用于生成NFC发起方发射波形的脉冲整形 |
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| 申请号 | CN201380049966.8 | 申请日 | 2013-09-24 | 公开(公告)号 | CN104662808B | 公开(公告)日 | 2017-09-22 |
| 申请人 | 高通股份有限公司; | 发明人 | K·阿哈万; R·格特克; F·萨布里; | ||||
| 摘要 | 公开了可以对 信号 进行整形，以满足与例如当 近场通信 (NFC)目标进入NFC发起方的范围之内，并且发起方生成和发送NFC 波形 时发生的交互有关的 辐射 屏蔽 要求、 电流 消耗要求和过冲/下冲要求的系统和方法。在一些实现中，定义了一对比特模式，来自 放大器 的其差分输出是整形的脉冲宽带调制波形。改变这些比特模式的各个比特，可以以可预测方式改变整形的脉冲波形。可以使用减少较高阶谐波的匹配网络，来对脉冲宽度调制波形进行滤波，从而减少带外辐射。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于无线通信的装置，包括： |
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| 说明书全文 | 用于生成NFC发起方发射波形的脉冲整形[0001] 相关申请的交叉引用 [0002] 本申请要求享受于2012年9月27日提交的、名称为“PULSE SHAPING FOR GENERATING NFC INITIATOR TRANSMIT WAVEFORM”的美国临时申请No.61/706,581的优先权，故以引用方式将该美国临时申请的公开内容全部并入本文。 技术领域[0003] 概括地说，本公开内容涉及用于无线通信和射频识别的装置和方法。更具体地说，本公开内容涉及脉冲整形装置和方法。 背景技术[0004] 近场通信(NFC)系统按照13.56MHz来实现发起方和目标之间的短距离无线通信。发起方使用NFC标准协议(其包括接近性类型A、B和F以及邻近性(Vicinity)协议)来读取靠近该发起方的目标的RFID标签。 [0005] 在电子设备中NFC接口的使用，向便携式设备提供类似于非接触式集成电路卡(例如，射频识别(RFID)卡)的功能。此外，提供有NFC接口的电子设备能够操作成射频(RF)读取器和/或写入器，以便与其它NFC设备进行通信。NFC的基本方面是使用RF范围中的电磁波，并在仅仅较短的距离(例如，几厘米的范围)上实现信息内容的传输。 [0007] 在所附权利要求的范围之内的系统、方法和设备的各种实现均具有若干方面，其中没有单独的一个方面是唯一地负责本文所描述的期望的属性。在不限制所附权利要求的范围的情况下，本文描述了一些突出的特征。 [0008] 一种创新包括一种用于无线通信的装置，并且某些实现可以包括本文所描述的特征(方面)中的一个或多个。在一种实现中，该装置包括：存储器单元，其被配置为存储多种比特模式；第一电路，其被配置为使用所述多种比特模式中的第一选定的比特模式来生成第一信号。所述第一电路还被配置为使用所述多种比特模式中的第二选定的比特模式来生成第二信号。该装置还可以包括：放大器，其耦合到所述第一电路。所述放大器被配置为基于所述第一信号和所述第二信号，按照载频来生成脉冲宽度调制信号。 [0009] 在一些实现中，该装置还包括：第二电路，其被配置为对所述脉冲宽度调制信号的较高阶谐波进行滤波。所述第二电路还可以被配置为生成近场通信(NFC)发射信号。对于一些实现，所述多种比特模式包括：对所述脉冲宽度调制信号进行整形，以便针对每一种协议、调制指数和数据速率组合，减少较高阶谐波的比特模式。 [0010] 对于一些实现，该装置还可以包括：发射机，其操作地耦合到所述第二电路。所述发射机被配置为发送所述近场通信(NFC)发射信号。对于一些实现，所述放大器是D类功率放大器。所述第二电路可以是匹配网络滤波器。对于一些实现，所述多种比特模式中的每一种比特模式包含32比特。所述多种比特模式中的所选定的比特模式可以是基于发送的编码比特是0还是1来选择的。对于一些实现，所述第一电路被配置为：为所述载频的每一个周期，选择所述多种比特模式中的一种比特模式。与具有更高占空比的比特模式所消耗的共模电流相比，所述第一电路的配置可以针对具有更低占空比的比特模式，消耗更少的共模电流。 [0011] 对于一些实现，所述多种比特模式包括具有多种不同的占空比的比特模式，其包括具有在50％之下的占空比的至少一种比特模式。所述多种比特模式可以包括：与从第一相位到第二相位的转变中的不同相位步进相对应的比特模式。在一些实现中，所述第一电路可以被配置为：首先选择所述多种比特模式中与所述第一相位相对应的比特模式，然后选择所述多种比特模式中与从所述第一相位到所述第二相位的转变中的不同相位步进相对应的比特模式，最后选择所述多种比特模式中与所述第二相位相对应的比特模式，以减少相位转变中的下冲(undershoot)和过冲(overshoot)。 [0012] 在一些实现中，所述近场通信发射信号被配置成具有以下各种参数的类型A接近性(Proximity)近场通信信号：载频除以128的数据速率和90％到100％的调制指数、或者载频除以64的数据速率和25％到100％的调制指数。在一些实现中，所述近场通信发射信号被配置成具有数据速率为载频除以32和调制指数为25％到100％的类型A接近性近场通信信号。在一些实现中，所述近场通信发射信号被配置成具有数据速率为载频除以16和调制指数为25％到100％的类型A接近性近场通信信号。 [0013] 在一些实现中，所述近场通信发射信号被配置成具有以下各种参数的类型B接近性近场通信信号：载频除以128的数据速率和8％到15％的调制指数、或者载频除以64的数据速率和8％到15％的调制指数。在一些实现中，所述近场通信发射信号被配置成具有数据速率为载频除以32和调制指数为8％到15％的类型B接近性近场通信信号，或者在其它实现中，被配置成具有数据速率为载频除以16和调制指数为8％到15％的类型B接近性近场通信信号。 [0014] 对于一些实现，所述近场通信发射信号被配置成具有数据速率为载频除以64和调制指数为8％到14％的类型F接近性近场通信信号。对于一些实现，所述近场通信发射信号被配置成具有数据速率为载频除以32和调制指数为8％到14％的类型F接近性近场通信信号。 [0015] 对于一些实现，所述近场通信发射信号被配置成具有数据速率为载频除以512和调制指数为10％到100％的邻近性(Vicinity)近场通信信号。对于一些实现，所述近场通信发射信号被配置成具有数据速率为载频除以8192和调制指数为10％到100％的邻近性近场通信信号。 [0016] 另一种创新是一种对用于近场通信(NFC)的信号进行整形的方法，该方法包括生成整形的信号，其中，生成整形的信号包括：存储多种比特模式，选定所述多种比特模式中的第一比特模式，选定所述多种比特模式中的第二比特模式，以及基于所述第一比特模式和所述第二比特模式，按照载频来生成脉冲宽度调制信号。 [0017] 对于一些实现，用于对信号进行整形的该方法还包括：生成与所述第一选定的比特模式相对应的第一信号，生成与所述第二选定的比特模式相对应的第二信号，并且其中，生成脉冲宽度调制信号包括向放大器输入所述第一信号和所述第二信号，并且其中，所述脉冲宽度调制信号是来自所述放大器的输出信号。 [0018] 对于一些实现，用于对信号进行整形的该方法还包括：对所述脉冲宽度调制信号的较高阶谐波进行滤波，以及生成近场通信(NFC)发射信号。对于一些实现，该方法还包括：从所述多种比特模式中选择对所述脉冲宽度调制信号进行整形，以便针对每一种协议、调制指数和数据速率组合，减少较高阶谐波的比特模式。对于一些实现，该方法还包括：发送所述近场通信(NFC)发射信号。 [0019] 一些实现还包括：规定N个元素的相位步进序列，其中，N超过2。在一些示例中，第一元素可以对应于第一相位，并且第N元素可以对应于第二相位。第二元素到第N-1元素可以与从所述第一相位到所述第二相位的转变中的不同相位步进相对应。当所述第二相位超过所述第一相位时，所述第二元素到所述第N-1元素可以单调地增加。当所述第二相位小于所述第一相位时，所述第二元素到所述第N-1元素可以单调地减小。一些实现还可以包括：针对所述N个元素的相位步进序列中的每一个元素，生成整形的信号。针对每一个相位步进选定的所述第一比特模式和针对每一个相位步进的所述第二比特模式可以与所述相位步进相对应，从而减少从所述第一相位到所述第二相位的转变中的下冲和过冲。N可以在3和 32之间变化。 [0020] 另一种创新是一种对用于近场通信(NFC)的信号进行整形的设备，该设备包括：用于生成整形的信号的单元，其包括：用于存储多种比特模式的单元。该设备还包括：用于选定所述多种比特模式中的第一比特模式的单元，以及用于生成与所述第一选定的比特模式相对应的第一信号的单元。该设备还包括：用于选定所述多种比特模式中的第二比特模式的单元，以及用于生成与所述第二选定的比特模式相对应的第二信号的单元。该设备还包括：用于基于第一波形和第二波形，按照载频来生成脉冲宽度调制信号的单元。 [0021] 在一些实现中，一个或多个存储器单元存储所述多种比特模式。第一电路选定所述多种比特模式中的第一比特模式。第一电路生成与所述第一选定的比特模式相对应的第一信号。第一电路选定所述多种比特模式中的第二比特模式。第一电路生成与所述第二选定的比特模式相对应的第二信号。放大器基于第一波形和第二波形之间的差别，按照载频来生成脉冲宽度调制信号。 [0022] 在一些实现中，该设备还包括：用于对所述脉冲宽度调制信号的较高阶谐波进行滤波的单元，以及用于根据所述脉冲宽度调制信号来生成近场通信(NFC)发射信号的单元。在一些实现中，第二电路对较高阶谐波进行滤波，并且生成近场通信(NFC)发射信号。 [0023] 另一种创新是一种包括代码的非暂时性计算机可读介质，当所述代码被执行时，使得装置生成整形的信号，某些实现可以包括本文所描述的特征中的一个或多个特征。例如，当所述代码被执行时，使得存储器单元存储多种比特模式，由第一电路选定所述多种比特模式中的第一比特模式，由第一电路生成与所述第一选定的比特模式相对应的第一信号，由第一电路选定所述多种比特模式中的第二比特模式，由第一电路生成与所述第二选定的比特模式相对应的第二信号，以及由放大器基于所述第一信号和所述第二信号，按照载频来生成脉冲宽度调制信号。 [0024] 对于一些实现，所述非暂时性计算机可读介质还包括当被执行时使得装置执行以下操作的代码：由第二电路对所述脉冲宽度调制信号的较高阶谐波进行滤波，以及由所述第二电路生成近场通信(NFC)发射信号。对于一些实现，所述多种比特模式包括：用于对所述脉冲宽度调制信号进行整形，以便针对每一种协议、调制指数和数据速率组合，减少较高阶谐波的比特模式。 [0025] 另一种创新是一种用于无线通信的处理器，某些实现可以包括本文所描述的特征中的一个或多个特征。在一个示例中，该处理器包括：存储器单元，其被配置为存储多种比特模式；被配置为生成与所述多种比特模式中的第一选定的比特模式相对应的第一信号，并且还被配置为生成与所述多种比特模式中的第二选定的比特模式相对应的第二信号的电路。所述电路可以包括硬件和/或软件组件。所述处理器还可以包括：放大器，其耦合到所述电路，所述放大器被配置为基于所述第一信号和所述第二信号，按照载频来生成脉冲宽度调制信号。所述放大器可以包括硬件和/或软件组件。 [0026] 在附图和下文的描述中，阐述了本说明书所描述的主题的一个或多个实现的细节。通过这些描述、附图和权利要求书，其它特征、方面和优点将变得显而易见。注意，以下诸图中的相对尺寸可能没有按比例进行绘制。 附图说明[0027] 图1是示出了一种通信系统(例如，RFID或NFC系统)的示例的示意图。 [0028] 图2是示出了具有发起方和目标的系统的示例的框图。 [0029] 图3是示出了发起方的示例的某些细节的示意图。 [0031] 图5是示出了匹配网络的实现的示例的示意图。 [0032] 图6是描绘了针对不同输入的放大器输出的示意图。 [0033] 图7是示出了不同的脉冲编码调制信号的输出范围的示例的一组六个时序图。 [0034] 图8示出了在输入为MP1、MP2、MN1和MN2的情况下，随着载频的周期生成脉冲波形调制信号V0的示例。 [0036] 图10A和图10B示出了一些时序图示例，这些时序图示出了与具有更短占空比的信号相比，具有50％占空比的信号消耗更多的共模电流。 [0037] 图11描绘了占空比为0、3/32、8/32和15/32的脉冲波形调制信号的示例。 [0038] 图12示出了在一占空比范围上，脉冲波形调制信号以及它们的第一谐波的一组图例。 [0039] 图13是描绘对用于近场通信的信号进行整形的过程的实现的流程图。 [0040] 图14根据一些实现，描绘了用于对用于近场通信的信号进行整形的设备的单元。 [0041] 附图中所示出的各种特征可能没有按比例进行绘制。因此，为了清楚起见，各种特征的尺寸可任意放大或缩小。此外，附图中的一些附图可能没有描述出给定系统、方法或设备的所有组件。最后，贯穿说明书和各图，相同的附图标记可以用于表示相同的特征。 具体实施方式[0042] 下面结合附图所阐述的具体实施方式旨在作为对本公开内容的示例性实现的描述，并不旨在表示其中可以实施本公开内容的仅有实现。贯穿该描述所使用的术语“示例性”意味着“用作例子、实例或说明”，而不应被必然地解释为比其它示例性实现更优选或更具优势。具体实施方式包括具体的细节，以便提供对本公开内容的示例性实现的透彻理解。在一些实例中，以框图形式示出一些设备。 [0043] 尽管出于简化说明的目的，可以将这些方法示出并描述为一系列的动作，但是应该理解和意识到的是，这些方法并不受动作顺序的限制，因为，根据一个或多个方面，一些动作可以与本文示出和描述的其它动作同时发生和/或以不同的顺序发生。例如，本领域技术人员将理解和意识到的是，方法可以替代地表示成一系列相互关联的状态或事件(例如在状态图中)。此外，可能并非需要所有示出的动作来实现根据一个或多个方面的方法。 [0044] 随着近场通信(NFC)系统辐射功率更大的信号来满足操作需求，功耗也随之增加。包括FCC和ETSI的监管机构对带外辐射作了规定。本公开内容介绍了通过减少带外辐射、减少频谱整形的电流消耗、控制转变斜坡上升/斜坡下降以及控制占空比，来满足辐射要求、电流消耗要求以及过冲/下冲要求的设备和方法。 [0045] 所公开的一种创新是用于频谱整形的灵活方法。一旦设计者确定了针对一组操作参数的最优频谱形状，则本文所介绍的系统、方法和装置使得能够生成该最优频谱形状。可以规定比特模式对，使得来自放大器(其将该对比特模式作为输入信号)的差分输出是期望的整形的脉冲宽度调制波形。改变各个比特以可预测方式改变信号形状。可以使用减少较高阶谐波的匹配网络，来对脉冲宽度调制波形进行滤波，从而减少带外辐射。对脉冲宽度调制信号对进行整形，并使用用于减少较高阶谐波的匹配网络来进行滤波的这种方法，使得能够实现高效的频谱整形。 [0046] 可以结合使用匹配网络(其用于减少较高阶谐波)进行滤波的固定方法，来使用生成脉冲宽度调制波形的这些方法。具有减少的较高阶谐波的信号可以辐射较低的带外辐射。 [0047] 在转换到新值期间，会发生信号过冲和信号下冲。当在转换期间，信号的值超过新值时，发生信号过冲。当在转换期间，信号的值小于新值时，发生信号下冲。可以利用更渐进转变到新值，使用更长的转换(斜坡上升或斜坡下降)时间，来使过冲和下冲减到最少。不同的信号形状导致不同的过冲和下冲特性。本公开内容还描述了用于通过频谱整形来减少信号过冲和下冲的机制，该机制对相位值斜坡上升或斜坡下降时间进行控制。还可以通过控制幅度调制信号的低调制指数和高调制指数之间的延迟时间，来减少过冲和下冲行为。 [0048] 优化给定的信号形状的占空比的优点可以包括：较低的电流消耗，减少对带外辐射有贡献的谐波。 [0049] 近场通信(NFC)系统按照例如13.56MHz，来实现发起方和目标之间的短距离无线通信。发起方使用NFC标准协议(包括接近性类型A、B和F以及邻近性协议)来读取靠近该发起方的目标的RFID标签。在(下面的)表1中，示出了技术类型以及相应的数据速率和调制指数的一些示例。 [0050] 表1：支持的技术类型、数据速率和调制指数 [0051]类型 数据速率(kbps) 调制指数 A fc/128＝105.9375 90％到100％ A fc/64＝211.875 25％到100％ A fc/32＝423.75 25％到100％ A fc/16＝847.5 25％到100％ B fc/128＝105.9375 8％到15％ B fc/64＝211.875 8％到15％ B fc/32＝423.75 8％到15％ B fc/16＝847.5 8％到15％ F fc/64＝211.875 8％到14％ F fc/32＝423.75 8％到14％ 邻近性 fc/512＝26.484375 10％和100％ 邻近性 fc/8192＝1.6552734375 10％和100％ [0052] 图1是RFID或NFC系统100的示意性框图。RFID系统100包括多个RFID标签102A-D、多个RFID读取器104A-C和应用服务器110。RFID标签102A-D中的每一个可以与用于各种目的(其包括但不限于：跟踪库存、跟踪状态、定位确定、装配过程等等)的一个特定物体相关联。RFID标签102A-D可以是包括内部电源的有源设备，或者可以是从RFID读取器104A-C获取能量的无源设备。 [0053] 每一个RFID读取器104A-C可以与在其覆盖区域之内的一个或多个RFID标签102A-D进行无线地通信。例如，RFID标签102A和102B可以位于RFID读取器104A的覆盖区域之内，RFID标签102B和102C可以位于RFID读取器104B的覆盖区域之内，RFID标签102C和102D可以位于RFID读取器104C的覆盖区域之内。在一种实现中，RFID读取器104A-C和RFID标签102A-D之间的RF通信机制是反向散射技术，通过该技术，RFID读取器104A-C经由RF信号从RFID标签102A-D请求数据，并且RF标签102A-D通过对RFID读取器104A-C提供的RF信号进行调制和反向散射，来对所请求的数据进行响应。在另一种实现中，RFID读取器104A-C和RFID标签102A-D之间的RF通信机制是感应技术，通过该技术，RFID读取器104A-C经由RF信号与RFID标签102A-D进行通信，以访问RFID标签102A-D上的数据。在任意一种实现中，RFID标签 102A-D在与RF信号相同的RF载频上，向RFID读取器104A-C提供所请求的数据。 [0054] 以该方式，RFID读取器104A-C可以从在其覆盖区域之内的RFID标签102A-D中的每一个RFID标签收集如可从应用服务器110所请求的数据(或信息)。随后，经由有线或无线连接108和/或经由可能的通信机制(例如，对等通信连接)，将所收集的数据传送给应用服务器110。此外和/或替代地，应用服务器110可以经由相关联的RFID读取器104A-C，来向RFID标签102A-D中的一个或多个RFID标签提供数据。这种下载的信息是独立于应用的，并可能变化很大。在接收到下载的数据之后，RFID标签可以将数据存储在其中的非易失性存储器中。 [0055] 在另一种实现中，RFID读取器104A-C可以可选地在对等基础上进行通信，使得每一个RFID读取器不需要单独的与应用服务器110的有线或无线连接108。例如，RFID读取器104A和RFID读取器104B可以利用反向散射技术、无线LAN技术和/或任何其它无线通信技术，在对等基础上进行通信。在该实例中，RFID读取器104B可以不包括与应用服务器110的有线或无线连接108。在RFID读取器104A-C和应用服务器110之间的通信通过有线或无线连接108来传送的实现中，有线或无线连接108可以使用多种有线标准(例如，以太网、火线等等)和/或无线通信标准(例如，IEEE 802.11x、蓝牙等等)中的任何一种。 [0056] 可以将图1的RFID系统扩展到包括大量的RFID读取器104-C，这些RFID读取器分布遍及在期望的位置(例如，建筑物、办公场所等等)，其中在该位置，RFID标签可以与设备、库存、人员等等相关联。此外，应用服务器110可以耦合到另一个服务器和/或网络连接，以提供广域网覆盖。 [0057] 图2示出了RFID或NFC系统200的示例性示意框图。RFID系统200包括RFID收发机(或发起方)202和诸如RFID标签之类的远程单元(目标)214。RFID收发机202可以包括：供电的读取器控制电路210，其连接到一个或多个收发机环204。本文将收发机环204称为由导电材料制成的线圈或环状天线(即，电磁线圈)，其中AC电流212可以流经该线圈或环状天线。收发机环204可以是圆形的、椭圆形的等等，但其它尺寸和形状是可能的。流经收发机环204的AC电流212可引起按照各种频率(例如，100kHz到20MHz)来发送磁性能量或磁通量222。与RFID收发机202上的环204的尺寸相比，辐射的频率的波长可能长得多。 [0058] 如果远程单元214足够靠近RFID收发机202，则来自收发机202的磁通量222可以使AC耦合到远程单元214中的导电材料的一个或多个远程单元环220上。远程单元214可以是具有电磁线圈和远程单元控制电路218的无供电的设备(即，不具有电池或者其它施加连续电量的单元)。在远程单元控制电路218之内，以交替方向流动的振荡电流224可以由整流二极管进行整流，其中整流二极管可以使得建立起跨越旁路电容的电压。一旦旁路电容建立起了足够的电压，则远程单元控制电路218可以变为被上电和可操作的。通过从RFID收发机202接收耦合的和调制的AC信号222，远程单元可以接收和检测来自RFID收发机的信息(例如，命令)。 [0059] 一旦可操作，远程控制电路218还可以通过改变远程单元环220所看到的阻抗，来向RFID收发机202反向发送信号。这可以通过有效地利用开关对远程单元环220进行分流或打开来完成。如果远程单元214足够靠近读取器202，则远程单元中的远程单元环220所产生的调制的电磁场，可以反向耦合到RFID收发机202的读取环204上。反向发送到RFID收发机的信号可以是慢的并具有100数据比特的量级，这些信号向收发机202反向提供了诸如远程单元连接到的设备的序列号或型号、信用卡号、个人标识信息、安全码和密码等等的信息。 [0060] 图3是示出了发起方(例如，图2的发起方202)的示例的某些细节的示意图。当目标214在发起方202的范围之内时，发起方生成和发送NFC发起方发射波形，以便与目标214建立通信。传统系统首先按照载频、基于将发送高载波电平还是低载波电平的相位值所确定的偏移，来生成50％占空比的两个周期性脉冲。放大器320(例如，D类功率放大器)接收这些周期性脉冲，并且生成脉冲宽度调制波形。匹配网络330对调制波形进行接收和滤波(其充当为NFC载频周围的带通滤波器)。发起方202向目标214发送所获得的NFC发起方发射波形。 [0061] 某些实现使用具有静态相位值的50％占空比的周期性脉冲，来生成NFC发起方发射波形(至少在一些实例中，这可能是有问题的)。例如，所获得的NFC发起方发射波形没有用协议、调制指数或数据速率来进行优化。与不同的信号形状所对应的谐波含量相比，D类放大器的输出处的谐波含量更高。与使用低占空比所消耗的电流相比，D类放大器可能消耗更多的电流。NFC发起方发射波形在相位转变期间，呈现过冲和下冲行为。可以通过频谱整形来减少过冲和下冲行为，其中频谱整形控制相位值斜坡上升和斜坡下降时间。还可以通过控制幅度调制信号的低调制指数和高调制指数之间的延迟时间，来减少过冲和下冲行为。 [0062] 在某些实现中，放大器320从发起方子系统310接收脉冲，并且生成脉冲宽度调制波形输出信号。图4是放大器的一种示例性表示。匹配网络330对脉冲宽度调制波形进行接收和滤波(其充当为NFC载频周围的带通滤波器)。图5是一种示例性匹配网络的实现的示意图。发起方202的发射天线206向目标214的接收天线216发送所获得的NFC发起方发射波形。 [0063] 实现方式可以包括用于NFC发起方发射波形的脉冲整形的系统和方法。比特模式可以存储在存储器314中。存储器314可以包括可寻址存储器单元。一个或多个查找表或者另一种数据结构可以存储在存储器314中。如本文所使用的，存储器还可以指代结构，其中该结构保存信息(例如，文件、查找表、数据库)并且不受限于参照物理存储器设备来使用。 [0064] 第一比特模式(MP1)包含用于波形的周期的时间分片的比特。对于一些实现，将周期划分成32个时间分片，其导致32比特。1或0的比特值对应于该时间分片处的+1或0的幅度。当从第一比特串中减去具有对应时间分片的第二相应比特模式(MP2)时，所获得的信号可以在每一个时间分片处具有三个值中的一个值：+1、0或-1。通过提供该机制来存储比特串模式的对，可以生成任何序列的(+1，0，-1)，并输入到放大器中。此外，这种方式提供了用于对放大器320的脉冲模式输入进行整形的灵活机制，其使得能够如针对载频的每一个周期所期望的，来对NFC发起方发射波形进行整形。 [0065] 可以针对不同的周期，选择不同的比特模式。这使得能够使用符号或相位转变之间的渐进转变，来生成发起方发射波形。例如，比特模式序列可以存储在存储器314中，其包括与从第一相位转变到第二相位所使用的不同相位步进相对应的比特模式中的每一种。随后，处理器312可以以顺序周期方式，选择这些比特模式中的每一种，来生成具有期望的渐进转变的转变形状的波形。对于一些实现而言，存储器314包括查找表。 [0066] 具有查找表(其包含用于生成放大器320的输入的比特模式)的存储器314，使得能够减轻使用传统方法被认定的某些问题。可以通过针对每一种协议、调制指数和数据速率组合对比特模式进行优化，来用协议、调制指数或数据速率，对所获得的NFC发起方发射波形进行优化。通过对信号进行整形以减少较高阶谐波，来减少D类放大器320的输出处的谐波含量，从而减少带外传输。因此，可以更容易满足FCC/ETSI带外辐射要求。放大器320可以通过对脉冲进行适当地整形并引入较低的占空比，来消耗少量的电流。可以通过对斜坡上升和斜坡下降时间进行控制的时间序列频谱整形，以及控制幅度调制信号的低调制指数和高调制指数之间的延迟时间，来减少过冲和下冲行为。 [0067] 在一些实现中，由发起方系统310生成的脉冲全部具有等于13.56MHz的载频的频率。由发起方202发射天线发射的波形符合NFC数字协议技术规范。由发起方202发射天线发射的波形符合用于接近性NFC和邻近性NFC的ISO/IEC规范。 [0068] 对于一些实现，发起方子系统310使用按照32fc(fc＝13.56MHz是载频)运行的时钟，来生成针对图4中示出的放大器的位于fc处的期望的输入时钟MP1和MP2(根据比特模式MP1和MP2所形成的信号)。其还生成用于对负载调制(LM)接收信号进行解调的LO信号。 [0069] 仍然参考图4，可以根据RF模拟模块316中的信号MP1和MP2来生成输入时钟MN1和MN2，如图8和图9中所示出的。放大器320使用这四个输入来生成脉冲宽度调制信号。生成非重叠的时钟，以便在MP1和MP2之外生成MN1和MN2，避免了击穿电流。 [0070] 对于一些实现，在发起方子系统310之内生成信号MP1和MP2。处理器312从存储器315中提取32位比特模式，在一些实现中，其包含可用于给定的符号值和操作状况的十六个可用位置。提取比特模式的位置或地址取决于发送的编码比特是0还是1。 [0071] 每一个发送的比特映射到一个编码比特。从存储器314中选择这些编码比特。表2示出了处理器312如何基于数据速率和接近性调制类型来选择编码比特。可以根据何时处于反向极性模式，对编码比特进行取反。 [0072] 表2：用于接近性类型A、B和F的编码比特 [0073] [0074] 例如，fb可以表示比特速率，fcb可以表示编码比特速率。转而，fcb＝Ncbfb，其中Ncb是每一比特的编码比特的数量，并且 D是根据数据速率，取128、64、32或16的值的比特速率分频因子(divisor)。可以使用关系 来获得每一编码比特的周期N的数量。表3列出了用于各种接近性类型和数据速率的N的值。 [0075] 表3：取决于D和Ncb的周期数量N [0076]数据速率(kbps) 类型A(Ncb＝4) 类型B(Ncb＝1) 类型F(Ncb＝2) 105.9375(D＝128) 32 128 N/A 211.8750(D＝64) 16 64 32 423.7500(D＝32) 8 32 16 847.5000(D＝16) 4 16 N/A [0077] 在邻近性模式中，如表4中所描绘的，来选择扩展码。对于邻近性类型V2和V8来说，将每一编码比特的周期的数量固定为N＝128。因此， [0078] 表4：用于邻近性模式的线路编码器查找表 [0079] [0081] 表5邻近性帧结构 [0082]类型 帧的起始 数据 帧的结束 V2 01111011 xxxxx….xxxxxx 1101 V8 01111110 xxxxx….xxxxxx 1101 [0083] 对于V2，每2个比特映射到8个编码比特，因此，每一比特的编码比特的数量Ncb＝4。对于V8，每8个比特映射到512编码比特，因此Ncb＝64。 [0084] 可以将数据速率计算成 邻近性模式支持两种数据速率：对应于V2的高数据速率fc/29，以及对应于V8的低数据速率fc/213。表6描绘了这些参数。 [0085] 表6：邻近性参数 [0086]类型 N fcb Ncb(每比特) fb V2 128 fc/128 4 fc/512 V8 128 fc/128 64 fc/8192 [0087] 对于一些实现而言，发起方子系统310生成被用作为放大器320的两个输入的两个波形MP1和MP2。可以使用载频的32倍的时钟来生成这些波形。处理器312从存储器314中的十六个MP1存储位置中的一个位置读取比特模式。可以用32比特的模式来表示这种周期性波形的每一个周期。例如： [0088] MP1: 1111111111111111 0000000000000000 [0089] 还使用在用于MP2的十六个存储位置中的一个位置中所存储的32比特模式，来生成MP2波形。位置或地址(以及所述的模式)可以从一个周期到下一个周期发生改变。MP2波形的一个周期可以是： [0090] MP2: 1000000000000001 0111111111111110 [0091] 放大器320形成差分输出OUT＝v(MP1-MP2)，其中，v是放大器的增益。存在三种可能的输出0、+v和-v，如图6中所示出的。 [0092] 使用比特模式来生成具有期望的形状的波形。一旦识别了输出波形的期望形状，就可以确定实现所期望的输出波形的适当比特模式对。在图7中示出了比特模式的一些示例以及基于两种比特模式的每一种输出波形的相应形状。 [0093] 表7示出了比特模式对以及可以使用这些比特模式来生成的所获得PWM波形的示例。在图7中，根据所选定的比特模式，波形的脉冲宽度逐步地增加。每一个编码比特用给定的比特模式来表示。 [0094] 表7：生成PWM波形的比特模式 [0095] [0096] 不同的符号值或相位之间的转变可能造成过冲或下冲。更渐进的转变增加了转变时间(斜坡上升或斜坡下降)，但可以减少过冲和下冲。例如，编码比特0和1可以分别用表7中的地址0和地址15处的比特模式来表示。从地址0到地址15的一个步进的转变，可能导致过多的下冲和过冲。更渐进的转变可以减少过冲和下冲。例如，虽然3个步进的转变(地址0、5、10、随后15)采用三个载波周期，来从编码比特0转变成编码比特1，但导致减少的过冲和下冲。具有更渐进的转变的其它步进将进一步减少转换时的过冲和下冲。对于一些实现，用 16个步进来发生转变。对于一些实现，以如4个步进一样少步进的来发生转变，以32个步进或更多个步进或者之间的任何数量的步进来发生转变。 [0097] 图8示出了用于在载频的一个周期上生成脉冲波调制信号V0的示例，其中信号输入对应于MP1、MP2、MN1和MN2。在该示例中，所生成的信号具有7/16的占空比δ。对于一些实现，该脉冲波调制信号具有相对于原始MP1和MP2输入信号的较小延迟。 [0098] 图9示出了由与MP1、MP2、MN1和MN2相对应的输入信号所驱动的四种放大器320状态。在状态1中，V0＝+v，正周期中的电流流动402从VDD经由PMOS开关MP1进入电感的正端，从电感的负电流经由NMOS开关MN2进入到地。在状态3中，V0＝-v，负周期中的电流流动404从VDD经由PMOS开关MP2进入电感的负端，从电感的正端经由NMOS开关MN1进入到地。在状态2和状态4期间，V0＝0。在状态4期间，开关MP1和MP2是闭合的，连接到节点(+)和(-)的任何电容进行充电。在状态2期间，开关MN1和MN2是闭合的，电容向地放电，消耗共模电流。 [0099] 减少放大器320在状态2中操作的时间减少了共模电流消耗。在图10A中，输入信号phi_1和phi_2均具有50％占空比。放大器320在状态2和状态4下进行类似数量的时间的操作，以产生输出信号TX_out。相比而言，图10B中的输入信号均具有在50％之下的占空比，来产生输出信号TX_out。与状态4相比，放大器320在状态2中明显操作更少的时间来产生输出信号TX_out，与图10A中的情形相比，这种情形导致所消耗的共模电流的明显减少。 [0100] 图11示出了用于示出成对的输入信号MP1和MP2以及所获得的输出信号(输出信号V0)的示例性图形。在图形1105中，两个输入信号是相同的。贯穿整个时段，差值MP2–MP1等于零，其导致输出占空比δ＝0/32。在图形1110中，MP2被延迟3个发送时钟周期(τ＝3)。所获得的输出信号V0具有占空比δ＝3/32，当MP1超过MP2时，该值为-1，当MP1小于MP2时，该值为+1。在图形1115中，τ＝8。MP1和MP2之间的这种较大的延迟导致V0的输出占空比δ＝8/32。在图形1120中，τ＝15。在大部分的时段上，信号MP1和MP2具有相反的值，其导致输出占空比为δ＝15/32。脉冲波形调制信号流经充当为带通滤波器的匹配网络330。假定理想的带通滤波器，仅仅使第一谐波通过该滤波器。根据具有50％占空比的输入信号来产生。 [0101] 图12描绘了示出占空比δ和滤波后信号之间的关系的示例性图形。在图形1205中，δ＝0/32。与具有较高占空比的信号相比，信号x(t)具有更低的幅度。在图形1210中，δ＝3/32，其对应于图11中的图形1110。与图形1205中的信号相比，信号x(t)在该时段上达到更高的幅度。图形1215(其中δ＝8/32)与图11中的图形1115相对应。图形1220(其中δ＝15/32)与图11中的图形1120相对应。随着占空比增加，第一谐波的强度也增加。可以使用该脉冲宽度调制信号来针对所有类型和数据速率生成NFC发射信号。为了这样做，使用占空比δ0的信号来发送编码比特“0”，并且使用占空比δ1的脉冲宽度调制信号来发送编码比特“1”。例如，假定15/32的占空比用于编码比特“1”(δ1＝15/32)。改变用于编码比特“0”的占空比δ0，导致变化的调制指数，如表8中所示出的。 [0102] 表8：占空比和调制指数之间的示例性关系 [0103]δ0 调制指数 δ0 调制指数 0/32 1.0000 8/32 0.1692 1/32 0.8207 9/32 0.1257 2/32 0.6722 10/32 0.0896 3/32 0.5484 11/32 0.0603 4/32 0.4445 12/32 0.0372 5/32 0.3571 13/32 0.0196 6/32 0.2835 14/32 0.0073 7/32 0.2214 15/32 0 [0104] 图13是描绘了对用于近场通信的信号进行整形的过程的流程图。框1302描绘了存储多种比特模式的步骤。框1304描绘了从所述多种比特模式中选定第一比特模式，其用于生成具有与第一选定的比特模式相对应的脉冲模式的第一波形(MP1)。框1308描绘了从所述多种比特模式中选定第二比特模式，其用于生成具有与第二选定的比特模式相对应的脉冲模式的第二波形(MP2)。在框1312中，过程1300基于第一波形和第二波形之间的差别，按照载频来生成脉冲宽度调制信号。 [0105] 在一些实现中，一个或多个存储器单元存储所述多种比特模式。第一电路选定所述多种比特模式中的第一比特模式。第一电路生成具有与第一选定的比特模式相对应的脉冲模式的第一波形(MP1)。第一电路选定所述多种比特模式中的第二比特模式。第一电路生成具有与第二选定的比特模式相对应的脉冲模式的第二波形(MP2)。放大器基于第一波形和第二波形，按照载频来生成脉冲宽度调制信号。 [0106] 在一些实现中，进一步的步骤包括：对第二电路脉冲宽度调制信号的较高阶谐波进行滤波，以及生成近场通信(NFC)发射信号。在一些实现中，第二电路对较高阶谐波进行滤波，并且生成近场通信(NFC)发射信号。发射机发送该近场通信(NFC)发射信号。所述比特模式对脉冲宽度调制信号进行整形，以便针对每一种协议、调制指数和数据速率组合，减少较高阶谐波。 [0107] 为了减少过冲和下冲，一些实现规定了N个元素的相位步进序列，其中，N超过2。第一元素对应于第一相位。第N元素对应于第二相位。第二元素到第N-1元素与从第一相位到第二相位的转变中的不同相位步进相对应。当第二相位超过第一相位时，第二元素到第N-1元素单调地增加。当第二相位小于第一相位时，第二元素到第N-1元素单调地减小。一些实现针对N个元素的相位步进序列中的每一个元素，生成整形的信号，其中，针对每一个相位步进选定的第一比特模式和针对每一个相位步进的第二比特模式与该相位步进相对应，从而减少从第一相位到第二相位的转变中的下冲和过冲。取决于用于减少过冲和下冲的转变时间，N可以在3和32之间变化。 [0108] 图14描绘了用于对用于近场通信的信号进行整形的设备的单元。设备1400包括：用于存储多种比特模式的单元1402。设备1400还包括：用于从所述多种比特模式中选定第一比特模式的单元1404，以及用于生成与第一选定的比特模式相对应的第一信号的单元 1406。设备1400还包括：用于从所述多种比特模式中选定第二比特模式的单元1408，以及用于生成具有与第二选定的比特模式相对应的脉冲模式的第二信号的单元1410。设备1400还包括：用于基于第一波形和第二波形，按照载频来生成脉冲宽度调制信号的单元1412。例如，脉冲宽度调制信号生成单元1412可以从一个波形中减去另一个波形，以形成差分输出。 [0109] 多种比特模式存储单元1402可以被配置为执行上文针对图13中示出的框1302所描述的功能中的一个或多个功能。存储单元1402可以包括图3中示出的处理器312和存储器314中的一个或多个。用于选定第一比特模式的单元1404可以被配置为执行上文针对框 1304所描述的功能中的一个或多个功能。选定单元1404可以包括图3中示出的处理器312和存储器314中的一个或多个。生成第一信号单元1406可以被配置为执行上文针对框1312所描述的功能中的一个或多个功能。生成第一信号单元1406可以包括处理器312和存储器314中的一个或多个。 [0110] 选定第二比特模式单元1408可以被配置为执行上文针对框1308所描述的功能中的一个或多个功能。选定第二比特模式单元1408可以包括图3中示出的处理器312和存储器314中的一个或多个。生成第二信号单元1410可以被配置为执行上文针对框1312所描述的功能中的一个或多个功能。生成第二信号单元1410可以包括处理器312和存储器314中的一个或多个。生成脉冲宽度调制信号单元1412可以被配置为执行上文针对框1312所描述的功能中的一个或多个功能。生成脉冲宽度调制信号单元1412可以包括处理器312、存储器314、RF模拟模块316、LO发生器318和放大器320中的一个或多个。 [0111] 在一些实现中，一个或多个存储器单元存储所述多种比特模式。第一电路选定所述多种比特模式中的第一比特模式。第一电路生成具有与第一选定的比特模式相对应的脉冲模式的第一波形(MP1)。第一电路选定所述多种比特模式中的第二比特模式。第一电路生成具有与第二选定的比特模式相对应的脉冲模式的第二波形(MP2)。放大器基于第一波形和第二波形，按照载频来生成脉冲宽度调制信号。 [0112] 在一些实现中，该设备还包括：用于对脉冲宽度调制信号的较高阶谐波进行滤波的单元，以及用于生成近场通信(NFC)发射信号的单元。在一些实现中，第二电路对较高阶谐波进行滤波，并且生成近场通信(NFC)发射信号。发射机提供用于发送该近场通信(NFC)发射信号的单元。所述比特模式对脉冲宽度调制信号进行整形，以便针对每一种协议、调制指数和数据速率组合，减少较高阶谐波。 [0113] 为了减少过冲和下冲，一些实现包含：用于规定N个元素的相位步进序列的单元，其中，N超过2。第一元素对应于第一相位。第N元素对应于第二相位。第二元素到第N-1元素与从第一相位到第二相位的转变中的不同相位步进相对应。当第二相位超过第一相位时，第二元素到第N-1元素单调地增加。当第二相位小于第一相位时，第二元素到第N-1元素单调地减小。一些实现针对N个元素的相位步进序列中的每一个元素，生成整形的信号，其中，针对每一个相位步进选定的第一比特模式和针对每一个相位步进的第二比特模式与该相位步进相对应，从而减少从第一相位到第二相位的转变中的下冲和过冲。取决于用于减少过冲和下冲的转变时间，N可以在3和32之间变化。 [0114] 结合本文公开的实现所描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤可以实现为电子硬件、计算机软件或二者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，上文已经将各种说明性的组件、框、模块、电路和步骤按照它们的功能进行了总体地描述。至于这种功能是实现为硬件还是实现为软件，取决于特定应用和施加在整体系统上的设计约束。可以针对每一种特定应用以不同的方式来实现所描述的功能，但是，这种实现决定不应被解释为导致脱离了应用的实现的范围。 [0115] 结合本文公开的实现所描述的各种说明性的框、模块和电路可以使用被设计为执行本文所描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件、或其任意组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但是，在替代方案中，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP核，或任何其它此种配置。 [0116] 结合本文公开的实现所描述的方法或者算法的步骤和功能可以直接体现在硬件、由处理器执行的软件模块或二者的组合中。如果在软件中实现，则这些功能可以作为一个或多个指令或代码存储在有形的、非暂时性计算机可读介质上或者通过其进行传输。软件模块可以位于随机存取存储器(RAM)、闪存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦写可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或者本领域公知的任何其它形式的存储介质中。存储介质可以耦合至处理器，使得处理器可以从存储介质读取信息并且向存储介质写入信息。在替代方案中，存储介质也可以整合到处理器。如本文所使用的，磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中，磁盘通常磁性地复制数据，而光盘则利用激光来光学地复制数据。上述的组合也应当包括在计算机可读介质的范围之内。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户终端中。在替代方案中，处理器和存储介质可以作为分立组件位于用户终端中。 [0117] 为了对本公开内容进行概述，本文已描述了本申请的某些方面、优势和新颖特征。应当理解的是，并不必需根据本申请的任何具体实现方式来实现所有这些优点。因此，本申请可以以实现或者优化如本文所教导的一个优点或者一组优点的方式来体现或者执行，而不必实现如本文可能教导或者建议的其它优点。 [0118] 对上文所描述的实现的各种修改可以是显而易见的，并且，在不脱离本申请的精神或范围的情况下，可以将本文所定义的总体原理应用于其它变型。因此，本申请不旨在受限于本文所示出的实现，而是要符合与本文所披露的原理和新颖特征相一致的最广泛的范围。 |
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