CN100440243C - 用于无线数据传输的方法和电路装置 - Google Patents

用于无线数据传输的方法和电路装置 Download PDF

Info

Publication number
CN100440243C
CN100440243C CNB2005100064771A CN200510006477A CN100440243C CN 100440243 C CN100440243 C CN 100440243C CN B2005100064771 A CNB2005100064771 A CN B2005100064771A CN 200510006477 A CN200510006477 A CN 200510006477A CN 100440243 C CN100440243 C CN 100440243C
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
modulation
base station
modulation signal
random number
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2005100064771A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1652135A (zh
Inventor
马丁·菲舍尔
乌尔里希·弗里德里希
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Atmel Germany GmbH
Original Assignee
Atmel Germany GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atmel Germany GmbH filed Critical Atmel Germany GmbH
Publication of CN1652135A publication Critical patent/CN1652135A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100440243C publication Critical patent/CN100440243C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10019—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves resolving collision on the communication channels between simultaneously or concurrently interrogated record carriers.
    • G06K7/10029—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves resolving collision on the communication channels between simultaneously or concurrently interrogated record carriers. the collision being resolved in the time domain, e.g. using binary tree search or RFID responses allocated to a random time slot
    • G06K7/10039—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves resolving collision on the communication channels between simultaneously or concurrently interrogated record carriers. the collision being resolved in the time domain, e.g. using binary tree search or RFID responses allocated to a random time slot interrogator driven, i.e. synchronous
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/0008—General problems related to the reading of electronic memory record carriers, independent of its reading method, e.g. power transfer
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W92/00—Interfaces specially adapted for wireless communication networks
    • H04W92/04—Interfaces between hierarchically different network devices
    • H04W92/10—Interfaces between hierarchically different network devices between terminal device and access point, i.e. wireless air interface

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)
  • Transmitters (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明涉及用于在一个基站与一个或多个应答器之间无线传输数据的一种方法以及一种相应装置，其中，由基站以调制信号(MS)将载波信号(TS)调制并发送，待发送的字符由基站借助彼此相继的分界标记来编码，其中，通过每两个彼此相继的分界标记之间的时间间隔来确定对应字符的位值，这些对应的分界标记通过调制信号(MS)在调制持续时间期间的改变来产生。根据本发明，调制信号(MS)在调制持续时间期间是一个噪声信号。本发明例如用于RFID系统中。

Description

用于无线数据传输的方法和电路装置
技术领域
本发明涉及用于在一个基站与一个或多个应答器之间进行无线数据传输的一种方法以及一种电路装置。
背景技术
这种在一个或多个基站或阅读器与一个或多个应答器之间的传输方法被应用在例如无接触识别系统或所谓射频识别(RFID)系统中。在应答器上也可集成传感器，例如用于测量温度的传感器。这种应答器也被称作遥感器。
应答器或它们的发送和接收装置通常不使用有源发送器来对基站传输数据。这种非有源的系统在没有自己的能量供应装置时被称为无源系统，当他们具有自己的能源供应装置时被称为半无源系统。无源应答器从基站发射的电磁波中取得用于对自己供电所需的能量。
为了在基站的辐射区内用UHF或微波从应答器向基站传输数据，通常使用所谓的背向散射(Backscatter)耦合或反向散射耦合。为此，由基站发射电磁载波，这些载波被应答器的发送和接收装置根据待向基站传输的数据借助调制方法调制和反射。对此，典型的调制方法是幅值调制、相位调制和幅移键控(ASK)副载波调制，其中，副载波的频率或相位被改变。
为了由基站向一个或多个应答器进行数据传输，待传输的字符可通过基站借助彼此相继的分界标记或所谓的“陷波”被编码。在此，一个字符的位值(Wertigkeit)例如通过每两个彼此相继的分界标记之间的持续时间或时间间距来确定。如果该持续时间例如在一个可设定的阈值以上，则该字符的值为“1”，否则为“0”。
已经公知了用于产生分界标记的不同方法。这种情况下，载波信号一般被基站用一个调制信号进行幅度调制和/或相位调制。通常，应答器中的分界标记借助一个所谓的接收信号长度指示器(RSSI)电路来检测。
一种基于幅度调制的方法是所谓的开关键控(OOK)，在该方法中，调制信号在一定调制持续时间期间完全抑制或消隐载波信号。但在这种技术中，被调制的信号具有比较宽带的频谱。在从载波中获得其供能所需能量的无源系统中，在调制持续时间期间能量供给也被完全抑制，因此，可达到的有效距离也相应减小。但是，不能任意减小载波信号被消隐的调制持续时间，因为由此增大了所需的带宽。
为了增大传输有效距离，已公知了在调制持续时间期间载波信号不完全消隐的方法，即：它们具有一个小于1的调制指数。但这会导致传输可靠性的减小，因为分界标记不再像完全消隐的时候那样能够被可靠地识别出来。
为了减小所需要的带宽，在调制持续时间期间调制信号可具有一个正弦的曲线，即载波信号不再以一个所谓的矩形函数被消隐，而是以正弦形式紧接着又被连接。
如果为调制而使用相位调制，为了产生分界标记，例如在所谓的双边带调制(DSBM)中，载波信号的相位被旋转180度。如果该相位改变在调制持续时间期间不是阶跃形地进行，而是正弦形地进行，则应答器的能量供应可由此得到改善并且所需的带宽减小。但是由于相位的正弦形改变而产生的边带限制了最大传输速率。
发明内容
本发明所基于的技术问题是，提供一种如开始部分所述类型的用于无线数据传输的方法及电路装置，借助它们，在更好地利用可供使用的带宽的情况下可达到相对较高的传输速率，并且它们使大的传输有效距离成为可能。
根据本发明，提出一种用于在一个基站与一个或多个应答器之间无线传输数据的方法，其中：由基站以调制信号将载波信号调制并发送，待发送的字符由该基站借助彼此相继的分界标记来编码，其中，通过各两个彼此相继的分界标记之间的时间间隔来确定一个对应字符的位值，并且，这些对应的分界标记通过调制信号在调制持续时间期间的改变来产生，其中，该调制信号在该调制持续时间期间是一个噪声信号。
根据本发明，还提出一种用于在一个基站与一个或多个应答器之间无线传输数据的电路装置，特别是用于实施本发明方法，具有：一个用于产生载波信号的载波信号发生单元，一个用于产生调制信号的调制信号发生单元和一个混频单元，该混频单元为用于以所述调制信号来调制所述载波信号而设置，其中，该调制信号发生单元为用于产生作为调制信号的噪声信号而构成。
在本发明方法中，调制信号在调制持续时间期间是一个噪声信号。在这样产生分界标记时产生只具有低能量的边带，这些边带远远地位于有用频谱之外，因此可被简单地滤出。由这些边带引起的传输速率限制因此在很大程度上被取消。此外，调制持续时间可以选择得小，由此，载波信号被消隐的持续时间能够被保持得小。这使得可达到的传输有效距离增大。该方法可用于幅度调制和/或相位调制领域中。特别是根据本发明的电路装置适用于实施该方法。
在该方法的一个进一步构型中，该噪声信号的时间平均值是恒定的。
在该方法的另一个进一步构型中，该调制信号在改变前和改变后具有相同的调制状态。以这种方式例如可以模拟开关键控，它与传统的产生方式相比具有较窄的有用带宽。
在该方法的又一进一步构型中，该调制信号在改变前和改变后具有不同的调制状态。以这种方式例如可以模拟无干扰边带的双边带调制。
在该方法的又一进一步构型中，为了产生噪声信号，产生一个随机数序列，该随机数序列借助数字/模拟转换被转换成所述噪声信号。这使得能够以一种简单的、低成本的方式产生噪声信号。有利的是，该随机数序列借助一个线性反馈移位寄存器或者一个无序的(chaotischen)计数器来产生。无序计数器是一个以一个起始值开始给出一个无序的值序列的器件。无序计数器可以例如以所谓纹波计数器构成，它的电流消耗小。也可以一次性计算出随机数序列并将其存储在基站的一个存储区中。该计算例如可以在传统的个人电脑上进行。以此方式可取消用于延时的随机数序列的产生，由此，为此所需的电路部分可被省去。
在本发明电路装置的进一步构型中，调制信号发生单元包括用于产生随机数序列的一个线性反馈移位寄存器或一个无序计数器和用于将该随机数序列转换成所述噪声信号的一个数字/模拟转换器。
附图说明
在附图中表示出本发明的一个有利实施形式，在下面进行说明。附图示意地表示：
图1一个集成在基站中的用于无线数据传输的电路装置的电路框图，及
图2加在图1所示混频器的输入端上的一个调制信号的曲线图。
具体实施方式
图1中示出的、集成在一个没有进一步示出的基站中的电路装置包括一个载波信号发生单元TE、一个调制信号发生单元ME、一个IQ混频器MX和一个功率放大器LV，该功率放大器的输出信号施加在一个天线AT上。
载波信号发生单元TE以传统方式构成，为了产生高频载波信号TS，它包括一个石英晶体振荡器QO、一个锁相环PL以及一个压控振荡器VO。该载波信号TS被施加在混频器MX的一个载波信号输入端上。
为了产生调制信号MS，调制信号发生单元ME包括一个具有10位的宽度的线性反馈移位寄存器SR以及一个数字/模拟转换器DA。该移位寄存器SR被加载一个时钟信号CK、一个开始信号ST以及一个复位信号RS。该调制信号MS被施加给混频器MX的用I表示调制输入端，该混频器MX的用Q表示输入端接地。这种连接使得载波信号TS被调制信号MS相位调制。
混频器MX的输出信号借助频率选择的功率放大器LV被放大，接着通过天线AT被发射出去。该功率放大器LV具有带通特性。
为了从基站向一个或多个应答器进行数据传输，将待传输的字符借助彼此相继的分界标记来编码。一个字符的位值在一个优选实施形式中通过每两个彼此相继的分界标记之间的持续时间来确定。如果该持续时间在一个可调节的阈值以上，则该字符的值为“1”，否则为“0”。
为了产生这些分界标记，信号ST和RS被合适地加到移位寄存器SR上，因此移位寄存器SR以时钟信号CK的节拍产生一个随机数序列、即一个时间离散的数值序列，该序列被施加在数字/模拟转换器DA的数字输入端。该数字/模拟转换器DA将该随机数序列转换成调制信号MS。该调制信号MS表示一个平均值为0的噪声信号。在调制持续时间期间调制信号MS是一个噪声信号，该调制持续时间约为1us。该调制信号在变化前和变化后各具有时间上恒定的、具有相同大小但不同符号的调制状态，由此，载波信号TS产生一个180°的相位偏移。这相应于一个带有明显减小的、位于有用频谱(Nutzspektrums)之外的边带的DSBM。
图2示出了调制信号MS的一个时间片断曲线图。该调制信号MS通过由移位寄存器SR产生的随机数序列的数字/模拟转换而形成。该随机数序列的一个片断的这些单个值在该曲线图中用菱形来表示。这些值以时钟信号CK的节拍变换。
调制信号MS的频谱在对应分界标记的区域内是随机的，由时钟信号CK的频率和数字/模拟转换器DA的输入值、即该随机数序列的值而产生。混频器MX的输出信号的频谱主要由载波信号TS的频率和由该频率与时钟信号CK的频率的积构成。如果基站与应答器之间的传输频率例如在从10kHz至100kHz的范围内，则时钟信号CK的频率可选择为10MHz。因为时钟信号CK的频率远大于传输频率，所以已调信号可以简单地通过一个带通滤波器被滤出。该带通滤波器可例如设置在功率放大器LV之前或者直接在天线AT之前。
所示实施例是基于相位调制的，在相位调制中，为产生分界标记，载波信号TS的相位总是被旋转180°，其中，在调制持续时间期间该相位具有随机值。不言而喻，本发明不局限于相位调制的系统，它也可以例如用于幅值调制的系统中。

Claims (7)

1.用于在一个基站与一个或多个应答器之间无线传输数据的方法，其中：
由基站以调制信号(MS)将载波信号(TS)调制并发送，
待发送的字符由该基站借助彼此相继的分界标记来编码，其中，各通过两个彼此相继的分界标记之间的时间间隔来确定一个对应字符的位值，并且，
上述各个分界标记通过调制信号(MS)在调制持续时间期间的改变来产生，
该调制信号(MS)在该调制持续时间期间是一个噪声信号，并且
为了产生该噪声信号，产生一个随机数序列，借助数字/模拟转换将该随机数序列转换成该噪声信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该噪声信号的时间平均值是恒定的。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该调制信号(MS)在该改变前和该改变后具有相同的调制状态。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该调制信号(MS)在该改变前和该改变后具有不同的调制状态。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助一个线性反馈移位寄存器(SR)或一个无序的计数器来产生该随机数序列。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将该随机数序列预先计算出并存储在该基站的一个存储区中。
7.用于在一个基站与一个或多个应答器之间无线传输数据的电路装置，用于实施根据权利要求1所述的方法，具有：
一个用于产生载波信号(TS)的载波信号发生单元(TE)，
一个用于产生调制信号(MS)的调制信号发生单元(ME)，
一个混频单元(MX)，该混频单元为用于以所述调制信号(MS)来调制所述载波信号(TS)而设置，
其中，该调制信号发生单元(ME)为用于产生作为调制信号的噪声信号而构成，并且
其中，该调制信号发生单元包括用于产生随机数序列的一个线性反馈移位寄存器(SR)或一个无序计数器和用于将该随机数序列转换为所述噪声信号的一个数字/模拟转换器(DA)。
CNB2005100064771A 2004-02-03 2005-02-03 用于无线数据传输的方法和电路装置 Expired - Fee Related CN100440243C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004006446A DE102004006446B4 (de) 2004-02-03 2004-02-03 Verfahren und Schaltungsanordnung zur drahtlosen Datenübertragung
DE102004006446.6 2004-02-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1652135A CN1652135A (zh) 2005-08-10
CN100440243C true CN100440243C (zh) 2008-12-03

Family

ID=34801843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005100064771A Expired - Fee Related CN100440243C (zh) 2004-02-03 2005-02-03 用于无线数据传输的方法和电路装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7342481B2 (zh)
JP (1) JP2005223917A (zh)
CN (1) CN100440243C (zh)
DE (1) DE102004006446B4 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7636032B2 (en) * 2005-11-30 2009-12-22 Kantrowitz Allen B Active RFID tag with new use automatic updating
KR100665374B1 (ko) * 2006-02-22 2007-01-09 삼성전기주식회사 대역 확산 기법을 적용한 위치인식용 카오스 무선통신 장치
DE102006016219A1 (de) * 2006-04-06 2007-10-11 Conti Temic Microelectronic Gmbh Verfahren zum Ansteuern einer Sendeantenne sowie Schaltungsanordnung und schlüsselloses Identifikationssystem
KR100738394B1 (ko) * 2006-08-14 2007-07-12 삼성전기주식회사 카오스 신호 발생장치 및 그 발생방법
JP5850260B2 (ja) * 2013-01-25 2016-02-03 ソニー株式会社 信号処理装置、信号処理方法、並びに記録媒体
EP3301838B1 (fr) * 2016-09-30 2021-04-14 The Swatch Group Research and Development Ltd Procédé et système de determination d'une distance entre un objet portable et une station de base
US11160020B2 (en) * 2018-05-01 2021-10-26 Qualcomm Incorporated Multicarrier on-off keying symbol randomizer
WO2020228956A1 (en) * 2019-05-16 2020-11-19 Huawei Technologies Co., Ltd. Devices and methods for multicarrier modulation schemes
CN111404638B (zh) * 2019-12-16 2022-10-04 王振江 一种数字信号传输方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5842118A (en) * 1996-12-18 1998-11-24 Micron Communications, Inc. Communication system including diversity antenna queuing
US6055266A (en) * 1996-08-09 2000-04-25 Ricoh Company, Ltd. Spread spectrum pulse position modulation communication system

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1134372B (it) * 1980-11-20 1986-08-13 Italtel Spa Disposizione circuitale per la modulazione del segnale trasmesso dalle stazioni fisse di un sistema radiomobile isofequenziale
DE4035398A1 (de) * 1990-11-07 1992-05-14 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur hochfrequenten datenuebertragung von fahrinformationen und vorrichtung dazu
US5506864A (en) * 1990-12-05 1996-04-09 Interdigital Technology Corporation CDMA communications and geolocation system and method
US5596601A (en) * 1994-08-30 1997-01-21 Lucent Technologies Inc. Method and apparatus for spread spectrum code pulse position modulation
DE19619246C1 (de) * 1996-05-13 1997-07-10 Texas Instruments Deutschland Empfänger für ein von einem Transponder ausgesendetes Signal
DE19834342A1 (de) * 1998-07-30 2000-02-24 Goetting Jun Verfahren zum Lesen von Datenträgern und zur Datenübertragung an eine entfernte Sammelstelle
DE10056192A1 (de) * 2000-11-13 2002-05-29 Erhard Moeller Überlagerungssender zum Schutz gegen den Empfang und die Dekodierung kompromittierender Emissionen von Personalcomputern und deren Monitoren

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6055266A (en) * 1996-08-09 2000-04-25 Ricoh Company, Ltd. Spread spectrum pulse position modulation communication system
US5842118A (en) * 1996-12-18 1998-11-24 Micron Communications, Inc. Communication system including diversity antenna queuing

Also Published As

Publication number Publication date
CN1652135A (zh) 2005-08-10
JP2005223917A (ja) 2005-08-18
DE102004006446B4 (de) 2010-06-17
DE102004006446A1 (de) 2005-08-25
US7342481B2 (en) 2008-03-11
US20050168324A1 (en) 2005-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100440243C (zh) 用于无线数据传输的方法和电路装置
CN1674569B (zh) 用于无线数据传输的方法及调制控制装置
KR101367457B1 (ko) 초광대역 무선 주파수 식별 기술
US8154386B2 (en) RFID reader and RFID system
US7890056B2 (en) RFID reader architecture
EP2283584B1 (en) Radio frequency communication device and method for operating the same
US7817742B2 (en) Power supply apparatus and power supply method
AU2002303212A1 (en) Frequency-hopping rfid system
CA3062872A1 (en) Radio frequency identification device and method
WO2002084328A1 (en) Frequency-hopping rfid system
CN102694422A (zh) 无线电力传送装置和无线电力传送系统
KR20080097115A (ko) 무선 주파수 식별 장치
CN106797358B (zh) 用于毫米波谱控制的相位调制开关键控
US9178731B2 (en) Transmission apparatus for a wireless device using delta-sigma modulation
US10419254B2 (en) Transmission apparatus for a wireless device using delta-sigma modulation
Park et al. Extending the interrogation range of a passive UHF RFID system with an external continuous wave transmitter
CN101159024A (zh) 半导体集成电路装置以及接收装置
Li et al. Analysis and simulation of UHF RFID system
CN100508509C (zh) 用于无线数据传输的方法及装置
KR20000031343A (ko) 전자 유도형 트랜스폰더방식
KR20070030832A (ko) 데이터 통신 장치 및 데이터 통신 방법
WO2006011233A1 (ja) データ通信装置及びデータ通信方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20081203

Termination date: 20140203