專利名稱：無線通信設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在使用特殊頻帶之上的微波的無線電通信系統(tǒng)下操作的無線通信設(shè)備。更具體來講，本發(fā)明涉及一種用于與處于相對接近位置的設(shè)備以低功率級別來進(jìn)行通信的無線通信設(shè)備。
此外，本發(fā)明涉及一種無線通信設(shè)備，該設(shè)備允許基于天線終端的操作、通過使用反向散射系統(tǒng)來經(jīng)由相對短的距離進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，其中所述反向散射系統(tǒng)利用所接收的無線電波的吸收和反射。特別的是，本發(fā)明涉及一種用于以高于以往的比特率、經(jīng)由調(diào)制過程來增大反向散射型數(shù)據(jù)通信的傳送速率的無線通信設(shè)備。RFID(射頻標(biāo)識)是本地可用的無線通信的典型手段。RFID是作為主要由標(biāo)簽和讀取器組成的系統(tǒng)來實現(xiàn)的，所述讀取器以無接觸的方式讀出每個標(biāo)簽的信息。RFID作為使用無線電頻率(無線電波)的識別系統(tǒng)，也被稱為ID系統(tǒng)或者數(shù)據(jù)載波系統(tǒng)。標(biāo)簽和閱讀器/記錄器之間的通信會受到各種各樣方式的影響，這些方式包括電磁耦合、電磁感應(yīng)和無線電頻率通信(參見非專利文獻(xiàn)1)。
RFID標(biāo)簽是包含特殊標(biāo)識信息的裝置。操作中，當(dāng)接收到特定頻率上的無線電波時，所述標(biāo)簽就以對應(yīng)于標(biāo)識信息的調(diào)制頻率來生成無線電波。讀取RFID標(biāo)簽的讀取器可以基于其振蕩頻率來確定其身份。從而，基于RFID的系統(tǒng)允許承載RFID標(biāo)簽的物品或者物品的所有者可通過寫入標(biāo)簽的特定ID被識別。目前，RFID被應(yīng)用于很多系統(tǒng)，諸如用于管理人員進(jìn)出受控房間的各種活動的進(jìn)入/退出管理系統(tǒng)，使用在分銷工業(yè)中的物品標(biāo)識系統(tǒng)，用于自助餐廳的帳單結(jié)算系統(tǒng)以及用于CD和軟件產(chǎn)品的零售店的防盜系統(tǒng)。
舉例來說，能夠把具有數(shù)據(jù)發(fā)送和接收以及數(shù)據(jù)存儲能力的IC芯片、用于驅(qū)動芯片的電源以及天線以打包的形式組合為一種小型的無線標(biāo)識設(shè)備(參見專利文獻(xiàn)1)。就此無線標(biāo)識設(shè)備的使用而言，產(chǎn)品和物品上的各種數(shù)據(jù)項經(jīng)由天線被傳輸至IC芯片的接收裝置。可以把所發(fā)送的數(shù)據(jù)存儲在芯片的存儲器中，并且可以將其經(jīng)由天線無線地輸出到外部。這樣能夠使承載芯片的產(chǎn)品或者物品的存在和位置被跟蹤和識別。
圖9示出了常規(guī)的RFID系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)。參考標(biāo)記101表示由標(biāo)簽芯片102和天線103構(gòu)成的RFID標(biāo)簽。所述天線103例如可以是半波偶極天線。所述標(biāo)簽芯片102由調(diào)制部件110、整流/解調(diào)部件112和存儲部件113組成。
從標(biāo)簽讀取器100發(fā)送無線電波f0在被輸入到整流/調(diào)制部件110以前由天線103接收。所述部件110把所接收的無線電波f0整流為直流電流，以便觸發(fā)解調(diào)功能。由此，根據(jù)標(biāo)簽101把無線電波識別為讀出信號。通過無線電波f0的接收而生成的功率還被饋送到存儲部件113和調(diào)制部件110。
所述存儲部件113讀取先前存儲在內(nèi)部的ID信息，并且把檢索到的信息作為輸出數(shù)據(jù)發(fā)送到調(diào)制部件110。由二極管開關(guān)111組成的調(diào)制部件110依照輸出數(shù)據(jù)的位圖來重復(fù)地進(jìn)行導(dǎo)通和關(guān)斷的開關(guān)動作。更具體地說，當(dāng)數(shù)據(jù)是“1”時，二極管開關(guān)111被導(dǎo)通以便以天線阻抗(例如，以50歐姆)來端接天線。就此，來自于標(biāo)簽讀取器100的無線電波被吸收。當(dāng)數(shù)據(jù)是“0”時，二極管開關(guān)111被關(guān)斷(即，被打開)以便以打開狀態(tài)來端接天線。就此，來自于標(biāo)簽讀取器100的無線電波被反射并且被送回其發(fā)出的地方。輸入無線電波的反射-吸收模式依照諸如反向散射系統(tǒng)那種眾所周知的方式來表示數(shù)據(jù)。以這樣的方式，標(biāo)簽101可以在不消耗功率的情況下發(fā)送其內(nèi)部信息。
所述標(biāo)簽讀取器100通過諸如PDA的主機(jī)裝置106、標(biāo)簽讀取器模塊104和與標(biāo)簽讀取器模塊104相連的天線105構(gòu)成。
所述主機(jī)裝置106把讀出命令從標(biāo)簽101經(jīng)由主機(jī)接口部件121發(fā)送到通信控制部件120。一收到來自于通信控制部件120的讀出命令，基帶處理部件119就依照預(yù)定方式來編輯輸出數(shù)據(jù)，過濾已編輯的數(shù)據(jù)，并且把已過濾的數(shù)據(jù)作為基帶信號發(fā)送到ASK調(diào)制部件117。ASK調(diào)制部件117使用頻率合成器116的頻率f0來進(jìn)行ASK(振幅移位鍵控)調(diào)制。
所述頻率合成器116在通信控制部件120的控制下來設(shè)定頻率。通常，通過跳躍來確定RF標(biāo)簽的傳輸頻率，以便減少出來標(biāo)簽的信號中的駐波和多路干擾。跳躍命令還由所述通信控制部件120給出。把已經(jīng)進(jìn)行ASK調(diào)制的輸出信號在從天線105發(fā)出給標(biāo)簽101以前轉(zhuǎn)送至循環(huán)器114。
所述標(biāo)簽101通過經(jīng)由反向散射(如上所述)的反射作用、以相同于來自標(biāo)簽讀取器100的信號頻率來返回信號。返回的信號由標(biāo)簽讀取器100的天線105接收并且輸入到混合器115。因為所述混合器115容許相同于輸出信號的本振頻率f0，所以在混合器115的輸出端出現(xiàn)通過標(biāo)簽101調(diào)制的信號。解調(diào)部件118解調(diào)由信號的1和0輸出形成的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送至通信控制部件119。所述通信控制部件119解碼所述數(shù)據(jù)，以便獲取ID數(shù)據(jù)，所述ID數(shù)據(jù)被保存在標(biāo)簽101內(nèi)部的存儲部件113中，并且通過主機(jī)接口部件120把所述ID數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送至主機(jī)裝置106。
在上述的設(shè)置中，所述標(biāo)簽讀取器100可以從標(biāo)簽101內(nèi)部讀取信息。所述標(biāo)簽讀取器100通常兼作標(biāo)簽記錄器，可用于把主機(jī)裝置106指定的數(shù)據(jù)寫入標(biāo)簽101中的存儲部件113中。
通常，上述這種反向散射型無線通信系統(tǒng)標(biāo)簽通常通過使用RFID標(biāo)簽來主要用于物品和人員的標(biāo)識和識別。這是因為通信系統(tǒng)的通信范圍已經(jīng)被限制在相對短的距離。
同時，只要通信距離是有限的，那么反向散射型無線通信具有以很低級的功耗來提供無線傳輸通道的潛能。最近幾年，已經(jīng)證實出現(xiàn)了借助于改進(jìn)的分組技術(shù)的用于支持存儲功能的IC芯片，存儲容量也增大了好幾倍。這種發(fā)展不僅引起了對經(jīng)由相對短距離的標(biāo)識和識別信息的通信的需要，而且還引起了對基于反向散射型通信的一般數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用的需要。
然而，常規(guī)的反向散射型通信系統(tǒng)未能提供一般應(yīng)用所需的高數(shù)據(jù)傳輸速率。這是因為它們是基于ASK(振幅移位鍵控)或者BPSK(二進(jìn)制移相鍵控)原理，即相對低比特率的調(diào)制法來進(jìn)行操作的。平6-123773號日本已公開專利[非專利文獻(xiàn)1]“RFID Handbookthe Principle and Applications of NoncontactIC Cards”(由Klaus Finkenzeller、由Soft Kogaku Kenkyusho有限公司翻譯為日文并且由Nikkan Kogyo Shimbun有限公司出版)。[本發(fā)明將解決的問題]由此，本發(fā)明的目的是提供一種無線通信設(shè)備，有益的是，該設(shè)備通過天線終端的操作、并基于利用已接收無線電波的吸收和反射的反向散射系統(tǒng)來經(jīng)由相對短的距離進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于以高于以往的比特率、經(jīng)由調(diào)制過程來增大反向散射型數(shù)據(jù)通信的傳送速率的無線通信設(shè)備。在實施本發(fā)明的過程中并且依照本發(fā)明的第一方面，提供了一種無線通信設(shè)備，用于基于反向散射系統(tǒng)使用輸入無線電波反射來執(zhí)行數(shù)據(jù)通信，所述無線通信設(shè)備包括數(shù)據(jù)發(fā)送部件，包括用于接收來自于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送目的地的輸入無線電波的天線；以及n個信道，其中第k個信道對于通過其中的單向波給出相位差(k-1)λ/2n-1，其中1≤k≤n；以及反射波形成裝置，用于依照輸出數(shù)據(jù)選擇任意一個信道來形成具有n個不同相位的反射波；其中所述數(shù)據(jù)發(fā)送部件使用相對于輸入無線電波的反射波的相位差模式來形成輸出數(shù)據(jù)。
優(yōu)選的是，上述結(jié)構(gòu)的無線通信設(shè)備還可以包括第一至第(n-1)個移相器，對于通過其中的單向波均給出相位差λ/2n+1，所述移相器被串聯(lián)連接至所述天線。優(yōu)選的是，所述n個信道可以包括用于獲取第一反射波的第一信道，所述第一反射波是在波通路沒有通過任何移相器的情況下直接反射輸入無線電波來獲得的，以及用于獲取第k個反射波的第k個信道，所述第k個反射波經(jīng)由在第一移相器和第(k-1)移相器之間通過的雙向波相對于第一反射波相位具有(k-1)π/2n-1的相移，其中1≤k≤n。
優(yōu)選的是，所述反射波形成裝置通過把輸出數(shù)據(jù)劃分為每2n-1比特的增量并且通過依照2n-1比特中0和1的組合而選擇的信道來向反射波分配相位，以此來執(zhí)行2n相位PSK調(diào)制。
優(yōu)選的是，上述結(jié)構(gòu)的無線通信設(shè)備還包括第一至第n反射點，其位于天線和第一移相器之間、第(k-t)移相器和第k個移相器之間，其中2≤k≤n-1，以及位于第(n-1)移相器的下游。每個反射點例如可以通過接地或者使用開路終端來形成。
優(yōu)選的是，所述反射波形成裝置通過把輸出數(shù)據(jù)劃分為每2n-1個比特的增量并且通過根據(jù)2n-1比特中0和1的組合切換反射點來向反射波分配相位，以此來執(zhí)行2n相位PSK調(diào)制。
其中，當(dāng)如上略述的那樣來實施本發(fā)明時，使用反向散射系統(tǒng)來進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸，所述反向散射系統(tǒng)執(zhí)行QPSK調(diào)制，其中n＝2。
在依照本發(fā)明的另一優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，所述無線通信設(shè)備還可以包括第一至第三移相器，每個移相器為通過其中的單向波給出λ/8的相位差，所述移相器被串聯(lián)連接至天線；其中n個信道可以包括用于獲取第一反射波的第一信道，所述第一反射波通過在波通路沒有通過任何移相器的情況下直接反射所述輸入無線電波而獲得；用于獲取第二反射波的第二信道，所述第二反射波通過經(jīng)由所述第一移相器的雙向波通路相對于所述第一反射波的相位具有π/2的相移；用于獲取第三反射波的第三信道，所述第三反射波通過經(jīng)由所述第一和所述第二移相器的雙向波通路相對于所述第一反射波的相位具有π的相移；以及用于獲取第四反射波的第四信道，所述第四反射波通過經(jīng)由所述第一至第三移相器的雙向波通路相對于所述第一反射波的相位具有3π/2的相移。
例如，如果被劃分為兩比特的數(shù)據(jù)是“00”，那么可以選擇第一信道。如果數(shù)據(jù)是“01”，那么可以選擇第二信道來獲取反射波，所述反射波相對于當(dāng)數(shù)據(jù)是“00”時實際的相位具有移位90度的相位。如果數(shù)據(jù)是“10”，那么可以選擇第三信道來獲取反射波，所述反射波相對于當(dāng)數(shù)據(jù)是“00”時實際的相位具有移位180度的相位。如果數(shù)據(jù)是“11”，那么可以選擇第四信道來獲取反射波，所述反射波相對于當(dāng)數(shù)據(jù)是“00”時實際的相位具有移位270度的相位。以這樣的方式，能夠生成四個反射波，所述反射波根據(jù)兩比特數(shù)據(jù)的不同組合、具有彼此分開90度的四個不同的相位。此方法通過QPSK調(diào)制提供了反射波。
優(yōu)選的是，所述反射波形成裝置可以單獨地使用第一和第三信道來執(zhí)行PSK調(diào)制。
除數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用以外，當(dāng)把本發(fā)明用于沒有提供電源的一般RFID應(yīng)用中時，依照本發(fā)明的生成多相調(diào)制波的方法也十分有效。舉例來說，所述無線通信設(shè)備還包括數(shù)據(jù)接收部件，所述數(shù)據(jù)接收部件由用于允許天線接收的輸入無線電波通過預(yù)定頻帶的濾波器，并且由包括檢波部件的數(shù)據(jù)接收部件構(gòu)成，以便形成信號；其中所述數(shù)據(jù)發(fā)送部件和數(shù)據(jù)接收部件可以根據(jù)是否傳輸輸出數(shù)據(jù)來被交替地開關(guān)。采用此結(jié)構(gòu)，可以把來自于天線的輸入無線電波以最少的丟失、經(jīng)由諸如無線電頻率開關(guān)的開關(guān)裝置和帶通濾波器輸入到檢波部件。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種無線通信設(shè)備，用于基于使用輸入無線電波反射的反向散射系統(tǒng)來執(zhí)行數(shù)據(jù)通信，所述無線通信設(shè)備包括數(shù)據(jù)發(fā)送部件，所述數(shù)據(jù)發(fā)送部件包括用于接收來自于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送目的地的輸入無線電波的天線；由第一無線電頻率開關(guān)構(gòu)成的第一反射信道；由給出λ/8相位差的相位調(diào)制裝置和第二無線電頻率開關(guān)構(gòu)成的第二反射信道；用于把輸出數(shù)據(jù)從串行形式轉(zhuǎn)換為并行信號的串行/并行轉(zhuǎn)換裝置；以及合成/分布裝置，用于把來自所述天線的輸入無線電波分送到反射信道并且用于合成來自于所述反射信道的輸出；其中每個所述無線電頻率開關(guān)的激活和不激活是使用構(gòu)成已經(jīng)進(jìn)行串行/并行轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)的兩個數(shù)據(jù)項來控制的，以便所述數(shù)據(jù)發(fā)送部件使用反射波相對于所述輸入無線電波的相位差模式來形成輸出數(shù)據(jù)。
當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明第二方面的無線通信設(shè)備時，兩個無線電頻率開關(guān)被導(dǎo)通和關(guān)斷，以便使合并有二元相位調(diào)制器的一無線電頻率開關(guān)相對于另一個無線電頻率開關(guān)生成的另一個反射信號的相位生成具有λ/8相移的反射信號。由此，所述設(shè)備基于從串行轉(zhuǎn)換為并行形式的兩個數(shù)據(jù)項，在開關(guān)控制下通過四相PSK調(diào)制來生成輸出數(shù)據(jù)。
采用上述結(jié)構(gòu)，由第一無線電頻率開關(guān)構(gòu)成的第一反射信道起B(yǎng)PSK調(diào)制器的作用，由二元相位調(diào)制器和第二無線電頻率開關(guān)構(gòu)成的第二反射信道充當(dāng)另一BPSK調(diào)制器。具有二元相位調(diào)制裝置的后者BPSK調(diào)制器為單向波通路提供λ/8的相位延遲，并且為雙向波通路提供λ/4的相變。從而后者BPSK調(diào)制器在對于前者BPSK調(diào)制器具有90度相位差的軸上執(zhí)行BPSK調(diào)制。此結(jié)構(gòu)相當(dāng)于執(zhí)行QPSK調(diào)制的結(jié)構(gòu)。這是因為第一反射信道在I軸上執(zhí)行BPSK調(diào)制，而第二反射信道在Q軸上執(zhí)行BPSK調(diào)制。在該情況下，所述合成/分布裝置用于把所接收的無線電波劃分為兩個分支并且合成被劃分的部分。
依照所述的方式，來自于天線的輸入無線電波在由第一和第二反射信道進(jìn)行QPSK調(diào)制之前，由合成/分布裝置分為兩個載波。由此調(diào)制的反射信號在被再次從天線發(fā)出以前通過合成/分布裝置傳遞。
所述串行/并行轉(zhuǎn)換裝置把輸出數(shù)據(jù)從串行轉(zhuǎn)換為并行形式，即轉(zhuǎn)換為I和Q的并行信號。依照本發(fā)明，如上所述，提供了一種無線通信設(shè)備，所述設(shè)備通過天線終端的操作，基于使用所接收無線電波的吸收和反射的反向散射系統(tǒng)經(jīng)由相對短的距離來通信數(shù)據(jù)。
本發(fā)明提供了一種無線通信設(shè)備，用于借助于依照改善的比特率的調(diào)制法(諸如QPSK調(diào)制)來以高于以往的傳輸率基于反向散射系統(tǒng)來通信數(shù)據(jù)。
本發(fā)明還提供了一種無線通信系統(tǒng)和無線通信設(shè)備，用于無線地把來自于諸如數(shù)字照相機(jī)或者便攜式電話的便攜式裝置的圖像數(shù)據(jù)以最少的功耗轉(zhuǎn)送到PC、電視、打印機(jī)等等。
本發(fā)明還提供了一種無線通信系統(tǒng)和一種無線通信設(shè)備，用于利用最少的功耗把數(shù)據(jù)從一個裝置傳輸?shù)轿挥诜珠_相對短距離的另一個裝置。
由此，本發(fā)明提供了這樣的結(jié)構(gòu)，與無線局域網(wǎng)設(shè)置相比較，此結(jié)構(gòu)用于使移動裝置能夠傳輸圖像數(shù)據(jù)，同時了極大地實現(xiàn)功耗降低。本發(fā)明的這種結(jié)構(gòu)能夠極大地延長移動裝置的電池壽命。
此外，本發(fā)明易于實現(xiàn)以低于無線局域網(wǎng)替代方式的成本使無線傳輸模塊作為移動裝置的數(shù)據(jù)發(fā)送器。移動裝置中的這種無線傳輸模塊并不認(rèn)為是基于日本無線電法規(guī)的無線站點。這意味著不需要編址從主管部門請求和獲得許可的零碎工作，所述許可諸如是合格證。
當(dāng)閱讀以下描述和附圖時，本發(fā)明的其他目的、特征和優(yōu)勢變得更加明顯。[

圖1]圖1是示出具體實現(xiàn)本發(fā)明的無線通信設(shè)備300的硬件結(jié)構(gòu)的示意圖；[圖2]圖2是表明在采用QPSK調(diào)制的反向散射系統(tǒng)下操作的無線通信設(shè)備的典型結(jié)構(gòu)的示意圖；[圖3]圖3是描述在采用八相位PSK調(diào)制的反向散射系統(tǒng)下操作的無線通信設(shè)備的典型結(jié)構(gòu)的示意圖；[圖4]
圖4是表明采用QPSK調(diào)制的無線通信設(shè)備的另一結(jié)構(gòu)的示意圖；[圖5]圖5是示出接收來自圖2或者圖4的無線通信設(shè)備數(shù)據(jù)的無線通信設(shè)備硬件結(jié)構(gòu)的示意圖；[圖6]圖6是當(dāng)充當(dāng)圖像傳輸裝置的圖2或者圖4的無線通信設(shè)備300與充當(dāng)圖像顯示裝置的圖5的無線通信設(shè)備400進(jìn)行無線數(shù)據(jù)通信時，概述實際的典型控制序列的控制序列圖表；[圖7]圖7是示出了作為一種適配器型模塊提供的無線傳輸模塊的典型結(jié)構(gòu)的示意圖；[圖8]圖8是描述與采用QPSK調(diào)制的無線通信設(shè)備一起使用的另一無線傳輸模塊308的典型結(jié)構(gòu)的示意圖；以及[圖9]圖9是表明常規(guī)的RFID系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)的示意圖。300無線通信設(shè)備302，602...照像機(jī)部件303，603...信號處理部件304，604...存儲卡接口部件305...操作/顯示部件306，606...USB接口部件307，607...存儲卡308...無線通信模塊309，609...天線310，311，323，324，325...無線電頻率開關(guān)
312...帶通濾波器313...ASK檢測部件320，321，322...移相器330，332，334...無線電頻率開關(guān)331，333，335...移相器400...無線接收模塊401...天線402...循環(huán)器403...接收部件404...正交檢波部件405...AGC放大器406...發(fā)送部件407...功率放大器408...混合器409...頻率合成器410...通信控制部件411...主機(jī)接口部件412...主機(jī)裝置901...天線902...合成/分布部件903...無線電頻率開關(guān)904...λ/8移相器905...無線電頻率開關(guān)906...串行/并行轉(zhuǎn)換器[具體實施方式
]現(xiàn)在將參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
本發(fā)明主要提供了一種無線通信設(shè)置，用于利用最少的功耗把數(shù)據(jù)從一個裝置基本上傳輸?shù)轿挥诜珠_相對短距離的另一裝置。依照本發(fā)明，使用由RFID的反向散射系統(tǒng)獲得的反射波來執(zhí)行無線數(shù)據(jù)傳輸。RFID系統(tǒng)作為僅僅可用于嚴(yán)格定位的應(yīng)用的無線通信手段早已被廣泛采用。
所述RFID系統(tǒng)是由標(biāo)簽和讀取器組成的系統(tǒng)，并且其令讀取器以無接觸方式從標(biāo)簽內(nèi)部讀取信息。所述RFID標(biāo)簽是包含唯一標(biāo)識信息的裝置。當(dāng)以特定頻率接收無線電波時，所述標(biāo)簽以對應(yīng)于內(nèi)部保存的標(biāo)識信息的調(diào)制頻率來生成無線電波。所述讀取器標(biāo)識通過RFID標(biāo)簽由此生成的頻率。所述標(biāo)簽和讀取器/記錄器使用諸如電磁耦合、電磁感應(yīng)或者無線電頻率通信的方式來彼此通信。本發(fā)明涉及無線電頻率通信方法，該方法使用例如2.4吉赫基帶上的微波。
圖1是示出具體實現(xiàn)本發(fā)明的無線通信設(shè)備的硬件結(jié)構(gòu)的示意圖。此無線通信設(shè)備300可以是數(shù)字照相機(jī)、裝配有照像機(jī)的便攜式電話、或者是類似于傳輸圖像數(shù)據(jù)同時主要基于電池操作的設(shè)備(未示出)。
作為數(shù)字照相機(jī)，所述無線通信設(shè)備300例如通過照像機(jī)部件302、信號處理部件303、存儲卡接口部件304、操作/顯示部件305和USB接口部件306構(gòu)成。
所述信號處理部件303把來自于照像機(jī)部件302的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為JPEG(聯(lián)合圖像專家組)或者其它的適當(dāng)?shù)母袷?。把由此轉(zhuǎn)換的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由存儲卡接口204放入外部存儲卡307以便存儲。
所述操作/顯示部件305提供圖像顯示并且允許作出必要的設(shè)定。所述USB(通用串行總線)接口部件306用于把從照像機(jī)的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由USB接口轉(zhuǎn)送到PC。
作為其無線傳輸模塊308，此實施例的無線通信設(shè)備300使用無線電頻率型的RFID標(biāo)簽。
所述無線傳輸模塊308由天線309、無線電頻率開關(guān)310和311、帶通濾波器312和ASK檢測部件313組成。此實施例把2.4吉赫帶寬用作其無線電頻率。
在包括圖像轉(zhuǎn)送的數(shù)據(jù)傳輸過程中，響應(yīng)于來自信號處理部件303的控制信號，所述無線電頻率開關(guān)311被關(guān)斷，并且ASK檢測部件313轉(zhuǎn)換為打開狀態(tài)。無線傳輸模塊308接收由信號處理部件303從存儲卡307檢索的圖像數(shù)據(jù)。當(dāng)接收到檢索的圖像數(shù)據(jù)時，所述無線傳輸模塊308依照接收數(shù)據(jù)的位圖來導(dǎo)通或者關(guān)斷與天線309相連的另一個無線電頻率開關(guān)310。例如，如果所述數(shù)據(jù)是“1”，那么無線電頻率開關(guān)310被導(dǎo)通；如果數(shù)據(jù)是“0”，那么開關(guān)310被關(guān)斷。
當(dāng)所述無線電頻率開關(guān)310被導(dǎo)通，那么天線309被短路接地，以便使出自轉(zhuǎn)送目的地(稍候討論)的無線電波由此被吸收，如圖所示。當(dāng)關(guān)斷所述無線電頻率開關(guān)310時，所述天線309被打開，以便出自轉(zhuǎn)送目的地的無線電波被反射。響應(yīng)于所述輸入無線電波，無線電頻率開關(guān)310的導(dǎo)通和關(guān)斷操作生成反射波，它們的分開相位180度。這意味著轉(zhuǎn)送目的地可以通過檢測輸入無線電波的反射相位來讀取所發(fā)送的數(shù)據(jù)信號，諸如圖像數(shù)據(jù)。
更具體地說，在實際采用反向散射系統(tǒng)時，把圖像數(shù)據(jù)作為輸入無線電波通過經(jīng)歷PSK(相移鍵控)調(diào)制所獲得的反射波來傳輸，其中所述輸入無線電波是由于無線電頻率開關(guān)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)通和關(guān)斷所產(chǎn)生的天線負(fù)載阻抗中的波動而生成的。來自于無線傳輸模塊308的反射波信號相當(dāng)于PSK調(diào)制波。
所述無線電頻率開關(guān)310通常由GaAs IC組成，其消耗幾十μW或者更低的功率。由此，上述的通信方法以非常低的功耗級別來提供無線圖像傳輸。
在接收數(shù)據(jù)的時候，通過出自信號處理部件311的控制信號來導(dǎo)通所述無線電頻率開關(guān)311以及ASK檢測部件313。
所述帶通濾波器312和ASK檢測部件313用于接收來自于轉(zhuǎn)送目的地的ASK調(diào)制的傳輸確認(rèn)信號。如果所述傳輸是基于單向發(fā)生的，即在不期待確認(rèn)的情況下發(fā)生的，那么不需要這兩個模塊。如果要求確認(rèn)，那么所涉及的控制過程通過信號處理部件303來進(jìn)行。
所述帶通濾波器312用于讓輸入無線電波在2.4吉赫頻帶上通過，同時讓衰減的信號分量在任何其他頻帶上通過。在確認(rèn)傳輸?shù)倪^程中，所述ASK檢測部件313消耗30毫瓦或者更低的功率。
因此，對于涉及確認(rèn)的雙向通信設(shè)置而言，在圖1的無線通信設(shè)備進(jìn)行諸如圖像的數(shù)據(jù)傳輸期間的平均功耗合計為10毫瓦或者較小，對于不需要確認(rèn)的單向數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下，功耗合計為幾十μw。這些功耗級別明顯低于普通無線局域網(wǎng)系統(tǒng)的平均功耗。
本發(fā)明還涉及一種基于使用輸入無線電波反射的反向散射系統(tǒng)并以較低功耗級別進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線通信設(shè)備。本發(fā)明還可另外使用QPSK(四相移相鍵控)來實施，以便通過無線傳輸模塊308進(jìn)行反射波的調(diào)制。由QPSK方法來替代PSK方法是為了增大數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取１M管PSK調(diào)制要求把“0”和“1”分配至兩個180度分開的相位，但是QPSK調(diào)制涉及把(0，0)、(0，1)、(1，0)和(1，1)分別分配至相位0、π/2、π和3π/2以便數(shù)據(jù)傳輸，所述相位彼此分開π/2。后者的調(diào)制方法由此相當(dāng)可觀地增加了位速率。通常，2n相位PSK調(diào)制需要把數(shù)據(jù)分配至2n個相位，這些相位彼此分開π/2n-1。這意味著，簡而言之，位速率越高，n的值就越大。
圖2是表明所述無線通信設(shè)備的典型結(jié)構(gòu)的示意圖。所述無線傳輸模塊308包括天線309、無線電頻率開關(guān)311、帶通濾波器312以及ASK檢測部件312，所有這些部件均依照與圖1中它們的相應(yīng)部分相同的方式來起作用。所述無線傳輸模塊308還包括串聯(lián)連接至天線309的移相器320、321以及322，以及無線電頻率開關(guān)323、324、325和326和數(shù)據(jù)解碼器327。
如上所述，所述反向散射系統(tǒng)通過無線電頻率開關(guān)的開關(guān)轉(zhuǎn)換，通過交變輸入無線電波的吸收和反射來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。因為所述無線電頻率開關(guān)323、324和325只得以有限速度來開關(guān)，故而在高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿看无D(zhuǎn)換時，需要在多個比特中運送信息。
每個所述移相器320、321和322均可以由諸如帶狀線的線結(jié)構(gòu)來形成，所述結(jié)構(gòu)提供2.4吉赫頻帶上的λ(波長)/8移位，或者由能夠在電壓控制下改變其相位的有源移相器來形成。每個所述移相器320、321和322對于單向波通路而言均生成45度的相位差，而對于雙向波通路而言生成90度相位差。因為所述移相器320、321和322串聯(lián)連接至天線309，所以依照不同組合來導(dǎo)通和關(guān)斷無線電頻率開關(guān)323、324、325和326提供了不同信道，輸入無線電波的反射波可經(jīng)由這些信道往復(fù)。此結(jié)構(gòu)向反射波給予四個相位差。
例如，如果所述無線電頻率開關(guān)323被單獨導(dǎo)通，那么在圖2中，在點“a”反射所述輸入無線電波。如果所述無線電頻率開關(guān)324單獨被導(dǎo)通，那么在點“b”反射所述輸入無線電波，但是輸入波的相位由于波通路穿過移相器320而相對于點“a”的反射波的相位被移位90度。如果所述無線電頻率開關(guān)325單獨被導(dǎo)通，那么在點“c”反射所述輸入無線電波，但是輸入波的相位由于波通路穿過移相器320和321而相對于點“a”的反射波的相位被移位180度。如果所述無線電頻率開關(guān)326單獨被導(dǎo)通，那么在點“d”反射所述輸入無線電波，但是輸入波的相位由于波通路穿過移相器320、321和322而相對于點“a”的反射波相位被移位270度。也就是說，交替地導(dǎo)通無線電頻率開關(guān)323、324、325和326的任一項可以生成反射波，并且它們的四個相位彼此分開90度。
對諸如圖像轉(zhuǎn)送的數(shù)據(jù)傳輸而言，在信號處理部件303的控制之下，關(guān)斷所述無線電頻率開關(guān)311，并且ASK檢測部件313轉(zhuǎn)換為打開狀態(tài)。所述無線傳輸模塊308通過把數(shù)據(jù)劃分為兩比特增量來執(zhí)行QPSK調(diào)制，對應(yīng)于變化的兩比特0/1組合向每個比特增量分配相位。
更具體地說，當(dāng)接收到由信號處理部件303從存儲卡307讀取的圖像數(shù)據(jù)時，所述無線傳輸模塊308把檢索到的數(shù)據(jù)的位圖轉(zhuǎn)送至數(shù)據(jù)解碼器327。所述數(shù)據(jù)解碼器327把所接收的數(shù)據(jù)劃分為兩比特增量，由此如果數(shù)據(jù)圖像是“00”，那么單獨導(dǎo)通無線電頻率開關(guān)323，如果數(shù)據(jù)圖像是“01”，那么單獨導(dǎo)通無線電頻率開關(guān)324，如果數(shù)據(jù)圖像是“11”，那么導(dǎo)通無線電頻率開關(guān)325，并且如果數(shù)據(jù)圖像是“10”，那么單獨導(dǎo)通無線電頻率開關(guān)326。
當(dāng)數(shù)據(jù)是“00”，那么單獨導(dǎo)通無線電頻率開關(guān)323。這樣令輸入無線電波將在點“a”被反射。
當(dāng)數(shù)據(jù)是“01”，那么單獨導(dǎo)通無線電頻率開關(guān)324。這樣令輸入無線電波將在點“b”被反射。由于其通路穿過移相器320，故而所述反射波相對于點“a”處的反射波具有90度的相移。
當(dāng)數(shù)據(jù)是“11”時，單獨導(dǎo)通無線電頻率開關(guān)325。這樣令所述輸入無線電波將在點“c”被反射。由于其通路穿過移相器320和321，故而所述反射波相對于點“a”處的反射波相位具有180度的相移。
當(dāng)數(shù)據(jù)是“10”時，那么單獨導(dǎo)通無線電頻率開關(guān)326。這樣令輸入無線電波將在點“d”被反射。由于其通路穿過移相器320、321和322，故而所述輸入無線電波相對于點“a”處的反射波具有270度的相移。
以這樣的方式，能夠生成QPSK調(diào)制的反射波，所述反射波依照數(shù)據(jù)的兩比特值的不同具有以90度彼此分開的四個不同的相位。
圖2的無線傳輸模塊308還能夠執(zhí)行PSK調(diào)制。在該情況下，所述無線電頻率開關(guān)324和326是不受控制的。當(dāng)數(shù)據(jù)是“0”時，所述無線電頻率開關(guān)323被導(dǎo)通；當(dāng)數(shù)據(jù)是“1”時，無線電頻率開關(guān)325被導(dǎo)通，以便相對于當(dāng)數(shù)據(jù)是“0”時實際的相位把反射波的相位移位180度。也就是說，同一電路可以處理兩種調(diào)制法，即QPSK和PSK。在通信期間，這兩種方法可以動態(tài)地交替。
將理解的是，除數(shù)據(jù)通信應(yīng)用以外，圖2的用于創(chuàng)建多相調(diào)制波的本發(fā)明的方法還可有效用于不提供電源的一般RFID應(yīng)用。
在接收到輸入無線電波的時候，在信號處理部件303的控制之下來導(dǎo)通所述無線電頻率開關(guān)311以及ASK檢測部件313。此外，所述無線電頻率開關(guān)323、324和326被關(guān)斷，而無線電頻率開關(guān)325單獨被導(dǎo)通。當(dāng)在實際中采用這些設(shè)定時，把來自于天線308的輸入信號以最少的丟失經(jīng)由帶通濾波器312輸入到ASK檢測部件313。
所述帶通濾波器312和ASK檢測部件313用于接收來自于轉(zhuǎn)送目的地的ASK調(diào)制的傳輸確認(rèn)信號。如果所述傳輸是基于單向發(fā)生的，即在不需要確認(rèn)的情況下發(fā)生的，那么不需要這兩個模塊。如果要求確認(rèn)，那么所涉及的控制過程通過信號處理部件303來進(jìn)行。
在基于采用QPSK調(diào)制的反向散射系統(tǒng)的圖2的無線通信設(shè)備的另一變型中，可以用和先前例子一樣的方法來連接七個λ/16移相器和八個無線電頻率開關(guān)。這種設(shè)置提供了八相位PSK調(diào)制結(jié)構(gòu)，借此把相位彼此分開45度的八個反射波分配給從“000”到“111”范圍內(nèi)的八個數(shù)據(jù)比特模式。
圖3是描述在采用八相位PSK調(diào)制的反向散射系統(tǒng)下操作的無線通信設(shè)備的典型結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3的設(shè)備包括無線傳輸模塊508，所述無線傳輸模塊508由天線509、無線電頻率開關(guān)511、帶通濾波器512和ASK檢測部件512組成，所有這些部件依照與圖1設(shè)備中的相應(yīng)部分相同的方式來起作用。圖3的無線通信設(shè)備還包括串聯(lián)連接至天線的八個移相器521、521、522、...、527；無線電頻率開關(guān)531、532、533、..、538和數(shù)據(jù)解碼器540。
如上所述，所述反向散射系統(tǒng)通過無線電頻率開關(guān)的開關(guān)轉(zhuǎn)換，通過交變輸入無線電波的吸收和反射來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。因為所述無線電頻率開關(guān)531、532、533等等只得以有限速度來開關(guān)，故而在高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿看无D(zhuǎn)換時，需要在多個比特中運送信息。
所述移相器521、521、522、...、527均可以由諸如帶狀線的線結(jié)構(gòu)來形成，用于提供2.4吉赫頻帶上的λ/16移位，或者由能夠在電壓控制之下來改變其相位的有源移相器形成。所述移相器521、521、522、...、527中的每個對于單向波通路而言均生成27.5度的相位差，而對于雙向波通路而言生成45度相位差。由此依照不同的組合來導(dǎo)通和關(guān)斷無線電頻率開關(guān)531、532、533、...、538可以提供不同的信道，輸入無線電波的反射波經(jīng)由這些信道往復(fù)。此結(jié)構(gòu)向反射波給予八個相位差。
例如，如果所述無線電頻率開關(guān)531被單獨導(dǎo)通，那么在圖3中，在點“a”處反射所述輸入無線電波。如果所述無線電頻率開關(guān)532單獨被導(dǎo)通，那么在點“b”處反射所述輸入無線電波，但是輸入波的相位由于波通路穿過移相器521而相對于點“a”處的反射波的相位被移位45度。如果所述無線電頻率開關(guān)533單獨被導(dǎo)通，那么在點“c”處反射所述輸入無線電波，但是輸入波的相位由于波通路穿過移相器521和522而相對于點“a”的反射波的相位被移位90度。同樣，如果無線電頻率開關(guān)538單獨被導(dǎo)通，那么在點“h”處反射輸入無線電波，但是輸入波的相位由于波通路穿過所有八個移相器421至428而相對于點“a”處的反射波的相位被移位315度。也就是說，交替地導(dǎo)通無線電頻率開關(guān)531、532、533、...、538中的任一項可以生成反射波，并且它們的八個相位彼此分開45度。
對諸如圖像轉(zhuǎn)送的數(shù)據(jù)傳輸而言，在信號處理部件503的控制之下關(guān)斷所述無線電頻率開關(guān)511，并且ASK檢測部件513轉(zhuǎn)換為打開狀態(tài)。所述無線傳輸模塊508通過把數(shù)據(jù)劃分為三個比特增量來執(zhí)行八相位PSK調(diào)制，對應(yīng)于三個比特0/1組合的變化向每個比特增量分配相位。
更具體地說，當(dāng)接收到由信號處理部件503從存儲卡307讀取的圖像數(shù)據(jù)時，所述無線傳輸模塊508把檢索到的數(shù)據(jù)的位圖轉(zhuǎn)送至數(shù)據(jù)解碼器527。所述數(shù)據(jù)解碼器527把所接收的數(shù)據(jù)劃分為三個比特增量，由此如果數(shù)據(jù)圖像是“000”，那么單獨導(dǎo)通無線電頻率開關(guān)521，如果數(shù)據(jù)圖像是“001”，那么單獨導(dǎo)通無線電頻率開關(guān)422，如果數(shù)據(jù)圖像是“011”，那么導(dǎo)通無線電頻率開關(guān)523，等等。
當(dāng)數(shù)據(jù)是“000”時，那么單獨導(dǎo)通無線電頻率開關(guān)531。這樣令輸入無線電波將在點“a”被反射。當(dāng)數(shù)據(jù)是“001”時，單獨導(dǎo)通無線電頻率開關(guān)524。這樣令輸入無線電波將在點“b”被反射。由于其通路穿過移相器521，故而反射波相對于點“a”處的反射波具有45度的相移，在點“a”處，數(shù)據(jù)是“000”。
當(dāng)數(shù)據(jù)是“011”時，那么單獨導(dǎo)通無線電頻率開關(guān)532。這樣令輸入無線電波將在點“c”被反射。由于其通路穿過移相器521和522，故而反射波相對于點“a”處的反射相位具有90度的相移，在點“a”處，數(shù)據(jù)是“000”。
當(dāng)數(shù)據(jù)是“010”時，那么單獨導(dǎo)通無線電頻率開關(guān)533。這樣令輸入無線電波將在點“d”被反射。由于其通路穿過移相器521、522和523，故而輸入無線電波相對于點“a”處的反射波的相位具有135度的相移，在點“a”處，數(shù)據(jù)是“000”。依照同樣的方式進(jìn)行必然伴有無線電波反射的開關(guān)操作。
如上所述，能夠生成八相位PSK調(diào)制的反射波，所述反射波依照數(shù)據(jù)的三比特值的不同具有以45度彼此分開的八個不同的相位。
圖3的無線傳輸模塊508還能夠執(zhí)行PSK調(diào)制。在該情況下，除了開關(guān)531和534，所有無線電頻率開關(guān)都是不受控制的。當(dāng)數(shù)據(jù)是“0”時，所述無線電頻率開關(guān)531被導(dǎo)通；當(dāng)數(shù)據(jù)是“1”時，無線電頻率開關(guān)534被導(dǎo)通，以便相對于當(dāng)數(shù)據(jù)是“0”時的實際相位把反射波的相位移位180度。也就是說，同一電路可以處理兩種調(diào)制法，即八相位QPSK和PSK。在通信期間，這兩種方法可以動態(tài)地交替。
將理解的是，除數(shù)據(jù)通信應(yīng)用以外，圖3的用于創(chuàng)建多相調(diào)制波的本發(fā)明的方法還可有效用于不提供電源的一般RFID應(yīng)用。
在接收到輸入無線電波的時候，在信號處理部件511的控制之下來導(dǎo)通所述無線電頻率開關(guān)511以及ASK檢測部件413。此外，只有無線電頻率開關(guān)531至538的其中一個被導(dǎo)通，而其他開關(guān)是關(guān)斷的。在實際采用這些設(shè)置時，把來自于天線408的輸入信號以最少的丟失經(jīng)由無線電頻率開關(guān)511和帶通濾波器512輸入到ASK檢測部件413。
所述帶通濾波器512和ASK檢測部件513用于接收來自于轉(zhuǎn)送目的地的ASK調(diào)制的傳輸確認(rèn)信號。如果所述傳輸是基于單向發(fā)生的，即在不需要確認(rèn)的情況下發(fā)生的，那么不需要這兩個模塊。如果要求確認(rèn)，那么所涉及的控制過程通過信號處理部件503來進(jìn)行。
圖4是表明在采用QPSK調(diào)制的反向散射系統(tǒng)的無線通信設(shè)備下操作的無線通信設(shè)備的另一結(jié)構(gòu)的示意圖。盡管圖2的設(shè)備具有通過接地形成的反射點，但仍提供了圖4的設(shè)備，反射點均由開路終端形成。
圖4中的無線通信設(shè)備308由如下部件組成天線309；無線電頻率開關(guān)330、332和334；串聯(lián)連接的移相器331、333和335；以及數(shù)據(jù)解碼器326。為了簡化和舉例說明，從圖4中省略了構(gòu)成圖2中接收模塊的無線電頻率開關(guān)311、帶通濾波器312以及ASK檢測部件312。
每個所述移相器331、333和335均可以由諸如帶狀線的線結(jié)構(gòu)來形成，所述結(jié)構(gòu)提供了2.4吉赫頻帶上的λ/8移位，或者由能夠基于電壓控制來改變其相位的有源移相器。對于單向波通路而言，所述移相器均生成45度的相位差，而對于雙向波通路而言生成90度相位差。由此，依照不同的組合來導(dǎo)通和關(guān)斷無線電頻率開關(guān)330、332和334可以提供不同的信道，輸入無線電波的反射波經(jīng)由這些信道往復(fù)。此結(jié)構(gòu)向反射波給予四個相位差。
例如，如果所述無線電頻率開關(guān)330被關(guān)斷，那么在圖4中，在點“a”處反射所述輸入無線電波。如果所述無線電頻率開關(guān)330被導(dǎo)通，而所述無線電頻率開關(guān)332被關(guān)斷，那么在點“b”反射所述輸入無線電波，但是輸入波的相位由于波通路穿過移相器331而相對于“a”點的反射波的相位被移位90度。如果所述無線電頻率開關(guān)330和332被導(dǎo)通，而無線電頻率開關(guān)334被關(guān)斷，那么在點“c”反射所述輸入無線電波，但是輸入波的相位由于波通路穿過移相器331和334而相對于點“a”的反射波的相位被移位180度。如果所述無線電頻率開關(guān)330、332和334全部被導(dǎo)通，那么在點“d”反射所述輸入無線電波，但是輸入波的相位由于波通路穿過移相器331、333和335而相對于點“a”的反射波的相位被移位270度。也就是說，依照不同組合來導(dǎo)通和關(guān)斷無線電頻率開關(guān)330、332和334可以生成四個相位彼此分開90度的反射波。
在執(zhí)行圖像轉(zhuǎn)送的過程中，所述無線傳輸模塊308通過把數(shù)據(jù)劃分為兩比特增量來執(zhí)行QPSK調(diào)制，對應(yīng)于兩比特0/1組合的變化向每個比特增量分配相位。
更具體地說，當(dāng)接收到由信號處理部件303從存儲卡307讀取的圖像數(shù)據(jù)時，所述無線傳輸模塊308把檢索到的數(shù)據(jù)的位圖轉(zhuǎn)送至數(shù)據(jù)解碼器336。所述數(shù)據(jù)解碼器336把所接收的數(shù)據(jù)劃分為兩比特增量，由此如果數(shù)據(jù)圖像是“00”，那么導(dǎo)通無線電頻率開關(guān)330，如果數(shù)據(jù)圖像是“01”，那么導(dǎo)通所述無線電頻率開關(guān)330而關(guān)斷無線電頻率開關(guān)332，如果數(shù)據(jù)圖像是“11”，那么導(dǎo)通無線電頻率開關(guān)330和332，而關(guān)斷無線電頻率開關(guān)334，并且當(dāng)數(shù)據(jù)圖像是“10”時，導(dǎo)通所有無線電頻率開關(guān)330、332和334。
當(dāng)數(shù)據(jù)是“00”時，關(guān)斷無線電頻率開關(guān)330。這樣令輸入無線電波將在點“a”被反射。
當(dāng)數(shù)據(jù)是“01”時，導(dǎo)通所述無線電頻率開關(guān)330，并且關(guān)斷無線電頻率開關(guān)332。這樣令輸入無線電波將在點“b”被反射。由于其通路穿過移相器331，故而反射波相對于點“a”處的反射波的相位具有90度的相移，在點“a”處，數(shù)據(jù)是“00”。
當(dāng)數(shù)據(jù)是“11”時，導(dǎo)通所述無線電頻率開關(guān)330和332，并且關(guān)斷無線電頻率開關(guān)334。這樣令輸入無線電波將在點“c”被反射。由于其通路穿過移相器331和334，故而反射波相對于點“a”處的反射相位具有180度的相移，在點“a”處，數(shù)據(jù)是“00”。
當(dāng)數(shù)據(jù)是“10”時，導(dǎo)通所有無線電頻率開關(guān)330、332和334。這樣令輸入無線電波將在點“d”被反射。由于其通路穿過移相器331、333和335，故而輸入無線電波相對于點“a”處的反射波的相位具有270度的相移，在點“a”處，數(shù)據(jù)是“00”。
如上所述，能夠生成QPSK調(diào)制的反射波，所述反射波依照數(shù)據(jù)的兩比特值的不同具有以90度彼此分開的四個不同的相位。
圖5是示出接收來自于圖2或者圖4的無線通信設(shè)備數(shù)據(jù)的無線通信設(shè)備硬件結(jié)構(gòu)的示意圖。圖5的設(shè)備代表諸如PC、電視機(jī)或者打印機(jī)等用于顯示或者輸出所接收的圖像數(shù)據(jù)的圖像再現(xiàn)設(shè)備。
使用反射波向圖5的設(shè)備提供圖像數(shù)據(jù)。這要求無線接收模塊400傳輸未調(diào)制的載波以便產(chǎn)生反射波。所述無線接收模塊400由2.4吉赫頻帶的天線401、循環(huán)器402、接收部件403、發(fā)送部件406、頻率合成器409、通信控制部件410和主機(jī)接口部件411組成。所述接收部件403包括正交檢波部件404和AGC(自動增益控制)放大器405。所述發(fā)送部件406包括混合器408和功率放大器407。所述主機(jī)接口部件411與諸如PC的主機(jī)裝置412相連，其中經(jīng)由所述接口把所接收的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送給所述主機(jī)裝置。
當(dāng)所述通信控制部件410把預(yù)定的直流電壓施加到混合器408時，所述無線接收模塊400傳輸未調(diào)制載波。待傳輸?shù)奈凑{(diào)制載波的頻率是在通信控制部件410的控制之下通過頻率合成器的頻率來確定的。圖5的設(shè)備使用2.4吉赫頻帶。由混合器408輸出的未調(diào)制載波通過功率放大器407放大到預(yù)制電平。把放大的載波經(jīng)由循環(huán)器402從天線401發(fā)出。
出自圖像傳輸設(shè)備300的反射波具有與前述的無線接收模塊400傳輸?shù)妮d波相同的頻率。所述反射波由天線401接收，并且經(jīng)由循環(huán)器402輸入到接收部件403。因為向正交檢波部件404提供與傳輸頻率相同的本振頻率，故而在正交檢波部件404的輸出端出現(xiàn)由圖像傳輸設(shè)備300進(jìn)行調(diào)制過程獲得的PSK或者QPSK調(diào)制波。因為所述輸入信號具有不同于本地信號的相位，所以正交檢波部件404依照輸入和本地信號之間的相位差將其已調(diào)制信號作為I軸信號和Q軸信號輸出。
所述AGC放大器405在把增益控制信號發(fā)送至通信控制部件410之前，增益最佳地控制其所輸入的I軸和Q軸信號。根據(jù)I軸和Q軸信號，所述通信控制部件410執(zhí)行PSK或者QPSK解調(diào)，借此再現(xiàn)載波和時鐘信號。把正確再現(xiàn)的數(shù)據(jù)經(jīng)由主機(jī)接口部件411轉(zhuǎn)送到主機(jī)裝置412。
如果需要確認(rèn)通過圖像傳輸裝置300的數(shù)據(jù)傳輸，那么如果所接收的分組數(shù)據(jù)是正確的，則通信控制部件410把ACK(確認(rèn))數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到混合器408，或者如果所接收的分組數(shù)據(jù)是不正確的，那么通信控制部件410把NACK(否認(rèn))數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到混合器408。已轉(zhuǎn)送的ACK或者NACK數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)歷ASK調(diào)制。所接收的數(shù)據(jù)是否正確是通過驗證附于所接收的圖像數(shù)據(jù)分組的CRC(循環(huán)冗余校驗)代碼來確定的。
圖6示出了當(dāng)充當(dāng)圖像傳輸裝置的圖2或者圖4的無線通信設(shè)備300與充當(dāng)圖像顯示裝置的圖5的無線通信設(shè)備400進(jìn)行無線數(shù)據(jù)通信時，實際上的典型控制序列。圖6的設(shè)置假定了通過另一個設(shè)備來確認(rèn)通過一個設(shè)備的每個傳輸。下面將描述所述控制序列。
(步驟1)在圖像傳輸裝置中，例如通過用戶來建立數(shù)據(jù)傳輸模式。
(步驟2)同樣，在圖像顯示裝置中，例如通過用戶來建立數(shù)據(jù)接收等待模式。
(步驟3)作為圖像轉(zhuǎn)送目的地的圖像顯示裝置傳輸未調(diào)制載波，由此所述圖像傳輸裝置產(chǎn)生反射波。
(步驟4)具有已接收的未調(diào)制載波的圖像傳輸裝置使用反射波作出數(shù)據(jù)傳輸請求。
(步驟5)具有已接收的數(shù)據(jù)傳輸請求的圖像顯示裝置返回權(quán)限以通過ASK調(diào)制發(fā)送。
(步驟6)所述圖像顯示裝置為反射波形成而傳輸未調(diào)制載波。
(步驟7)當(dāng)接收未調(diào)制載波時，所述圖像傳輸裝置使用反射波傳輸分組化的數(shù)據(jù)。在此步驟中，所述圖像傳輸裝置通過把數(shù)據(jù)劃分為兩比特增量來執(zhí)行QPSK調(diào)制，對應(yīng)于兩比特0/1組合的變化向每個增量分配相位(如上所述)。
(步驟8)所述圖像顯示裝置讓所接收的分組化數(shù)據(jù)進(jìn)行QPSK解調(diào)，由此恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。如果發(fā)現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)是正確的，那么圖像顯示裝置通過ASK調(diào)制返回ACK(確認(rèn))信號；如果發(fā)現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)是不正確的，那么所述圖像顯示裝置返回NACK(否認(rèn))信號。所述數(shù)據(jù)是否正確是通過驗證附于所接收數(shù)據(jù)分組的CRC(循環(huán)冗余校驗)代碼來確定的。
當(dāng)傳輸ACK或者NACK信號時，所述圖像顯示裝置可以在同一信號中包括發(fā)給圖像傳輸裝置的命令。舉例來說，所述圖像顯示裝置可以把幻燈請求命令發(fā)送至圖像傳輸裝置。
依照所述的方式，所述圖像顯示裝置可以從遠(yuǎn)程位置控制圖像傳輸裝置。如果所述圖像顯示裝置是可以通過紅外線遙控器操作的電視機(jī)，那么能夠把命令從遙控器發(fā)送至圖像顯示裝置，所述圖像顯示裝置又把命令轉(zhuǎn)送到圖像傳輸裝置。也就是說，可以使用紅外線遙控器來間接地控制圖像傳輸裝置。
然后重復(fù)步驟6至8，直到已經(jīng)傳輸了所有數(shù)據(jù)。
在如上所述的控制序列中，基于雙向來進(jìn)行通信，以便當(dāng)正常傳輸時確認(rèn)圖像數(shù)據(jù)。作為選擇，可以在從攝像機(jī)或者類似源轉(zhuǎn)送流送數(shù)據(jù)的情況下，基于單向來執(zhí)行通信。采用單向傳輸設(shè)置消除了對圖像顯示裝置返回ASK調(diào)制確認(rèn)信號的需要。此外，所述圖像傳輸裝置也不必接收確認(rèn)信號，這進(jìn)一步節(jié)省了功耗。
將理解的是，在執(zhí)行圖6的控制序列的過程中，所述圖像傳輸裝置不需要振蕩器。
在圖1的設(shè)置中，諸如數(shù)字照相機(jī)的所述圖像傳輸裝置并入無線傳輸模塊308。然而，這不是對本發(fā)明的限制。作為選擇，所述無線傳輸模塊可以作為可拆卸的適配器來提供，其經(jīng)由USB(通用串行總線)或者其他適當(dāng)?shù)慕涌趶耐獠窟B接至本發(fā)明的設(shè)備。
圖7示意性地示出了作為適配器類型模塊提供的無線傳輸模塊的典型結(jié)構(gòu)。
如圖所示，圖7中的圖像傳輸裝置包括照像機(jī)部件602、信號處理部件603、存儲卡接口部件604、操作/顯示部件605、USB接口部件606和存儲卡607。這些部件基本上與圖6中所示的常規(guī)無線局域網(wǎng)能力的數(shù)字照相機(jī)的相應(yīng)部分202至207相同。
通常，USB接口部件606充當(dāng)從屬設(shè)備。在經(jīng)由存儲卡接口部件604從存儲卡607讀取感興趣的圖像數(shù)據(jù)之后，信號處理部件603把所檢索的數(shù)據(jù)經(jīng)由USB接口部件606在USB電纜上轉(zhuǎn)送至PC(USB主機(jī))。在圖7的設(shè)置中，當(dāng)被連接到在經(jīng)由USB接口從外部附于其上的從屬設(shè)備中的無線傳輸模塊601時，所述USB接口部件被轉(zhuǎn)換為主機(jī)側(cè)。這些設(shè)置相當(dāng)于圖1中所示的設(shè)備。
所述無線傳輸模塊601可以是裝備有USB連接器和天線609的適配器，例如具有參考標(biāo)記620所表示的設(shè)備的形狀。
圖7中所示的所述無線傳輸模塊基本上與圖2或者圖4中描述的無線傳輸模塊308相同，除了其另外裝備有USB接口部件614。
當(dāng)傳輸圖像數(shù)據(jù)時，在信號處理部件303的控制之下，所述無線電頻率開關(guān)311被關(guān)斷，并且ASK檢測部件313轉(zhuǎn)換為打開狀態(tài)。所述無線傳輸模塊308經(jīng)由主機(jī)側(cè)USB接口部件606和從屬機(jī)側(cè)USB接口部件614來接收從存儲卡607檢索的圖像數(shù)據(jù)。以這樣的方式，能夠生成四個反射波，所述反射波根據(jù)兩比特數(shù)據(jù)的不同值具有以90度彼此分開的四個不同的相位。此系統(tǒng)經(jīng)由QPSK調(diào)制提供反射波，如早先討論的那樣。舉例來說，當(dāng)數(shù)據(jù)是“01”時，反射波具有90度的相移；當(dāng)數(shù)據(jù)是“11”時，反射波具有180度的相移；當(dāng)數(shù)據(jù)是“10”時，反射波具有270度的相移。
當(dāng)接收數(shù)據(jù)時，所述帶通濾波器和ASK檢測部件用于接收來自于轉(zhuǎn)送目的地(如上所述)的ASK調(diào)制確認(rèn)信號。如果所述傳輸是基于單向發(fā)生的，即在不需要確認(rèn)的情況下發(fā)生的，那么不需要這兩個模塊。如果要求確認(rèn)，那么所涉及的控制過程通過通信控制部件608來執(zhí)行。帶通濾波器612用于讓輸入無線電波在2.4吉赫頻帶上通過，同時讓衰減的信號分量在任何其他頻帶上通過。
圖7的設(shè)置如同圖1中所示的設(shè)備一樣，允許以非常低的功耗級別來進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)傳輸。隨著移動裝置漸進(jìn)地小型化以滿足現(xiàn)今的需要，認(rèn)為像本發(fā)明上述實施例那樣的適配器型無線傳輸模塊是尤其有效的。雖然此實施例使用USB接口來與諸如數(shù)字照相機(jī)的無線通信設(shè)備連接，但是這不是對本發(fā)明的限制。而是可以采用任何其他適當(dāng)?shù)慕涌凇?br> 圖8示意性地描述了與采用QPSK調(diào)制的無線通信設(shè)備一起使用的無線傳輸模塊308的另一典型結(jié)構(gòu)。
圖8中的所述無線通信模塊308包括天線901、合成/分布部件902、無線電頻率開關(guān)903和905、串聯(lián)連接至無線電頻率開關(guān)905的λ/8移相器904、和串行/并行轉(zhuǎn)換器906。為了簡化和舉例說明，從圖8中省略了構(gòu)成圖2中接收模塊的無線電頻率開關(guān)311、帶通濾波器312以及ASK檢測部件312。
通過合成/分布部件902分支并且經(jīng)由無線電頻率開關(guān)903接地的信道、以及經(jīng)由移相器904和無線電頻率開關(guān)905接地的信道中的每個信道均構(gòu)成反向散射型通信的反射信道。也就是說，所述無線電頻率開關(guān)903充當(dāng)BPSK調(diào)制器；同樣地，移相器904和無線電頻率開關(guān)905作為另一BPSK調(diào)制器來操作。
后者的BPSK調(diào)制器具有由移相器904產(chǎn)生的λ/8相位延遲，并為雙向波通路提供λ/4的相位差。這意味著BPSK調(diào)制是在與前者BPSK調(diào)制器的軸分開90度的軸上進(jìn)行的。此結(jié)構(gòu)相當(dāng)于執(zhí)行QPSK調(diào)制，這是因為無線電頻率開關(guān)903在I軸執(zhí)行BPSK調(diào)制，而移相器904和無線電頻率開關(guān)905在Q軸上執(zhí)行BPSK調(diào)制。此處，所述合成/分布部件902用于信號分支和合成。
在如上所述的實施例中，在實際電路中，兩個無線電頻率開關(guān)903和905的其中一個被短路以便接地。作為選擇，短路可以通過使用λ/4打開的短線結(jié)構(gòu)來形成。
QPSK調(diào)制通過合成/分布部件902對從天線901接收的信號進(jìn)行分支而形成的兩個載波，一個載波由無線電頻率開關(guān)903來調(diào)制，另一個載波由移相器904和無線電頻率開關(guān)905來調(diào)制。把由此調(diào)制的反射信號經(jīng)由合成/分布部件902再次從天線901發(fā)出。
所述串行/并行轉(zhuǎn)換器906把串行發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為I和Q并行信號。
更具體地說，當(dāng)按照串行/并行轉(zhuǎn)換的兩比特數(shù)據(jù)是“00”時，無線電頻率開關(guān)903和905兩個都被關(guān)斷；當(dāng)兩個數(shù)據(jù)比特是“01”時，無線電頻率開關(guān)903單獨被導(dǎo)通；當(dāng)所述數(shù)據(jù)比特是“11”時，無線電頻率開關(guān)905單獨被導(dǎo)通；當(dāng)所述數(shù)據(jù)比特是“10”時，無線電頻率開關(guān)903和905兩個都被導(dǎo)通。
平10-209914號日本已公開專利提出了一種雙工無線通信系統(tǒng)，包括詢問器和與詢問器空間分開設(shè)置的多個標(biāo)簽。所提出的系統(tǒng)的詢問器把載波(CW)無線電信號傳輸至系統(tǒng)中的至少一個標(biāo)簽，借此依照信息信號對副載波信號進(jìn)行QPSK調(diào)制。應(yīng)該注意的是，所提出的系統(tǒng)使用副載波信號在二次調(diào)制階段(例如參見圖3的應(yīng)用)執(zhí)行ASK調(diào)制，所述副載波信號在初始調(diào)制階段進(jìn)行了QPSK調(diào)制。在該情況下，所述實際傳輸速率受到所使用的ASK調(diào)制法的性能的限制。換言之，所提出的系統(tǒng)所采用的QPSK調(diào)制設(shè)置無助于傳送速率的任何改善。所提出的系統(tǒng)還必然伴有與DC偏移和混合器噪聲相關(guān)的問題。根據(jù)本發(fā)明，通過對比，把主要載波基于以下原理進(jìn)行QPSK調(diào)制，所述原理為反射信道通過允許輸入無線電波在其上往復(fù)來提供相位差。由此在上述所引用申請所提出的系統(tǒng)和本發(fā)明的結(jié)構(gòu)之間存在明顯不同。
工業(yè)實用性應(yīng)該理解的是，雖然已經(jīng)參照附圖并結(jié)合特殊實施例描述了本發(fā)明，但是很明顯，在不脫離本發(fā)明的精神或者范圍的情況下，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，按照前述事項進(jìn)行許多替代、修改和變化是顯而易見的。
本發(fā)明涉及一種使用相位差的多相調(diào)制方法，所述相位差發(fā)生在多個反射信道之間，所述反射信道是依照構(gòu)成反向散射類型的通信設(shè)置的形式來提供的。上述描述主要涉及RFID系統(tǒng)，所述RFID系統(tǒng)具有讀取器，用于以無接觸的方式從內(nèi)部標(biāo)簽讀取信息。然而，此實施例不是對本發(fā)明的限制。除數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用以外，當(dāng)把本發(fā)明的系統(tǒng)用于沒有提供電源的一般RFID應(yīng)用中時，也十分有效。
由此，此描述中包含的具體細(xì)節(jié)不應(yīng)該被看作是對本發(fā)明范圍的限制，而僅僅是對本發(fā)明某些優(yōu)選實施例提供舉例說明。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)該由所附權(quán)利要求書及其法律上的等效物來確定，而不是由所給出的例子來確定。
權(quán)利要求
1.一種無線通信設(shè)備，用于基于使用輸入無線電波反射的反向散射系統(tǒng)執(zhí)行數(shù)據(jù)通信，所述無線通信設(shè)備包括數(shù)據(jù)發(fā)送部件，所述數(shù)據(jù)發(fā)送部件包括用于接收來自于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送目的地的輸入無線電波的天線；n個信道，其中對于通過其中的單向波通路而言，第k個信道給出(k-1)λ/2n-1的相位差，其中1≤k≤n；以及反射波形成裝置，用于通過根據(jù)輸出數(shù)據(jù)選擇所述信道中的任一個信道來形成具有n個不同相位的反射波；其中所述數(shù)據(jù)發(fā)送部件使用所述反射波相對于所述輸入無線電波的相位差模式來形成所述輸出數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的無線通信設(shè)備，還包括第一至第(n-1)個移相器，對于通過其中的單向波通路而言每個移相器均給出λ/2n+1的相位差，所述移相器被串聯(lián)連接至所述天線；其中所述n個信道包括用于獲取第一反射波的第一信道，所述第一反射波是在波通路沒有通過任何所述移相器的情況下直接反射輸入無線電波獲得的，并且包括用于獲取第k個反射波的第k個信道，所述第k個反射波通過所述第一移相器和第(k-1)個移相器之間的雙向波通路相對于所述第一反射波的相位具有(k-1)π/2n-1的相移，其中1≤k≤n；并且其中所述反射波形成裝置通過把所述輸出數(shù)據(jù)劃分為每2n-1比特的增量并且通過依照2n-1比特中0和1的組合選擇信道來向反射波分配相位，以此來執(zhí)行2n相位PSK調(diào)制。
3.如權(quán)利要求2所述的無線通信設(shè)備，還包括第一至第n個反射點，所述反射點位于所述天線和第一移相器之間、所述第(k-t)移相器和第k個移相器之間，其中2≤k≤n-1，以及位于第(n-1)移相器的下游；其中所述反射波形成裝置通過把所述輸出數(shù)據(jù)劃分為每2n-1比特的增量并且依照2n-1比特中0和1的組合切換所述反射點來向反射波分配相位，以此來執(zhí)行2n相位PSK調(diào)制。
4.如權(quán)利要求3所述的無線通信設(shè)備，其中所述反射點中的每一個均可以通過接地或者使用開路終端來形成。
5.如權(quán)利要求1所述的無線通信設(shè)備，還包括第一至第三移相器，對于通過其中的單向波通路而言每個移相器均給出λ/8的相位差，所述移相器被串聯(lián)連接至所述天線；其中所述n個信道包括用于獲取第一反射波的第一信道，所述第一反射波通過在波通路沒有通過任何所述移相器的情況下直接反射所述輸入無線電波而獲得；用于獲取第二反射波的第二信道，所述第二反射波通過僅經(jīng)由所述第一移相器的雙向波通路相對于所述第一反射波的相位具有π/2的相移；用于獲取第三反射波的第三信道，所述第三反射波通過經(jīng)由所述第一和所述第二移相器的雙向波通路相對于所述第一反射波的相位具有π的相移；以及用于獲取第四反射波的第四信道，所述第四反射波通過經(jīng)由所述第一至第三移相器的雙向波通路相對于所述第一反射波的相位具有3π/2的相移；并且其中所述反射波形成裝置通過把所述輸出數(shù)據(jù)劃分為每2比特的增量并且通過依照2比特中0和1的組合選擇信道來向反射波分配相位，以此來執(zhí)行QPSK調(diào)制。
6.如權(quán)利要求5所述的無線通信設(shè)備，其中所述反射波形成裝置只使用所述第一和第三信道來執(zhí)行PSK調(diào)制。
7.一種無線通信設(shè)備，用于基于使用輸入無線電波反射的反向散射系統(tǒng)執(zhí)行數(shù)據(jù)通信，所述無線通信設(shè)備包括數(shù)據(jù)發(fā)送部件，所述數(shù)據(jù)發(fā)送部件包括用于接收來自于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送目的地的輸入無線電波的天線；由第一無線電頻率開關(guān)構(gòu)成的第一反射信道；由給出λ/8相位差的相位調(diào)制裝置和第二無線電頻率開關(guān)構(gòu)成的第二反射信道；用于把輸出數(shù)據(jù)從串行形式轉(zhuǎn)換為并行信號的串行/并行轉(zhuǎn)換裝置；以及合成/分布裝置，用于把來自所述天線的所述輸入無線電波分送到反射信道并且用于合成來自于所述反射信道的輸出；其中每個所述無線電頻率開關(guān)的激活和不激活是使用構(gòu)成已經(jīng)進(jìn)行串行/并行轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)的兩個數(shù)據(jù)項來控制的，以便所述數(shù)據(jù)發(fā)送部件使用反射波相對于所述輸入無線電波的相位差模式來形成所述輸出數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的無線通信設(shè)備，還包括數(shù)據(jù)接收部件，所述數(shù)據(jù)接收部件由用于允許由所述天線接收到的所述輸入無線電波通過預(yù)定頻帶的濾波器，并且由包括檢波部件的數(shù)據(jù)接收部件構(gòu)成，以便形成信號；其中所述數(shù)據(jù)發(fā)送部件和所述數(shù)據(jù)接收部件根據(jù)是否傳輸輸出數(shù)據(jù)來交替地被開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明涉及無線通信設(shè)備，其中提供了一種在涉及QPSK調(diào)制過程的反向散射系統(tǒng)下操作的通信設(shè)備。所述設(shè)備包括用于獲取第一反射波的第一信道，所述第一反射波在波通路不經(jīng)由任何移相器的情況下直接反射輸入無線電波而獲得；用于獲取第二反射波的第二信道，所述第二反射波通過經(jīng)由第一移相器的雙向波通路相對于第一反射波的相位具有π/2的相移；用于獲取第三反射波的第三信道，所述第三反射波通過經(jīng)由第一和第二移相器的雙向波通路相對于第一反射波的相位具有π的相移；以及用于獲取第四反射波的第四信道，所述第四反射波通過經(jīng)由第一至第三移相器的雙向波通路相對于第一反射波的相位具有3π/2的相移。
文檔編號H04L27/20GK1717875SQ20048000154
公開日2006年1月4日 申請日期2004年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月10日
發(fā)明者福田邦夫 申請人:索尼株式會社