CN104471872A - 用于无线设备的传输装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于无线设备的传输装置，包括：天线，其用于接收原始信号并用于对包含了来自无线设备的信息的调制信号进行反向散射；耦合于天线的可变阻抗，其中所述可变阻抗具有阻抗值；和耦合于可变阻抗的解码器，其根据所述信息来对阻抗值进行调制，并由此对天线的反向散射系数进行调制，以产生调制的信号。

Description

用于无线设备的传输装置
本申请要求于2012年7月11日提交的美国临时专利申请No.61/670,259的优先权，通过引用将其并入本文，并且还要求于2013年5月1日提交的美国临时专利申请No.13/874,996的优先权，通过引用将其并入本文。
技术领域
本发明涉及射频识别系统的领域，更具体地，涉及用于反向散射且电感耦合式射频识别系统中的无线设备(例如，标签)的传输装置。
背景技术
射频识别(“RFID”)系统已经在许多应用中变得非常流行。图1示出了典型的RFID系统100。RFID系统100包括应用系统110、读取器120和标签130。当标签130出现在读取器120的操作范围中时，标签130经由自身的天线133通过读取器的发射器/接收器121和天线123开始从读取器120接收能量140和数据150。标签130中的整流电路131收集并存储能量140以为标签130中的其他电路(如控制/调制器132)供电。在收集到足够能量140之后，标签130可以对预先存储的数据进行操作并将其发送回到读取器120。然后，读取器120经由通信接口160将所接收的响应数据传递给应用系统110的服务器系统/数据库111，用于系统应用。
RFID系统100中的标签130可以根据标签的功率供应而分类成无源型和有源型。无源标签其自身不具有电源并因此借助经由标签天线133所接收的电磁能量来从读取器120汲取所需的全部功率。相比之下，有源标签则包括能供应其操作所需的全部或部分功率的电池。
在RFID系统100中，读取器120与标签130之间的能量140及数据150的典型传输方法采用反向散射耦合(或反向散射)的方式进行。读取器120的天线123将能量140耦接到标签130上。通过调制标签的天线133的反射系数，使得可以在标签130与读取器120之间传输数据150。如图2所示，反向散射通常使用在微波频带RFID系统中。功率Pin从读取器天线123发射出。Pin的一小部分由标签天线133所接收，并且经整流之后为标签130中充当电源的存储电容器充电。在聚集了足够的能量之后，标签130开始工作。输入功率Pin的一部分由标签的天线133所反射，并返回作为功率Preturn。通过改变连接到天线133的负载可以影响反射特性。为了从标签130向读取器120传输数据150，可以根据所传输的数据流的时间来开启和关闭晶体管。反射功率Preturn的幅度可因此由读取器的天线123来调制和提取。
幅移键控(“ASK”)调制通常使用在RFID系统100中。在ASK调制中，载波的振幅在通过二进制传输码序列所控制的两个状态之间进行切换。此外，在一些应用中还使用相移键控(“PSK”)调制。然而，任意复杂类型调制通常并不使用在当前的RFID反向散射系统中。这里，复杂类型调制是那些通常表示为I+jQ的调制，其中I为同相分量，Q为正交分量，并且j是-1的平方根。
作为参考，发现RFID的最初使用可以追溯到第二次世界大战时。参见例如Stockman H.1948年10月发表在Proc.IRE第1196-1204页的“Communication ByMeans of Reflected Power”。无源和半无源RFID标签用于通过射频(“RF”)反向散射来与读取器通信。如图3所示，在反向散射RFID系统中，多个标签130与主读取器120进行交互。读取器120用于：(i)经由RF信号的功率对标签130供电；(ii)将数据传输给标签130；及(iii)从标签130读取信息。
通常，读取器120与标签130之间存在链路预算。标签130通过使用ASK或PSK调制而将RF信号反向散射回读取器120的方式来与读取器120通信。反向散射方法的一个优点是，它不需要在标签130内产生片上RF载波信号，因而仅需要较低功率、更低复杂度以及更少的成本。图4示出了用于标签130的反向散射传输装置400的典型框图。在图4中，Zant是天线133的阻抗，而Zo是平行于开关410的固定阻抗。反射系数Г由下式给出：
Γ = Z o - Z ant Z o + Z ant
在开关410开启(即，闭合)状态下，Г＝1。当开关处于关断(即，打开)状态下，Г＝0。通过开启和关断开关410，使得如4图所示那样地产生ASK信号420。
PSK信号也可以使用类似配置来产生。这示出在图5所示的传输装置500中。这里，反射系数Г由下式给出：
Γ = ( Z i + Z o ) - Z ant ( Z i + Z o ) + Z ant
这里，Zi是根据图5来进行切换的阻抗。因此，根据开关410,510的位置，反向散射设计为能产生ASK信号420或PSK信号520。
如图6所示，使用反向散射技术，使得每个标签130均基于相同的载波620来发送RF信号610，并因此与其他标签130的RF频谱重叠。这提出了针对避免所有标签130之间的数据冲突的挑战。在当前的系统中，这些冲突问题通过读取器120与标签130之间所使用的通信协议来解决。
在Thomas S.,Reynolds S.Matthew于2010年在IEEE RFID第210页发表的“QAM Backscatter for Passive UHF RFID Tags”(简称为Thomas等人)中提出四正交振幅调制(“QAM”)信号的产生，其中多个Г值来回切换。
现有的标签传输装置存在若干问题。例如，诸如由Thomas等人所提出的系统受到能进行反向散射的信号的性质的限制。也就是，无法对任意信号进行传输。例如，如果QAM信号首先经由滤波器来滤波，那么Thomas等人的系统则无法传输经滤波型的QAM信号。作为另一示例，如果信号是简单的正弦波或高斯最小频移键控(“GMSK”)信号，那么Thomas等人的系统则无法用来传输该信号。作为又一示例，Thomas等人的系统无法传输单边带信号。
因此，在反向散射且电感耦合式射频识别系统中，需要一种改进的用于无线设备的传输装置。因此，期望一种能至少部分地解决上述及其他缺点的技术方案。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于无线设备的传输装置，其包括：天线，其用于接收原始信号并用于对包含了来自无线设备的信息的调制信号进行反向散射；耦合于所述天线的可变阻抗，其中所述可变阻抗具有阻抗值；和耦合于所述可变阻抗的解码器，其根据该信息来对所述阻抗值进行调制，并由此对所述天线的反向散射系数进行调制，从而产生调制信号。
附图说明
通过结合附图，并根据下文的详细描述本发明实施例的特征及优点将变得更为明显，附图中：
图1是用于显示根据现有技术的射频识别(RFID)系统的框图；
图2是用于显示在根据现有技术的RFID系统中读取器与标签之间的能量传输及数据传输的框图；
图3是用于显示在根据现有技术的RFID系统中读取器与多个标签之间的通信的框图；
图4是用于显示根据现有技术的用于对ASK信号和/或二进制启闭键控(“OOK”)信号进行反向散射的标签的传输装置的框图；
图5是用于显示根据现有技术的用于对PSK信号进行反向散射的标签的传输装置的框图；
图6是用于显示根据现有技术的多个标签使用相同频谱往回与读取器进行通信的框图；
图7是用于显示根据本发明实施例的用于无线设备的传输装置的框图，其中该传输装置能基于数字波形输入向读取器反向散射信号；
图8是用于显示根据本发明实施例的Gamma(Г)与Zi之间关系的曲线图。
图9是用于显示根据本发明实施例的用于无线设备且具有加法器的传输装置的框图，其中该传输装置基于I和Q数据输入向读取器反向散射任意调制信号；
图10是用于显示本发明实施例的用于无线设备且具有交织器的传输装置的框图，其中该传输装置能基于I和Q数据输入向读取器反向散射任意调制信号；
图11是用于显示根据本发明实施例的Г值对Z-space的映射图；
图12(a)是用于显示在根据本发明实施例的RFID系统中读取器与无线设备之间电感耦合的框图；
图12(b)是用于显示根据本发明实施例的针对图12(a)的RFID系统的等效电路的框图；以及
图13是用于显示根据本发明实施例的用于无线设备且使用电感耦合的传输装置的框图，其中该传输装置基于数字波形输入向读取器传输信号。
应当注意，在整个附图中类似特征以类似附图标记标示。
具体实施方式
在下文描述中，将对细节加以说明以提供对本发明的理解。在一些实例中，没有详细描述或示出某些软件、电路、结构和方法，以便不对发明中造成干扰。术语“装置”在本文中是指包括这里所描述的系统、设备及网络配置在内的任何用于处理数据的机器。术语“无线设备”在本文中是指RFID标签、RFID应答器、蜂窝电话、智能电话、便携式电脑、笔记本电脑或类似设备。在数据处理系统的操作系统提供了可支持本发明需求的设施的情况下，本发明可以任何计算机编程语言来实现。存在的任何限制将是由于特定类型的操作系统或计算机编程语言所导致的，而这并不对本发明造成限制。本发明还可通过硬件或软、硬件结合的方式来实现。
图7是用于显示根据本发明实施例的用于无线设备130的传输装置800的框图，其中该传输装置基于数字波形输入830向读取器120反向散射信号。本发明提供一种用于为无源和半无源RFID系统100产生复杂波形的方法和装置。该复杂波形可产生任何类型的复杂调制信号，例如8-星座相移键控(“8PSK”)、正交频分复用(“OFDM”)或n-星座正交幅度调制(“nQAM”)。该方法和装置还可用于产生针对每个无线设备130的频道。一般情况下，传输装置(如800)由通过无线设备130中的解码器820而开启或关闭的阻抗阵列810构成。施加到解码器820的输入端的信号830可由任何类型的数字信号构成。传输装置800可包括用于控制解码器820的处理器880、用于存储信息(例如，数字波形830)的存储器890，以及如本领域技术人员所知的那些相关硬件和软件。
图8是用于显示根据本发明实施例的Gamma(Г)与Zi之间关系的曲线图。这里，Г为反射系数而Zi是从天线看去的阻抗。反射系数与数字波形830成正比。根据本发明的一个实施例，就反向散射RF应用而言，反射系数或反向散射系数Gamma(Г)由下式给出：
Γi＝αejφi
其中，φi为相位，α是反射系数的幅度，并且j是-1的平方根。反向散射阻抗(即，由天线133看去的阻抗)由下式给出：
Z i = Z s ( 1 + α e j φ i ) ( 1 - αe j φ i )
其中，Zs为常数(通常为50欧姆)，而Zi是反向散射阻抗值。
假设相位是零，则：
Z i = Z s ( 1 + α ) ( 1 - α )
如果s(t)是待发送至读取器120的信号(例如正弦波)，则它必须与α(t)直接相关(例如，s(t)与α(t)成正比)，并因此与Г相关。这将产生随时间变化的阻抗值Zi。
在本实施例中，信号s(t)将由无线设备130反向散射回到读取器120。图7示出了传输装置800，其中将N比特821施加给可变阻抗810，使得如图8所示地对阻抗值Zi编码。这里，可变阻抗810具有N个状态。如果编码中存在任何误差或者Zi的编码中存在任何缺陷，那么这些都可以在读取器120中进行校正。如果在某段时间信号s(t)能被读取器120所知的话，则这是可能的。读取器120随后可以向输入信号加入失真以校正这些缺陷。
可变阻抗810可由能根据数字解码器820而切入切出的阻抗阵列构成。而且，可变阻抗810可通过模拟信号来控制，也就是说，在Gamma至Zi的解码器(Gamma to Zi decoder)820之后，可以添加数模转换器(“DAC”)(未示出)来驱动可变阻抗810。
图9是用于显示根据本发明实施例的用于无线设备130的具有加法器1050的传输装置1000的框图，其中该传输装置用于基于I和Q数据输入1030向读取器反向散射任意的调制信号。根据一个实施例，如图9所示，数字波形830可以是同相(“I”)正交(“Q”)数据1030。在图9中，数字信号发生器(“DSS”)1040可任选地对I和Q数据1030进行上变频(或偏移)。例如，DSS 1040可以提供能通过各自的混频器1071施加给I和Q数据的正弦(或余弦)和余弦(或正弦)信号1070。备选地，DSS 1040可产生乘以I和Q数据的恒定值(即，混频器1071充当增益元件)。Gamma至Zi的解码器1020接收经上变频(或偏移)的I和Q数据，并将其施加给可变阻抗1010。可变阻抗1010可由能被切入切出的阻抗阵列(例如，与各自的开关并联的阻抗阵列)构成。
图10是用于显示本发明实施例的用于无线设备130的具有交织器1150的传输装置1100的框图，其中该传输装置用于基于I和Q数据输入1030向读取器120反向散射任意的调制信号。在图10中，数字信号发生器(“DSS”)1040可任选地对I和Q数据1030进行上变频(或偏移)。例如，例如，DSS 1040可以提供能由各自的混频器1071施加给I和Q数据的正弦(或余弦)和余弦(或正弦)信号1070。备选地，DSS 1040可产生乘以I和Q数据的恒定值(即，混频器1071充当增益元件)。图9的传输装置1000产生双边带(“DSB”)信号。为了产生单边带(“SSB”)信号，加法器1050可由允许I或Q信号依次通过并到达Gamma至Zi的解码器1020的交织器1150所取代。这里，I数据是在一个时钟周期内通过，而Q数据则在下一时钟周期内通过。参照图7、9和10，根据一个实施例，可将DDS 1040、混频器1071、加法器1050和交织器1150进行旁路，并且如图7所示，复杂(或实数)数字比特流可以直接供给到Gamma至Zi的解码器1020中。
在I周期期间，阻抗值设置为：
Z i = Z s ( 1 + α I ) ( 1 - α I )
其中，αI表示I数据。αI与Zi之间的转换通过Gamma至Zi的解码器1020来执行。
在Q周期期间，阻抗值设置为：
Z i = Z s ( 1 + j α Q ) ( 1 - j α Q )
其中，αQ表示Q数据。αQ与Zi之间的转换通过Gamma至Zi的解码器1020来执行。注意，相对于I周期和Q周期而言，它们的Gamma至Zi的解码器1020之间的差为90度相移。
如果编码中存在任何误差或Zi中存在任何缺陷，则可以在读取器120内校正。如果在某段时间I和Q信号能被读取器120所知的话，那么这是可能的。读取器120随后可以向输入信号加入失真以校正这些缺陷。例如，如果有能在I和Q信号之间产生90度相移的误差，那么若就某时段t而言I和Q信号是已知的话，则这是可校正的。例如，如果I和Q信号已知为I＝sin(ωt)且Q＝cos(ωt)(其中ω是偏移频率)，那么由于能在I和Q信号之间产生正确的90度相移的误差，而使得读取器可以接收I＝sin(ωt+θ)信号和Q＝cos(ωt+θ)信号，其中θ为误差。在这种情况下，读取器可以使用本领域技术人员所知晓的方法来校正该误差。
针对I的Zi和针对Q的Zi可以通过具有阻抗阵列的可变阻抗1010来实现，其中该阻抗阵列可依据数字解码器1020而切入切出。而且，该可变阻抗1010可通过模拟信号来控制，也就是说，在Gamma至Zi的解码器1020之后，可以添加DAC以设置可变阻抗1010的Zi。
如果待反向散射的信号仅具有相位变化，那么α为常数(由αo表示)并且只有φi改变：
Z i = Z s ( 1 + α o e j φ i ) ( 1 - α o e j φ i )
这里，将φi施加给解码器1020，并随后产生阻抗值Zi。
如果编码中存在任何误差或者Zi中存在任何缺陷，则这些都可以在读取器120中进行校正。如果在某段时间信号s(t)在给定时刻能被读取器120所知的话，则这是可能的。读取器120随后可以向输入信号加入失真来校正这些缺陷。
可变阻抗1010可以由能根据数字解码器1020而切入切出的阻抗阵列构成。而且，该可变阻抗1010可通过模拟信号来控制，也就是说，在Gamma至Zi的解码器1020之后，可以添加DAC来设置可变阻抗1010的Zi。
图11示出了根据本发明实施例的Г值对Z-space的映射图。一般情况下，可以通过下式来将Г的任何值施加给Z-space：
Z Space = Z s ( 1 + α e j φ i ) ( 1 - αe j φ i )
这在图11中示出。这代表了α和φi均会发生变化的最常规情况。
如果编码中存在任何误差或者Zspace中存在任何缺陷，则这些都可以在读取器120中进行校正。如果在某段时间信号Г能被读取器120所知的话，则这是可能的。读取器120随后可以向输入信号加入失真以校正所有这些缺陷。
Zspace可以由可变阻抗来实现，其中该可变电阻由能根据数字解码器1020而切入切出的阻抗阵列构成。而且，该可变阻抗可通过模拟信号来控制，也就是说，在Gamma至Zi的解码器1020之后，可添加DAC来设置可变阻抗的Zspace。
综上所述，再次参考图7，根据一个实施例，天线133用于对来自读取器120的输入射频信号进行反向散射。天线133电耦合于与开关相连的阻抗器件阵列。阻抗器件阵列(如810)可通过由任意N比特数字波形(如830)驱动的数字块(如解码器820)来以数字方式控制。数字块820向与N比特数字波形830有关的阻抗阵列810提供输出。阻抗阵列810的阻抗值的变化反向散射所述输入射频信号，从而相对于输入射频而产生数字波形830的直接上变频式输出。数字块820的输出在各种状态之间切换阻抗阵列810，这改变了反射系数Г的特性。施加于数字块820的信号830可采取任何复杂调制信号的形式，例如GMSK、nPSK、8PSK、nQAM、OFDM等，并且这些信号可以相对于输入射频信号偏移+/-ω。
再次参照图9和图10，到数字块1020的输入1030可通过控制信号(如1160)而在同相信号(即I)和正交信号(即Q)之间交替。而且，阻抗阵列1010根据数据是I数据还是Q数据而在相互间偏移90度的反向散射系数之间进行切换。例如，如果I信号产生在θ角度处的反向散射系数，那么Q信号则产生在θ+90角度处的反向散射系数。控制信号可以是时钟信号1160。通过DSS 1040施加给I和Q信号1030的信号1070可以采取直流(“DC”)信号(即，无频率偏移)或位于选定频率处的正弦和余弦波(即，已给出ω的频率偏移)的形式。可以对施加给数字块1020的I和Q信号进行调节，以补偿阻抗阵列1010或数字块1020的任何误差。阻抗阵列1010可包括一些滤波特性，从而滤除一些数字块的带外噪声。并且，用于检测来自无线设备130的反向散射信号的读取器120可以补偿阻抗阵列1010或数字块1020内产生的任何误差。
图12(a)是用于显示在根据本发明实施例的RFID系统1300中的读取器120与无线设备130之间的电感耦合的框图。12(b)是用于显示根据本发明实施例的针对图12(a)的RFID系统1300的等效电路1310的框图。并且，图13是用于显示根据本发明实施例的用于无线设备130的且使用电感耦合的传输装置1400的框图，其中该传输装置能基于数字波形输入1430向读取器120传输信号。
根据一个实施例，通过感测读取器120中的电感负载变化，可在读取器120与无线设备130之间进行通信。这里，读取器120通过磁性耦合或电感耦合来与无线设备130通信。这在图12(a)和12(b)中示出。图12(a)和12(b)示出了电感耦合的RFID系统1300的基本原理。就电感耦合的系统1300而言，基础线圈由它们的尺寸所限定。已知，具有两线圈1320,1330的耦合系统可以由等效变压器来表示。这两个线圈1320,1330之间的连接由磁场(B)给出，并且能描述该连接的基础值为互感(M)和/或耦合因子(k)。
毕奥-萨伐尔定律由下式给出：
这允许将每一点处的磁场作为电流i1及几何形状的函数来计算。这里，μo为磁导率，x为距离，而S描述了沿线圈的积分路径。此外，互感和耦合因子由下式给出：
M = ∫ A 2 B ( i 1 ) i 1 d A 2
k = M L 1 L 2
在这些方程式中，A2描述了第二线圈的面积，并且L1和L2是两个线圈
1320,1330的电感。读取器线圈1320和应答器线圈1330之间的距离x还确定了耦合因子。图12(b)示出了这种耦合的等效模型。从读取器120看去的阻抗值Zi直接与导纳Y1和Y2相关。导纳Y1和Y2或是通过振幅来调制(例如，ASK)，或是以相位来调制(例如，PSK)。导纳Y1和Y2也可以使用多相位PSK和多振幅ASK来调制。
一般地讲，由读取器120接收回来的信号是无线设备130中发生变化的阻抗值的函数。一旦该阻抗值变化，由读取器120所看到的信号就会被修改，并且这可由读取器120检测到。
在反向散射情况下，如图13所示，可变阻抗1410可以由解码器1420来修改。这里，L 1405是无线设备那一侧的电感。由于在反向散射情况下，上述相同的方法可用于：(i)产生的I和Q信号；(ii)产生单边带(“SSB”)信号；(iii)产生仅相位调制的信号；(iv)将来自解码的信号映射为读取器所看到的信号；(v)如果信号为读取器所知，则使得信号预先失真，以产生经校正的信号。
综上所述，再次参考图13，根据一个实施例，提供了一种用于修改输入射频(RF)信号的传输装置1400，其包括：电感元件1405；阻抗阵列1410，其通过开关和具有能电耦合于电感元件1405的输出的电路来控制；以及至少一个数字块1420，其耦合于阻抗阵列1410以便以数字方式控制阻抗阵列1410的阻抗值Zi；其中，在对感应元件1405的耦合阻抗阵列1410进行调节时，输入RF信号会被修改。
解码器1420的输出可在各种状态之间切换阻抗阵列1410，这就修改了输入RF信号。施加给数字块1420的信号1430可以采取任何复杂调制信号的形式，例如，GMSK、nPSK、8PSK、nQAM、OFDM等，并且这些信号可以相对于输入射频信号偏移了频率+/-ω。
到数字块1420的输入1430可以通过控制信号而在同相(即，I)与正交(即，Q)信号之间交替。而且，阻抗阵列1410根据数据是I数据还是Q数据而将输入RF信号修改为0到90度的偏移。例如，如果I信号产生在θ角度处的阻抗值，那么Q信号则产生在θ+90角度处的阻抗值。控制信号可以是时钟信号(如1160)。施加给I和Q信号的信号(如1070)可以采取DC信号或位于选定频率处的正弦波和余弦波的形式。可以对施加给数字块1420的I和Q信号进行调节，以补偿由于阵列中的阻抗值的变化所导致的阻抗阵列1410的任何误差。阻抗阵列1410可具有一些滤波特性，从而滤除一些DAC量化的带外噪声。并且，用于检测调制信号的读取器120可以补偿阻抗阵列1410或数字块1420内产生的任何误差。
因此，根据一个实施例，提供了一种用于无线设备130的传输装置800，包括：天线133，其用于接收原始信号并反向散射包含了来自无线设备130的信息830的调制信号；耦合于天线133的可变阻抗810，其中所述可变阻抗810具有阻抗值Zi；和，解码器820，其耦合于可变阻抗810，以便根据信息830对阻抗值Zi进行调制，并由此对天线133的反向散射系数Г进行调制，从而产生调制信号(例如，任意的调制信号)。
在上述传输装置800中，可变阻抗810可以串联耦合于天线133。无线设备130可通过来自原始信号的能量140供电。可变阻抗810可包括阻抗阵列和各自的开关。解码器820可包括反向散射系数Г至阻抗值Zi的解码器。信息830可以是N比特数字波形830。可以将N比特数字波形830施加到解码器820，以产生针对可变阻抗810的与N比特数字波形830相关的控制信号821。阻抗值Zi的变化可以反向散射原始信号以产生调制信号，其中该调制信号具有N比特数字波形830的频率偏移(例如，上转换)形式。针对可变阻抗810的控制信号821可以切换可变阻抗810内的阻抗阵列，该阻抗阵列可改变天线133的反向散射系数的特性。信息830可以是复杂调制信号1030。复杂调制信号1030可以在频率上偏移于原始信号。复杂调制信号1030可以是GMSK信号、nPSK信号、8PSK信号、nQAM信号和OFDM信号中的一项。复杂调制信号1030可以由I+jQ来表示，其中I是同相分量，Q是正交分量，以及j是-1的平方根。通过控制信号，复杂调制信号1030可以在同相信号(I)与正交信号(Q)之间交替。可变阻抗810,1010可以依据复杂调制信号1030是同相信号(I)还是正交信号(Q)而在相互之间偏移90度的反向散射系数之间进行切换。该控制信号可以是时钟信号1160。传输装置800,1100还可以包括数字信号发生器1040。数字信号发生器1040可以向同相信号(I)和正交信号(Q)施加恒定值信号。该数字信号发生器1040可以分别向同相信号(I)和正交信号(Q)施加正弦波信号和余弦波信号1070。复杂调制信号1030可以是同相信号(I)和正交信号(Q)的总和。传输装置800,1000还可以包括数字信号发生器1040。该数字信号发生器1040可以向同相信号(I)和正交信号(Q)施加恒定值信号。该数字信号发生器1040可以分别向同相信号(I)和正交信号(Q)施加正弦和余弦波信号1070。可以对N比特数字波形830进行调节，以补偿在解码器820和可变阻抗810中的至少一项中的误差。可变阻抗810可包括用于滤除由解码器820所产生的噪声的滤波器。调制信号可以是任意信号。无线设备130可以是RFID标签。原始信号是从RFID读取器120接收的。读取器120可以配置为能校正在解码器820和可变阻抗810中的至少一项中的误差。而且，传输装置800还包括用于控制该传输装置800的处理器和用于存储信息830的存储器。
通过上述实施例可得到一种用于在反向散射且电感耦合式的射频识别系统中的无线设备130与阅读器120之间进行通信的改进方法和装置，并且可以提供一个或多个优点。例如，本发明的无线设备130不受那些能反向散射到或电感耦合于读取器120的信号的性质的限制。此外，本发明的无线设备130允许对这些信号滤波。
本发明的上述实施例仅用于举例。本领域技术人员应当理解，可以对这些实施例做出细节上的各种变型，所有这些均落入本发明的范围之内。

Claims (59)

1.一种用于无线设备的传输装置，包括：
天线，其用于接收原始信号并用于对包含了来自无线设备的信息的调制信号进行反向散射；
耦合于所述天线的可变阻抗，其中所述可变阻抗具有阻抗值；和
耦合于所述可变阻抗的解码器，其根据所述信息来对所述阻抗值进行调制，并由此对所述天线的反向散射系数进行调制，以产生调制的信号。
2.如权利要求1所述的传输装置，其中，所述可变阻抗与所述天线串联耦接。
3.如权利要求1所述的传输装置，其中，所述无线设备由来自所述原始信号的能量来供电。
4.如权利要求1所述的传输装置，其中，所述可变阻抗包括阻抗阵列和各自的开关。
5.如权利要求1所述的传输装置，其中，所述解码器包括反向散射系数至阻抗值的解码器。
6.如权利要求1所述的传输装置，其中，所述信息是N比特数字波形。
7.如权利要求6所述的传输装置，其中，将所述N比特数字波形施加给所述解码器，以产生针对所述可变阻抗的与所述N比特数字波形相关的控制信号。
8.如权利要求7所述的传输装置，其中，所述阻抗值的变化对所述原始信号进行反向散射以产生调制信号，所述调制信号具有所述N比特数字波形的频率偏移形式。
9.如权利要求7所述的传输装置，其中，针对可变阻抗的控制信号切换所述可变阻抗内的阻抗阵列，从而改变所述阻抗值并由此改变所述天线的反向散射系数的特性。
10.如权利要求1所述的传输装置，其中，所述信息是复杂调制信号。
11.如权利要求10所述的传输装置，其中，所述复杂调制信号在频率上偏离于所述原始信号。
12.如权利要求10所述的传输装置，其中，所述复杂调制信号是GMSK信号、nPSK信号、8PSK信号、nQAM信号和OFDM信号中的一种。
13.如权利要求10所述的传输装置，其中，所述复杂调制信号由I+jQ表示，其中I是同相分量，Q是正交分量，而j是-1的平方根。
14.如权利要求10所述的传输装置，其中，所述复杂调制信号通过控制信号在同相信号与正交信号之间交替。
15.如权利要求14所述的传输装置，其中，所述可变阻抗依据所述复杂调制信号是同相信号还是正交信号，而在相互间具有90度偏移的反向散射系数之间进行切换。
16.如权利要求14所述的传输装置，其中，所述控制信号是时钟信号。
17.如权利要求14所述的传输装置，还包括数字信号发生器。
18.如权利要求17所述的传输装置，其中，所述数字信号发生器向所述同相信号和所述正交信号施加恒定值信号。
19.如权利要求17所述的传输装置，其中，所述数字信号发生器分别向所述同相信号和所述正交信号施加正弦波信号和余弦波信号。
20.如权利要求10所述的传输装置，其中，所述复杂调制信号是同相信号与正交信号的总和。
21.如权利要求20所述的传输装置，还包括数字信号发生器。
22.如权利要求21所述的传输装置，其中，所述数字信号发生器向所述同相信号和所述正交信号施加恒定值信号。
23.如权利要求21所述的传输装置，其中，所述数字信号发生器分别向所述同相信号和所述正交信号施加正弦和余弦波信号。
24.如权利要求6所述的传输装置，其中，对所述N比特数字波形进行调节，以补偿所述解码器和可变阻抗中的至少一项中的误差。
25.如权利要求1所述的传输装置，其中，所述可变阻抗包括用于滤除由所述解码器所产生的噪声的滤波器。
26.如权利要求1所述的传输装置，其中，所述调制信号是任意信号。
27.如权利要求1所述的传输装置，其中，所述无线设备是射频识别(“RFID”)标签。
28.如权利要求1所述的传输装置，其中，所述原始信号是从RFID读取器接收的。
29.如权利要求28所述的传输装置，其中，所述RFID读取器配置为用以校正所述解码器和可变阻抗中的至少一项中的误差。
30.如权利要求1所述的传输装置，还包括用于控制所述传输装置的处理器和用于存储所述信息的存储器。
31.一种用于无线设备的传输装置，包括：
电感，其用于接收原始信号并用于通过互感来传输包含来自所述无线设备的信息的调制信号；
耦合于所述电感的可变阻抗，其中所述可变阻抗具有阻抗值；和
耦合于所述可变阻抗的解码器，其根据所述信息来对所述阻抗值进行调制并由此对互感值进行调制，从而产生所述调制信号。
32.如权利要求31所述的传输装置，其中，所述可变阻抗与所述电感并联耦接。
33.如权利要求31所述的传输装置，其中，所述无线设备由来自所述原始信号的能量来供电。
34.如权利要求31所述的传输装置，其中，所述可变阻抗包括阻抗阵列和各自的开关。
35.如权利要求31所述的传输装置，其中，所述信息是N比特数字波形。
36.如权利要求35所述的传输装置，其中，将所述N比特数字波形施加给所述解码器，以产生针对所述可变阻抗的与所述N比特数字波形相关的控制信号。
37.如权利要求36所述的传输装置，其中，所述调制信号具有所述N比特数字波形的频率偏移形式。
38.如权利要求36所述的传输装置，其中，所述针对可变阻抗的控制信号切换所述可变阻抗内的阻抗阵列，从而改变所述阻抗值。
39.如权利要求31所述的传输装置，其中，所述信息是复杂调制信号。
40.如权利要求39所述的传输装置，其中，所述复杂调制信号在频率上偏离于所述原始信号。
41.如权利要求39所述的传输装置，其中，所述复杂调制信号是GMSK信号、nPSK信号、8PSK信号、nQAM信号和OFDM信号中的一种。
42.如权利要求39所述的传输装置，其中，所述复调制信号由I+jQ表示，其中I是同相分量，Q是正交分量，而j是-1的平方根。
43.如权利要求39所述的传输装置，其中，通过控制信号，使得所述复杂调制信号在同相信号与正交信号之间交替。
44.如权利要求43所述的传输装置，其中，所述可变阻抗依据所述复杂调制信号是同相信号还是正交信号，而在相互间具有90度偏移的阻抗值之间进行切换。
45.如权利要求43所述的传输装置，其中，所述控制信号是时钟信号。
46.如权利要求43所述的传输装置，还包括数字信号发生器。
47.如权利要求46所述的传输装置，其中，所述数字信号发生器向所述同相信号和正交信号施加恒定值信号。
48.如权利要求46所述的传输装置，其中，所述数字信号发生器分别向所述同相信号和所述正交信号施加正弦波信号和余弦波信号。
49.如权利要求39所述的传输装置，其中，所述复杂调制信号是同相信号与正交信号的总和。
50.如权利要求49所述的传输装置，还包括数字信号发生器。
51.如权利要求50所述的传输装置，其中，所述数字信号发生器向所述同相信号和所述正交信号施加恒定值信号。
52.如权利要求50所述的传输装置，其中，所述数字信号发生器分别向所述同相信号和所述正交信号施加正弦波信号和余弦波信号。
53.如权利要求35所述的传输装置，其中，对所述N比特数字波形进行调节，以补偿所述解码器和可变阻抗中的至少一项中的误差。
54.如权利要求31所述的传输装置，其中，所述可变阻抗包括用于滤除由所述解码器所产生的噪声的滤波器。
55.如权利要求31所述的传输装置，其中，所述调制信号是任意信号。
56.如权利要求31所述的传输装置，其中，所述无线设备是射频识别(“RFID”)标签。
57.如权利要求31所述的传输装置，其中，所述原始信号是从RFID读取器来接收的。
58.如权利要求57所述的传输装置，其中，所述的RFID读取器配置为用以校正所述解码器和可变阻抗中的至少一项中的误差。
59.如权利要求31所述的传输装置，还包括用于控制所述传输装置的处理器和用于存储所述信息的存储器。
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