[發明專利]用于在采用帶通調制的電感耦合的RFID系統中產生專用數據信道的方法及裝置

有效

• 申請號: 201280073516.8
• 申請日: 2012-06-11
• 公開（公告）號: CN104335494B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 塔吉德爾·曼庫
• 申請（專利權）人: DRNC控股公司
• 主分類號: H04B1/59
• 分類號: H04B1/59;G06K7/08;H01F38/14;H03M7/32;H04B5/00;H04B7/005
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 王崇

發明領域

本發明總體上涉及用于在采用帶通調制的電感耦合的射頻通信網絡中產生專用數據傳輸信道的方法及裝置。

背景技術

射頻識別(RFID)系統通常用于定位并跟蹤包括讀取裝置和至少一個無線終端或者標簽的近場通信網絡中的物品。在給定的RFID網絡或系統中，將含有載波信號的激勵時變電磁射頻(RF)波從讀取器發送到標簽。可利用電感耦合借助于兩個電路之間的互感將能量從一個電路(例如導電天線線圈及相關電路)傳輸到另一個電路。標簽中所感應出的電壓能夠被整流并用于向標簽電路供電。RFID網絡可包括標簽和讀取器，其中，標簽和讀取器利用它們的電感耦合天線(或者天線線圈)間的這種電感耦合來交換信息。為了使信息能夠從標簽傳遞到讀取器，標簽電路會改變負載或者使負載發生變化，該負載在本文中指的是與電感耦合線圈或者元件相關的耦合阻抗。由于互感耦合的原因，讀取器能夠檢測到此改變，借此，標簽能修改源自讀取器的RF信號以傳送編碼數據。

圖1a描述了現有技術的RFID系統，在該系統中，在相同的頻率信道或頻譜104上進行從標簽101a-c到讀取裝置103的數據傳輸。在利用已有的電感耦合技術時，通常處于RFID系統或網絡中的多個標簽中的每個標簽利用修改后的載波信號發送RF信號。因此，來自各標簽的修改后的RF信號在與RFID網絡中的給定讀取裝置相關的相同RF頻譜內與其它標簽的修改后的RF信號重疊。

因此，當多個標簽被相同的RFID讀取裝置激勵，同時利用給定頻率信道對返回至讀取器的它們各自的、重疊的信號進行修改時，在RFID系統中會發生標簽沖突。這樣，每當在同一RF場中必須同時讀取大量標簽時，標簽沖突問題就會加重。當同時產生的信號發生沖突時，讀取器不能區分這些信號。標簽沖突會使讀取器混淆，產生數據傳輸錯誤，并通常會降低RFID系統或網絡內的數據吞吐量。

已提出了許多系統來對個體標簽進行隔離。例如，在一種專門減少沖突錯誤的技術中，當讀取器意識到已發生標簽沖突時，該讀取器會發送特殊的“間隙脈沖”信號。當接收到此信號時，各標簽會詢問隨機數計數器以確定發送其數據前要等待的間隔。由于各個標簽得到唯一的數字間隔，因此標簽會在不同時間發送它們的數據。然而，就數據吞吐率而言，仍然存在對整個RFID系統性能的不利影響。

目前已知的是，通過利用例如相移鍵控(PSK)和幅移鍵控(ASK)這樣的信號調制方案來對標簽所接收到的信號進行調制并將調制后的信號電感耦合至讀取裝置，其中標簽通過改變狀態之間的阻抗匹配來改變其相關的阻抗。然而，當使用這些已知的信號調制方案時，仍然存在由給定頻率信道上重疊的修改后的信號導致的標簽沖突的不利影響。

此外，在RFID網絡的讀取裝置環境下，尤為相關的是讀取裝置中DC偏移量的影響以及讀取器的相位噪聲的影響。

在電感耦合的RFID系統中，基礎線圈(underlying?coils)由它們的物理尺寸和結構確定。已熟知的是，等效的變壓器能替代兩個線圈的耦合系統。這兩個線圈之間的關系由磁場(B)和基礎值(underlying?value)給出，以表示此關系即為互感(M)和/或耦合因子(k)。

圖1b示出了現有技術的電感耦合的RFID系統。適用的畢奧-薩伐爾Biot-Savart關系式為：

這使得每點處磁場的計算為電流i₁和幾何量的函數。在式(1)中，μ₀表示磁導率，x代表距離，S表示沿線圈的積分路徑。

除此之外，互感和耦合因子通過下式給定：

M=∫A2B(i1)i1dA2]]>