用于同步的方法和装置

1.一种在第一收发器和第二收发器之间的脉冲超宽带UWB通信方法，具有在相同频率上运行的时钟，其中所述第二收发器仅能在有效接收时隙内接收脉冲信号，所述方法包括：
相位同步搜索步骤(S22)，包括从所述第一收发器将发射脉冲信号发射到所述第二收发器；
如果在所述第二收发器的有效接收时隙内，在所述第二收发器处接收到所述发射脉冲信号，则响应于所述发射脉冲信号，从所述第二收发器将反射信号发射到所述第一收发器；及检测所述反射信号以将所述第一收发器的脉冲发射与所述第二收发器的有效接收时隙同步；及
执行同步后的通信的步骤(S24)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过所述第二收发器来使用超再生振荡器，以在所述有效接收时隙期间检测所述发射脉冲信号和/或产生所述反射信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述发射脉冲信号的检测和所述反射信号的产生都是在所述有效接收时隙期间进行的。
4.根据前述权利要求中的任何一个所述的方法，其中，由所述第一收发器使用超再生振荡器来在第一时隙期间产生所述发射脉冲，和/或在对应于所述有效接收时隙的第二时隙之后的第三时隙期间检测所述反射信号。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，响应于所述反射信号，由用于检测在所述第一收发器处的反射信号的超再生振荡器来产生检测信号；然后，从所述第一收发器向所述第二收发器发送所述检测信号，并且由在所述第二收发器处的超再生振荡器在所述第三时隙之后的第四时隙内接收所述检测信号。
6.根据权利要求2-3中的任一项所述的方法，其中，对于每个超再生振荡器，使用歇振信号来使得能够在所述超再生振荡器中建立自振荡，并且通过所述歇振信号来控制用于信号的产生和接收的时隙。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，对于每个超再生振荡器，使用歇振信号来使得能够在所述超再生振荡器中建立自振荡，并且通过所述歇振信号来控制用于信号的产生和接收的时隙。
8.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，当信号的幅度超过了预定阈值时，检测到一信号。
9.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一收发器在一系列时隙期间，根据一组比特模式来发送脉冲的序列，在所述时隙中的一个期间，当比特“0”或者“1”与这个时隙相关联时，由所述超再生振荡器产生发射脉冲，并且在所述时隙中的一个期间，当比特“1”或者“0”与这个时隙相关联时，所述超再生振荡器不产生发射脉冲；所述一组比特模式包括至少一个“0”和一个“1”。
10.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，在与所述有效接收时隙不同的发送时隙期间，从所述第二收发器向所述第一收发器发送所述反射信号，通过预定义的延迟来分隔两个时隙。
11.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，在所述有效接收时隙随后的预定义的时间间隔(tval)之后，所述方法包括以下的步骤：
从所述第二收发器向所述第一收发器发送第二发射脉冲信号；
如果在所述第一收发器的有效接收时隙内在第一收发器处接收到所述第二发射脉冲信号，则响应于所述第二发射脉冲信号而从所述第一收发器向所述第二收发器发送第二反射信号；以及
使用所述第二收发器来检测所述第二反射信号。
12.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，如果在所述第二收发器的有效接收时隙内在第二收发器处接收到所述发射脉冲信号，则将所述第二收发器与所述第一收发器同步。
13.根据权利要求1-3中的任何一项所述的方法，其中，如果在预定义的接收时隙内在所述第一收发器处接收到所述反射信号，则将所述第一收发器与所述第二收发器同步。
14.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，还包括以下步骤：
根据预定的序列从所述第一收发器将发射脉冲信号的序列发射到所述第二收发器；
如果在所述第二收发器的有效接收时隙中接收到发射脉冲信号，则响应于所述发射脉冲信号中的至少一个，从所述第二收发器将反射信号发射到所述第一收发器；并且，检测至少一个反射信号以确定在所述第一收发器和所述第二收发器之间持续同步。
15.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，还包括频率同步步骤(S21)，用于使所述第一和第二收发器的时钟运行在相同的频率上，所述频率同步步骤在所述相位同步搜索步骤之前被执行。
16.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，还包括相位同步验证步骤(S23)，用于对所述第一收发器的脉冲发射与所述第二收发器的有效接收时隙之间的定时进行微调，所述相位同步验证步骤在所述相位同步搜索步骤之后以及所述执行同步后的通信的步骤之前被执行。
17.一种在具有在相同频率上运行的时钟的脉冲超宽带UWB通信中，在第一收发器和第二收发器之间的相位同步装置，包括：
接收机，其被配置来在有效接收时隙期间不连续地接收脉冲信号；
信号发生器，其被配置来如果在所述接收机的有效接收时隙内接收到接收的脉冲信号，则响应于所接收的脉冲信号，产生反射信号；
相位同步搜索设备，用于将所述第一收发器的脉冲发射与所述第二收发器的有效接收时隙同步；及
同步通信设备。
18.根据权利要求17所述的相位同步装置，还包括频率同步设备，用于使所述第一和第二收发器的时钟运行在相同的频率上。
19.根据权利要求18所述的相位同步装置，其中所述频率同步设备基于在用于提取相互的时钟参考的设备之间共享的公共连续波长CW信号。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的相位同步装置，还包括相位同步验证设备，用于对来自所述第一收发器的发射脉冲信号与第二收发器振荡器的歇振信号之间的定时进行微调，并且保证在同步序列之间的相关性。

用于同步的方法和装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于同步收发器与输入信号的方法和装置。本发明特别但并不排他地涉及用于脉冲无线通信（例如，在第一收发器和第二收发器之间的脉冲超宽带（UWB）射频（RF）通信）的同步的方法和装置。
背景技术
[0002] 随着射频识别（RFID）领域逐渐地发展，越来越需要具有10兆比特/秒或者更高速度的高数据速率的RFID系统。对高比特率RFID系统的需要是基于非易失性存储器的功耗和价格持续地降低的事实。越来越多的新颖的存储器技术正在被开发，其在降低价格和功耗方面提供了新前景。存储器技术的发展使得能够在由读取器或另一设备远程地供电的无源RFID标签中使用的兆到千兆规模大小的大容量存储器。但是，当前的RFID空中接口通常支持高达每秒数百K比特/秒的数据速率，并且主要基于连续波信号的反向散射和调制。但是，这种方法从性能的角度来看有一些技术限制，
[0003] 并且当RFID读取器功能被集成到具有小物理尺寸的设备中时，这些限制变得突出。
[0004] 由于具有可用的宽带，基于脉冲无线电的UWB提供了一种用于高数据速率通信应用的令人关注的解决方案。不是调制连续载波频率，脉冲UWB通信是基于短脉冲信号的发射。如图1中所示，调制可以基于脉冲信号（OOK调制）、脉冲信号位置（PPM）或者脉冲极性（B-PSK）的出现或不出现。由于脉冲信号持续时间很短，所以频谱的宽度很宽。根据香农定理，这使得可以获得比在传统窄带解决方案中更高的数据速率。
[0005] 因为UWB提供了很宽的可用带宽，所以可以发射非常短的脉冲，以使得一个脉冲的持续时间比数据的符号持续时间更短。这导致系统的低占空比。作为示例，如果目标数据速率是10兆比特/秒，则最大符号间隔是100纳秒/符号。但是，UWB脉冲的持续时间会低得多，例如1-10纳秒。即使对于10纳秒的脉冲持续时间，占空比仅是10%。对于更短的脉冲，占空比当然更低。在空中接口上的低占空比可以直接地有益地用于降低收发器的功耗。取决于占空比，需要将收发器的活动仅保持例如10%的时间。为了实现这一点，需要在发射和接收设备之间具有良好的频率和相位同步。实际上，通常使得接收机的定时适合于发射会更方便并且反之亦然，因此通常在接收端完成工作的主要部分，以由发射的脉冲信号的接收机来进行同步接收。启动通信的设备（例如，RFID读取器）通常发射连续RF波以对另一端（例如，RFID标签）进行供电，并且也可以作为两端的公共时钟参考，以使得保证两端以同一频率工作。在通过脉冲UWB进行数据通信之前，应当完成在合作的设备之间的相位同步。
[0006] 在UWB通信中的频率和相位同步中出现了许多挑战。特别地，因为发射是脉冲的而不是连续的，所以在通信设备的收发器不是连续的活动（即，接收机检测是不连续的）情况下，接收设备的活动接收时段的定时应当以某种方式与来自发射设备的输入发射的信号进行同步。否则，接收设备很可能丢弃由发射设备发射的输入信号。因此需要将接收设备的活动接收时段与来自发射机的信号的发射同步。
[0007] 大容量存储器标签的远程供电的可行性和最大通信范围要求RFID标签功率被高度优化并且保持尽可能的低。结果，不应当在标签中实现例如像用于充分的频率和相位同步的PLL（锁相环）或者DLL（延迟锁定环）和数字跟踪系统的高耗电的高频合成，否则功耗会很容易增长到对于远程供电不可行的水平。
[0008] 进一步阻碍UWB脉冲无线电的同步的因素是UWB发射频谱的规则集。在UWB系统中，需要长的扩频序列（跳时（time-hopping）代码）来去除由在发射信号中存在的脉冲重复所导致的频谱线。图2说明了作为示例的使用通断键控调制（其通常用于UWB脉冲无线电中）的、在时域中的跳时的原理。代码序列也可以有效地用于多个用户接入。
[0009] 因为从发射频谱的角度来看跳时的益处是明显的，所以将其用于UWB脉冲无线电通信中是令人关注的。但是，其使用导致更耗时的同步过程，因为在可以建立可靠的通信链路之前，系统的发射机和接收机必须知道跳时方案的相位。实际上，在恒定脉冲接收中，所需要的迭代轮次的最大数量将正好是在一个符号内的可能脉冲位置的数量，其在图2的示例中为4。但是，当使用跳时方案时，最大所需要的迭代轮次的数量增加到用于跳时方案的符号的数量乘以每个符号的跳时位置的数量。可以容易地理解，跳时的使用使得相位同步过程耗时，但是对实现平滑发射频谱来说是重要的。
[0010] 简而言之，使得在低功率UWB脉冲无线系统中的相位同步成为挑战的一些主要因素是：
[0011] ●用于将平均功耗保持在合理水平所需要的低占空比；以及
[0012] ●用于将发射频谱保持平滑所需要的UWB脉冲的跳时。
[0013] 用于找到在两个或者更多UWB设备之间的相位同步的现有技术的方法包括：通过滑动和微调参考序列的定时来搜索在输入脉冲序列和已知参考代码序列之间的相关性。一旦在接收的信号和参考代码之间的相位正确，就出现相关峰值。这种方法被称为串行搜索。
并行搜索是用于加速同步处理的替代方法。尽管如此，并行搜索需要复杂的电路接收机，因为每个分支是重复的。
[0014] 在图3中说明了这种方法的示例图。在这个示例中，读取器周期地发射跳时同步序列。对方设备（在这种情况下为标签）收听同步序列，并且将输入数据与参考序列相关联。
在每个相关轮次后，可以暂停，以使得输入序列最后与参考序列相匹配。一旦相关性足够高，标签就可以准备在预定义的时隙期间向读取器发射信息。但是，因为跳时序列必需相对的长以实现平滑的发射频谱，所以如上所述，找到在序列之间的正确相位是耗时的，特别是当在系统的两端处的接收机的占空比由于功耗的优化而导致很低时。
[0015] 现有技术的串行搜索同步方法的另一个缺点是在接收机侧而不是在发射机侧是复杂的。因为这个原因，现有技术的方法的使用需要在无源存储器标签的情况下，标签应当能够在输入代码序列和已知参考序列之间进行相关。当然，另一种选择是：标签是同步序列的发射机，这降低了标签的复杂性。当进入通信区域时，标签将在调整器时间基础上发射同步脉冲，并且读取器必需在标签同步脉冲上同步其本身。这种行为是公知的“标签首先说话（tag talk first）”原理。但是，这种结构的缺点是冲突管理，因为在区域中或者进入区域的每个标签促使信道饱和。
[0016] 在US2006/0093077中提出了对于使用扩展频谱的传统串行搜索方法的一些改进，以试图处理上述的一些问题。这个文件描述了基于在输入信号和模板脉冲串之间的交叉相关的同步方法。但是，系统没有处理所有上述问题。
[0017] 串行搜索同步手段的实施例是基于超再生架构。这种架构在战争时期被广泛地用在用于雷达识别的脉冲响应器中。在这种系统中，询问器向要被识别的应答器发射查询脉冲。在这个时期中，建立了超再生的基础理论。近来，超再生接收机的应用已经扩展到其中需要降低的成本和低功耗的窄带系统。最近，技术被扩展到超宽带通信，其意味着关于超再生架构优化的新颖手段。在这种技术中，需要精确的定时以对在收发器之间的双向通信进行同步。因此需要一种省电的方法来处理在基于超再生接收机的UWB通信中的同步问题。
[0018] 使用超再生技术可能遇到的问题是：即使当没有来自合作的收发器的输入发射脉冲时，例如响应于来自另一个收发器的输入信号或者从噪声或其它干扰发起的输入信号，也可以由收发器中的超再生器来产生信号。在将来自合作的收发器的预期输入脉冲与从其它效应产生的输入信号相区别的过程中会产生困难。
[0019] 欧洲专利申请EP1503513A1公开了一种用于识别超宽带脉冲序列的开始的方法。
发明内容
[0020] 本发明展示并提供了一种用于在脉冲无线通信中特别是在UWB通信中的同步的方法和装置，其总的目的是克服或者至少改善上述问题。
[0021] 一般而言，本发明提供了一种用于通过响应于发射脉冲在第一收发器处检测由第二收发器发射的反射脉冲，来将第二收发器的有效接收和检测时隙与第一收发器的发射脉冲进行同步的方法。反射脉冲信息用于找到两个设备的最优相位同步。可以理解，在本发明的上下文中，术语反射信号是指响应于来自第一收发器并且在第二收发器处接收的输入发射信号而由第二收发器发射的信号。可以理解，反射信号可以或者可以不与接收的输入信号在时间上有间隔。
[0022] 在本发明的第一方面，提供了一种在第一收发器和第二收发器之间的脉冲超宽带UWB通信方法，具有在相同频率上运行的时钟，其中所述第二收发器在有效接收时隙内仅能接收脉冲信号，所述方法包括：相位同步搜索步骤，包括从所述第一收发器将发射脉冲信号发射到所述第二收发器；如果在所述第二收发器的有效接收时隙内，在所述第二收发器处接收到所述发射脉冲信号，则响应于所述发射脉冲信号，从所述第二收发器将反射信号发射到所述第一收发器；及检测所述反射信号以将所述第一收发器的脉冲发射与所述第二收发器的有效接收时隙同步；及执行同步后的通信的步骤。
[0023] 本发明的第二方面提供了一种在具有在相同频率上运行的时钟的脉冲超宽带UWB通信中，在第一收发器和第二收发器之间的相位同步装置，包括：接收机，其被配置来在有效接收时隙期间不连续地接收脉冲信号；信号发生器，其被配置来如果在所述接收机的有效接收时隙内接收到接收的脉冲信号，则响应于所接收的脉冲信号，产生反射信号；相位同步搜索设备，用于将所述第一收发器的脉冲发射与所述第二收发器的有效接收时隙同步；
及同步通信设备。
[0024] 本发明的第三方面提供了一种方法（特别地是一种将收发器与合作的收发器同步的方法），方法包括：对发射脉冲信号进行发射；如果在合作的收发器的有效接收时隙中接收到发射脉冲信号，则接收由所述合作的收发器响应于所发射的脉冲信号而发射的反射信号；并且，检测所述反射信号以确定是否与所述合作的收发器同步。
[0025] 根据这些方面中的任何一个的方法在低功率系统中特别有用，其中，通过使用低占空比来优化收发器的功耗，并且使用或者不使用例如在根据UWB规则工作的脉冲无线电的情况的伪随机跳时序列来对信号的发射进行脉冲。这种方法允许功耗保持为最小，由此提供省电的同步方法。
[0026] 而且，与现有技术的方法相比较，根据本发明的方面中的任何一个的方法提供了立即的肯定应答以确认在UWB脉冲无线通信中的同步。根据肯定应答信息，与传统上用在UWB通信中的方法相比较，可以加速同步处理，因为在本发明的一些实施例中，同步序列的长度可以是单发射脉冲。
[0027] 而且，反射信号可以指示由接收机检测到初始化反射的发射脉冲，这使得同步算法能够被实现在发射端中，而不是接收端中。因此，在RFID读取器的情况下，例如其中第一收发器可以是读取器并且第二收发器可以是对应的标签，不必在标签中执行同步算法，由此使得标签能够具有较低的功耗和更复杂的电路架构。
[0028] 在高数据速率的RFID系统中使用根据本发明的实施例的同步过程可以具有许多益处。同步算法从标签的角度看更为简单，由此使得能够在标签中降低功耗。例如，在大容量存储器RFID实现中，算法的复杂性主要在读取器，读取器通常在系统上比标签需要更宽松的功耗要求。而且，同步方法支持在两个收发器之间的双向通信，因此可以例如通过在读取器和标签中使用类似的RF收发器结构来实现RFID系统。这种同步方法也与多路接入兼容。
[0029] 可以通过在第二或者合作的收发器处的振荡器来产生反射信号。根据本发明的一个实施例，通过超再生振荡器来产生反射信号。
[0030] 以这种方式，与现有技术的方法相反，可以有益地使用超再生振荡来提供可检测的反射信号。相关的益处是在电路架构中不需要独立的放大器的情况下对信号进行放大，降低了功耗，并且简化了整体电路架构。
[0031] 在短通信距离上，例如，不必使用任何额外的LNA和/或PA来放大所接收或者发射的脉冲，由此使得天线和在收发器中的超再生振荡器之间可以具有简单的电路结构，这与现有技术的方法相反，其中，使用低噪声放大器（LNA）级来消除在窄带应用中关键的任何反射信号。
[0032] 因此，本发明的一个实施例提供了一种省电方法来处理在基于超再生接收机的UWB通信中的同步问题。
[0033] 超再生振荡器可以接收歇振（quench）信号，以使得能够建立超再生振荡器的自振荡。因此可以通过歇振信号波形来控制第二收发器的有效接收时段。例如，脉冲宽度、周期、幅度、斜率等的参数可以用于控制脉冲检测处理。这允许根据系统的要求来调整第二收发器或者合作的收发器的接收周期。
[0034] 例如，可以通过在发射脉冲信号的峰值包络和超再生振荡器的阻尼系数变为负时的时间的对应关系来定义第二收发器或者合作的收发器的有效接收时段。这使得在歇振信号和输入的发射脉冲之间能够是最优同步。
[0035] 歇振信号持续时间可以被改变以调整在发射脉冲信号和反射信号之间的时延。这使得能够优化在读取器处的反射信号的检测。
[0036] 可以调整歇振信号的幅度和周期中的至少一个以改变反射信号的幅度。这提供了灵活的系统，其可以被调整为特定应用的需要。
[0037] 可以由脉冲产生模块来产生对超再生解决方案来说是可选的反射信号。
[0038] 在本发明的一些实施例中，第二收发器或者合作的收发器可以向与由发射机发射的脉冲所沿着的同一信号路径发射反射信号，所述信号路径是双向的。
[0039] 如果需要，可以放大反射信号。
[0040] 可以检测反射信号的幅度。第一收发器可以使用这个测量来检测在第一收发器和第二收发器之间的同步。
[0041] 为了检测反射信号，可以由在第一收发器的振荡器响应于反射脉冲信号而产生检测信号。响应于反射信号，可以由在第一收发器处的超再生振荡器产生检测信号。
[0042] 检测信号的峰值可以被测量以使得可以调整第一收发器的发射信号的定时以调节同步，并且找到与第二收发器的歇振信号的最佳对齐。
[0043] 可以从第一收发器向第二收发器发射检测信号。这可以用于当例如从标签向读取器传送数据时向第二收发器提供肯定应答。
[0044] 第一收发器可以发射与发射脉冲不同顺序的测试脉冲信号，其中，响应于测试脉冲信号指示了在第一收发器和第二收发器之间的干扰，对测试反射信号进行检测。这种步骤允许对传播环境和反射结构的存在进行测量，所述反射结构可以提供出现的干扰反射脉冲。
[0045] 方法还可以包括：根据预定义的序列从第一收发器向第二收发器对发射脉冲信号的序列进行发射；如果在第二收发器的有效接收时段中接收到发射脉冲信号，则响应于发射脉冲信号中的至少一个，从第二收发器向第一收发器发射反射脉冲信号；并且，检测至少一个反射信号以确定在第一收发器和第二收发器之间是否持续同步。这个步骤允许在第一收发器和第二收发器之间进行同步的验证。如果例如第一被检测的反射信号是由于干扰而不是来自第二收发器，则序列的剩余部分的反射脉冲有可能不发生，并且可以重新开始同步的处理。使用这个步骤，也可能查看相关性是否足够好，或者在收发器之间的同步是否已经丢失。
[0046] 一旦建立了在第一收发器和第二收发器之间的同步，则可以停用第二收发器。这允许第一收发器在没有来自第二收发器之的干扰的情况下，与其它收发器建立同步。
[0047] 数据可以被包括在发射脉冲或者反射脉冲中。
[0048] 可以测量在收发器之间的发射脉冲和/或反射信号的飞行时间，以估计在第二收发器和第一收发器之间的距离。
[0049] 根据本发明的第四方面，提供了一种在第一收发器和第二收发器之间进行数据通信的方法，包括：根据上述方法来在第一收发器和第二收发器之间同步相位；并且，在第一收发器和第二收发器之间发射数据。方法可以还包括：同步第一和第二收发器的频率。
[0050] 根据本发明的第五方面，提供了一种用于在第一收发器和第二收发器之间同步脉冲无线通信的同步系统，设备包括：第一收发器，可用于从第一收发器向第二收发器发射脉冲信号；第二收发器，可用于接收脉冲信号，如果在第二收发器的有效接收时段内在第二收发器处接收到发射的脉冲，则响应于脉冲信号而产生反射信号，并且向第一收发器发射反射信号；其中，第一收发器可用于检测反射信号以确定在第一收发器和第二收发器之间的相位是否同步。
[0051] 第二收发器可以包括振荡器，其可用于响应于从第一收发器接收的脉冲信号而产生反射信号。振荡器可以是超再生振荡器。而且，超再生振荡器可用于接收歇振信号，以激活超再生振荡器。
[0052] 超再生振荡器可以直接耦合到第二收发器的天线。因此，所产生的振荡脉冲的反射可以用于从第二收发器向第一收发器发射反射信号。
[0053] 第一收发器可以包括振荡器，用于响应于反射信号而产生检测信号。
[0054] 第一收发器可以包括测量模块，用于测量检测信号的峰值。第二收发器可以包括幅度检测器，用于确定反射脉冲信号的幅度是否超过了预定义的阈值。
[0055] 第一收发器可用于发射与发射脉冲信号不同顺序的测试信号。
[0056] 系统可以还包括距离测量模块，用于测量在第一收发器和第二收发器之间的发射脉冲和/或者反射信号的飞行时间，以确定在第一收发器和第二收发器之间的距离。
[0057] 第二收发器可以可选地包括脉冲产生模块，用于产生反射脉冲信号。系统还可以包括脉冲解调器，用于检测发射脉冲信号。
[0058] 第一收发器可以是RFID读取器，并且第二收发器可以是RFID标签，或者反之亦然。
[0059] 根据本发明的第六方面，提供了一种装置（特别地为用于脉冲无线通信的收发器），装置包括：接收机，其被配置来在有效接收时隙期间不连续地接收脉冲信号；信号发生器，其被配置来如果在所述接收机的有效接收时隙内接收到接收的脉冲信号，则响应于所接收的脉冲信号，产生反射信号；以及，发射机，其被配置来向合作的收发器发射所述反射信号。
[0060] 信号发生器可以直接耦合到装置的天线，以使得可以从天线辐射反射信号。信号发射机可以是超再生振荡器。
[0061] 根据本发明的第七方面，提供了一种装置（特别地是用于脉冲无线通信的收发器），包括：发射机，其被配置来发射脉冲信号；接收机，其被配置来如果在合作的收发器的有效接收时隙内接收到所发射的脉冲信号，则接收由所述合作的收发器响应于所述脉冲信号而发射的反射信号；以及，检测器，其被配置来检测所述反射信号以将所述发射机的脉冲发射与所述合作的收发器的有效接收时隙同步。
[0062] 本发明的第八方面提供了一种计算机程序产品，其包括在机器可读介质上存储的程序代码，用于当程序产品运行在基于处理器的设备、终端设备、网络设备、便携式终端、消费电子设备或者允许无线通信的终端时，执行上述的方法。
[0063] 本发明的第九方面提供了一种芯片组，其被配置来执行上述的方法。芯片组可以包括一个或多个芯片。
[0064] 本发明的第十方面提供了一种装置，包括：接收模块，用于接收脉冲信号；信号产生模块，用于如果在收发器的有效接收时隙内接收到接收的脉冲信号，则响应于接收的脉冲信号而产生反射信号；发射模块，用于向合作的收发器发射反射信号，以使得可以确定是否与接收的脉冲信号同步。
[0065] 本发明的第十一方面提供了一种装置，包括：发射模块，用于发射脉冲信号；接收模块，用于如果在合作的收发器的有效接收时隙内接收到发射脉冲信号，则接收由合作的收发器响应于脉冲信号而发射的反射信号；以及，检测模块，用于检测反射信号以确定是否与合作的收发器同步。
[0066] 根据本发明的一个实施例，第一收发器可以连续地发射两个发射脉冲信号，其中，由第二收发器对两个连续发射脉冲信号进行的检测确定第一收发器是否与第二收发器的同步。
[0067] 这种方法有助于消除假警报，其是由于RFID标签接收到作为在天线的输入处的噪声或者干扰（被称为零信号）而不是从对应的读取器发射的信号引起的。噪声信号的接收可以导致产生并发射被称为幻像信号的、来自标签的反射信号。第一收发器可以继而响应于从第二收发器接收到幻像信号而产生幻像信号。通过发射和检测两个连续发射信号，更容易将这种发射信号与噪声或者干扰区分开来。
[0068] 第二收发器可以在第一检测时段期间检测第一信号，并且如果在第一检测时段中检测的第一信号的幅度超过了第一预定义的阈值，则在第二连续的检测时段期间检测第二信号，其中，如果第二信号的幅度超过了第二预定义的阈值，则确定第一收发器是否与第二收发器同步。第一和第二预定义的阈值可以在同一水平。
[0069] 可以根据第一发射脉冲信号的脉冲分离来调整第二收发器的有效接收时隙的定时。可以将幻像脉冲的已知检测用作调整的输入。因此，可以提高随后的匹配是来自读取器的预期发射脉冲而不是幻像脉冲的概率。
[0070] 根据另一个实施例，第一收发器根据一组比特模式来发射脉冲序列。多比特模式的使用使得相位同步的检测更可靠，并且有助于减少假警报的发生。而且，从标签反射的信号模式可以用于获得关于在读取器和标签之间的RF链路的另外信息。优选的是，一组比特模式包括至少一个零，以使得避免与不需要的反射（来自读取器的所谓幻像脉冲）相关的问题。
[0071] 在一些实施例中，第二收发器可以在从读取器接收到发射脉冲并且响应于发射脉冲而产生反射信号后，向第一收发器发射另一个发射脉冲。然后，第一收发器可以响应于另一个发射脉冲的接收而向第二收发器发射另一个反射信号；并且，第二收发器可以检测另一个反射信号。这种方法有助于改善相位同步的可靠性。可以在反射信号后延迟了Tval之后，发射另一个发射脉冲。
附图说明
[0072] 现在参考附图，仅通过示例来说明本发明的实施例，其中：
[0073] 图1是在UWB通信中使用的各种形式的调制的图形表示；
[0074] 图2是在UWB通信中使用的跳时的原理的图形表示；
[0075] 图3是在两个收发器之间的相位同步的现有技术方法的示意图；
[0076] 图4是根据本发明的至少一个实施例的RFID读取器和标签的示意图；
[0077] 图5A是根据本发明的实施例的、图4的RFID标签的超再生电路的示意图；
[0078] 图5B是根据本发明的实施例的、图4的RFID读取器和标签的示意示意图；
[0079] 图6是说明根据本发明的至少一个实施例的、在RFID标签和读取器之间的相位同步的方法的流程图；
[0080] 图7是说明根据本发明的至少一个实施例的、相位同步的方法的示意图；
[0081] 图8是根据本发明的至少一个实施例的、相位同步的方法的图形表示；
[0082] 图9是说明了在没有任何跳时的情况下、根据本发明的至少一个实施例的、读取器和标签中的信号的定时的图形表示；
[0083] 图10是说明了根据本发明的至少一个实施例的、在读取器和标签之间的同步的整体方法的流程图；
[0084] 图11是说明了图10的方法的时间线；
[0085] 图12是根据本发明的至少一个实施例的、微调相位同步的方法的图形表示；
[0086] 图13是说明了在读取器中的、根据本发明的至少一个实施例的方法的步骤的流程图；
[0087] 图14是说明了在标签中的、根据本发明的至少一个实施例的方法的步骤的流程图；
[0088] 图15是根据本发明的至少一个实施例的RFID读取器和两个标签的示意图；
[0089] 图16是说明根据本发明的至少一个实施例的、相位同步的方法的时间线；
[0090] 图17是根据本发明的替代实施例的、标签和/或读取器电路的示意图；
[0091] 图18是根据本发明的实施例的、一种减少不需要的反射的方法的图形表示；
[0092] 图19是根据本发明的实施例的、在超再生接收机中比较输入的发射信号的检测和噪声的检测的图形表示；
[0093] 图20是在7.9GHz频率处的、路径损耗随收发器之间的距离变化的图形表示；
[0094] 图21A是根据本发明的实施例的、相位同步过程的示意图形表示，其中，幻像脉冲不影响正确的同步；
[0095] 图21B是图21A的放大说明，用于显示在标签和读取器中的发射和反射信号的定时；
[0096] 图22A是根据本发明的实施例的、相位同步过程的示意图，其中，由读取器产生的幻像脉冲包含在标签侧的假警告；
[0097] 图22B是图22A的放大说明，用于显示在标签和读取器中的发射和反射信号的定时；
[0098] 图23A是根据本发明的另一个实施例的、相位同步过程的示意图形表示，其强调了在标签侧的双检测方法；
[0099] 图23B是图23A的放大图形表示，其显示了当使用双检测方法检测/避免由于幻像脉冲导致的假警告时，在标签和读取器中的发射和反射信号的定时；
[0100] 图23C是图23A的放大说明，其显示了当使用双检测方法检测发射脉冲时，在标签和读取器中的发射和反射信号的定时；
[0101] 图23D是图23A的放大说明，其显示了当由标签产生了由于“非条件的”双检测引起的幻像脉冲并且可以包含在读取器侧的假警告时，在标签和读取器中的发射和反射信号的定时；
[0102] 图24是说明了根据本发明的另一个实施例的、在标签和读取器之间的相位同步的方法的流程图；
[0103] 图25是具有多个脉冲序列的、根据本发明的另一个实施例的相位同步的方法的图形说明；
[0104] 图26是基于使用反向散射的相互检测方法的、根据本发明的另一个实施例的相位同步的方法的图形说明；
[0105] 图27是说明了在使用反向散射的相互检测方法中的（i）标签和（ii）读取器中的相位同步的方法的流程图；
[0106] 图28A是当没有假警报时，基于一般的相互检测方法的相位同步的方法的图形表示；
[0107] 图28B是当存在可以由系统检测的假警报时基于一般的相互检测方法的相位同步的方法的图形说明；
[0108] 图28C是当存在可以由系统检测的替代假警报时基于一般的相互检测方法的相位同步的方法的图形说明。
具体实施方式
[0109] 虽然为了说明的缘故，将参考包括读取器和标签的RFID通信系统来描述本发明的实施例，但是可以理解，本发明可以适用于其中第一收发器与第二收发器合作的其它无线通信系统。
[0110] 图4是根据本发明的第一实施例的RFID系统的框图，RFID系统包括：用于RFID应答器的RFID读取器接口，为了简单起见将其表示为RFID读取器11；以及RFID应答器，其也被称为RFID标签12。RFID读取器11包括读取器电路110和天线111，用于发射和接收射频（RF）信号。RFID标签12是无源RFID标签，其可以被读取器11激励，并且包括标签电路120和天线121。例如可以由读取器在超高频（UHF）、工业、科学和医疗（ISM）频带中使用连续波RF发射来对标签进行远程供电。这种标签通常可以被容纳在小容器中，和/或可以被并入到物体中或被安装在人或动物上。读取器11可以耦合到主机系统，例如便携或者固定终端。读取器11和标签可以是移动设备。可以理解，在本发明的一些实施例中，读取器和标签中的一个或者两者可以是固定的。
[0111] 在图5A中更详细地说明了本发明的第一实施例的RFID标签12的通信收发器，并且收发器包括：天线121，用于发射和接收RF信号；以及超再生电路122，其包括超再生振荡器123和信号处理模块124。信号处理模块包括包络检测器，其后跟随低通滤波器和解调器，它们可以包括数字处理。这种超再生电路的操作是基于在振荡器123中的自振荡的重复建立和衰减。布置振荡器123以接收周期的歇振信号，以允许自振荡的建立和减幅。这个信号允许在外部对振荡器123的阻尼系数进行控制。在没有任何外部信号的情况下，振荡的建立从热噪声开始，这会是相对较慢的处理。通过施加例如来自读取器11的足够能量的输入RF信号，振荡的建立变得更快。使用基于超再生接收机的标签的优点是这种接收机具有简单结构和低功耗。这些特征使得超再生接收机良好地适用于无线短距离通信。
[0112] 图5B更详细地说明了图4的RFID读取器和标签的通信收发器。读取器12具有与标签11类似的结构，并且包括：天线111，用于发射和接收RF信号；以及超再生电路112，其包括超再生振荡器113和信号处理模块114。超再生振荡器113以类似于标签12的超再生振荡器的方式工作。两个收发器11和12的RF前端彼此类似，并且可以使用用于发射和接收的同一信号路径。由于在RFID应用中所需的短通信距离，省略了在振荡器和天线之间的放大级，其允许反射超再生收发器固有的脉冲。
[0113] 在这种架构中，因为标签12的灵敏度仅在有限的时间中是高的，所以在来自读取器11的输入RF脉冲信号和施加到标签12的歇振信号之间的正确定时对于完成由标签12正确检测输入信号来说非常重要。当使用像在UWB通信情况下的短脉冲信号而不是连续波信号时，这更加重要。在UWB应用中，当在标签12的天线121处收集输入脉冲时，应当触发歇振信号。脉冲宽度越短，则同步应当越精确。事实上，在超再生架构中，如果未达到正确的时刻，则接收机灵敏度降低。根据本发明的这个实施例的方法提供了满足这个要求的解决方案。
[0114] 现在参考图6-8来说明根据本发明的至少一个实施例的、一种在RFID系统的读取器11和标签12之间进行脉冲UWB RF通信的相位同步的方法。可以通过计算机程序产品或者芯片组来实现方法，其中，计算机程序产品被编程来执行方法，芯片组包括被配置来执行方法的一个或多个芯片。
[0115] 读取器11经由天线111向标签12发射UWB脉冲信号（S1）。在飞行时间（TOF）段后，由于传播损耗而衰减的脉冲信号到达标签12的天线121（S2）。如果在对应的向标签的超再生振荡器123施加歇振信号的时隙（即，在标签12的有效接收时隙）期间接收到所发射的脉冲信号，则振荡器123的振荡在超再生时段或者歇振时段Tq期间被放大到可由标签接收机检测的水平（S3）。超再生时段Tq使得振荡信号能够再生，这是因为由超再生增益引起的路径损耗补偿。在施加歇振信号和接收输入脉冲之间的最优的同步意味着：在tsync，输入脉冲的峰值包络对应于当受歇振信号控制的振荡器的阻尼系数如图8（iv）所示变为负值的时间。如果在标签12的输入处未接收到任何输入脉冲信号，则振荡将由于噪声而在任何情况下开始。但是，可获得的、得到的振荡幅度将比如果在歇振信号的开始处有输入脉冲信号时显著的低（至少一个数量级）。如果在来自读取器11的输入脉冲信号和向标签12的超再生振荡器123施加歇振信号之间的定时被正确地同步，则在超再生振荡器123中产生的振荡将具有可检测的幅度，就像在图8（v）中说明的脉冲信号那样。
[0116] 可以通过调整歇振信号的参数来微调振荡峰值的定时。歇振信号幅度和持续时间都能够微调振荡的幅度。
[0117] 在图5A中说明的RFID标签电路120的架构中，振荡器123直接耦合到天线121。
结果，跨振荡器123产生的振荡可以被天线121直接重新辐射（S4）。
[0118] 振荡脉冲的耗散或者反射是再生接收机的典型特性，其与现有技术相反被有效地用于本发明的这个实施例的方法中。这个现象传统上被看作是在超再生窄带系统中的问题，因为反射信号干扰输入信号本身。这是由于在窄带解决方案中使用的固有连续波形式。
但是，在UWB通信中不是这种情况，因为两个信号在时间上分离，并且由于短脉冲持续时间，因此没有任何重叠。这使得可以消除在现有技术的窄带超再生架构中所需要的、在天线和振荡器之间的高耗电的低噪声放大器（LNA）级。
[0119] 可以通过微调歇振信号持续时间（Tq）来延长在输入RF脉冲信号和反射RF信号之间的时延。因此，可以选择歇振信号的持续时间，以使得使得在输入RF脉冲信号和从标签发射的反射信号之间的时间差适合于在读取器侧检测反射信号。如图8（v）所示，在没有在天线121和超再生振荡器123之间的适当隔离的情况下，由振荡器122产生的脉冲信号被天线121辐射，以使得在歇振信号的持续时间的时间Tq之后出现峰值。在本发明的一些实施例中，如果需要的话，则可以使用适当的放大器以在产生之后放大反射信号。在例如本实施例的无源大容量存储器标签中，放大的可行值在一两个分贝的数量级。
[0120] 在飞行时间（TOF）后，来自标签12的反射脉冲信号到达读取器11的天线111（S5），在S5，可以由读取器检测到反射脉冲信号。通过检测反射信号的得到的幅度，读取器
11可以获得关于标签12的信息。
[0121] 根据这个实施例的方法的主要思想是在伪随机脉冲序列的相位同步中使用超再生接收机的固有属性。方法是基于来自标签设备12的、由读取器11发射的脉冲的反射。从读取器的角度看，反射被适当地延迟，以使得在从读取器发起的发射脉冲的发射和在读取器处反射信号的接收之间的时间差是合理的。仅当从读取器发射的脉冲的定时和在标签中的检测的定时正确地匹配时才发生反射。也可以由读取器来检测从标签得到的反射。系统两端检测的这个时刻还可以被用作在设备之间同步通信的时间戳。当然，在一些情况下，在读取器和标签之间的第一匹配反射之间需要额外验证相位，但是在任何情况下，该方法都比传统上用于同步脉冲UWB收发器的传统同步方法更快和/或更简单。
[0122] 因为在本发明的本实施例中，与标签12的标签电路120类似，读取器电路110是基于超再生振荡器。通过在超再生接收机电路中生成检测脉冲来实现在读取器中对反射脉冲的检测。但是，在本发明的一些实施例中，读取器可以不用于使用从读取器到标签的反射。因此，在这种情况下，可以提供在读取器的天线和振荡器之间的良好隔离，以使得避免从读取器向标签发射不需要的反射信号。另外，因为读取器11的电力资源不像标签12那样受限，所以在本发明的其它实施例中，可以具有更复杂的收发器实现，并且在读取器中具有更好的性能。
[0123] 在图9中说明了在读取器11和标签12之间的通信的整个定时。其中，由虚线定义的时区（timezone）Tx表示脉冲信号的发射时间，并且由虚线定义的时区Rx表示信号的接收时间。响应于从读取器接收到发射脉冲信号，在标签12的超再生振荡器123中产生标签反射脉冲信号，并且响应于检测到来自标签12的反射脉冲信号，在读取器11的超再生振荡器中产生读取器反射脉冲信号。在本发明的这个实施例中，读取器11的占空比比标签12的占空比更大（多于两倍），因为在读取器中产生发射脉冲信号以用于发射。因为在本发明的这个实施例中在读取器11中使用超再生接收机来检测反射脉冲信号，所以应当放大输入反射脉冲信号，这会花费与发射一样长的时间。另外，读取器应当考虑从读取器到标签以及标签到读取器的信号的双向飞行时间。但是，对于在高速率RFID系统中可能的短距离，从一个收发器向另一个收发器的信号的飞行时间在几百皮秒的数量级。在30厘米的距离，在自由空间中的飞行时间大致是1纳秒（双向TOF为2纳秒）。但是，如果将根据本发明的这个实施例的方法应用到在收发器之间具有更大距离的低数据速率系统（例如，UWB定位系统）中，则传播所需的时间将更显著地长。
[0124] 参考图10和11来描述在RFID系统的读取器和标签之间的完全同步过程中的、根据本发明的至少一个实施例的相位同步方法的实现。
[0125] 完全同步过程可以被划分为四个或者更多的步骤：频率同步（S21）、同步脉冲的搜索（S22）和同步验证（S23）。在验证阶段后，可以执行实际数据传送或者通信（S24）。
[0126] 通常，在某个时段后，可以重复同步过程或者至少重复验证相位，以保证同步仍然正确。
[0127] 可以用于频率同步（S21）的步骤的方法的示例是基于在用于提取相互的时钟参考的设备之间共享的公共连续波长（CW）信号的方法或者替代方法，在替代方法中，读取器和标签都具有足够精确的频率合成器并且在一个通信分组期间在频率上不显著地漂移。高比特速率RFID可以基于第一种选择。
[0128] 在频率同步步骤（S21）后，读取器和标签的时钟在相同频率上运行。但是，在这个阶段，读取器和标签都处在以下状态：其中它们不知道对方设备的相位。接下来，设备中的一个（例如，读取器）通过将发射脉冲Tx的序列进行发射来开始发射相位同步搜索S22。因为根据UWB规则，发射短周期的脉冲序列可能不可行，所以同步序列可以例如是跳时序列，其导致足够平滑的发射频谱。读取器的收发器被布置使得在每个发射脉冲Tx后，读取器可以验证如上所述的反射脉冲信号是否存在。在标签侧，由歇振信号根据其自身的预定义同步序列来激活超再生接收机。换句话说，标签的歇振信号控制超再生器振荡器的阻尼系数，由此根据预定义的序列来使得振荡器能够不稳定。可以根据环境上下文（例如，电源可用性、在区域中的标签的数量、干扰问题）来优化代码序列。
[0129] 虽然在标签中的接收机的占空比很低，但是接收序列被优化，以使得标签的有效接收时段中的至少一个在相位同步搜索S22期间以高概率匹配来自读取器的输入的发射信号。在标签12的歇振时段（Tq）之间的分离可以是恒定的，这可以有助于加速在读取器
11的发射和标签12的接收之间的匹配。也可以在S22期间，在标签12的歇振序列中使用优化的伪随机代码。读取器继续发射脉冲信号，直到读取器从标签检测到指示了在读取器和标签之间的正确定时的一个脉冲的反射信号，或者直到同步处理的状态机计数到预定义的计数器值的结束。如果来自读取器的发射脉冲信号的定时和标签中的接收机的歇振时段相匹配，则以反射信号的形式将输入发射脉冲从标签12反射回，并且由读取器11检测。响应于在歇振时段期间输入发射脉冲超过了检测电平，仅当标签12中的超再生振荡器123产生的信号达到了足够高的幅度时，才出现可检测的反射脉冲信号。因为两个设备立即检测到在发射脉冲Tx和标签的歇振时段之间的正确定时，所以可以在相位同步搜索S22中出现第一匹配后，开始相位同步验证S23。
[0130] 在相位同步验证阶段S23中，可以对在来自读取器11的发射脉冲信号和标签振荡器123的歇振信号之间的定时进行微调，并且保证在同步序列之间的相关性。同步代码的跳时序列被预定义，以使得读取器和标签都可以跟随序列。如上所述，通过其它模块来实现频率同步，所以，假设两个设备都可以在由反射脉冲信号的第一检测定义了跳时序列的开始后，以足够的精度跟随所述序列。如果第一反射例如不是预期的，则由于干扰而在读取器中检测到反射信号，用于跳时序列的其余部分的反射有可能不出现，并且读取器可以返回到步骤S22同步搜索。如果在验证阶段S23期间相关性不足够的好或者丢失了同步，则两个设备都可以返回到步骤S22并且重新开始。
[0131] 在足够的时间（即，足够长的同步序列）后，假警报的可能性会足够小。然后，在读取器和标签之间的同步被认为足够好，并且可以开始通信。在通信阶段中，不必检测反射脉冲信号。但是，可以在本发明的一些实施例中使用反射信号来传送肯定应答信息，以用于误差校验或者纠错的目的。可以在某个时间段后重复同步验证步骤S22，以保证同步仍然足够良好。如果在通信阶段S23期间丢失了连接，则两个设备可以从相位同步搜索阶段S22再一次开始，或者如果也丢失了频率同步则甚至从频率同步阶段S21再一次开始。
[0132] 参考图12，读取器可以通过测量在读取器的超再生接收机中得到的振荡的峰值，使用一个或多个检测反射信号（在一些情况下使用每个检测反射信号）来在相位同步阶段中执行同步的微调。在相位同步搜索时段S22后，读取器和一个或多个标签可以继续在相位同步验证时段S23中同步过程，然后根据预定义的序列从读取器发射脉冲并且从标签反射脉冲。如果在读取器和标签之间的定时不是最优的，则在标签12中的内部振荡的峰值比使用最佳可能的定时获得的峰值更低。可以测量在读取器11中由反射脉冲触发的内部振荡的峰值，并且可以因此微调同步脉冲的定时，以更好地匹配标签的定时。
[0133] 图13更详细地说明了从读取器角度看的、根据本发明的一些实施例的整体同步过程，并且图14对应地说明了从标签的角度看的同一过程。
[0134] 参考图13，读取器11在等待同步命令的空闲状态S31中开始。一旦与读取器关联的系统的上层给出了同步命令S32，则通过启动例如UHF CW发射来初始化同步处理并开始频率同步S33。当初始化时段期满时，系统继续相位同步搜索阶段S33，并且根据预定义的跳时调度来发射同步脉冲S33a。相位同步搜索阶段将继续，直到读取器检测到响应S33b，或者直到指定的计数器计数到0S33c。如果计数器在这个阶段期间计数到0，则向系统的上层报告找不到标签的状态，并且读取器将返回到空闲状态S31。否则，如果读取器检测到反射信号，则其将继续到相位同步验证阶段S34，并且如果实现了则开始反射的相关和定时微调过程S35。如果在这个阶段期间反射信号丢失或者未被检测到，则读取器可以返回到相位同步搜索阶段S33A。如果检测到具有足够高相关性的整个同步序列，则系统可以进入同步通信阶段，向上层返回具有“发现同步”标记的状态，并且开始从/向所讨论的标签传送实际数据S37。
[0135] 参考图14，标签从空闲状态对应地开始S41。一旦标签的功率电平足够高S42，则标签可以运行频率同步过程S43，并且锁定UHF CW信号。然后，标签可以进入相位同步搜索阶段，并且开始根据预定义的调度来歇振振荡器的控制信号S44。标签将继续直到其检测到脉冲S45或者直到其计数到跳时序列的结束S46。在第一序列后，其可以进入新的序列或者从第一个序列的开始继续（歇振序列的脉冲重复率也可以恒定）。如果标签在相位同步搜索阶段期间检测到脉冲，则其直接地进入验证阶段S47。将根据同步脉冲的调度来执行验证阶段，并且如果相关性足够高，则系统可以进入实际同步数据传送状态S48。
[0136] 与现有技术的方法相比较，根据本发明的方法提供了立即的肯定应答，以确认在UWB脉冲无线通信中的同步。根据肯定应答信息，与在UWB通信中传统使用的方法相比较，可以加速同步处理，因为一个同步序列的长度甚至可以是单个发射脉冲。
[0137] 将理解，在本发明的一些实施例中，RFID系统需要能够支持在读取器的通信范围或者覆盖区域中存在多个标签。在这种情况下，同步方案必须能够支持多路接入。可以容易地扩展根据本发明的第一实施例的方法以支持多于2个标签的访问。图15和16说明了在两个标签12和13在读取器11附近的情况下的、根据本发明的第二实施例的方法的使用。
标签13以类似于如上所述的标签12的方式工作。
[0138] 在相位同步搜索步骤S52中，标签12和13收听由读取器11发射的发射脉冲的搜索序列。标签12和13的收听时段有可能相位不同步。可以通过使用已知的方法来获得标签的收听时段的相位差值，收听时段的选择例如可以包括某个随机处理，并且时段也可以在某个时间后改变。取决于标签接收活动的占空比，多个标签可以不重叠地同时有效。一旦标签中的一个（例如，标签13）的有效接收时段匹配来自读取器11的发射，则读取器11和标签13可以进入相位同步验证阶段S53。如果在标签13和读取器11的相位同步验证阶段S53期间，标签12检测到输入脉冲并且发射反射脉冲，则这意味着定时是错误的，因为标签13和读取器11根据预定义的跳时序列进入到相位同步验证阶段，即，读取器11应当与标签13（其具有与标签12不同的有效接收时段）同步。标签12可以检测由标签13或者读取器11发射的脉冲，由在图16的标签12的时间线上的第一和第二圆圈来指示所述脉冲。
但是，因为标签12应当在时段T1后检测不到任何另外的脉冲，所以其在错误检测或者非故意的不匹配后返回到相位同步搜索阶段S52。
[0139] 在本发明的一些实施例中，通信系统也可以包括所谓的后退（back-off）机制，其允许标签在某个数量的错误偶发检测后关闭反射机制。这将有助于减少在标签13和读取器11之间的通信中的干扰。而且，如果读取器11已经与标签12实现了相位同步，但是读取器11要在扫描模式中继续逐个地检测在通信范围内的所有标签，则标签12可以进入后退阶段。
[0140] 在本发明的一些实施例中，在第一同步处理后，并且在识别了第一标签后，读取器可以将标签设置到“不响应”状态中。这意味着标签在某个时段期间将不响应于同步脉冲，这使得读取器更有可能找到其它标签。
[0141] 在同步通信阶段S54期间，可以例如通过选择用于同步通信阶段的新的同步字而不是用于相位同步验证阶段的默认字来最小化由标签12引起的冲突。其它设备可以从在相位验证阶段中使用的序列开始，但是标签13将在至少某个时段从由读取器11定义的序列开始。
[0142] 在本发明的上述实施例中，将超再生架构用于UWB通信是引人关注的，因为可以将在窄带解决方案中的脉冲反射的缺点有益地用于同步目的。由此，所提出的方法使得这种接收机能够用在脉冲UWB通信中并且改善其的使用。
[0143] 但是，根据本发明的同步方法不需要超再生收发器，可以理解，在其它实施例中可以使用替代的电路架构。
[0144] 在图17中说明了在标签中使用替代电路架构的本发明的另一个实施例。根据本发明的另一个实施例的电路220包括耦合到接收机天线221的低噪声放大器LNA222、耦合到LNA222的脉冲解调器223、控制逻辑224、脉冲整形模块225和耦合到发射机天线227的放大器226。可以由控制逻辑来定义设备的有效接收时段。
[0145] 在规则的时间间隔处，脉冲解调器223查看在天线221处的输入脉冲。如果检测到输入脉冲，则脉冲整形模块225在控制逻辑224的控制下产生脉冲，并且经由脉冲放大器
226和发射天线227将脉冲发射到读取器设备。然后，可以由读取器检测到脉冲，以指示在读取器和标签的有效接收时段之间的正确同步。
[0146] 也可以在读取器中实现替代电路。
[0147] 可以理解，在本发明的替代实施例中，具有例如天线开关的单个天线可以有益地替换前一个实施例的两个天线221和227。
[0148] 本领域内的技术人员可以理解，虽然为了说明的目的参考RFID系统说明了相位同步的原理，但是方法可以用于同步在UWB通信系统中的其它类型的收发器。例如，根据本发明的方法可以用于实现在UWB定位设备之间的同步，其中，信标的功耗应当被保持在最小。在同步后，可以执行基于例如发射信号和/或反射信号的飞行时间（TOF）的距离估计。
在这种系统中，所需的数据速率将更低，并且通信范围更宽。
[0149] 在本发明的其它实施例中，可以基于在读取器和标签之间的相互同意的跳时序列来在标签中执行数据内容的加密或者锁定。然后，在正常同步过程后使用这个跳时序列来在私人数据的传送期间提供安全保证。如果跳时序列不为读取器所知（意味着读取器不允许访问标签中的数据），则如果序列足够长，那么读取器将很可能放宽与标签的同步。
[0150] 也可以理解，反射原理也可以用在两个方向中。因此，当从标签向读取器传送数据时，标签也能够检测来自读取器的反射。当从标签向读取传送数据时，这将是实用的，因为标签可以自动地从读取器获得肯定应答信息。可以通过应用类似的方法来检测并校正错误。
[0151] 因为也可以由覆盖区域中的其它无源结构反射由读取器发射的RF脉冲，所以在本发明的一些实施例中，有益的是，在序列同步验证时段期间通过使用测试脉冲来测量传播环境。因此，在读取器检测到第一反射脉冲并且开始根据预定义的跳时方案来发射同步序列后，其也可以发射应当不与标签的检测序列同步的一些另外的脉冲。这是有益的，因为如果一些或者所有另外的脉冲被反射回读取器，则这可以表明从反射材料等非故意地反射了脉冲。如果没有对于发射的测试脉冲的反射/响应、或者反射非常弱（这也可以被读取器检测到），则读取器可以断定其与实际设备同步。在图18中说明了该过程，其中，将另外的测试脉冲和对应的反射信号表示为虚线，并且将同步发射脉冲和相关联的反射信号表示为实线。在相位序列同步验证时段期间发射另外的测试脉冲。理论上，测试测量在相位同步搜索阶段中也是可能的，但是在这种情况下，不可能验证标签是否响应于脉冲。在相位同步验证时段中，标签应当根据同步方案来响应于主发射脉冲。根据同步方案，标签不应当响应于另外的测试脉冲。但是，如果太强的反射出现并且被读取器检测到，则结论可能是在读取器附近有反射层并且通信被阻碍。另一方面，标签的歇振信号可以被定义，使得在某个时段后并且不在双向飞行时间后立即出现正确的反射。另外，标签应当如上所说明的显著地对反射进行放大，所以，正确的反射应当比来自无源物体的幻像反射强得多。
[0152] 在本发明的其它实施例中，可以使用反射脉冲的定时的严格要求来将通信范围限制在某个界限以下。这可能需要提高在短距离通信中的保密性，即避免使用“间谍”设备从某一距离读取大容量存储器标签，所述“间谍”设备使用超过规定界限的高功率电平，并且具有比所预期更长的通信范围。例如，可以使用其中标签检测到来自读取器的反射（或者反之亦然）的时段来检测响应时间是否足够短，并且防止从比例如保密界限更长的距离产生反射。另外，基于反射脉冲信号的距离测量可以有益地用在连接设置协议中以改善系统的逻辑可用性。在读取器的读取范围内有多于一个标签的情况下，可以实现通信协议，使得首先访问最近的标签，或者在读取器的用户界面上呈现的发现了的标签的列表中首先列出最近的标签。
[0153] 也可以理解，在本发明的一些实施例中，可以例如在具有足以加速同步处理的电力资源的设备中使用多个并行超再生接收机。检测间隔可以被交错在超再生接收机之间。
[0154] 也可以理解，如果功率电平允许更高的功耗，则可以在同步阶段中增加超再生接收机的占空比，以加速同步。
[0155] 虽然在如上所述的实施例中在读取器中启动同步序列，但是可以理解，在本发明的其它实施例中，可以通过读取器或者标签来启动同步序列。
[0156] 本领域内的技术人员也可以理解，有可能将如上所述的用于相位同步的同一反射方法用在设备之间的实际数据传送中。可以例如通过在保证了同步后允许和省略在标签中的反射脉冲来将信息包括在反射脉冲中。但是，如果同步足够好，则可以在数据传送期间不需要连续地进行反射，对于反射的不必要的检测将增加整个系统的功耗，因此，当传送实际数据时，仅在一个方向上发射数据可能更有效。另外，方法也可以用于肯定应答字符和纠错。
[0157] 与在脉冲UWB RFID系统中的超再生收发器的使用相关的潜在问题可能是从在向天线的输入处的噪声或者干扰的输入导致的、由标签发射的反射信号，这种情况在下文被称为0的检测（即在接收机的天线处没有输入预期发射信号）。如图19中所示，逻辑‘0’的检测（即仅在标签的天线输入的噪声）有时会导致在标签的超再生振荡器中产生显著的脉冲。因为优选的是在振荡器和天线之间不使用缓冲放大器，所以随后可以由天线发射反射信号。
[0158] 在峰值“1”和“0”之间的估计比率在一些情况下大约是5-10，其中峰值“1”即检测到预期的输入发射脉冲，“0”即仅检测到噪声。因此，产生的脉冲的峰值当为“1”时比当为“0”时应当高5-10倍。在超再生接收机中，可以通过观察在简单包络检测器的输出处振荡器的得到幅度来获取在接收的“1”和接收的“0”之间的差。如上所述，接收定时的最重要的一点是由歇振信号控制的振荡器阻尼系数的零交叉。如果在零交叉期间有输入的RF脉冲，则检测结果应当是“1”。否则，检测的值应当是“0”。
[0159] 因为在振荡器和天线之间没有使用缓冲放大器以使得允许来自标签的脉冲的反射，并且最小化标签的功耗，所以0的检测可以在振荡器中产生脉冲，也从标签的天线发射所述脉冲。也以响应于初始幻像脉冲来从读取器发射幻像脉冲。作为输入的“0”的检测的结果而发射的这些非故意的信号在下文被称为幻像脉冲。
[0160] 这种幻像脉冲的潜在问题是标签会难于将由读取器发射的幻像脉冲与由读取器发射的具有值“1”的预期脉冲相区别。原因是由于自由空间路径损耗，即使在30cm范围中的衰减也会显著地改变（例如，在以短距离RFID通信为目标的环境中，在7.9GHz、2-30厘米之间会改变大约30dB），如图20中所示。在“0”（噪声）和“1”（预期的发射脉冲）的检测之间的估计幅度比值很强的依赖于信号噪声比以及信号干扰比，其在一些情况下会小于由于改变的路径损耗导致的幅度改变。结果，由标签接收的两个不同脉冲的幅度可以是相同的，虽然它们的目的完全不同：例如，一个脉冲可以作为预期的发射脉冲从读取器发射（在设备之间的距离大于例如30厘米时），而另一个脉冲可以是从读取器非故意地发射的幻像脉冲（当在设备之间的距离小于例如10cm时）。
[0161] 以下说明的实施例被设计用于最小化由幻像脉冲引起的任何潜在缺陷。
[0162] 在图21A中说明了根据本发明的至少一个实施例的、包括三阶段（同步搜索、同步序列和微调以及通信）的示例性整体同步解决方案。最上的时间线表示读取器的信号，最下面的时间线表示标签的信号。在这种情况下，由读取器发射（在虚线框中）并且由标签反射的脉冲的第一匹配被成功地用于检测和启动在设备之间的同步通信。在图21B中呈现了用于说明在第一反射期间的脉冲的定时的放大图。最上的时间线表示读取器的信号，中间的时间线表示标签的信号，并且最下面的时间线表示数据占空比。因为及时正确地对齐了脉冲的第一匹配，所以没有经历幻像脉冲的任何副作用。
[0163] 图22A说明了在标签中出现同步的假警报的情况。在图22B中呈现了虚线框的放大的说明。在图22B的读取器时间线上的第一脉冲是由读取器发射的、具有值“1”的实际脉冲。与图21B类似，所发射的脉冲后面是在读取器中的检测时段，在此期间，产生在读取器中的检测脉冲。因为没有从任何标签到第一预期发射脉冲的反射信号，所以在读取器中的振荡不超过用于指示输入的“1”脉冲而定义的检测阈值。但是，得到的振荡被看作是随后被读取器发射然后被标签检测的幻像脉冲，因为（来自读取器的）幻像脉冲的发射发生于在关于标签的检测时间的正确时间（未获得在设备之间的先前的同步）。虽然幻像脉冲具有比具有值“1”的预期的发射脉冲更低的幅度，但是由于在移动设备之间的不同距离导致的路径损耗变化，因此出现假警报。潜在问题将是标签继续到在同步过程中的阶段2（或者启动数据传送），因为标签检测到输入的幻像脉冲作为来自读取器的错误肯定应答。相反，读取器不进行任何状态转换，因为读取器在其检测时段期间检测不到任何RF脉冲。
[0164] 根据现有技术的方法来避免无意脉冲的发射的最简单方式是使用在接收机中的LNA来作为在振荡器和天线之间的缓冲器。但是，当接收到输入“1”时，LNA也防止反射信号的发射。一种可能是使用用于Tx和Rx信号的专用路径，但是这会使得收发器更复杂，并且提高了功耗。缓冲LNA的不存在是本发明的实施例的主要方面中的一个，其允许在相位同步和通信中有益地脉冲的反射和反射的使用。因此，必须考虑缓冲放大器的替代解决方案来克服由幻像脉冲引起的任何潜在的问题，特别是在以超低功率系统为目标的RFID应用的情况下。
[0165] 因此，将参考图23A-23D和24来说明本发明的另一个实施例。根据另一个实施例的方法，在同步搜索阶段1期间，在标签处可能有三种不同的检测选择，如前述实施例所述。在图23A中呈现了每一种选择。
[0166] 在标签中产生的第一信号是由于在标签天线输入的噪声引起的，而不是由于从读取器接收的输入发射脉冲（在图23A的虚线圆圈内的信号）引起的。这意味着没有找到与来自启动器（在这种情况下为读取器）的脉冲序列的匹配。没有输入的预期信号的检测（SD3）（即0的检测）不在标签中引起任何另外的检测动作。但是，标签和读取器通常根据低占空比检测序列的预定义的跳时方案来继续低占空比检测序列（SD2）。
[0167] 在图23A的标签时间线上说明的标签中产生的下一个信号具有更大的幅度，并且在标签中被检测（在虚线框最左侧的信号）。但是，这个信号的产生是由读取器发射的幻像脉冲引起的。由于在路径损耗上的变化，标签不能确定输入的脉冲实际上是来自读取器的预期的发射脉冲，还是从读取器的检测时段发起的幻像脉冲（或者来自其它干扰）。图23B更详细地呈现了这种情况。根据所提出的另一个实施例，在标签中的第一检测时段（SD3）后面是另外的检测时段（SD4）。这个另外的检测时段仅在第一检测比特是“1”的情况下才可以被激活。这被称为“条件的”双检测，因为当第一检测是“0”时，不进行任何双检测，即省略第二检测时段。如图23B中所示，在后一个检测时段期间在标签处未接收到输入脉冲，然后，整个检测结果因此是“10”。根据这个结果，标签可以断定第一脉冲是假警报，并且因此仍然在同步阶段1（SD1）中。
[0168] 作为对于系统的另外的改进，标签可以通过将定时前推对应于（读取器的）Tx和Rx时段的脉冲分隔的时段来微调其检测定时（SD7）。幻像脉冲的识别的检测可以被用作调整的输入。通过这样做，与来自读取器的脉冲的下一个匹配是具有幅度为“1”的发射的实际脉冲而不是幻像脉冲变得更有可能。这是因为读取器对于脉冲的发射和接收需要一样长的时段，并且如果标签首先检测到由在读取器处的检测引起的幻像脉冲。则有益的是，将在标签中的下一检测的定时前推等于在读取器的Tx（发射）和Rx（接收）时段之间的间隙的时段。实际上，读取器根据伪随机跳时序列来发射脉冲，并且连续Tx脉冲之间的时间是时隙（因为脉冲UWB帧被划分为时隙）的持续时间的随机整数时间。如果由标签检测的第一脉冲是与读取器的Rx时段相关的幻像脉冲，则通过将（在标签中的）定时前推时隙持续时间的一半（SD7），增加了在同步序列的随后匹配期间检测正确的脉冲（来自读取器的“1”）的概率。
[0169] 如图23A中所示，在标签中的随后的检测时段结果为“11”，（第二虚线框）。在图
23C中更详细地呈现了情况。当然，有可能在“10”检测和“11”检测之间的标签中有多个0的检测。在图23C中，在标签处的“1”的第一检测是由读取器发射的预期发射脉冲引起的（SD3）。但是，如上所述，由于在移动设备之间的不同距离，这对于标签不是显然的。因此在标签中需要另外的检测（SD4），以确定输入的脉冲是否是从读取器预期发射的脉冲。在这种情况下，后一检测（SD4）结果也是“1”，其意味着第一脉冲不是幻像脉冲。根据这个实施例的方法，作为在标签中的“11”的检测的结果，标签继续到如前述实施例描述的同步过程的阶段2（SD6）（相位同步验证阶段）。如果需要，可以在阶段2期间使用双检测，直到完成了验证和微调时段。从读取器的角度看，过程类似于先前的实施例的方法。如果在正确的时刻及时从标签接收到反射信号，则读取器检测到反射信号，并且读取器可以继续到如上所述的同步阶段2。
[0170] 如在图24中所示，如果第一检测（SD3）结果是“1”，则仅需要使用在标签中的双检测（SD4）。在阶段1中，如果第一检测结果是“0”，则不必在标签中具有两个检测时段。另外，在阶段3中的同步通信期间，不必在标签中使用双检测。
[0171] 现在参考图25来描述同步方法的替代实施例。由这个替代实施例提供的关键改进是取代在同步阶段1和2期间发射单个码分，读取器使用预定义的比特模式来发射脉冲的序列（或者突发）。比特模式应当包含至少一个0，以使得可以避免与来自读取器的不需要的反射（“幻像脉冲”）相关的问题。为了说明性的目的，将呈现当在相位同步过程中使用简单的3比特模式“101”时这种方法如何工作。可以理解，可以使用替代的比特模式。
[0172] 图25说明了当试图获得与标签的相位同步时读取器发射比特模式“101”的示例。
在读取器侧，由实线定义的脉冲表示由读取器发射的“1”信号。以虚线绘制的脉冲表示由读取器接收的脉冲。在标签侧，以实线绘制的脉冲表示由标签接收的信号。注意当在同步比特模式中有0时，读取器实际上应当不发射任何内容，而是仅收听来自标签的可能反射信号。使用与在读取器侧相同的定时模式来激活在标签侧的接收机。
[0173] 图25（i）说明了最优情况，其中，读取器和标签处于同一相位。在这种情况下，由标签接收的比特模式匹配已知的同步模式（在这个示例中为“101”），其指示找到了相位同步。当读取器和标签在同一相位时，以与前述实施例中的反射信号的发射类似的方式将由标签接收的比特模式反射回读取器。以这种方式，读取器能够检测是否达到了相位同步。
[0174] 图25（ii）表示标签和读取器相位不同步，因此标签定时在读取器稍后方，并且标签接收时隙与由读取器产生的不需要的幻像脉冲重合。如果当从相位1向相位2移动时，仅单个脉冲的反射被用作确定标准，则在同步过程中可能建立潜在的假警报。但是，如图25（ii）中所示，由标签接收的比特模式是“111”（并且由读取器接收的比特模式是“000”），其不匹配同步模式“101”。因此，标签（和读取器）能够检测出还没有达到相位同步，并且由此消除了潜在的假警报的风险。
[0175] 可以理解，如上所述的实施例的几种变化是可能的。为了进一步增加例如相位同步过程的健壮性，可以使用更长的比特序列。而且，可以改变比特模式化的选择（换句话说，“0”的位置），以使得微调同步过程。设备也可以取决于所检测的脉冲动态地微调发射/检测的比特模式的长度。
[0176] 可以在原理上任意地选择在连续发射的同步模式的发射之间的空闲时段。但是，为了保证发射的RF频谱在规定的界限内，需要突发不以均匀的间隔出现，而是在突发之间的间隔遵循某种（伪）随机定时模式，其是在脉冲UWB通信中广泛使用的方法。为了进一步调节辐射的RF频谱，可以调整在同步模式内的脉冲的定时。在一个模式内的脉冲在时间上不必是均匀间隔的。例如，在如上所述的示例性的3脉冲序列的情况下，在第一和第二脉冲之间的时间可能与在第二和第三脉冲之间的时间不同。
[0177] 与前述实施例相比较的、根据这个实施例的同步过程的主要优点是多比特同步模式的使用使得同步的检测更可靠。当进行从同步搜索（阶段1）到微调（阶段2）的转变时，有更多可用的数据以支持做决策，并且假警报的概率更低。从标签反射的同步模式也可以用于获得关于在读取器和标签之间的RF链路的额外的信息。例如，读取器可以观察到“1”和“0”符号的幅度水平（同步模式包括至少一个“0”符号），并且这个信息可以用于自动地调整在读取器的接收机中的“1”和“0”之间的阈值。
[0178] 将参考图26-27来说明本发明的另一个实施例。根据本发明的这个实施例的相位同步的方法将被称为相互反向散射同步。在本上下文中的术语相互同步意味着同步设备的相位同步包括在启动和响应的功能之间的角色转换。在如上所述的方法中，启动器总是检测反射。但是，为了基于脉冲的反射来改善同步方法的健壮性，应答器/标签设备也启动脉冲并且检测启动的脉冲的反射，这会是有益的。在本上下文中的术语反向散射意味着肯定应答脉冲（输入脉冲的响应）被应答器直接地反向散射到询问器。
[0179] 在根据这个实施例的同步过程的第一阶段中，第一设备（例如读取器）作为用于在两个设备之间的通信的启动器，并且如果信号潜在地指示了检测到同步，则系统的另一端（例如标签）通过在预定义的时间间隔tval后，在相反方向上重复启动器的功能，来验证同步。换句话说，启动器的角色临时被切换来验证检测结果是否是正确的并且避免可能由假警报引起的任何问题。如果验证状态的结果不正确，则非故意改变到同步阶段2的设备可以立即返回到阶段1。
[0180] 参考图26来说明基于脉冲的反向散射的相互同步的原理。在同步阶段1期间，在标签中可能有三种功能选择，在图26中表示其中的每一个。在阶段1中发射的最后信号导致从同步阶段1向阶段2的正确的切换。在图27中呈现了根据这个实施例工作的标签和读取器的示例性状态图。在同步阶段1的开始，读取器和标签类似于前述的实施例那样工作。读取器发射启动发射脉冲SR2，并且在发射了发射脉冲后，检测反射信号SR3。标签根据预定义的跳时方案来检测来自读取器ST2、ST3的输入脉冲。
[0181] 在图26中，由于在标签中的噪声导致的第一检测结果为0（虚线圆圈）。0的检测不引起在标签中的任何状态切换，但是，标签和读取器根据其预定义的跳时方案（ST2、SR2）来继续检测。
[0182] 在标签处检测的第二信号导致在图26中的最左侧虚线框中呈现为“1”。由读取器设备发射的幻像脉冲引起了检测结果“1”。但是，为了使得在正确和假报警之间进行决策变得简单，标签转移到启动器状态，并且在已知的时段tva lST4后发射脉冲。因此，如果在启动脉冲SR3后读取器检测到“1”，则读取器从启动器状态切换到应答器状态。如果由标签检测的脉冲是来自读取器的正确的同步脉冲，则读取器将第一反射检测为“1”，并且在tva lSR4后响应于由标签发射的启动脉冲。但是，因为标签在这种情况下检测到幻像脉冲，所以读取器结果检测到“0”SR5（即没有来自标签的同步脉冲），在读取器中未发生状态切换，并且作为结果，标签没有获得对于其启动脉冲的响应，即标签检测到“0”，并且返回到同步阶段1SR1。类似于前述实施例，读取器和标签可以通过微调ST7、SR7的处理。
[0183] 在图26的最右虚线框中呈现了在脉冲的定时中的正确的匹配。在这种情况下，读取器和标签作为“真实”反射ST3、SR3的结果正确地检测到“1”。为了保证检测结果是正确的，执行ST4、SR4从启动器向应答器的角色切换（在读取器中），并且反之亦然（在标签中）。为了简化硬件实现，预定义的时段tval定义了下一个反射的定时。如上所述，在时段tval后，标签作为启动器工作（发射启动脉冲，并且检测反射信号），并且读取器作为应答器（仅检测输入的启动脉冲）。如果在两个设备中的检测结果是“1”，则系统的两端可以以更高的概率确定第一检测的脉冲是正确的。
[0184] 可以理解，在不同的角色中的发射的数量可以大于1，以在进入到阶段3（通信状态）之前提高正确同步的概率。在图26中呈现的示例中，在最后进入到通信阶段3（导致总共4个反射）（其中通过使用通断键控（OOK）来进行示例性通信）之前，执行在启动器应答器组合中的两个反射。
[0185] 与前述的条件双检测实施例相比，本实施例的主要益处是，松弛的定时要求。tval的持续时间在脉冲UWB跳时解决方案中可以例如是一个帧或者更多帧。在tval的选择中，也考虑标签的功率电平，因为作为启动器的操作消耗了比仅检测输入的脉冲略多的功率。
可以灵活地使用在期望的获取时间和用于收发器的性能的设置的要求之间的折衷，以找到tval的最适合的值。tval的选择的主要要求是其它同一时间段不应当太频繁地出现在其它操作状态（像同步相位1那样）的跳时解决方案中。在其它跳时序列中不存在tval将最小化连续的假警报的概率，其增加了整体的获取时间。
[0186] 现在参考图28A-28C来说明如上所述的方法的更一般的实施例。如上所述的每个实施例假定收发器结构几乎立即地发射作为由读取器设备发射的启动脉冲的响应的反射信号。在本实施例中，收发器也可以是更高质量的收发器，其在检测期间不立即发射任何幻像脉冲，而是使用“延迟的反射”来找到同步。
[0187] 本文呈现的实施例不必然使用上述的超再生接收机的固有反射。在接收状态中，可以通过使用例如LNA的缓冲放大器来避免来自超再生振荡器的信号的无意发射。换句话说，对于高质量收发器，存在很少的与幻像脉冲相关的问题，但是收发器的有效相位同步仍然是挑战。根据本实施例，仅在检测到脉冲时产生肯定应答，并且在预定义的延迟后产生肯定应答。当使用超再生收发器架构时，可以在超再生脉冲指示输入的脉冲后，通过应用产生的脉冲来实现这一点。
[0188] 基于这个原理，提出了一般相互同步的排序：（1）首先，读取器产生发射脉冲，并且在预定义的时间窗口后，其收听来自在区域中的标签的肯定应答。标签收听区域中的输入脉冲，并且当且仅当检测到脉冲时，才在预定义的延迟后产生肯定应答；（2）在实现第一序列后，读取器和标签开始可与前述实施例中介绍的角色切换（其中标签产生发射脉冲并且收听来自读取器的肯定应答）相比较的第二序列。读取器从标签收听输入的发射脉冲，并且发回肯定应答。产生阶段2脉冲的时间是预定义的。
[0189] 在图28A中说明了这个2阶段同步排序的示例。“Osc”、“Quench（歇振）”和“Data（数据）”曲线分别指代振荡峰值包络、歇振信号（或者在非超再生架构的情况下的任何接收机/发射机启动信号）和由电路检测的逻辑状态。在使用不产生幻像脉冲的收发器的情况下，可以省略由虚线表示的脉冲。根据振荡峰值包络幅度，在任何再生歇振信号的每个下降沿产生和采样逻辑信号。结果是Data信号。Data信号表征收发器的同步状态（同步或者不同步）。所提出的排序保证，在实现2阶段同步处理后，读取器和标签被同步（在读取器中或者在标签中Data＝“1”），或者两者都是不同步的（在读取器中或者在标签中Data＝“0”）。
图28B和图28C说明了在幻像脉冲检测的情况下的排序，其中，如果使用没有缓冲放大器的低成本收发器，则这是可行的。应当以正确的方式来定义在产生的脉冲和再生的脉冲之间的定时以及在阶段I和阶段II之间的定时，以保证很好地拒绝假报警。
[0190] 可以认为，在这个实施例中描述的相互同步排序也是如上所述的多比特同步模式的扩展。
[0191] 与本实施例的一般的相互同步或者“延迟反射”相关的一个缺陷是在同步阶段中增加的脉冲数量，这可能增加了干扰电平。如果将方法与在产生幻像脉冲的收发器的情况下的前述实施例相比较，则与前述三个实施例相比较，在本实施例中对于一个反射产生的脉冲总数是4。
[0192] 但是，如上所述，根据这个实施例的一般的相互同步方法也可以用于脉冲UWB收发器的相位同步中，脉冲UWB收发器在检测期间不产生幻像脉冲。在这种情况下，一般的相互同步可以用于收发器的松弛的定时要求。
[0193] 由本发明的实施例提供的主要优点是可以改进在系统的物理层L1或者协议层（L2）上存在的低成本超再生收发器的一些缺陷。所提出的实施例改善了新颖同步方法的可用性，方法被看作用于以高数据速率为目标的超低功率（基于脉冲无线电）UWB RFID系统的有前途的解决方案。