CH712608A1

CH712608A1 - RFID-Empfänger und Verfahren zum Extrahieren von in einem Funksignal codierten Datenbits.

Info

Publication number: CH712608A1
Application number: CH00814/16A
Authority: CH
Inventors: Knoblauch Thomas
Original assignee: Legic Identsystems Ag
Priority date: 2016-06-27
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2017-12-29
Also published as: CN107547097B; EP3264699A1; KR20180001481A; KR20190103132A; CN107547097A; CA2967575A1; US10152619B2; EP3264699B1; JP2018007240A; US20170372102A1

Abstract

Ein erfindungsgemässer RFID-Empfänger (1) umfasst eine Antenne (11), die konfiguriert ist zum Empfangen eines Funksignals (20) von einem RFID-Sender (2) und zum Generieren eines elektrischen Signals (110) aus dem von dem RFID-Empfänger (2) empfangenen Funksignal (20). Eine Decoderschaltung (10) ist mit der Antenne (11) verbunden und konfiguriert zum Extrahieren von in dem elektrischen Signal (110) codierten Datenbits aus dem durch die Antenne (11) generierten elektrischen Signal (110). Die Decoderschaltung (10) umfasst einen Analog-Digital-Wandler (12), der direkt mit der Antenne (11) verbunden und konfiguriert ist zum Generieren eines digitalen Ausgangssignals (13) aus dem durch die Antenne (11) generierten elektrischen Signal (110). Ein Bitextraktor (14) ist mit dem Analog-Digital-Wandler (12) verbunden und konfiguriert zum Extrahieren der Datenbits aus dem durch den Analog-Digital-Wandler (12) generierten digitalen Eingangssignal (13). Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Extrahieren von in einem Funksignal codierten Datenbits.

Description

Beschreibung Gebiet der Erfindung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen RFID-Empfänger und ein Verfahren zum Extrahieren von in einem von einem RFID-Sender empfangenen Funksignal codierten Datenbits.

Hintergrund der Erfindung [0002] Die zunehmende Verwendung und Implementierung von RFID-Sendern und Transpondern (z.B. RFID-Einrichtun-gen gemäss ISO 14443, ISO 15693 oder proprietären Implementierungen) in Zugangskontrollsystemen, Zahlungssystemen und anderen Kurz- und/oder Nahfeldkommunikationsanwendungen (NFC) sowie Logistik- und Radaranwendungen hat zu einer weiteren Zunahme bei der Verwendung von RFID-Empfängern und -Sendeempfängern in mobilen (Kommuni-kations-)Einrichtungen geführt. Insbesondere wenn RFID-Empfänger und Sendeempfänger in tragbaren mobilen Einrichtungen implementiert werden, wie etwa Mobiltelefonen (Smartphones) oder am Körper getragenen Einrichtungen wie etwa am Handgelenk getragenen elektronischen intelligenten Uhren, tragen die zum Implementieren dieser RFID-Empfänger und Sendeempfänger erforderlichen elektronischen Komponenten signifikant insgesamt zur Grösse und zum Gewicht dieser mobilen Einrichtungen bei. Im Gegensatz zu den zunehmend kürzeren Lebenszyklen der Firm- und Softwaremodule dieser mobilen Einrichtungen, die flexibel und regelmässig mit verbesserten und zusätzlichen Features und Funktionen aktualisiert werden, bleiben zudem die RFID-Empfänger und Sendeempfänger unverändert, weil es als zu arbeitsintensiv und aufwendig und somit unpraktisch angesehen wird, Hardwarekomponenten in diesen mobilen Einrichtungen zu ändern.

Zusammenfassung der Erfindung [0003] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines RFID-Empfängers und eines Verfahrens zum Extrahieren von in einem von einem RFID-Sender empfangenen Funksignal codierten Datenbits, wobei der RFID-Empfänger und das Verfahren mindestens einige der Nachteile des Stands der Technik nicht besitzen.

[0004] Gemäss der vorliegenden Erfindung werden diese Aufgaben durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche erzielt. Ausserdem folgen weitere vorteilhafte Ausführungsformen aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung.

[0005] Ein RFID-Empfänger umfasst eine Antenne, die konfiguriert ist zum Empfangen eines Funksignals von einem RFID-Sender und zum Generieren eines elektrischen Signals aus dem von dem RFID-Sender empfangenen Funksignal.

[0006] Gemäss der vorliegenden Erfindung werden die oben erwähnten Aufgaben besonders dadurch erreicht, dass der RFID-Empfänger weiterhin eine Decoderschaltung umfasst, die mit der Antenne verbunden und konfiguriert ist zum Extrahieren aus dem durch die Antenne generierten elektrischen Signal von in dem elektrischen Signal codierten Datenbits. Die Decoderschaltung umfasst einen Analog-Digital-Wandler, der direkt mit der Antenne verbunden und konfiguriert ist zum Generieren eines digitalen Eingangssignals aus dem durch die Antenne generierten elektrischen Signal. Die Decoderschaltung umfasst weiterhin einen Bitextraktor, der mit dem Analog-Digital-Wandler verbunden und konfiguriert ist zum Extrahieren der Datenbits aus dem durch den Analog-Digital-Wandler generierten digitalen Eingangssignal. Das Verbinden der Decoderschaltung mit ihrem Analog-Digital-Wandler direkt mit der Antenne und Extrahieren der Datenbits durch den Bitextraktor der Decoderschaltung aus dem durch den Analog-Digital-Wandler generierten digitalen Eingangssignal besitzt den Vorteil, dass keine elektronischen Komponenten wie etwa Dioden oder Transistoren ausserhalb der Decoderschaltung für die Signalverarbeitung, wie etwa Demodulation oder andere Signalkonditionierung, angeordnet und implementiert werden müssen.

[0007] Bei einer Ausführungsform umfasst der Bitextraktor einen Impulsextraktor, der konfiguriert ist zum Extrahieren von Subbitimpulsen aus dem durch den Analog-Digital-Wandler generierten digitalen Eingangssignal, und einen Bitdetektor, der konfiguriert ist zum Detektieren von Datenbits in den Subbitimpulsen.

[0008] Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst der Bitextraktor ein Tiefpassfilter, das konfiguriert ist zum Extrahieren von Subbitimpulsen aus dem durch den Analog-Digital-Wandler generierten digitalen Eingangssignal.

[0009] Bei einer Ausführungsform ist das Tiefpassfilter als ein Moving Average Filter implementiert.

[0010] Bei einerweiteren Ausführungsform umfasst der Bitextraktor ein Hochpassfilter, das konfiguriert ist zum Entfernen einer DC-Komponente aus dem digitalen Signal.

[0011] Bei einer Ausführungsform ist das Tiefpassfilter konfiguriert zum Entfernen der DC-Komponente durch Subtrahieren eines sich bewegenden Minimalwerts des digitalen Ausgangssignals von einem sich bewegenden Maximalwert des digitalen Signals.

[0012] Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst der Impulsextraktor ein Moving Average Filter, das konfiguriert ist zum Generieren der Subbitimpulse aus ungefilterten Subbitimpulsen des digitalen Signals.

[0013] Bei einer Ausführungsform umfasst der Impulsextraktor weiterhin ein Tiefpassfilter, das hinter dem Moving Average Filter des Impulsextraktors angeordnet ist.

[0014] Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst der Bitextraktor ein Sub-sampling Modul, das konfiguriert ist zum Abtasten der durch den Impulsextraktor extrahierten Subbitimpulse mit einer reduzierten Abtastrate, die unter der durch den Analog-Digital-Wandler zum Generieren des digitalen Signals verwendeten Abtastrate liegt.

[0015] Bei einer Ausführungsform ist der Bitextraktor konfiguriert zum Generieren eines Moving Decision Schwellwerts zum Bestimmen von Datenbits aus den Subbitimpulsen.

[0016] Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Bitextraktor konfiguriert zum Bestimmen variierender Abtastpunkte unter Verwendung des Moving Decision Schwellwerts und zum Abtasten der Subbitimpulse unter Verwendung der variierenden Abtastpunkte. Das Verwenden von Abtastpunkten, die je nach dem Moving Decision Schwellwert zeitlich variieren, hat den Vorteil, dass der RFID-Empfänger gegenüber Fluktuationen der Trägerfrequenz (Phasenmodulation) und/oder Amplitude (Amplitudenmodulation) in dem von dem RFID-Sender empfangenen Funksignal toleranter ist.

[0017] Bei einer Ausführungsform umfasst der Analog-Digital-Wandler eine elektronische Schaltung, die konfiguriert ist zum Generieren des digitalen Eingangssignals aus dem durch die Antenne generierten elektrischen Signal und die elektronische Schaltung durch eine diodenfreie elektrische Verbindung mit der Antenne verbunden ist.

[0018] Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst der Bitextraktor einen Prozessor und einen Computerprogrammcode, der konfiguriert ist zum Anweisen des Prozessors zum Extrahieren der Datenbits aus dem durch den Analog-Digital-Wandler generierten digitalen Eingangssignal. Das Implementieren des Bitextraktors übereinen Computerprogrammcode ermöglicht das flexible Aktualisieren des Bitextraktors mit neuen und/oder verbesserten Merkmalen und/oder Funktionen.

[0019] Bei einer Ausführungsform ist die Antenne konfiguriert zum Empfangen eines Funksignals von einem RFID-Sender eines RFID-Transponders und zum Generieren eines elektrischen Signals aus dem von dem RFID-Sender des RFID-Transponders empfangenen Funksignal.

[0020] Zusätzliche zu dem RFID-Empfänger betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zum Extrahieren von in einem von einem RFID-Sender empfangenen Funksignal codierten Datenbits. Das Verfahren umfasst: Generieren in einer Antenne eines RFID-Empfängers eines elektrischen Signals aus dem von dem RFID-Sender empfangenen Funksignal; direktes Verbinden eines Analog-Digital-Wandlers mit der Antenne; Generieren in dem Analog-Digital-Wandler eines digitalen Eingangssignals von dem durch die Antenne generierten elektrischen Signal; Verbinden eines Bitextraktors mit dem Analog-Digital-Wandler; und Extrahieren der Datenbits durch den Bitextraktor aus dem durch den Analog-Digital-Wandler generierten digitalen Eingangssignal.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen [0021] Die vorliegende Erfindung wird beispielhaft und ausführlicher unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: ein Blockdiagramm, das schematisch einen RFID-Empfänger darstellt, der eine Antenne, einen Analog-Di gital-Wandler und einen Bitextraktor umfasst,

Fig. 2: ein Blockdiagramm, das schematisch einen Bitextraktor darstellt, der einen Impulsextraktor und einen Bit detektor umfasst,

Fig. 3: zeigt ein Blockdiagramm, das schematisch einen Bitdetektor darstellt, der ein Sub-sampling Modul, ein

Schwellwertmodul, ein Symboldetektionsmodul und einen Bitdecoder umfasst,

Fig. 4: eine grafische Darstellung, die ein Beispiel eines aus einem empfangenen Funksignal generieten digitalen

Eingangssignals darstellt,

Fig. 5: eine grafische Darstellung, die ein Beispiel von aus dem aus dem empfangenen Funksignal generierten di gitalen Eingangssignal extrahierten ungefilterten Subbitimpulsen darstellt,

Fig. 6: eine grafische Darstellung, die ein Beispiel von aus ungefilterten Subbitimpulsen des digitalen Eingangssi gnals gefilterten DC-freien Subbitimpulsen darstellt,

Fig. 7: eine grafische Darstellung, die ein Beispiel von aus DC-freien Subbitimpulsen des digitalen Eingangssi gnals extrahierten Subbitimpulsen darstellt,

Fig. 8: eine grafische Darstellung, die ein Beispiel von aus Subbitimpulsen des digitalen Eingangssignals extra hierten tiefpassgefilterten Subbitimpulsen darstellt,

Fig. 9: eine grafische Darstellung, die ein Beispiel von auf die aus dem digitalen Eingangssignal extrahierten Sub bitimpulse angewendeten variierenden Abtastpunkten und aus dem digitalen Eingangssignal extrahierten Datensubbits darstellt,

Fig. 10: ein Flussdiagramm, das eine Sequenz von Schritten zum Extrahieren von in einem von einem RFID-Sen-der empfangenen Funksignal codierten Datenbits darstellt.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen [0022] In Fig. 1 bezieht sich die Bezugszahl 1 auf einen RFID-Empfängerzum Empfangen von Funksignalen 20 von einem RFID-Sender 2. Je nach der Konfiguration ist der Funkempfänger 2 Teil eines (aktiven oder passiven) RFID-Transponders oder eines aktiven RFID-Sendeempfängers. Beispielsweise ist der Funksender 2 gemäss RFID-Normen wie etwa ISO 14443 (Iso 14443A bei 106 kBits/s und ISO 14443B) und ISO 15693 oder gemäss einem proprietären RFID-Protokoll konfiguriert. Dementsprechend besitzen die Funksignale 20 von dem RFID-Sender 2, die durch den RFID-Empfänger 1 empfangen und verarbeitet werden, eine Trägerfrequenz im Bereich von 100 kHz bis 60+ GHz; insbesondere ist die Trägerfrequenz auf die Arbeitsfrequenz eines RFID-Systems eingestellt, z.B. 6,78 MHz, 13,56 MHz oder 27,12 MHz (oder eine andere Frequenz).

[0023] Wie schematisch in Fig. 1 dargestellt, umfasst der RFID-Empfänger 1 eine Antenne 11, z.B. eine Rahmenantenne, und eine elektrisch mit der Antenne 11 verbundene Decoderschaltung 10.

[0024] Die Decoderschaltung 10 umfasst einen Analog-Digital-Wandler 12, der direkt mit der Antenne 11 des Empfängers verbunden ist. Mit anderen Worten gibt es eine direkte elektrisch Verbindung zwischen der Schaltungsanordnung des Analog-Digital-Wandlers 12, die konfiguriert ist zum Umwandeln des analogen Eingangssignals in das digitale Ausgangssignal, und der Antenne 11 ohne irgendwelche dazwischenliegenden Dioden, Transistoren oder dergleichen, die zwischen der Antenne 11 und der Schaltungsanordnung des Analog-Digital-Wandlers für Signalverarbeitung wie etwa Demodulation oder eine andere Signalkonditionierung angeordnet sind.- Kurz gesagt gibt es eine diodenfreie elektrische Verbindung zwischen der Antenne 11 des Empfängers und der Analog-Digital-Umwandlungsschaltungsanordnung 12, d.h. eine elektrische Verbindung ohne irgendwelche dazwischenliegenden Dioden, weder in Reihe noch parallel (GND). Als Reaktion auf ein durch die Antenne 11 von dem RFID-Sender 2 empfangenes Funksignal 20 generiert die Antenne 11 ein entsprechendes elektrisches Signal 110. Der Analog-Digital-Wandler 12 empfängt an seinem Eingang das elektrische Signal 110 von der Antenne 11 über die direkte elektrische Verbindung und generiert ein entsprechendes digitales Eingangssignal 13, das am Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 12 zur Verfügung steht.

[0025] Die Decoderschaltung 10 umfasst weiterhin einen Bitextraktor 14, der mit dem Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 12 verbunden und konfiguriert ist zum Empfangen des digitalen Eingangssignals 13 von dem Analog-Digital-Wandler 12. Der Bitextraktor 14 umfasst eine elektronische Schaltung, die konfiguriert ist zum Extrahieren von Datenbits aus dem digitalen Signal. An ihrem Ursprung am RFID-Sender 2 wurden die Datenbits in dem übertragenen Funksignal 20 codiert, dann in dem durch die Antenne 11 generierten entsprechenden elektrischen Signal 110 und in dem durch den Analog-Digital-Wandler 12 generierten entsprechenden digitalen Eingangssignal codiert gelassen. Je nach der Ausführungsform ist die elektronische Schaltung des Bitextraktors 14 eine Logikeinheit, wie etwa eine applikationsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) oder ein feldprogrammierbares Gatearray (FPGA) oder ein Universalschaltkreis (ULA - Uncommited Logic Array) oder, wie in Fig. 1 dargestellt, ein programmierter Prozessor 14a, der einen Programmcode 14b umfasst, um den Prozessor 14a anzuweisen, die Datenbits aus dem von dem Analog-Digital-Wandler 12 empfangenen digitalen Eingangssignal 13 zu extrahieren.

[0026] Wie in Fig. 10 dargestellt, wird in Schritt S1 das Funksignal 20 von dem RFID-Sender 2 an der Antenne 11 des RFID-Empfängers 1 empfangen.

[0027] In Schritt S2 generiert die Antenne 11 ein elektrisches Signal 110 als Reaktion auf das empfangene Funksignal 20.

[0028] In Schritt S3 wird das elektrische Signal 110 am Eingang des Analog-Digital-Wandlers 12 empfangen.

[0029] In Schritt S4 generiert der Analog-Digital-Wandler 12 ein digitales Signal 13 aus dem empfangenen elektrischen Signal 110.

[0030] In Schritt S5 wird das digitale Signal 13 von dem Analog-Digital-Wandler 12 an dem Eingang des Bitextraktors 14 empfangen.

[0031] In Schritt S6 extrahiert der Bitextraktor 14 in dem empfangenen Funksignal 20 oder dem von dem Analog-Digital-Wandler 12 empfangenen entsprechenden digitalen Eingangssignal 13 codierte Datensubbits 1000.

[0032] In Schritt S7 decodiert der Bitextraktor 14 die Datenbits aus den extrahierten Datensubbits unter Anwendung des entsprechenden Decodierstandards, z.B. Manchester-Decodierung.

[0033] Wie in Fig. 2 dargestellt, umfasst der Bitextraktor 14 mehrere Funktionsmodule und Submodule. Insbesondere umfasst der Bitextraktor 14 einen Impulsextraktor 140 und einen Bitdetektor 144. Der Impulsextraktor 140 ist konfiguriert zum Extrahieren von Subbitimpulsen 17a/17b aus dem durch den Analog-Digital-Wandler 12 generierten digitalen Eingangssignal 13. Der Bitdetektor 144 ist konfiguriert zum Detektieren von Datenbits in den Subbitimpulsen 17a/17b.

[0034] In der Ausführungsform von Fig. 2 umfasst der Impulsextraktor 140 ein Tiefpassfilter 141, ein Hochpassfilter 142 und einen Moving Average Filter/Tiefpassfilter-Block 143a/143b, hinter dem Hochpassfilter 142 angeordnet.

[0035] Wie in Fig. 3 dargestellt, umfasst der Bitdetektor 144 ein Sub-sampling Modul 145, ein Schwellwertmodul 146, ein Symboldetektionsmodul 147 und einen Bitdecoder 148.

[0036] Wie oben in Verbindung mit dem Bitextraktor 14 insgesamt erläutert, sind die Funktionsmodule und Submodule des Bitextraktors 14 entsprechend als Logikeinheiten oder als programmierte Softwaremodule mit einem Programmcode 14b implementiert, der konfiguriert ist zum Steuern eines Prozessors 14a, um die Funktionen des jeweiligen Moduls oder Submoduls zu implementieren und durchzuführen.

[0037] Fig. 4 veranschaulicht ein Beispiel eines durch den Analog-Digital-Wandler 12 aus dem elektrischen Signal 110 entsprechend dem an der Antenne 11 empfangenen Funksignal 20 generierten digitalen Eingangssignal 13. Aufgrund der hohen Trägerfrequenz im Bereich von 100 kHz bis 60+ GHz kann in Fig. 4 nicht viel Detail der RFID-übertragenen Lastmodulation wahrgenommen werden.

[0038] Fig. 5 veranschaulicht ein Beispiel von durch das Tiefpassfilter 141 aus dem digitalen Eingangssignal 13, aus dem empfangenen Funksignal 20 oder dem entsprechenden elektrischen Signal 110 an der Antenne 11 generiert, extrahierten ungefilterten Subbitimpulsen 15. Das Tiefpassfilter 141 ist als ein Moving Average Filter implementiert. Im Kontext von ISO 14443 mittelt das Moving Average Filter über die kleinste (kürzeste) Signaleinheit, zum Beispiel in Verbindung mit ISO 14443, das Moving Average Filter bildet einen Mittelwert über eine Periode aus acht 13,56 MHz-Oszillationen (der Fachmann wird verstehen, dass andere Einstellungen verwendet werden können, um die Anforderungen von jeweiligen anderen Standards zu erfüllen). Das Tiefpassfilter 141 ist mit Finite Impulse Response (FIR-Filter) implementiert. Optional enthält der Impulsextraktor 14 ein Absolut-Modul, das konfiguriert ist zum Durchführen einer Absolut-Funktion Abs(), das hinter dem Tiefpassfilter 141 angeordnet ist und die ungefilterten Subbitimpulse 15 auf nur positive Werte reduziert.

[0039] Fig. 6 veranschaulicht ein Beispiel von durch das Hochpassfilter 142 aus den ungefilterten Subbildimpulsen 15 des digitalen Eingangssignals 13 gefilterten DC-freien Subbitimpulsen 16. Das Hochpassfilter 142 ist konfiguriert zum Entfernen des DC-Anteils, der in dem digitalen Eingangssignal 13 beziehungsweise dem entsprechenden elektrischen Signal 110 enthalten ist. Insbesondere ist das Hochpassfilter 142 konfiguriert zum Entfernen der DC-Komponente durch Subtrahieren des sich bewegenden Minimalwerts des digitalen Eingangssignals 13 von dem sich bewegenden Maximalwert des digitalen Eingangssignals 13. Das Entfernen der DC-Komponente hat den Vorteil, dass ein Lastentreissen während der Übertragung keinen störenden Einfluss besitzt. Der Impulsextraktor 140 enthält weiterhin ein nicht dargestelltes Auslöse-modul, das konfiguriert ist zum Maskieren oder Unterdrücken von Signalen, die nicht in den Kommunikationszeitschlitz des RFID-Senders 2 passen, zum Beispiel im Kontext von Iso 14443 enthalten diese Zeitperioden die Schutzzeit TRO, die Synchronisationszeit TRI und die Rahmenverzögerungszeit FDT. Das Unterdrücken dieser Signalanteile ermöglicht das Unterdrücken von störenden Transienten und spart weiterhin Energie (die Schaltung wird nicht getaktet). Das Triggermodul umfasst einen Steigungsdetektor (Hochpassfilter mit Schmitt-Trigger). Bevorzugt ist das Triggermodul zwischen dem Hochpassfilter 142 und dem Moving Average Filter/Tiefpassfilter-Block 143a/143b, unten beschrieben, angeordnet. Alternativ ist das Triggermodul vor dem Hochpassfilter 142 angeordnet.

[0040] Der Moving Average Filter/Tiefpassfilter-Block 143a/143b ist hinter dem Hochpassfilter 142 angeordnet und umfasst ein Moving Average Filter 143a und optional ein Tiefpassfilter 143b, das hinter dem Moving Average Filter 143a angeordnet ist.

[0041] Fig. 7 veranschaulicht ein Beispiel von durch das Moving Average Filter 143a aus den DC-freien Subbitimpulsen 16 des digitalen Eingangssignals 13 beziehungsweise des entsprechenden elektrischen Signals 110 extrahierten Subbitimpulsen 17a. Fig. 8 veranschaulicht ein Beispiel von aus den DC-freien Subbitimpulsen 16 extrahierten tiefpassgefilterten Subbitimpulsen 17b. Wie aus den Fig. 7 und 8 ersichtlich, liegen die Signale mit ihren langen und kurzen Impulsen nun unterscheidbar vor. Beispielsweise ist im Kontext von ISO 14443 das Tiefpassfilter 143b konfiguriert zum Verarbeiten von 106 kBits/s-Signalen (Fpass = 50 kHz, Fstop = 200 kHz, Astop = 12 dB).

[0042] Bei der Ausführungsform von Fig. 3 umfasst der Bitdetektor 144 ein Sub-sampling Modul 145. Das Sub-sampling Modul 145 ist konfiguriert zum Abwärtsabtasten der durch den Bitextraktor 140 extrahierten Subbitimpulse 17a/17b z.B. um einen Faktor ds = 64. Die eliminierten Abtastpunkte enthalten keine relevanten weiteren Informationen und sind für den Bitdetektor 144 nicht notwendig. Folglich können die Funktionsmodule des Bitdetektors 144, hinter dem Sub-sampling Modul 145 angeordnet, mit einer niedrigeren Taktrate betrieben werden, was eine weitere Energieeinsparung ermöglicht. Die unterabgetasteten Subbitimpulse 18, in der oberen grafischen Darstellung von Fig. 9 dargestellt, werden an das Schwellwertmodul 146 geliefert.

[0043] Das Schwellwertmodul 146 ist konfiguriert zum Bestimmen eines Moving-Decision-Schwellwerts. Zu diesem Zweck bestimmt das Schwellwertmodul 146 aus den unterabgetasteten Subbitimpulsen 18 bewegliche Mindestwerte 181, sich bewegende Mindestwerte 181, sich bewegende Maximalwerte 182 und sich bewegende Mittelwerte 183, aus den sich bewegenden Mindest- und Maximalwerten 181, 182 berechnet. Wie in Fig. 9 dargestellt, werden die sich bewegenden Minimal- und Maximalwerte 181, 182 für eine definierte Haltezeit (max-hold) auf ihren jeweiligen Minimal- oder Maximalabsolutwerten gehalten. Dadurch haben Fluktuationen von Signalwerten während eines Signalrahmens oder eines Symbols keinen negativen Effekt. Der Moving-Decision-Schwellwert wird durch die sich bewegenden Mittelwerte 183 definiert. Die unterabgetasteten Subbitimpulse 18 und die sich bewegenden Mittelwerte 183 beziehungsweise der Moving-Decision-Schwellwert werden an das Symboldetektionsmodul 147 geliefert.

Claims

[0044] Das Symboldetektionsmodul 147 ist konfiguriert zum Detektieren der Signalisierungssymbole in den unterabge-tasteten Bitimpulsen 18 unter Verwendung der sich bewegenden Mittelwerte 183 beziehungsweise des Moving-Decision-Schwellwerts. Insbesondere bestimmt das Symboldetektionsmodul 147 die Signalisierungssymbole in den unterabgetas-teten Subbitimpulsen 18 in Abhängigkeit von den Schnittpunkten 185 der unterabgetasteten Subbitimpulse 18 und der sich bewegenden Mittelwerte 183 beziehungsweise des Moving-Decision-Schwellwerts. In der in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform werden die Signalisierungssymbole durch Bestimmen von Abtastinstanzen (Zeit von Abtastpunkten) 184 in Abhängigkeit von den Schnittpunkten 185 detektiert. In Fig. 9 werden die Abtastinstanzen 184 durch (dünne) vertikale Linien dargestellt. Die erste (fette) vertikale Linie von links veranschaulicht den Start des Rahmens 180. Der Start des Rahmens 180 wird durch das Symboldetektionsmodul 147 bestimmt durch prüfen, ob die unterabgetasteten Subbitimpulsen einen Start des Rahmenschwellwerts übersteigen. Die erste Abtastinstanz 184 wird nach dem Start des Rahmens 180 auf eine definierte (standardisierte) Symboldauer s eingestellt. Danach werden die Abtastinstanzen 184 durch das Symboldetektionsmodul 147 auf einem definierten Abtastoffset o nach den Schnittpunkten 185 eingestellt, wodurch der Abtastoffset o die Hälfte der Symboldauer s beträgt; sofern es keinen Schnittpunkt 185 innerhalb einer Periode einer Symboldauer s gibt, wobei dann die Abtastinstanz 184 auf eine Symboldauer s nach der vorausgegangenen Abtastinstanz 184 gesetzt wird. Auf diese Weise variiert, wie in dem Beispiel von Fig. 9 ersichtlich, die Zeitsteuerung der Abtastinstanzen 184 über der Zeit, wodurch der RFID-Empfänger 1 gegenüber Fluktuationen der Trägerfrequenz (Phasenmodulation) und/oder Amplitude (Amplitudenmodulation) in dem von dem RFID-Sender 2 empfangenen Funksignal 20 toleranter wird. Zudem wird der RFID-Empfänger 1 tolerant gegenüber einer Reduktion des Funksignals 20, z.B. durch die Anwesenheit eines anderen RFID-Senders oder -Transponders verursacht, und gegenüber durch Tiefpass beeinflussten Flanken des von dem RFID-Sender 2 empfangenen Funksignals 20. Das abgetastete Signal 100 wird an den Bitdecoder 148 geliefert. [0045] Der Bitdecoder 148 ist konfiguriert zum Decodieren der Datenbits aus dem abgetasteten Signal 100. Im unteren Teil von Fig. 9 sind die aus dem abgetasteten Signal 100 extrahierten Subdatenbits 1000 gezeigt. Die Detektion der Datenbits aus den Datensubbits 1000 wird unter Verwendung der Manchester-Decodierung durchgeführt. Bei einer alternativen Ausführungsform werden die Symbole und Datensubbits durch Analysieren der Steigungen der unterabgetasteten Subbitimpulse 18 bezüglich ihrer Zeitsteuerung und ihrer jeweiligen Zunahme oder Abnahme bestimmt. [0046] Es sei angemerkt, dass in der Beschreibung der Computerprogrammcode mit spezifischen Funktionsmodulen assoziiert worden ist und die Sequenz der Schritte in einer spezifischen Reihenfolge vorgelegt worden ist, doch versteht der Fachmann, dass der Computerprogrammcode anders strukturiert sein kann und dass die Reihenfolge von mindestens einigen der Schritte abgeändert werden könnte, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Patentansprüche

1. RFID-Empfänger (1), umfassend: eine Antenne (11), die konfiguriert ist zum Empfangen eines Funksignals (20) von einem RFID-Sender (2) und zum Generieren eines elektrischen Signals (110) aus dem von dem RFID-Sender (2) empfangenen Funksignal (20); und eine Decoderschaltung (10), die mit der Antenne (11) verbunden und konfiguriert ist zum Extrahieren von in dem elektrischen Signal (110) codierten Datenbits aus dem durch die Antenne (11) generierten elektrischen Signal (110), wobei die Decoderschaltung (10) Folgendes umfasst: einen Analog-Digital-Wandler (12), der direkt mit der Antenne (11) verbunden und konfiguriert ist zum Generieren eines digitalen Eingangssignals (13) aus dem durch die Antenne (11) generierten elektrischen Signal (110), und einen Bitextraktor (14), der mit dem Analog-Digital-Wandler (12) verbunden und konfiguriert ist zum Extrahieren der Datenbits aus dem durch den Analog-Digital-Wandler (12) generierten digitalen Eingangssignal (13).
2. RFID-Empfänger (1) nach Anspruch 1, wobei der Bitextraktor (14) einen Impulsextraktor (140) umfasst, der konfiguriert ist zum Extrahieren von Subbitimpulsen (17a, 17b) aus dem durch den Analog-Digital-Wandler (12) generierten digitalen Eingangssignal (13), und einen Bitdetektor (144), der konfiguriert ist zum Detektieren von Datenbits in den Subbitimpulsen (17a, 17b).
3. RFID-Empfänger (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Bitextraktor (14) ein Tiefpassfilter (141) umfasst, das konfiguriert ist zum Extrahieren von Subbitimpulsen (15) aus dem durch den Analog-Digital-Wandler (12) generierten digitalen Eingangssignal (13).
4. RFID-Empfänger (1) nach Anspruch 3, wobei das Tiefpassfilter (141) als ein Moving Average Filter implementiert ist.
5. RFID-Empfänger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Bitextraktor (14) ein Hochpassfilter (142) umfasst, das konfiguriert ist zum Entfernen einer DC-Komponente aus dem digitalen Signal (13).
6. RFID-Empfänger (1) nach Anspruch 5, wobei das Hochpassfilter (142) konfiguriert ist zum Entfernen der DC-Komponente durch Subtrahieren eines sich bewegenden Minimalwerts des digitalen Eingangssignals (13) aus einem sich bewegenden Maximalwert des digitalen Signals (13).
7. RFID-Empfänger (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der Impulsextraktor (140) ein Moving Average Filter (143a) umfasst, das konfiguriert ist zum Generieren der Subbitimpulse (17a, 17b) aus ungefilterten Subbitpulsen (15) des digitalen Signals (13).
8. RFID-Empfänger (1) nach Anspruch 7, wobei der Impulsextraktor (140) weiterhin ein Tiefpassfilter (143b) umfasst, das hinter dem Moving Average Filter (143a) des Impulsextraktors angeordnet ist.
9. RFID-Empfänger (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei der Bitextraktor (14) ein Sub-sampling Modul (145) umfasst, das konfiguriert ist zum Abtasten der durch den Impulsextraktor (140) extrahierten Subbitimpulse (17a, 17b) mit einer reduzierten Abtastrate, die unter der durch den Analog-Digital-Wandler (12) zum Generieren des digitalen Signals (13) verwendeten Abtastrate liegt.
10. RFID-Empfänger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Bitextraktor (14) konfiguriert ist zum Generieren eines Moving-Decision-Schwellwerts (183) zum Bestimmen von Datenbits aus den Subbitimpulsen (17a, 17b).
11. RFID-Empfänger (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei der Bitextraktor (14) konfiguriert ist zum Bestimmen von variierenden Abtastpunkten (184) unter Verwendung des Moving-Decision-Schwellwerts (183) und zum Abtasten der Subbitimpulse (17a, 17b) unter Verwendung der variierenden Abtastpunkte (184).
12. RFID-Empfänger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Analog-Digital-Wandler (12) eine elektronische Schaltung umfasst, die konfiguriert ist zum Generieren des digitalen Eingangssignals (13) aus dem durch die Antenne (11) generierten elektrischen Signal (110) und die elektronische Schaltung durch eine diodenfreie elektrische Verbindung mit der Antenne (1) verbunden ist.
13. RFID-Empfänger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Bitextraktor (14) einen Prozessor (14a) und einen Computerprogrammcode (14b) umfasst, der konfiguriert ist zum Anweisen des Prozessors (14a) zum Extrahieren der Datenbits aus dem durch den Analog-Digital-Wandler (12) generierten digitalen Eingangssignal (13).
14. RFID-Empfänger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Antenne (11) konfiguriert ist zum Empfangen eines Funksignals (20) von einem RFID-Sender (2) eines RFID-Transponders und zum Generieren eines elektrischen Signals (110) aus dem von dem RFID—Sender (2) des RFID—Transponders empfangenen Funksignal (20).
15. Verfahren zum Extrahieren von in einem von einem RFID-Sender (2) empfangenen Funksignal (20) codierten Datenbits, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Generieren in einer Antenne (11) eines RFID-Empfängers (1) eines elektrischen Signals (110) aus dem von dem RFID-Sender (2) empfangenen Funksignal (20); direktes Verbinden eines Analog-Digital-Wandlers (12) mit der Antenne (11); Generieren in dem Analog-Digital-Wandler (12) eines digitalen Eingangssignals von dem durch die Antenne (11) generierten elektrischen Signal (110); Verbinden eines Bitextraktors (14) mit dem Analog-Digital-Wandler (12); und Extrahieren der Datenbits durch den Bitextraktor (14) aus dem durch den Analog-Digital-Wandler (12) generierten digitalen Eingangssignal (13).