊中并 且由CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管形成，但是通過把天線開 關(guān)與電路模塊分離開并且通過砷化鎵(GaAs)IC(集成電路)形成天線開 關(guān)，使得具有低功耗的高速改變操作成為可能。在后一種情況中，反 射波調(diào)制的數(shù)據(jù)傳輸速率得到改善，并且功耗被降低到幾十微瓦OtW) 或更小。因此，考慮到無線LAN(局域網(wǎng))在通信中消耗數(shù)百毫瓦(mW) 到數(shù)瓦(W)的功率，所以與普通的無線LAN平均功耗相比，可以說反 射波通信的性能具有壓倒性的差距(例如，參見日本專利特開 2005-064822)。當(dāng)天線開關(guān)12閉合時(shí)，天線11端接的天線負(fù)載13。 當(dāng)天線開關(guān)12斷開時(shí)，天線ll是開放的。通過這種切換操作，當(dāng)天 線開關(guān)12閉合時(shí)，天線11表現(xiàn)為被端接以用于來自反射波讀取器的 非調(diào)制載波，并且當(dāng)天線開關(guān)12斷開時(shí)，天線ll表現(xiàn)為反射該非調(diào) 制栽波，從而可對(duì)反射波進(jìn)行調(diào)制處理。來自反射器10的反射波信號(hào)具有與來自自身包含在信息裝 置20中的反射波讀取器的非調(diào)制載波相同的頻率。反射波信號(hào)由天 線21接收，并且然后通過循環(huán)器22輸入到上述接收部件23。因?yàn)榕c 傳輸相同的本地頻率被輸入到正交檢測(cè)塊24，所以在反射器10中應(yīng) 用的ASK調(diào)制波出現(xiàn)在正交檢測(cè)塊24的輸出中。然而，接收信號(hào)相 位與本地信號(hào)不同，因此對(duì)應(yīng)于諸信號(hào)之間相位差的調(diào)制信號(hào)表現(xiàn)為
I軸信號(hào)和Q軸信號(hào)。在上述反射波傳輸操作中，從反射器10發(fā)射的反射波信號(hào)等價(jià)于ASK(振幅偏移鍵控)調(diào)制波。用于產(chǎn)生反射波的其它調(diào)制方法 包括PSK(相位偏移鍵控)。然而，諸如ASK和PSK等的具有相對(duì)低比特率的調(diào)制系統(tǒng) 具有傳輸速度方面的問題。例如，現(xiàn)提出的通信裝置包括第一信號(hào)路徑、笫二信號(hào)路 徑、第三信號(hào)路徑和第四信號(hào)路徑，所述第一信號(hào)路徑直接反射所接 收的無線電波而不讓無線電波經(jīng)過任何相移器來提供第一反射波；所 述第二信號(hào)路徑中串聯(lián)連接用于給出X/4相位差的相移器，并且其提 供相比于第一反射波相位偏移tt/2的第二反射波；第三信號(hào)路徑中串 聯(lián)連接用于給出X/2相位差的相移器，并且其提供相比于第一反射波 相位偏移7t的第三反射波；并且第四信號(hào)路徑中串聯(lián)連接用于給出 3X/4相位差的相移器，并且其提供相比于第一反射波相位偏移3;r/2 的第四反射波；其中以兩個(gè)比特為單位分割傳輸數(shù)據(jù)，并且通過對(duì)應(yīng) 于兩個(gè)比特的0和1的組合選擇一個(gè)信號(hào)路徑來把一個(gè)相位分配給一 個(gè)反射波，由此執(zhí)行QPSK(四相位偏移鍵控)調(diào)制(例如，參見日本專 利特開2005-136666)。這些通信系統(tǒng)中，在反射波傳輸中采用QPSK調(diào)制方法可實(shí) 現(xiàn)比ASK或PSK更高的數(shù)據(jù)通信傳輸速率。還期望提供一種優(yōu)秀的通信系統(tǒng)和優(yōu)秀的通信裝置，其可以 通過增加反射波的級(jí)數(shù)來提高反射波傳輸速度。然而，當(dāng)采用ASK或PSK作為產(chǎn)生背向散射的反射波的調(diào) 制系統(tǒng)時(shí)，存在傳輸速度不足的問題。除非擴(kuò)展帶寬，否則PSK不 能增加傳輸速度，當(dāng)目前頻率耗盡被視作難題時(shí)，從頻率的有效使用 的角度這也是一個(gè)問題。所述振幅控制部件具有加載在所述天線和所述天線開關(guān)之 間的可變高頻衰減器，并且通過根據(jù)所述傳輸數(shù)據(jù)的比特圖像將到所 述可變高頻衰減器的控制變壓改變?yōu)槎鄠€(gè)等級(jí)來控制所述反射波的 衰減量。因此，反射器通過執(zhí)行用于四個(gè)值的振幅控制和用于兩個(gè)值 的相位控制可產(chǎn)生八值PSK調(diào)制的反射波。此后將參照附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。

圖1示出產(chǎn)生多級(jí)PSK反射波的反射器配置的例子。就像圖 10所示反射器那樣，所述反射器具有天線100和由二極管或砷化鎵 FET等形成的高頻開關(guān)101。作為1/4(其中k是所使用的波長(zhǎng))相移器 的帶狀線102的一側(cè)開路，因此當(dāng)高頻開關(guān)101閉合時(shí)，天線100高 頻接地。高頻開關(guān)101基于傳輸數(shù)據(jù)(TX—DATA)而受到閉合/斷開操 作。當(dāng)閉合時(shí)，高頻開關(guān)101被控制為短路，并且當(dāng)斷開時(shí)，被控制 為開路。因此，根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)來控制反射端被短路和開路，PSK調(diào)制 能被施加于到達(dá)天線100的無線電波的反射波。圖l所示反射器與圖IO所示反射器的極大不同之處在于圖1 所示反射器具有可變高頻衰減器200?？勺兏哳l衰減器200由二極管 形成，并且是根據(jù)直流電壓控制衰減量的電路部分(已知)?？勺兏哳l 衰減器200布置在天線100和高頻開關(guān)101之間。通過可變高頻衰減 器200來執(zhí)行PSK振幅方向的控制。如上所述，高頻開關(guān)101通過使用作為相移器的帶狀線102 創(chuàng)建高頻開路和高頻短路從而以180度控制相位。因此，通過可變高頻衰減器200確定在振幅方向的半值以及在高頻開關(guān)101上執(zhí)行閉合 /斷開操作并從而使另一半的相位旋轉(zhuǎn)180度，產(chǎn)生多級(jí)PSK反射波。 此外，可變高頻衰減器200根據(jù)所述數(shù)據(jù)將天線IOO接收的無線電波 衰減至4個(gè)級(jí)別，并且通過高頻開關(guān)101使其受到PSK調(diào)制。結(jié)果 一共產(chǎn)生了八值PSK信號(hào)。
51]圖2示出用于在振幅方向產(chǎn)生4個(gè)等級(jí)的可變高頻衰減器 200對(duì)反射波的衰減量。如圖2所示，可變高頻衰減器200具有用于 控制電壓51的衰減量ATT1，類似地具有用于控制電壓52的衰減量 ATT2，用于控制電壓53的衰減量ATT3，以及用于控制電壓54的衰 減量ATT4。圖4示出到可變高頻衰減器200的直流控制電壓Vc的四個(gè) 輸入值的每一個(gè)和由輸入時(shí)在接收端(反射波讀取器)同步檢測(cè)輸出的 八值PSK眼孔圖案。從圖4可以理解，圖1所示反射器產(chǎn)生的八值 PSK反射波可在接收端被解調(diào)。附圖標(biāo)記102和305表示作為X/4相移器的帶狀線，被提供 以便當(dāng)高頻開關(guān)101和304閉合時(shí)實(shí)現(xiàn)高頻短路。圖6示出了圖5所示反射器產(chǎn)生的反射波信號(hào)的64QAM的 信號(hào)星座的例子。從圖6將可理解，通過在I軸和Q軸上獨(dú)立執(zhí)行圖 3所示的八值PSk,從而增加信號(hào)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)更高的速度。在轉(zhuǎn)換 部件301中產(chǎn)生控制信號(hào)Vd、 Vcq、 C"和Ctq中的每一個(gè)的方法遵循 圖1所示反射器的操作例子(產(chǎn)生控制信號(hào)Ve和Ct的方法)。該方法 不是本發(fā)明的主旨，因此其細(xì)節(jié)將被省略。通過執(zhí)行四個(gè)值的振幅控制并執(zhí)4亍兩個(gè)值的相位控制，圖1 所示反射器產(chǎn)生八值PSK調(diào)制的反射波。另一方面，通過進(jìn)一步對(duì) 八值PSK增加正交調(diào)制，圖5所示反射器可產(chǎn)生64QAM調(diào)制的反射 波。
63圖7示出一個(gè)反射波讀取器的配置例子，其接收從圖1所示 反射器發(fā)送的多級(jí)PSK反射波信號(hào)或從圖5所示反射器發(fā)送的多級(jí) QAM反射波信號(hào)。上面已經(jīng)參照本發(fā)明的具體實(shí)施例詳細(xì)解釋了本發(fā)明。然 而，顯然在不脫離本發(fā)明精神的情況下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以對(duì) 實(shí)施例作出各種修改和替換。
[70本發(fā)明能通過背向散射以很低功耗產(chǎn)生反射波，因此還適于 應(yīng)用在通過電池驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)裝置的高速傳輸，例如數(shù)碼相機(jī)、便攜式 電話等。
[71簡(jiǎn)言之，已經(jīng)以例示的方式公開了本發(fā)明，并且本發(fā)明說明 書中描述的內(nèi)容并非以限制性方式構(gòu)建。為了確定本發(fā)明的精神，需 要考慮權(quán)利要求部分。
[72I本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，只要在所附權(quán)利要求或其等 同的范圍內(nèi)，依賴于設(shè)計(jì)需求和其它因素，可以進(jìn)行各種修改、組合、 子組合和替換。
權(quán)利要求
1. 一種背向散射方式的通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)包括反射器，用于通過對(duì)非調(diào)制波實(shí)施調(diào)制處理而形成的反射波來發(fā)送數(shù)據(jù)；和反射波讀取器，用于從來自所述反射器的調(diào)制反射波信號(hào)讀取所述數(shù)據(jù)；其中所述反射器包括用于接收來自傳輸目的地的無線電波的天線，用于根據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)來控制所述反射波相對(duì)于所述天線接收的無線電波的相位的相位控制裝置，以及用于根據(jù)所述發(fā)送數(shù)據(jù)在振幅方向控制由所述相位控制裝置控制相位的所述反射波的振幅控制裝置，并且所述反射器通過多級(jí)相位調(diào)制的反射波信號(hào)來執(zhí)行數(shù)據(jù)發(fā)送，以及所述反射波讀取器發(fā)送所述非調(diào)制波，并且對(duì)來自所述反射器的所述多級(jí)相位調(diào)制的反射波信號(hào)實(shí)施解調(diào)處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，進(jìn)一步包括信號(hào)線，通過連接由二極管和砷化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管之一形成的天 線開關(guān)和X/4相移器，并且連接位于所述天線和所述天線開關(guān)之間的 可變高頻衰減器而形成，其中k是所使用的波長(zhǎng)，所述天線開關(guān)和所 述1/4相移器^皮連4妄在天線和地之間，其中所述相位控制裝置通過根據(jù)所述傳輸數(shù)據(jù)的比特圖像對(duì)所 述天線開關(guān)執(zhí)行閉合/斷開控制以創(chuàng)建高頻開路和高頻短路，并且對(duì)所 述反射波的相位進(jìn)行180度控制。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的通信系統(tǒng)，其中所述振幅控制裝置通過根據(jù)所述傳輸數(shù)據(jù)的所述比特圖像 將對(duì)所述可變高頻衰減器的控制電壓改變?yōu)槎鄠€(gè)等級(jí)，來控制所述反 射波的衰減量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其中所述反射器包括 用于I軸的第一信號(hào)線，所述第一信號(hào)線通過分配器從所述天線分支出來，所述第一信號(hào)線通過連接位于所述天線和地之間的第一天線開關(guān)和X/4第一相移器、以及連接位于所述天線和所述第一天線開 關(guān)之間的第一可變高頻衰減器而形成，其中l(wèi)是所使用的波長(zhǎng)，和用于Q軸的第二信號(hào)線，所述第二信號(hào)線相對(duì)所述第一信號(hào)線 往返都具有90度的相位差，所述第二信號(hào)線通過連接位于所述天線 和地之間的第二天線開關(guān)和第二相移器、以及連接位于所述天線 和所述第二天線開關(guān)之間的k/8相移器和第二可變高頻衰減器而形 成，所述相位控制裝置通過根據(jù)所述傳輸數(shù)據(jù)的比特圖像對(duì)所述第 一天線開關(guān)和所述第二天線開關(guān)執(zhí)行閉合/斷開控制，創(chuàng)建高頻開路和 高頻短路，并且對(duì)來自所述第一信號(hào)線和所述第二信號(hào)線的各反射波 的每一個(gè)相位進(jìn)行180度控制，以及所述振幅控制裝置通過根據(jù)所述傳輸數(shù)據(jù)的比特圖像將對(duì)所述 可變高頻衰減器的控制電壓改變?yōu)槎鄠€(gè)等級(jí)，來控制所述反射波的衰 減量，由此產(chǎn)生多級(jí)QAM信號(hào)。
5. —種通信裝置，通過使用接收的無線電波的反射的背向散射 方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，所述通信裝置包括天線，用于接收來自傳輸目的地的無線電波；相位控制裝置，用于根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)來控制反射波相對(duì)于所述天線 接收的無線電波的相位；以及振幅控制裝置，用于根據(jù)所述傳輸數(shù)據(jù)在振幅方向控制由所述相 位控制裝置控制相位的所述反射波。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的通信裝置，其中所述相位控制裝置包括由二極管和砷化鎵FET之一形成的 天線開關(guān)和X/4相移器，其中k是所使用的波長(zhǎng)，所述天線開關(guān)和所 述X/4相移器連接在所述天線和地之間，并且所述相位控制裝置通過 根據(jù)所述傳輸數(shù)據(jù)的比特圖像對(duì)所述天線開關(guān)執(zhí)行閉合/斷開操作來 創(chuàng)建高頻開路和高頻短路，并且對(duì)所述反射波的相位進(jìn)行180度控制。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的通信裝置，其中所述振幅控制裝置包括加栽在所述天線和所述天線開關(guān)之間的可變高頻衰減器，并且通過根據(jù)所述傳輸數(shù)據(jù)的比特圖像將到所 述可變高頻衰減器的控制變壓改變?yōu)槎鄠€(gè)等級(jí)來控制所述反射波的 衰減量。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的通信裝置，還包括用于I軸的第一信號(hào)線，所述第一信號(hào)線通過分配器從所述天線 分支出來，所述第一信號(hào)線通過連接位于所述天線和地之間的第一天 線開關(guān)和X/4第一相移器、以及連接位于所述天線和所述第一天線開 關(guān)之間的第一可變高頻衰減器而形成，其中X是所使用的波長(zhǎng)；和用于Q軸的第二信號(hào)線，所述第二信號(hào)線相對(duì)所述第一信號(hào)線 往返都具有90度的相位差，所述笫二信號(hào)線通過連接位于所述天線 和地之間的笫二天線開關(guān)和第二相移器、以及連接位于所述天線 和所述第二天線開關(guān)之間的JJ8相移器和第二可變高頻衰減器而形 成,其中所述相位控制裝置通過根據(jù)所述傳輸數(shù)據(jù)的比特圖像對(duì)所 述第一天線開關(guān)和所述第二天線開關(guān)執(zhí)行閉合/斷開控制，來創(chuàng)建高頻 開路和高頻短路，并且對(duì)來自所述第一信號(hào)線和所述第二信號(hào)線的相 應(yīng)反射波的每一個(gè)相位進(jìn)行180度控制，以及所述振幅控制裝置通過根據(jù)所述傳輸數(shù)據(jù)的比特圖像將對(duì)所述 可變高頻衰減器的控制電壓改變?yōu)槎鄠€(gè)等級(jí)來控制所述反射波的衰 減量，由此產(chǎn)生多級(jí)QAM信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種背向散射方式的通信系統(tǒng)，所述通信系統(tǒng)包括反射器，用于通過對(duì)非調(diào)制波實(shí)施調(diào)制處理而形成的反射波來傳輸數(shù)據(jù)；和反射波讀取器，用于從來自所述反射器的調(diào)制反射波信號(hào)讀取所述數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G06K7/00GK101546370SQ200910128098
公開日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2009年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月25日
發(fā)明者福田邦夫 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社