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用于改善無(wú)線數(shù)據(jù)傳送的方法及裝置的制作方法

文檔序號(hào):6099870閱讀:112來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:用于改善無(wú)線數(shù)據(jù)傳送的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及用于改善反向散射RFID系統(tǒng)或遠(yuǎn)程傳感器系統(tǒng)情況下返回連接中的傳送性能、如信噪比的方法,其中至少一個(gè)應(yīng)答器或傳感器以異步模式將有效數(shù)據(jù)傳送給至少一個(gè)閱讀裝置。此外本發(fā)明涉及用至少一個(gè)閱讀裝置及至少一個(gè)位于閱讀裝置的電磁場(chǎng)中的應(yīng)答器或遠(yuǎn)程傳感器進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳送的裝置,其中閱讀裝置被構(gòu)成至少用于發(fā)送具有傳輸參數(shù)的首部數(shù)據(jù),及應(yīng)答器或傳感器被構(gòu)成至少用于接收具有傳輸參數(shù)的首部數(shù)據(jù)。
背景技術(shù)
近年來(lái),自動(dòng)識(shí)別方法-也稱為Auto-ID-在許多業(yè)務(wù)領(lǐng)域中,在購(gòu)置及配送供應(yīng)中,在商業(yè)及生產(chǎn)與物流系統(tǒng)中得到了很大的傳播。在此情況下Auto-ID的目標(biāo)是廣泛地提供關(guān)于個(gè)人、動(dòng)物、物體及貨物的信息。
作為這種Auto-ID系統(tǒng)的一個(gè)例子是現(xiàn)在廣為傳播的芯片卡,其中通過(guò)機(jī)械-電接觸由一個(gè)閱讀裝置對(duì)硅存儲(chǔ)芯片供給能量、讀出數(shù)據(jù)及必要時(shí)亦重新編程。在此情況下檢測(cè)裝置通常被稱為閱讀裝置,這與僅由它讀數(shù)據(jù)還是也新寫數(shù)據(jù)無(wú)關(guān)。
在RFID系統(tǒng)中數(shù)據(jù)載體-應(yīng)答器-的能量供給不僅可通過(guò)電接觸而且可通過(guò)無(wú)接觸地使用射頻范圍(radiofrequencyRF)中的電磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
RFID系統(tǒng)由兩個(gè)基本部分組成的,即應(yīng)答器或在遠(yuǎn)程傳感器系統(tǒng)的情況下為傳感器,就是具有耦合元件、如作為發(fā)送及接收裝置的偶極天線的一個(gè)專用集成電路(IC);及閱讀裝置(也可為基站),它典型地具有一個(gè)高頻模塊(發(fā)送器-接收器)及也具有一個(gè)耦合元件。閱讀裝置對(duì)應(yīng)答器或傳感器供給能量及時(shí)鐘脈沖,該應(yīng)答器或傳感器通常不具有自己的電源。數(shù)據(jù)既可從閱讀裝置向應(yīng)答器傳輸(前向連接,forward link)也可在相反的方向上(返回連接,return link)傳輸。在此情況下通常在返回連接中真正的有效數(shù)據(jù)傳輸前通過(guò)應(yīng)答器或傳感器傳輸一個(gè)所謂的返回連接首部數(shù)據(jù)(return link header),通過(guò)該首部數(shù)據(jù)確定返回連接的傳輸參數(shù),例如待使用的調(diào)制編碼或類似參數(shù)。
這種RFID系統(tǒng)借助UHF及微波范圍的電磁波工作,其作用距離明顯超過(guò)1米。在此情況下主要地采用一種根據(jù)其物理工作方式被稱為反向散射原理的反射方法,在其過(guò)程中由閱讀裝置到達(dá)應(yīng)答器的能量的一部分被反射(rückgestrahlt;即所謂的Backscattering)及由此可能被調(diào)制,以用于數(shù)據(jù)傳送。該集成電路通過(guò)耦合元件接收一個(gè)高頻載波,該高頻載波通過(guò)適合的調(diào)制及反向散射裝置部分地傳送回閱讀裝置。
在以上概要描述的基于反向散射的RFID及遠(yuǎn)程傳感器系統(tǒng)中,通常被視為不利的是返回連接在可支配功率方面是很弱的,這首先是由于無(wú)論在前向還是在返回連接中的自由空間的衰減引起的。因此在這種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意達(dá)到高的信噪比(signal-to-noiseratioSNR)及由此可達(dá)到小的誤碼率。
一個(gè)可能的附加方案是使用所謂的“同步返回連接”,其中閱讀裝置以一定時(shí)間間隔發(fā)送同步標(biāo)記(凹口標(biāo)記信號(hào)),該同步標(biāo)記規(guī)定返回連接中的位長(zhǎng)。在此情況下通常需要電路技術(shù)上更大成本,這對(duì)這種系統(tǒng)的價(jià)格帶來(lái)不利的影響。此外在使用同步返回連接的情況下由于不利的能量可支配量對(duì)鄰區(qū)中的其它閱讀裝置的干擾影響被視為不利的。
由ISO標(biāo)準(zhǔn)18000-6 FDIS還公知了使用異步返回連接的系統(tǒng),其中應(yīng)答器或傳感器不受由閱讀裝置發(fā)送的同步標(biāo)記的影響地傳輸一個(gè)“自由的”數(shù)據(jù)流。這種異步連接機(jī)制可在UHF RFID系統(tǒng)中廉價(jià)地作為所述同步連接機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外異步方法當(dāng)應(yīng)用在在一個(gè)共同的作用范圍中包括多個(gè)閱讀裝置的RFID或遠(yuǎn)程傳感器系統(tǒng)中時(shí)具有其優(yōu)點(diǎn),因?yàn)橥ㄟ^(guò)異步工作使噪聲影響下降。
對(duì)于在異步工作的系統(tǒng)中有效地傳送數(shù)據(jù)具有突出意義的是應(yīng)答器/傳感器及閱讀裝置工作在同一數(shù)據(jù)速率上。為此目的,在ISO標(biāo)準(zhǔn)18000-6 FCD中第17頁(yè)、圖8上公開了返回連接首部數(shù)據(jù),它允許閱讀裝置同步到一個(gè)應(yīng)答器的數(shù)據(jù)速率上。為此,首部數(shù)據(jù)包含一個(gè)確定的、時(shí)間上有規(guī)律的調(diào)制狀態(tài)序列(輸入/輸出Ein/Aus)。對(duì)于該方案的另一例子由ANSI T6-Standard(第4-1頁(yè),圖4-1)給出。
為了使連接中的信噪比保持在可容許的程度上,在異步傳送時(shí)需要相對(duì)穩(wěn)定的波特率。該波特率將由一個(gè)設(shè)置在應(yīng)答器或傳感器中的片上振蕩器(On-Chip-Oszillator)來(lái)導(dǎo)出,但該振蕩器通常在其振蕩周期上具有由制造引起的容差。為了仍能達(dá)到例如在ISO 18000-6 FDIS(第10頁(yè),Eintrge Tag9/Tag9a)中規(guī)定的值(40kbit/s帶±15%的容差),在這種已公知的方案中需要用于補(bǔ)償?shù)母郊与娐烦杀?使用不同的電流鏡),因?yàn)樽杂晒ぷ鞯腞C振蕩器所預(yù)期的過(guò)程容差要大得多。此外在通常力圖達(dá)到的振蕩器的低功耗結(jié)構(gòu)上容差也增大。已公知的系統(tǒng)達(dá)到一個(gè)力求的精確度,該精確度主要對(duì)于識(shí)別協(xié)議中的“碰撞”(多于一個(gè)應(yīng)答器或傳感器向閱讀裝置發(fā)送數(shù)據(jù)流)或在基于Aloha防碰撞方法(例如見Finkenzeller著的“RFID-Handbuch”,第290頁(yè),第3版,Hanser出版社)中用于縮小時(shí)間窗是必要的,通過(guò)在一個(gè)非易失性只讀存儲(chǔ)器中保存一個(gè)校正值,接著該值最好在通電復(fù)位(POR)后被重復(fù)地讀出并被輸送到一個(gè)補(bǔ)償電路(電流鏡轉(zhuǎn)換電路)。以此方式可維持一個(gè)相對(duì)的頻率精確度。這樣獲得的振蕩器時(shí)鐘脈沖在返回連接啟動(dòng)時(shí)例如輸入到一個(gè)分頻器,該分頻器然后借助相應(yīng)的電路產(chǎn)生在所需波特速率下向閱讀裝置傳送數(shù)據(jù)的限制標(biāo)記。
在上述方式的補(bǔ)償方法中被視為不利的尤其在于保存附加的位無(wú)論如何占用了緊缺的存儲(chǔ)位置。此外需要所述的讀出及補(bǔ)償過(guò)程時(shí)間及引起應(yīng)答器芯片或傳感器芯片上附加的操作(功耗)。另外必要的電路措施需要附加的面積及附加的電流,這無(wú)論對(duì)連接的作用范圍還是對(duì)應(yīng)答器的IC或傳感器的IC的價(jià)格起到不利的影響。此外還未考慮振蕩器可能的附加溫度飄移。為了補(bǔ)償該溫度飄移,需要采取面積及電流消耗大的措施。因此結(jié)果是在已公知系統(tǒng)中波特率不穩(wěn)定,以致對(duì)于一定的應(yīng)用僅得到很小的信噪比。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于,在開始部分所述類型的方法及裝置上避免上述缺點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明,提出了一種用于改善反向散射RFID系統(tǒng)或遠(yuǎn)程傳感器系統(tǒng)中返回連接時(shí)的傳輸性能、如信噪比的方法,至少一個(gè)應(yīng)答器或傳感器以異步模式將有效數(shù)據(jù)傳輸給至少一個(gè)閱讀裝置,其中,在所述有效數(shù)據(jù)傳輸開始之前該閱讀裝置向所述應(yīng)答器或傳感器傳輸返回連接首部數(shù)據(jù),這些返回連接首部數(shù)據(jù)包括至少一個(gè)作為用于確定該返回連接中的位長(zhǎng)的參考時(shí)間的位長(zhǎng)參考符號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明,還提出了用至少一個(gè)閱讀裝置及至少一個(gè)位于閱讀裝置的電磁場(chǎng)中的應(yīng)答器或遠(yuǎn)程傳感器進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)难b置,所述閱讀裝置被構(gòu)成至少用于發(fā)送具有傳輸參數(shù)的首部數(shù)據(jù),及所述應(yīng)答器或傳感器被構(gòu)成至少用于接收具有傳輸參數(shù)的首部數(shù)據(jù),其中該應(yīng)答器或傳感器包括比較及控制裝置,這些比較及控制裝置被構(gòu)成為用于將一個(gè)時(shí)間與一個(gè)被包含在這些首部數(shù)據(jù)中的參考時(shí)間相比較,并用于根據(jù)該比較結(jié)果控制該應(yīng)答器或傳感器向該閱讀裝置的傳輸?shù)牟ㄌ芈省?br> 該任務(wù)在開始部分所述類型的方法上這樣來(lái)解決在有效數(shù)據(jù)傳輸開始前閱讀裝置向應(yīng)答器或傳感器傳輸返回連接首部數(shù)據(jù),該返回連接首部數(shù)據(jù)包括至少一個(gè)作為用于確定返回連接中位長(zhǎng)的參考時(shí)間的位長(zhǎng)參考符號(hào)。用于解決該任務(wù)的、開始部分所述類型的裝置具有被包含在應(yīng)答器或傳感器中的比較及控制裝置,該比較及控制裝置被構(gòu)成為用于將一個(gè)被時(shí)間與一個(gè)被包含在首部數(shù)據(jù)中的參考時(shí)間相比較并且用于根據(jù)比較結(jié)果控制應(yīng)答器或傳感器向閱讀裝置進(jìn)行傳輸?shù)牟ㄌ芈?。由此可使現(xiàn)有技術(shù)中為實(shí)現(xiàn)精確振蕩頻率所需的消耗面積的電路措施或完全被去消或-如果這種電路變換地仍存在的話-至少被停止,由此節(jié)省相應(yīng)的電流。此外對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的用于位長(zhǎng)的參考時(shí)間的傳輸可實(shí)現(xiàn)很高的精確度,這有助于良好的信噪比。在此情況下連接的精確度在1與2個(gè)振蕩器時(shí)鐘脈沖之間的范圍上。
在根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)進(jìn)一步構(gòu)型中提出閱讀裝置在傳輸返回連接首部數(shù)之前向應(yīng)答器或傳感器發(fā)送至少另一控制信號(hào),應(yīng)答器或傳感器根據(jù)該控制信號(hào)中斷數(shù)據(jù)流的產(chǎn)生并等待接收返回連接首部數(shù)據(jù)。尤其是應(yīng)答器或傳感器在此情況下首先在前向連接結(jié)束之后一定時(shí)間內(nèi)-如上述ISO標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的-發(fā)送由它自己控制的返回連接首部數(shù)據(jù),但當(dāng)它通過(guò)接收另一控制信號(hào)、例如一個(gè)間隙信號(hào)(Gap-Signal),一個(gè)凹口標(biāo)記信號(hào)(Notch-Signal)或一個(gè)調(diào)制下降部分信號(hào)被告知在該系統(tǒng)內(nèi)具有一個(gè)“智能”閱讀裝置時(shí),它中斷該返回連接首部數(shù)據(jù)的產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明,該方法可以通過(guò)傳輸一個(gè)由閱讀裝置控制的首標(biāo)達(dá)到返回連接中傳送性能的改善。
在根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)優(yōu)選構(gòu)型中,位長(zhǎng)參考信號(hào)有利地用于調(diào)整應(yīng)答器或傳感器的有效數(shù)據(jù)傳輸?shù)?、近似任意的波特率。在此情況下,為了調(diào)整波特率優(yōu)選使計(jì)數(shù)裝置的計(jì)數(shù)值與參考時(shí)間相比較。根據(jù)該比較,即當(dāng)由計(jì)數(shù)值代表的時(shí)間與參考時(shí)間相等時(shí),可結(jié)束一個(gè)當(dāng)前的有效數(shù)據(jù)位的傳輸,可使計(jì)數(shù)裝置復(fù)位并可開始下個(gè)有效數(shù)據(jù)位的傳輸。
根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一構(gòu)型的特征在于比較及控制裝置具有計(jì)數(shù)裝置及根據(jù)通過(guò)比較及控制裝置將計(jì)數(shù)裝置的計(jì)數(shù)值與參考時(shí)間之間的比較可產(chǎn)生一個(gè)位長(zhǎng)控制信號(hào),以便結(jié)束應(yīng)答器或傳感器的有效數(shù)據(jù)位的傳輸、復(fù)位計(jì)數(shù)裝置并開始下個(gè)有效數(shù)據(jù)位的傳輸。
計(jì)數(shù)裝置可構(gòu)成為簡(jiǎn)單的遞增或遞減計(jì)數(shù)器或變換地構(gòu)成可用相應(yīng)于參考時(shí)間的值裝載的計(jì)數(shù)器,通過(guò)它在計(jì)數(shù)事件相應(yīng)于裝載值的數(shù)值后可產(chǎn)生位長(zhǎng)控制信號(hào)。
為了進(jìn)一步改善傳送特性以便在隨后的協(xié)議中甚至可節(jié)約首部數(shù)據(jù)傳送的時(shí)間,根據(jù)本發(fā)明一個(gè)特別優(yōu)選的進(jìn)一步構(gòu)型考慮在應(yīng)答器或傳感器中至少存儲(chǔ)參考時(shí)間。由此允許對(duì)于隨后的傳輸不必須傳輸返回連接首部數(shù)據(jù);及所存儲(chǔ)的參考時(shí)間可用于調(diào)整波特速率。根據(jù)本發(fā)明的裝置的相應(yīng)特征為應(yīng)答器或傳感器中的存儲(chǔ)裝置用于至少存儲(chǔ)參考時(shí)間。
根據(jù)該方法的另一實(shí)施例,這樣地選擇用于位長(zhǎng)的參考時(shí)間,即閱讀裝置在參考時(shí)間期滿前傳送另一控制信號(hào)(凹口標(biāo)記信號(hào))。以此方式,根據(jù)本發(fā)明形成了同步的反向連接的一種變換實(shí)施的極簡(jiǎn)單可能性,通過(guò)它通??蓪?shí)現(xiàn)最大的信噪比。據(jù)此構(gòu)成的、根據(jù)本發(fā)明方法的另一構(gòu)型提出當(dāng)接收到另一控制信號(hào)時(shí)計(jì)數(shù)裝置被復(fù)位并開始傳輸下個(gè)有效數(shù)據(jù)位,相反地,當(dāng)另一控制信號(hào)消失時(shí)結(jié)束由應(yīng)答器或傳感器的有效數(shù)據(jù)的傳輸,即在參考時(shí)間期間在應(yīng)答器或傳感器上未輸入其它控制信號(hào)時(shí),則這起到有如一個(gè)EOT信號(hào)(endoftransmission)的作用。
因此另一特別優(yōu)選的、根據(jù)本發(fā)明裝置的方案提出計(jì)數(shù)裝置可附加地通過(guò)一個(gè)在參考時(shí)間內(nèi)接收的閱讀裝置的另一控制信號(hào)被復(fù)位或重新被裝載。


由以下借助附圖對(duì)實(shí)施例的描述可得到本發(fā)明的其它特征及優(yōu)點(diǎn)。附圖為圖1一個(gè)RFID系統(tǒng)/傳感器系統(tǒng),即在其中可使用本發(fā)明的方法的、根據(jù)本發(fā)明的裝置的概示圖;圖2按照?qǐng)D1的本發(fā)明的裝置的一個(gè)應(yīng)答器或傳感器的原理結(jié)構(gòu);圖3根據(jù)本發(fā)明的方法的前向及反向連接中的數(shù)據(jù)傳送;圖4根據(jù)本發(fā)明附加的、圖3中由閱讀裝置控制的返回連接首部數(shù)據(jù)的細(xì)節(jié);及圖5根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1表示一個(gè)RFID系統(tǒng)1,它具有連接有一個(gè)適合的發(fā)送與接收裝置2’如偶極天線的閱讀裝置2及多個(gè)應(yīng)答器3.1-3.4,后者共同地處于閱讀裝置2的一個(gè)響應(yīng)范圍A中。雖然在以下的描述中通常僅提到應(yīng)答器,但根據(jù)本發(fā)明的方法也可用于遠(yuǎn)程傳感器系統(tǒng)或傳感器-應(yīng)答器混合系統(tǒng)中。
在此情況下,由閱讀裝置2或接收裝置2’發(fā)送的數(shù)據(jù)流D被所有的應(yīng)答器3.1-3.4同時(shí)地接收。由閱讀裝置2向應(yīng)答器3.1-3.4的數(shù)據(jù)傳輸在下面被稱為前向連接(forward link)。應(yīng)答器3.1-3.4通過(guò)返回連接(return link)R至少對(duì)來(lái)自閱讀裝置2的一個(gè)封閉的數(shù)據(jù)傳輸作出應(yīng)答,其中來(lái)自閱讀裝置2與數(shù)據(jù)D一起到達(dá)應(yīng)答器3.1-3.4的能量的一部分被反射(rückgestrahlt;即所謂的Backscattering)及在此情況下為了從應(yīng)答器3.1-3.4向閱讀裝置2的數(shù)據(jù)傳輸該能量部分必要時(shí)被調(diào)制。在使用有全雙工功能的系統(tǒng)1的情況下在前向連接期間也可進(jìn)行向閱讀裝置2的數(shù)據(jù)傳輸。
圖2表示對(duì)于描述本發(fā)明有用的范圍而言,圖1中的應(yīng)答器3.1-3.4的原理結(jié)構(gòu)。據(jù)此應(yīng)答器3.1-3.4首先具有一個(gè)集成電路IC,該集成電路具有單個(gè)的(偶極)天線3a形式的外部電路,通過(guò)該天線應(yīng)答器3.1-3.4能夠從閱讀裝置2(圖1)接收一個(gè)HF載波。此外該集成電路IC還包括合適的調(diào)制及反向散射裝置3b,通過(guò)該裝置應(yīng)答器3.1-3.4能夠以所謂反向散射的方式向閱讀裝置2部分地傳輸回一個(gè)接收到的載波信號(hào)并借此用于傳送自己的(有效)數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明應(yīng)答器3.1-3.4還具有比較及控制裝置3c,尤其用于控制從應(yīng)答器3.1-3.4向閱讀裝置2的傳輸?shù)牟ㄌ芈?,?duì)此在下面還要詳細(xì)描述。比較及控制裝置3c還具有計(jì)數(shù)裝置3d,該計(jì)數(shù)裝置可構(gòu)成遞增、遞減計(jì)數(shù)器或可裝載計(jì)數(shù)器。此外在圖2中還表示出存儲(chǔ)器裝置3e,用于存儲(chǔ)至少單個(gè)的數(shù)據(jù)或來(lái)自閱讀裝置2的數(shù)據(jù)流D(圖1)的數(shù)據(jù)單元。
此外,在所示的實(shí)施例中應(yīng)答器3.1-3.4的集成電路IC還包括一個(gè)片上振蕩器3f、尤其是一個(gè)RC振蕩器,它作為應(yīng)答器的內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器,及包括適當(dāng)選擇的(虛線或點(diǎn)劃線所示)開關(guān)裝置3g或轉(zhuǎn)換裝置3h,該轉(zhuǎn)換裝置-如在說(shuō)明書導(dǎo)言部分所述-用于針對(duì)制造容差和/或溫度影響有效地穩(wěn)定振蕩器3f的時(shí)鐘或可通過(guò)開關(guān)裝置3g啟動(dòng)或關(guān)斷。
圖3示例地表示根據(jù)本發(fā)明的方法的、在前向連接V及反向連接R中的數(shù)據(jù)傳送,它們均相對(duì)時(shí)間t來(lái)表示。首先閱讀裝置2在前向連接V中向一個(gè)或多個(gè)應(yīng)答器3.1-3.4傳輸自己的有效數(shù)據(jù)ND(虛線所示)、如編程數(shù)據(jù)或類似數(shù)據(jù)等;隨后是一個(gè)ETO符號(hào),它表示在前向連接V中數(shù)據(jù)傳送結(jié)束。在前向連接V中的EOT被應(yīng)答器識(shí)別之后,該應(yīng)答器發(fā)送(必要時(shí)在一定時(shí)間T后,如上述ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的)約定的、由應(yīng)答器控制的用于返回連接R的首部數(shù)據(jù)RLHT,即所謂的返回連接首標(biāo)(return link header),它例如包括用于返回連接中調(diào)制編碼的參考數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明,現(xiàn)在閱讀裝置在時(shí)間T期間發(fā)送一個(gè)控制信號(hào)SS或在返回連接首部數(shù)據(jù)RLHT傳輸期間應(yīng)答器接收閱讀裝置的控制信號(hào)SS;在圖3中這兩個(gè)交替的第一個(gè)被表示為垂直虛線SS及第二交替被表示為垂直實(shí)線SS。控制信號(hào)SS尤其可涉及一個(gè)場(chǎng)間隙、一個(gè)凹口標(biāo)記信號(hào)或一個(gè)調(diào)制下降部分(Modulationsdip)。在上述第二交替的情況下應(yīng)答器如所示地結(jié)束它的數(shù)據(jù)流的發(fā)生;在這兩個(gè)情況下應(yīng)答器基于控制信號(hào)SS得知閱讀裝置是一個(gè)智能閱讀裝置2,即一個(gè)至少具有在系統(tǒng)1(圖1)中有效適配反向連接的能力的閱讀裝置,及應(yīng)答器等待接收一個(gè)附加的、由閱讀裝置控制的反向連接首部數(shù)據(jù)RLHL,其后接著該應(yīng)答器開始向閱讀裝置傳輸一個(gè)第一有效數(shù)據(jù)位NDB1。
在圖4中示范地詳細(xì)表示了上述圖3中僅作為數(shù)據(jù)塊表示的附加首部數(shù)據(jù)RLHL。據(jù)此,由閱讀裝置控制的該附加的首部數(shù)據(jù)RLHL具有一個(gè)m個(gè)子符號(hào)系列TS1,...,TSm,m∈∞;其中首部數(shù)據(jù)RLHL的各個(gè)子符號(hào)由凹口標(biāo)記信號(hào)N的一個(gè)時(shí)間序列來(lái)確定,這些信號(hào)各具有時(shí)間間隔T1,T2,T3,...。通過(guò)以上確定的返回連接首部數(shù)據(jù)RLHL的傳輸,應(yīng)答器主要接收到以下信息-返回連接R是同步還是異步地進(jìn)行;其調(diào)整例如可通過(guò)兩個(gè)子符號(hào)TS2,TS3的相對(duì)持續(xù)時(shí)間來(lái)進(jìn)行,并且它是本申請(qǐng)人的一個(gè)并列專利申請(qǐng)的主題(這里基本上首先以存在異步返回連接為出發(fā)點(diǎn));-反向連接中一個(gè)位有多長(zhǎng);由此一個(gè)子符號(hào)、例如子符號(hào)TS4或其持續(xù)時(shí)間T4適合擔(dān)當(dāng)一個(gè)位長(zhǎng)參考時(shí)間的功能;此外-數(shù)據(jù)流應(yīng)用怎樣的調(diào)制編碼(NRZ,NRZI,F(xiàn)M0,3phasel或類似方法)向閱讀裝置傳送和/或-應(yīng)答器應(yīng)以怎樣的調(diào)制方式(ASK,PSK)產(chǎn)生發(fā)向閱讀裝置的數(shù)據(jù)流和/或-作為返回連接首部數(shù)據(jù)RLHL傳輸多少個(gè)子符號(hào)(這里m)。
對(duì)于(時(shí)間)參考標(biāo)記、尤其是對(duì)于位長(zhǎng)的參考標(biāo)記的傳輸,根據(jù)本發(fā)明可具有在內(nèi)部振蕩器3f(圖2)的一至兩個(gè)時(shí)鐘脈沖范圍中的、很高的精確度,這可用于在異步返回連接的情況下改善信噪比借助位長(zhǎng)參考時(shí)間(這里為首標(biāo)子符號(hào)TS4的持續(xù)時(shí)間T4)應(yīng)答器可在返回連接中調(diào)整近似任意的波特率(Bittakt)。為此應(yīng)答器3.1-3.4的比較及控制裝置3c中的計(jì)數(shù)裝置3d(圖2)的計(jì)數(shù)值Z-該值根據(jù)內(nèi)部時(shí)鐘的比例與時(shí)間t相對(duì)應(yīng)-通過(guò)該比較及控制裝置3c與參考時(shí)間T4相比較。根據(jù)該比較結(jié)果,例如在相等時(shí),在比較及控制裝置3c中產(chǎn)生一個(gè)位長(zhǎng)控制信號(hào),通過(guò)該信號(hào)結(jié)束一個(gè)有效數(shù)據(jù)位、例如圖3中第一有效數(shù)據(jù)位NDB 1的傳輸(見上述)并開始下個(gè)數(shù)據(jù)位NDBi的傳輸,i=2,...,n(n∈∞)。該位長(zhǎng)控制信號(hào)在圖3中用標(biāo)記SS’表示(圖3右部分中的垂直虛線)。此外,該位長(zhǎng)控制信號(hào)SS’用于該計(jì)數(shù)裝置3d的復(fù)位;當(dāng)該計(jì)數(shù)裝置3d涉及一個(gè)可裝載計(jì)數(shù)器時(shí),該計(jì)數(shù)器被根據(jù)位長(zhǎng)控制信號(hào)SS’重新裝載位長(zhǎng)參考時(shí)間T4或由此導(dǎo)出的計(jì)數(shù)值Z,接著當(dāng)計(jì)數(shù)器溢出或達(dá)到計(jì)數(shù)值零時(shí)產(chǎn)生一個(gè)中斷(相應(yīng)上述的位長(zhǎng)控制信號(hào)SS’)。這就是說(shuō),通過(guò)可裝載計(jì)數(shù)器,在計(jì)數(shù)事件達(dá)到相應(yīng)于裝載值(參考時(shí)間T4)的數(shù)值后產(chǎn)生位長(zhǎng)控制信號(hào)(SS’)。
根據(jù)本發(fā)明,通過(guò)使用圖2中所示的存儲(chǔ)裝置3e可附加地作到持久地存儲(chǔ)參考時(shí)間T4或所分配的計(jì)數(shù)器值Z,由此在隨后的協(xié)議中甚至可節(jié)省用于返向連接首部數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)間。
此外,根據(jù)本發(fā)明通過(guò)以簡(jiǎn)單方式對(duì)參考時(shí)間T4的適當(dāng)調(diào)整可實(shí)現(xiàn)向同步的返回連接轉(zhuǎn)換的可能性,其方式是在參考時(shí)間T4期滿前發(fā)送另一控制信號(hào)(凹口標(biāo)記信號(hào)或類似信號(hào));由于功能很大程序相同這在圖3中(右部)同樣用標(biāo)記SS’表示,但其中原則上不需要該另一控制信號(hào)SS’在第一有效數(shù)據(jù)位NDB1之后或一般地在一個(gè)確定的有效數(shù)據(jù)位NDBi之后被接收。原則上是向同步模式的轉(zhuǎn)換,其中每當(dāng)從應(yīng)答器可以向閱讀裝置傳送有效數(shù)據(jù)時(shí),為了結(jié)束應(yīng)答器的任何其它有效數(shù)據(jù)位緊接著必須發(fā)出一個(gè)控制信號(hào)SS'。接著的該另一控制信號(hào)SS’的消失則被應(yīng)答器判斷為返回連接的EOT。因此向閱讀裝置的數(shù)據(jù)流可實(shí)現(xiàn)特別是一個(gè)環(huán)路或回路功能,由此可進(jìn)一步改善返回連接中的信噪比。
作為以上所述兩種形式的控制信號(hào)SS’的基本區(qū)別應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是在第一種情況下該控制信號(hào)通過(guò)應(yīng)答器3.1-3.4在它的比較及控制裝置3c(圖2)中產(chǎn)生,及在后一情況下通過(guò)閱讀裝置2(圖1)來(lái)產(chǎn)生該控制信號(hào)以便適配返回連接R。
圖5再次地總結(jié)以上所述的方法流程在步驟S1中應(yīng)答器接收閱讀裝置的EOT符號(hào)(參見圖3),接著在步驟S2中-可能在等待一個(gè)時(shí)間T后(圖3)-進(jìn)行由應(yīng)答器控制的返回連接首部數(shù)據(jù)RLHT與一個(gè)接收的RX的組合(同時(shí))發(fā)送或等待接收來(lái)自一個(gè)智能閱讀裝置的控制信號(hào)SS。在此情況下,如果在下一步驟S3中如下的詢問“是否接收到控制SS”被否定回答(n)時(shí),則在預(yù)給定最大等待時(shí)間期滿后應(yīng)答器開始向閱讀裝置傳送預(yù)定數(shù)據(jù)前(步驟S4;圖5中虛線箭頭),該程序環(huán)線狀地返回步驟S2。
在步驟S3中詢問回答肯定(j)時(shí),則在步驟S5中閱讀裝置發(fā)送或應(yīng)答器接收由閱讀裝置控制的、帶有至少一個(gè)作為用于確定返回連接R中位長(zhǎng)的參考時(shí)間T4的位長(zhǎng)參考符號(hào)TS4的返回連接首部數(shù)據(jù)RLHL,如上所詳細(xì)描述的。接著在步驟S6中,例如通過(guò)子符號(hào)TS2,TS3(見上述)的相對(duì)長(zhǎng)度,進(jìn)行如下的另一詢問閱讀裝置用首部數(shù)據(jù)RLHL發(fā)出一個(gè)同步返回連接(步驟S7;圖5中點(diǎn)劃線箭頭“SYNC”)的指令還是一個(gè)異步返回連接R(圖5中箭頭“ASYNC”)的指令。當(dāng)指令異步返回連接的情況下,根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的構(gòu)型,可存儲(chǔ)參考時(shí)間T4(步驟S8;圖5中虛線)。然后在步驟S9中計(jì)數(shù)裝置3d(圖2)被復(fù)位或重新裝載(置數(shù))并且在步驟S10中向閱讀裝置傳輸?shù)谝?第i個(gè)有效數(shù)據(jù)位NDB1/i,其中同時(shí)使計(jì)數(shù)裝置3d的計(jì)數(shù)值Z上升或下降。緊接著(步驟S11)作出如下詢問所達(dá)到的計(jì)數(shù)值Z是否相應(yīng)于參考時(shí)間T4。如果為肯定(j),則在步驟S12中進(jìn)行如下的另一詢問是否還有其它有效數(shù)據(jù)位NDBi要發(fā)送。如果為肯定(j),則程序返回到步驟S9,這相應(yīng)于前面所述的通過(guò)應(yīng)答器產(chǎn)生位長(zhǎng)控制信號(hào)SS’;否則(n)結(jié)束返回連接并由此程序進(jìn)入步驟S13中。
如果相反地在步驟S11中回答為否定(n參考時(shí)間還未達(dá)到),則進(jìn)行如下另一詢問(步驟S11’)是否在參考時(shí)間期滿前從閱讀裝置接收到另一控制信號(hào)SS’。該詢問的否定回答將導(dǎo)致程序返回到步驟S10,即繼續(xù)傳輸當(dāng)前的數(shù)據(jù)位。否則(j)位傳輸結(jié)束及程序通過(guò)步驟S12(還有數(shù)據(jù)?)繼續(xù)進(jìn)行。
參考標(biāo)號(hào)表1 RFID-系統(tǒng) j 被肯定回答的詢問2 閱讀裝置n 被否定回答的詢問2’ 發(fā)送接收裝置N 凹口標(biāo)記信號(hào)3.1-3.4應(yīng)答器 NDBi有效數(shù)據(jù)位3a 偶極天線R 返回連接3b 調(diào)制及反向散射裝置 RLHT/L 返回連接首部數(shù)據(jù)3c 比較及控制裝置 RX 接收3d 計(jì)數(shù)裝置S1-S13 方法步驟3e 存儲(chǔ)裝置SS,SS’控制信號(hào)3f 片上振蕩器 SYNC同步的返回連接3g 電路裝置T 時(shí)間3h 轉(zhuǎn)換裝置t 時(shí)間A 向應(yīng)區(qū),場(chǎng) T1-T4 持續(xù)時(shí)間ASYNC 異步返回連接T4 參考時(shí)間D 數(shù)據(jù)流 TSl-TSm 子符號(hào)IC 集成電路V 前向連接EOT結(jié)束符號(hào)Z 計(jì)數(shù)值
權(quán)利要求
1.用于改善反向散射RFID系統(tǒng)或遠(yuǎn)程傳感器系統(tǒng)中返回連接時(shí)的傳輸性能、如信噪比的方法,其中至少一個(gè)應(yīng)答器或傳感器以異步模式將有效數(shù)據(jù)傳輸給至少一個(gè)閱讀裝置,其特征在于在所述有效數(shù)據(jù)傳輸開始之前該閱讀裝置向所述應(yīng)答器或傳感器傳輸返回連接首部數(shù)據(jù),這些返回連接首部數(shù)據(jù)包括至少一個(gè)作為用于確定該返回連接中的位長(zhǎng)的參考時(shí)間的位長(zhǎng)參考符號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法,其特征在于該閱讀裝置在傳輸所述返回連接首部數(shù)據(jù)之前向所述應(yīng)答器或傳感器發(fā)送至少一個(gè)另外的控制信號(hào),該應(yīng)答器或傳感器根據(jù)該控制信號(hào)中斷一個(gè)數(shù)據(jù)流的產(chǎn)生并等待接收所述返回連接首部數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法,其特征在于該位長(zhǎng)參考信號(hào)用于調(diào)整所述應(yīng)答器或傳感器的有效數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈省?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法,其特征在于為了調(diào)整該波特率將一個(gè)計(jì)數(shù)裝置的計(jì)數(shù)值與該參考時(shí)間相比較。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法,其特征在于根據(jù)該比較,結(jié)束一個(gè)有效數(shù)據(jù)位的傳輸,使這些計(jì)數(shù)裝置被復(fù)位并開始下個(gè)有效數(shù)據(jù)位的傳輸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中一項(xiàng)的方法,其特征在于在該應(yīng)答器或傳感器中至少存儲(chǔ)該參考時(shí)間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法,其特征在于對(duì)于隨后的傳輸不傳輸返回連接首部數(shù)據(jù),并且使用該被存儲(chǔ)的參考時(shí)間來(lái)調(diào)整該波特率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中一項(xiàng)的方法,其特征在于該閱讀裝置在該參考時(shí)間期滿前傳輸一個(gè)另外的控制信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法,其特征在于當(dāng)接收到該另外的控制信號(hào)時(shí)這些計(jì)數(shù)裝置被復(fù)位并開始傳輸下個(gè)有效數(shù)據(jù)位。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的方法,其特征在于當(dāng)該另外的控制信號(hào)消失時(shí)結(jié)束由該應(yīng)答器或傳感器的有效數(shù)據(jù)的傳輸。
11.用至少一個(gè)閱讀裝置及至少一個(gè)位于閱讀裝置的電磁場(chǎng)中的應(yīng)答器或遠(yuǎn)程傳感器進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)难b置,其中所述閱讀裝置被構(gòu)成至少用于發(fā)送具有傳輸參數(shù)的首部數(shù)據(jù),及所述應(yīng)答器或傳感器被構(gòu)成至少用于接收具有傳輸參數(shù)的首部數(shù)據(jù),其特征在于該應(yīng)答器(3.1,3.2,3.3,3.4)或傳感器包括比較及控制裝置(3c),這些比較及控制裝置被構(gòu)成為用于將一個(gè)時(shí)間(t)與一個(gè)被包含在這些首部數(shù)據(jù)(RLHL)中的參考時(shí)間(T4)相比較,并用于根據(jù)該比較結(jié)果控制該應(yīng)答器(3.1,3.2,3.3,3.4)或傳感器向該閱讀裝置的傳輸?shù)牟ㄌ芈省?br> 12.根據(jù)權(quán)利要求11的裝置,其特征在于這些比較及控制裝置(3c)具有計(jì)數(shù)裝置(3d),并可根據(jù)通過(guò)這些比較及控制裝置(3c)進(jìn)行的計(jì)數(shù)裝置(3d)的一個(gè)計(jì)數(shù)值(Z)與該參考時(shí)間(T4)之間的比較產(chǎn)生一個(gè)位長(zhǎng)控制信號(hào)(SS’),用于結(jié)束該應(yīng)答器(3.1,3.2,3.3,3.4)或傳感器的一個(gè)有效數(shù)據(jù)位(NDBi)的傳輸、復(fù)位這些計(jì)數(shù)裝置(3d)并開始下個(gè)有效數(shù)據(jù)位(NDBi+1)的傳輸。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置,其特征在于這些計(jì)數(shù)裝置(3d)被構(gòu)成可用一個(gè)相應(yīng)于該參考時(shí)間(T4)的值裝載的計(jì)數(shù)器,通過(guò)它可在相應(yīng)于該裝載值的數(shù)量的計(jì)數(shù)事件之后產(chǎn)生該位長(zhǎng)控制信號(hào)(SS’)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13的裝置,其特征在于這些計(jì)數(shù)裝置(3d)可附加地通過(guò)該閱讀裝置(2)的在該參考時(shí)間內(nèi)接收的一個(gè)另外的控制信號(hào)(SS’)被復(fù)位或重新被裝載。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14中一項(xiàng)的裝置,其特征在于該應(yīng)答器(3.1,3.2,3.3,3.4)或傳感器中的存儲(chǔ)裝置(3e)用于至少存儲(chǔ)該參考時(shí)間(T4)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于改善反向散射RFID系統(tǒng)或遠(yuǎn)程傳感器系統(tǒng)中返回連接時(shí)的傳輸性能、如信噪比的方法,其中至少一個(gè)應(yīng)答器或傳感器以異步模式將有效數(shù)據(jù)傳輸給至少一個(gè)閱讀裝置,其特征在于在有效數(shù)據(jù)傳輸開始之前閱讀裝置向應(yīng)答器或傳感器傳送返回連接首部數(shù)據(jù),這些首部數(shù)據(jù)至少包括作為用于確定返回連接中的位長(zhǎng)的參考時(shí)間的位長(zhǎng)參考符號(hào)。本發(fā)明還給出可使用所述方法的、用至少一個(gè)閱讀裝置及至少一個(gè)位于閱讀裝置的電磁場(chǎng)中的應(yīng)答器或遠(yuǎn)程傳感器進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳送的裝置。在此情況下,根據(jù)本發(fā)明尤其可取消對(duì)片上振蕩器的頻率受與制造及溫度相關(guān)的影響的補(bǔ)償。
文檔編號(hào)G01S13/74GK1677429SQ20051005950
公開日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2005年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月25日
發(fā)明者烏爾里希·弗里德里希 申請(qǐng)人:Atmel德國(guó)有限公司
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