CN106716845A - 用于匹配用于生成位流的参考值的方法和安全模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于匹配第一参考值的方法和电路，第一参考值用于通过第一幅值匹配单元(12)由输入信号(s)生成第一位流(20)。输入信号(s)包括第一和第二信号(s1,s2)。第一信号(s1)和第二信号(s2)形成基带总和信号(21a)。第一非线性部件(18)对输入信号(s)进行解调并且输出解调的输入信号(s)。幅值匹配单元(12)基于第一参考值由解调的输入信号(s)输出第一位流(20)。参考值匹配单元(19)包括检测单元(191)，检测单元(191)检测第一和第二信号(s1,s2)。在去除第一和第二信号(s1,s2)时，调整单元(192)将第一参考值调整为基本参考值。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据独立权利要求的前序部分的方法和电路。
本发明特别是涉及一种用于匹配第一参考值的方法。第一参考值用于根据幅值匹配单元的输入信号生成第一位流。输入信号包括第一信号和第二信号。第一信号具有第一信号幅值，并且第二信号具有第二信号幅值。第一信号幅值和第二信号幅值形成混合幅值。第一非线性部件对输入信号进行解调，并且将解调的输入信号作为混合信号输出。幅值匹配单元基于第一参考值由混合信号或者解调的输入信号输出第一位流。
本发明特别是还涉及一种用于匹配第一参考值的电路，第一参考值用于根据输入信号生成第一位流。输入信号包括第一信号和第二信号，其中，第一信号具有第一信号幅值，并且第二信号具有第二信号幅值。第一信号幅值与第二信号幅值形成混合幅值。所述电路具有第一非线性部件和第一幅值匹配单元。第一非线性部件被构造用于对输入信号进行解调并且输出解调的输入信号。第一幅值匹配单元被构造用于基于第一参考值将解调的输入信号生成第一位流。
背景技术
为了特别是通过非接触安全模块接收输入信号并且对信号进行解调，已知不同的方法。接收单元从发送/接收设备接收第一信号。通常借助阻抗变换器、特别是用于倍增电压的装置和/或单元对接收到的第一信号进行修正。经由阻抗变换器，接收到的第一信号的幅值、特别是电压幅值增大。如果第一信号是经过幅值修正的信号，则借助于包括至少一个非线性部件的阻抗变换器对第一信号进行解调。阻抗变换器通常是电压倍增器。
为了由第一信号生成输出位流，借助幅值匹配单元对其进行处理。幅值匹配单元根据修正后的第一信号建立第一信号的位流。幅值匹配单元通常包括比较器，由此将解调的第一信号转换为二进制信号。此外，在第二电流路径中借助平滑单元对解调的第一信号进行平滑，由此形成用于比较器的参考值。优选比幅值匹配单元的输入端解调的第一信号的尖峰幅值小的参考值，被视作相对于解调的第一信号的参照值，用于生成第一输出位流。
由于无线通信的持续增加，调制到不同的载波频率的信号的数量增加。除了第一信号之外，非接触安全模块经常还接收其它信号、即至少一个第二信号。特别是，当第二信号具有第二载波频率，第二载波频率处于第一信号的第一载波频率附近，由此第一载波频率和第二载波频率处于安全模块的同一接收范围内，此外第二信号具有近似处于第一信号的数量级的幅值时，第一信号和第二信号的两个载波频率相互影响，使得安全模块不能由输入信号生成与第一信号相关的唯一的输出位流。通常仅产生噪声值。发送/接收设备和非接触安全模块之间的通信不再有保证。
例如，GSM und UHF-RFID的频率范围不仅紧邻，而且部分重叠。例如，UHF-RFID读取设备在865MHz的频率范围内进行发送，而GSM移动电话在880-915MHz的频率范围内进行发送。由于结构简单，UHF-RFID应答器能够在相对宽的频带上进行接收。UHF-RFID应答器的接收范围通常仅被天线限制。UHF-RFID应答器由此不仅能够接收UHF-RFID信号，而且能够接收相邻的移动电话的GSM信号。两个信号彼此叠加。现有技术的UHF-RFID应答器不能分离UHF-RFID信号并对其进行解码。一旦GSM信号的幅值相对于UHF-RFID信号超过一定限幅，则UHF-RFID应答器和UHF-RFID发送/接收设备之间不能进行通信
发明内容
本发明要解决的技术问题是，消除现有技术的缺点。特别是，要解决的技术问题是，提供安全模块改善的接收，由此在接收处于与第一信号相同的接收范围内的至少一个第二信号时，发送/接收设备和安全模块之间能够进行通信。
上述技术问题利用根据独立权利要求的方法和电路来解决。在从属权利要求中列出了有利构造。
在根据本发明的用于匹配用于由输入信号生成第一位流的第一参考值的方法中，输入信号包括第一信号和第二信号。第一非线性部件对输入信号进行解调并且输出解调的输入信号。此外，第一非线性部件输出基带总和信号。幅值匹配单元基于第一参考值根据解调的输入信号输出第一位流。根据本发明，检测单元检测第一信号和第二信号。参考值匹配单元通过去除第一和第二信号将第一参考值、特别是其幅值调整到基本参考值。
基带总和信号基本上是高频的第一和第二信号或输入信号的量值的包络线的总和。总和幅值大于第一或第二信号的信号幅值。优选第一信号是幅值调制的信号、例如UHF-RFID信号，而第二信号不是幅值调谐的信号、例如GMSK调制信号。去除第一和/或第二信号涉及对最小幅值的低于(Unterschreiten)。由此其应当理解为波谷经历(Taldurchlauf)。第一和第二信号的去除不一定同时进行。特别是，第一和第二信号可以在时间上不同地下降。第一和第二信号的去除由此描述不仅在第一信号的幅值走向中、而且在第二信号的幅值走向中同时存在0电平或者低电平信号的状态。
根据本发明的用于匹配用于由输入信号生成第一位流的第一参考值的电路包括第一非线性部件和第一幅值匹配单元。输入信号包括第一信号和第二信号。第一信号具有第一信号幅值，并且第二信号具有第二信号幅值。第一信号幅值与第二信号幅值形成混合幅值。第一非线性部件被构造用于对输入信号进行解调并且输出解调的输入信号。第一幅值匹配单元被构造用于基于第一参考值由解调的输入信号生成第一位流。根据本发明，所述电路包括检测单元和调整单元。检测单元被构造用于确定在输入信号中是否存在第一信号和/或第二信号。调整单元被构造用于在去除第二信号时，将第一参考值匹配到基本参考值。
不能总是保证对仅一个信号的接收。可能发生在输入信号中包含至少两个信号。如果去除至少两个信号中的一个、特别是第二信号，则通过本发明保证，在这种情况下与第一信号的信号走向对应地生成第一位流。特别是，借助于调整单元，使得能够使第一参考值快速地匹配于输入信号中的改变后的条件，其中，例如作为直流电压信号保留第一参考值的质量。
根据本发明的方法和根据本发明的电路优选在安全模块中得到应用。原则上，安全模块可以在下面也称为标签的便携式数据载体、例如芯片卡、安全的大容量存储卡或者USB令牌中实施。安全模块例如可以是身份证和/或车票。安全模块可以具有标记(Etikett)的形式。也可以将其固定地嵌入模块或者主体、例如可信平台模块(TPM)、M2M模块，用户识别模块或者解码器模块中。安全模块可以被设置为集成在笔记本、手机、计算机或者键盘中。优选安全模块具有处理器和存储器。安全模块特别是被构造用于经由空气接口例如在RFID、特别是UHF-RFID的频率范围内进行通信。安全模块可以被构造为UHF-RFID模块、优选被构造为UHF-RFID应答器。安全模块可以是UHF-RFID标签或UHF-RFID标记的一部分。
第一和/或第二信号由发送/接收设备发送。下面也称为发送器的发送/接收设备用于与安全模块进行通信。发送/接收设备可以是卡读取器，特别是作为移动单元、例如作为收银系统上的配件保持在计算机或者移动电话上，作为固定安装的设备特别是用于门禁控制，或者作为笔记本、移动电话、计算机或者键盘中的集成单元被保持。
非线性部件是在电流和电压之间具有非线性关系的电气和/或电子部件。电流-电压特征曲线对应地非线性地延伸。非线性部件可以仅仅是单个的元件或者也可以是非线性网络。非线性网络包括其互连产生非线性电流-电压特征曲线的元件。非线性部件可以是整流二极管、晶体管的集电极-发射极结或者电子管。非线性网络可以是整流二极管的互连。例如具有二极管电路或电荷泵的电压倍增器是非线性网络。
利用本发明，现在尤其能够在UHF-RFID应答器附近运行利用GSM服务的移动无线电电话，而不影响、特别是干扰UHF-RFID发送/接收设备和UHF-RFID应答器之间的通信。由此，GSM信号能够不对UHF-RFID应答器的通信产生负面影响、特别是干扰。
在一个实施方式中可以设置为，调整单元与总和幅值的走向对应地调整第一参考值。特别是在第一和/或第二信号的信号幅值改变的情况下，例如在第一和/或第二信号的接收质量不同的情况下，总和幅值可能不断发生变化。对应地，第一参考值的直接匹配是有利的。为了直接进行匹配，检测单元可以对第一和/或第二信号、特别是其信号幅值和/或总和幅值进行分析。有利的是，第一参考值耦合到总和幅值。
在一个实施中，调整单元包括开关单元。开关单元可以是电子开关、例如场效应晶体管或者双极晶体管。经由开关单元，可以作为第一参考值对幅值匹配单元分配预先确定的基本参考值。开关单元可以以多极的方式实现。对应于来自总和幅值的检测单元的不同的结果，可以作为第一参考值连接由多个基本参考值构成的基本参考值。调整单元优选可以结合检测单元包括控制回路、优选调节回路，由此能够实现第一参考值的无级匹配。调整单元尤其可以包括关于第一位流的传感器机构。
基本参考值可以由恒压源确定。还可以想到，基本参考值与总和幅值、第一信号和/或第二信号有关地设置。
在一个实施方式中，检测单元可以确定基本参考值和总和幅值之间的电压差。检测单元根据该电压差识别在输入信号中是否包含第一和/或第二信号。检测单元可以包括第二比较器。第二比较器优选是运算放大器。可以作为第二参考值对第二比较器提供基本参考值。检测单元基于该电压差对开关单元进行控制。当例如电压差大时，这意味着在输入信号中包含第二信号。开关单元不工作。相反，如果电压差小或者优选总和幅值小于基本参考值，则激活开关单元。
可以将第一信号调制到第一载波频率，并且将第二信号调制到第二载波频率。第一信号和第二信号形成混合信号。混合信号包括第一信号、第二信号以及第一信号和第二信号在中间频率上的混合积。第二非线性部件对混合积进行解调。第二幅值匹配单元由调制的混合积的信号走向生成关于第一信号的第二位流。
可以设置为，在第一非线性部件处抽取混合信号。抽取点可以与基带总和信号一致。附加地，可以构造单独的抽取点，用于在第一非线性部件处输出混合信号。替换地，可以设置另一个非线性部件、优选混合器。
混合幅值是由第一和第二信号通过相互影响形成的混合信号的幅值。
第一非线性部件基于第一载波频率和第二载波频率的不同的载波频率形成混合信号。在混合信号中包含第一和第二信号的混合积。混合积在中间频率(k x f1+m x f2)以及|k x f1–m x f2|上，其中，m＝0,1,2,3,...。通常，中间频率的阶数随着中间频率与载波频率的距离而增大。也就是说，第一阶适用于k+m＝2。第一阶的中间频率例如是2x f1,2xf2,1x f1+1x f2和|f1–f2|。第二阶(k+m＝3)的中间频率例如适用于中间频率3x f1,3xf2,|1x f1±2x f2|和|2x f1±1x f2|。由此，作为中间频率，可以是第一和第二载波频率的总和与差的整数倍。中间频率类似于边带；然而，其也是边带的载波频率的整数倍。中间频率可以正好是频率。中间频率也可以规定出现混合积的频谱或频率范围。例如，第一和/或第二信号的载波频率可以在规定的边界内。第一和/或第二信号例如是具有880MHz至915MHz的频率范围内的可能的载波频率的信号。混合积的混合幅值基本上是第一和第二信号的信号幅值与恒定因子的积。第一信号的走向包含在混合积中。特别是在同时接收例如相位调制的第二信号时，保持幅值或频率调制的第一信号的走向。在混合积中不包含第一和第二载波频率的叠加。混合积的幅值随着阶数升高而减小。由此，第一阶的混合积具有最大幅值。可以利用适合用于对第一信号进行解调的第二解调器对每一个混合积进行解调，而不受第二信号影响。
于是，在接收到第二信号时，第二位流对应于第一信号的信号走向。输出逻辑对应地从第一位流改变为第二位流，以输出第一信号的位流。第二幅值匹配单元可以与第一幅值匹配单元类似或相似地构建。第二幅值匹配单元可以包括与参考值匹配单元类似的单元，用于对第二幅值匹配单元提供第二参考值。
恒压源可以作为单独的电压源构造。例如，恒压源可以是电池或蓄电池。优选恒压源与输入信号耦合并且根据输入信号产生恒定的输出电压。恒压源可以包括齐纳二极管、电压调节器、电荷泵和/或分压器。优选将恒压源规定为对应于第一信号的最大信号幅值的输出电压。可以连接恒压源，使得恒压源的输出电压作为基本参考值经由欧姆电阻施加在幅值匹配单元上。
附图说明
下面将根据附图进一步示例性地说明本发明。
图1a示出了根据本发明的实施例的框图；
图2示出了根据本发明的实施例的详细图示；
图3示出了关于图2中的电路的示意性频率图；
图4示出了对图2中的电路的扩展；
图5a示出了将本发明用于安全模块的有效范围增大的应用示例；
图5b示出了对有效范围增大进行控制的实施例；以及
图6示出了图5a中的应用示例的控制方案。
具体实施方式
在图1中示出了关于根据本发明的实施方式的框图。
接收单元11接收输入信号s。输入信号s包括具有第一信号幅值的第一信号s1和具有第二信号幅值的第二信号s2。在该实施例中，第一信号s1是处于大约865MHz的第一载波频率f1上的UHF-RFID信号。第二信号s2是处于大约915MHz的第二载波频率f2上的GSM信号。输入单元11将输入信号s转发到第一非线性部件18、此处为电压倍增器(SV)18。
电压倍增器18与电荷泵类似地构建并且包括二极管和电容器的互连。第一电压倍增器18由于其非线性特征曲线而具有电子混合器的功能。第一电压倍增器18由输入信号s生成基带总和信号21a。第一电压倍增器18对输入信号s进行解调。
向第一幅值匹配单元12转发基带总和信号21a。第一幅值匹配单元12基于第一参考信号由基带总和信号21a生成第一位流20。为此，第一幅值匹配单元12参考第一参考信号对基带总和信号21a进行分析。第一幅值匹配单元12优选将基带总和信号21a的幅值与第一参考信号的幅值进行比较。
在该实施方式中，第一参考信号仅由调整单元192产生。第一参考信号特别地是直流电压幅值。参考信号与第一和第二信号s1,s2有关。在基带总和信号21a中包含幅值调制的信号s1的走向。为了产生第一参考值，将基带总和信号21a转换为具有小的波动的尽可能均质的直流电压信号。
第一幅值匹配单元12参考第一参考信号，基于基带总和信号21a的幅值变化生成第一位流20。第一幅值匹配单元12将基带总和信号21a的幅值与第一参考信号的幅值进行比较，并且与具有信号1和信号0的二进制信号对应地输出第一位流20。
与第一幅值匹配单元12并行地向参考值匹配单元19转发基带总和信号21a。参考值匹配单元19包括检测单元191、调整单元192和本实施例中的恒压源16。检测单元191对基带总和信号21a进行分析。特别是，检测单元191识别是否、何时和/或在什么范围内不再接收到第二信号s2。调整单元192基于检测单元191的结果控制第一参考信号的幅值。调整单元192借助恒压源16使得第一参考信号具有特定电压幅值。第一参考信号形成第一幅值匹配单元12的第一参考值。借助调整单元192和检测单元191，可以将第一参考值设置为用于由基带总和信号21a生成第一位流的值。恒压源16的电压幅值由此对应于针对幅值匹配单元12的基本参考值。例如在共同去除第一和第二信号s1,s2时，特别是能够快速地对基带总和信号21a的变化、特别是第一和/或第二信号s1,s2的变化作出反应。
在图2中借助电路示出了另一个实施例。该示例与图1的不同之处特别在于参考值的提供以及电路的详细程度。
接收单元11接收包括第一和第二信号s1,s2的输入信号s。向非线性部件18转发输入信号s。在当前情况下，非线性部件18是第一电压倍增器18。第一电压倍增器18将输入信号s的幅值放大。第一电压倍增器18由于其非线性特性同时具有解调器和混合器的功能。第一电压倍增器18产生基带总和信号21a。基带总和信号21a包括第一和第二信号s1,s2的量值的包络线的总和。向包括第一比较器123和参考值生成器121的第一幅值匹配单元12转发基带总和信号21a。在第一比较器123的输入端处施加基带总和信号21a。
此外，向参考值生成器121馈送基带总和信号21a。参考值生成器121具有整流二极管和第一电容器。参考值生成器121向第一比较器123提供第一参考值。第一参考值基本上对应于减去整流二极管的正向电压的基带总和信号21a中的直流电压部分。借助电容器附加地对参考值进行平滑。第一参考值因此小于基带总和信号21a的幅值的尖峰值。
参考值匹配单元19基本上与参考值生成器121并联连接。参考值匹配单元19包括第二比较器191、电子开关192形式的调整单元192、负载电阻193和恒压源16。向第二比较器191的一个输入端(负输入端)馈送基带总和信号21a。第二比较器191的第二输入端(正输入端)连接到恒压源16。第二比较器192的输出端控制电子开关192。
电子开关192可以将接收参考值的第一比较器123的正输入端连接到恒压源16。电子开关192使得能够将恒压源16的电位作为第一参考值馈送到第一比较器123。
优选恒压源16的电位对应于0.4-0.6V。参考值生成器121产生与基带总和信号21a、即与第一和第二信号s1,s2有关的所生成的参考值。如果仅接收一个信号，则第一参考值比在接收第一和第二信号s1,s2时低。由于参考值生成器121的电容器，对尖峰幅值进行平滑。基带总和信号21a的幅值的上升被快速地考虑。在从接收单元11接收到第一和第二信号s1,s2之后，基带总和信号21a中的一个信号的去除由于电容器的放电而产生响应延迟。为了使电容器尽可能快地放电，但是第一参考值保持特定电位，在去除一个信号、优选第二信号s2时，连接电子开关192。向参考值生成器121馈送恒压源16的电压电位。参考值生成器121的电容器经由恒压源16基本上放电到其电位。作为第一参考值向第一比较器123提供恒压源16的电压电位。
第一比较器123能够快速地对输入信号s的变化、特别是对第二信号s2的去除作出反应。第一比较器123可以紧接在去除第一或第二信号s1,s2之后由输入信号s生成第一位流20，并且向输出逻辑13提供第一位流20，以作为输出位流输出第一信号s1的位流。
在图3中示出了时间范围t0至t6内的图2的测量点A至E处的信号走向。下面，参考图2和3描述与时间范围t0至t6对应的操作情形。
在时间间隔t0至t1中，输入单元11仅接收第一信号s1。输入信号s仅包含第一信号s1。第一电压倍增器(SV)18提高输入信号s的幅值并且对输入信号s进行解调。第一电压倍增器18的输出端处的基带总和信号21a仅包含提高的解调的输入信号s(参见测量点A)。参考值生成器121获得基带总和信号21a并且由基带总和信号21a生成第一参考值。第一参考值基本上对应于基带总和信号21a中的直流电压部分。
此外，基带总和信号21a施加在参考值匹配单元19的第二比较器191的负输入端上。恒压源16的电位施加在第二比较器191的正输入端上。当基带总和信号21a的信号走向、由此第一信号s1经过波谷(参见测量点B)时，第二比较器191输出信号1。第二比较器191对应地连接电子开关192，由此使所产生的参考值生成器121的第一参考值的电位匹配于恒压源16的电压电位。换句话说，当第一信号经历波谷时，参考值生成器121的电容器的电压电位在超过恒压源16的电压电位时快速地经由负载电阻193匹配于恒压源16的电位(参见测量点C)。电容器至少部分地放电。对应地作为第一参考值在正输入端处向第一比较器123提供恒压源16的电压电位。由此第一参考值在时间间隔[t0；t1]内在具有DC移位(直流电压移位)的情况下对应于解调的第一信号s1的走向、即基带总和信号21a。
基带总和信号21a同样施加在第一比较器123的负输入端上。基带总和信号21a中的波谷经历(0幅值)通过参照参考值由幅值匹配单元在第一位流20中产生信号1(参见测量点D)。第一比较器123输出第一位流20。输出逻辑13由第一位流20建立第一信号s1的位流(参见测量点E)。
在时间间隔[t1；t2]中，安全模块不仅接收第一信号，而且接收第二信号s2。第一电压倍增器18由输入信号s生成基带总和信号21a。基带总和信号21a的幅值明显大于在时间间隔[t0；t1]中(参见测量点A)。特别是，基带总和信号21a的信号走向对应于第一信号的走向或基带并且与第二信号s2的幅值成比例地包括电压移位。
如上面所阐述的，参考值生成器121由基带总和信号21a生成用于比较器123的正输入端的第一参考值。该时间间隔中的第一参考值大于在时间间隔[t0；t1]中。基带总和信号21a中的波谷经历的幅值大于恒压源16的电压电位。第二比较器191向其输出端提供信号“0”(参见测量点B)。第一电子开关192不连接。第一参考值由此作为决定性的参考值施加在第一比较器123的正输入端上(参见测量点C)。第一比较器123参考第一参考值由基带总和信号21a生成第一位流20(参见测量点D)。向输出逻辑13馈送第一位流20。输出逻辑13输出第一信号s1的位流(参见测量点E)。
接收单元11在时间间隔t0至t2期间接收了调制的第一信号s1。在时间间隔[t2-t3]期间，接收单元11既不接收第一信号s1，也不接收第二信号s2。没有第一和第二信号s1,s2的基带总和信号21a施加在第一电压倍增器18的输出端上，即基带总和信号21a具有0电平。第一参考值生成器121暂且对于第一比较器123保持第一参考值。第二比较器191将基带总和信号21a与恒压源16的幅值进行比较。第二比较器191对应地输出信号1(参见测量点B)并且连接电子开关193。参考值生成器121的电容器经由电子开关193和恒压源16放电到其幅值或电压电位。第一参考值对应于比基带总和信号21a的幅值大的恒压源16的幅值。第一比较器123输出信号1(参见测量点D)。输出逻辑13对应地输出信号0(参见测量点E)。输出逻辑13的信号在时间间隔[t2；t3]内对应于第一信号s1的解调的信号走向。
在时间间隔[t3；t4]中，接收单元接收第一信号s1，其在幅值调制方面100％未调制。此外，未接收载波频率为915MHz的第二信号s2。
参考值生成器121基于基带总和信号21a生成第一参考值。基带总和信号21a没有波谷(参见测量点A)。第一参考值对应于在时间间隔[t1；t2]中在基带总和信号21a的尖峰幅值期间生成的第一参考值。第一参考值基本上对应于第一信号s1的幅值减去参考值生成器121的整流二极管的正向电压。基带总和信号21a的幅值大于恒压源16的幅值。第二比较器191输出信号“0”(参见测量点B)。电子开关192不连接。由参考值生成器121提供的第一参考值施加参考值匹配单元12的第一比较器123的正输入端上(参见测量点C)。第一比较器123在其输出端处提供持续的“0”信号或低电平信号作为第一位流20(参见测量点D)。输出逻辑13由第一位流20生成第一信号s1的位流(参见测量点E)。
在时间间隔[t4；t5]中，接收单元11又接收100％幅值调制的第一信号s1。此外，未接收到第二信号s2。输出逻辑13的输出端处的第一信号s1的位流与时间间隔[t0；t1]类似地生成。在基带总和信号21a中的每个波谷经历中，第二比较器192输出信号“1”(参见测量点B)。电子开关192连接。参考值生成器121的平滑电容器放电到恒压源16的电压电位。确定第一参考值在恒压源16的电压电位。
在时间间隔[t5；t6]中，与时间间隔[t1；t2]类似地生成第一信号s1的位流。
如从所阐述的实施例中可以看到的，仅当混合信号的幅值小于恒压源16的电压幅值时，参考值匹配单元19动作。也就是说，仅当未从接收单元11接收到第一信号s1和第二信号s2时，参考值匹配单元19影响参考值生成器121。在这种情况下，参考值生成器121的平滑电容器放电到由参考值匹配单元19、特别是恒压源16预先给定的电位。
在图4中示出了对在图2中示出的实施例的扩展。详细来说，增加了带通滤波器141、第二电压倍增器144形式的第二非线性部件144和第二幅值匹配单元142。此处，使用电子混合器的第一电压倍增器18的特征，使得第一电压倍增器18向带通滤波器141馈送混合信号21b。优选混合信号21b与基带总和信号21a不同。带通滤波器141从混合信号21b中滤出混合积信号22。向第二电压倍增器144馈送混合积信号22。第二电压倍增器144对混合积信号22进行解调，提高其幅值，并且输出基带信号22a。向第二幅值匹配单元142馈送基带信号22a。第二幅值匹配单元142由基带信号22a生成第二位流23。向输出逻辑13馈送第二位流23。输出逻辑13由第一位流20和第二位流23生成第一信号s1的位流。特别是，输出逻辑13在施加了第二位流23时改变为输出第二位流23作为第一信号s1的位流。也就是说，仅当在第二位流23处施加了信号时，输出逻辑输出第二位流23。
借助于第一非线性部件18(第一电压倍增器18)，在接收到第一和第二信号时生成基带总和信号21a和混合信号21b。如果在未施加第一信号s1的信号电平期间接收到第二信号s2，则第一幅值匹配单元12可能在第一位流20中产生位错误。基带总和信号21a的幅值的增大可能由于对来自第一幅值匹配单元12的第二信号s2的接收而被评价为解调的第一信号s1的信号“1”。为了排除该位错误，通过带通滤波器141将混合积信号22从混合信号21b中滤出。混合积信号22关于其它干扰混合积和信号被清理。第一信号s1以幅值调制的方式存在。第二信号s2不以幅值调制的方式存在。第二电压倍增器144将混合积信号22关于第一信号s1解调。第二电压倍增器144输出基带信号22a。基带信号22a包括解调的第一信号s1。第二幅值匹配单元142参考第二参考值生成第二位流23。类似地参考值生成器121可以由基带信号22a生成第二参考值。附加地，第二参考值可以与第一参考值类似地借助类似的参考值匹配单元生成。
输出逻辑13识别是否生成了第二位流23，并且对应地切换为第二位流23，以输出第一信号s1的位流。优选在输出第一位流20时将其反向并且作为第一信号s1的位流输出。输出逻辑13的输出位流对应于第一信号s1的位流。
在图5a中示出了将本发明应用于UHF-RFID标记和标签中以增大有效范围的实施例。
多个UHF-RFID发送器100a,100b,100c,100d可以分别从特定范围(围绕UHF-RFID发送器100a,100b,100c,100d的实线圆)内的UHF-RFID标记10a,10b,10c,10d接收响应。UHF-RFID标记10a,10b,10c,10d根据本发明设计。为了在UHF-RFID发送器100a,100b,100c,100d和UHF-RFID标记10a,10b,10c,10d之间进行通信，UHF-RFID标记10a,10b,10c,10d在电磁远场中工作，也就是说，其借助调制的后向散射传输响应。UHF-RFID标记10a,10b,10c,10d没有自己的能量源。因此，其有效范围与电磁远场有关。第一UHF-RFID标记10a可以在第一UHF-RFID发送器100a的场中与其通信。但是第一UHF-RFID标记10a原则上不能与第二/第三/第四UHF-RFID发送器10b,10c,10d进行通信。第二UHF-RFID标记10b在第二和第三UHF-RFID发送器100b,100c的通信范围内并且可以与其通信。第四UHF-RFID标记10d仅在通信范围内与第四UHF-RFID发送器100d通信。为了第二UHF-RFID标记10b能够与第一UHF-RFID发送器100a通信，必须为第二UHF-RFID标记10b提供更多能量。为此，第二UHF-RFID标记10b可以从第二和第三UHF-RFID发送器100b,100c的电磁场汲取能量。
第二和第三UHF-RFID发送器100b,100c分别发送分别处于第二和第三载波频率f2,f3的未调制的第二和第三信号s2,s3。第一UHF-RFID发送器100a作为处于第一载波频率f1上的调制的第一信号s1向第二UHF-RFID标记10b发送请求。原则上，第一、第二和第三载波频率处于同一频带中并且f1≠f2；f1≠f3；f1≈f2；f1≈f3。第二UHF-RFID标记10b接收调制的第一信号s1以及未调制的信号s2,s3。由于附加的第二和第三信号s2,s3与第一信号s1叠加，因此在第二UHF-RFID标记10b中形成混合积。该混合积可以用于对第二UHF-RFID标记10的其它信号处理。第一、第二和第三信号s1,s2,s3的能量含量总体上向第二UHF-RFID标记10b提供。第二UHF-RFID标记10b接收第一、第二和第三信号s1,s2,s3并且借助本发明生成第一信号s1的位流。第二UHF-RFID标记10b建立第一响应。
由于多个信号、即第一、第二和第三信号s1,s2,s3，第二UHF-RFID标记10b获得相对于仅单个第一信号s1更多的能量用于运行。返回有效范围原则上不增大。由于第一UHF-RFID发送器100a的能量，其足以对返回信号或第一响应进行分析。如果第二UHF-RFID标记10b处于第一UHF-RFID发送器100a的能量有效范围外，但是在其通信有效范围内，则通过第二UHF-RFID发送器100b的附加能量输入，可以对第二UHF-RFID标记100b施加足够的能量，用于与第一UHF-RFID发送器100a进行通信。由于第二UHF-RFID标记10b的附加能量供应，其可以对幅值较小的信号进行分析。第一UHF-RFID发送器100a和第二UHF-RFID标记10b之间的距离可以增大(参见围绕第一UHF-RFID发送器100a的双点划线)。对应的内容适用于连接以使用第四UHF-RFID发送器100d以与第一UHF-RFID发送器100a进行通信的第四UHF-RFID标记10d。
能量有效范围是可以对UHF-RFID标记供应足够的能量用于其运行的UHF-RFID发送器的有效范围。通信有效范围是只要UHF-RFID标记获得足够的能量用于UHF-RFID标记的运行，则UHF-RFID标记可以与UHF-RFID发送器进行通信的UHF-RFID标记的有效范围。能量有效范围通常小于通信有效范围。
第二UHF-RFID发送器100b的电磁远场到达第三UHF-RFID标记10c。然而，第一UHF-RFID发送器100a的通信有效范围不能足够地增大，以便第三UHF-RFID标记10c能够对第一UHF-RFID发送器100a进行响应。
在图5a中仅示例性地示出了从第一UHF-RFID发送器100a出发的通信。通信可以对应地传输到另一个UHF-RFID发送器、例如第二、第三和/或第四UHF-RFID发送器100b,100c,100d。原则上应当注意，仅一个UHF-RFID发送器发送有效的通信信号、即调制的UHF-RFID信号。其它发送器、例如第二、第三和第四UHF-RFID发送器100b,100c,100d优选发送未调制的信号。由于未调制的信号，仅向UHF-RFID标记提供附加能量。借助本发明，UHF-RFID标记可以由叠加的信号生成对应于调制的信号的位流。如果两个UHF-RFID发送器同时发送UHF-RFID标记可识别的调制的信号，则UHF-RFID标记不能由两个调制的信号的叠加生成位流。
在图5b中示出了对根据图5a的有效范围增大的控制的实施例。中心装置110对UHF-RFID发送器100a,100b,100c,100d进行控制。中心装置110确定哪个UHF-RFID发送器100a,100b,100c,100d可以与第一和/或第二UHF-RFID标记10a,10b(仅示出了图4b中的第一和第二UHF-RFID标记10a,10b)进行通信。特别是，中心装置110确定哪个UHF-RFID发送器100a,100b,100c,100d发送了第一和/或第二RFID标记10a,10b可解调的第一信号，并且UHF-RFID发送器100a,100b,100c,100d中的哪个发送了未调制或者第一和/或第二UHF-RFID标记不可解调的信号。因此，第一UHF-RFID发送器100a发送第一RFID标记10a可解调的信号，而第二、第三和第四UHF-RFID发送器100b,100c,100d分别发送第一RFID标记10a未解调的信号。由此可以增大第一UHF-RFID发送器100a和第一RFID标记10a之间的通信有效范围。类似地，第四UHF-RFID发送器100d发送第二RFID标记10b可解调的信号，而第一、第二和第三UHF-RFID发送器100a,100b,100c分别发送第二RFID标记10b未解调的信号。由此可以增大第四UHF-RFID发送器100d和第二RFID标记10b之间的通信有效范围。然而，系统被构造为，第一和第四UHF-RFID发送器100a,100d不同时发送或者第一和第四UHF-RFID发送器100a,100d分别发送具有不同的调制方式的信号。
优选中心装置110有针对性地指示UHF-RFID发送器100a,100b,100c,100d。替换地，第一、第二、第三和/或第四UHF-RFID发送器100a,100b,100c,100d中的多个也可以被委派用于与第一和/或第二UHF-RFID标记10a,10b进行通信，其中，第一、第二、第三和/或第四UHF-RFID发送器100a,100b,100c,100d不同时关于第一和/或第二UHF-RFID标记10a,10b发送调制的信号。
除了通信之外，还可以通过关于载波频率分析信号对第一和/或第二UHF-RFID标记10a,10b进行空间定位。除控制UHF-RFID发送器之外，中心装置110可以承担中央通信点、例如所有消息的分配中心的功能。
在图6中示出了本发明的另一个应用示例。空间结构与图5a类似。代替UHF-RFID发送器100a,100b,100c,100d和UHF-RFID标记10a,10b之间的通信，在该图中考虑UHF-RFID发送器100a,100b,100c,100d相互之间的通信。
为了在UHF-RFID发送器100a,100b,100c,100d和UHF-RFID标记10a,10b,10c之间进行通信，第一UHF-RFID发送器100a发送调制的信号。第二、第三和第四UHF-RFID发送器100b,100c,100d发送未调制的信号。代替未调制的信号，第二、第三和第四UHF-RFID发送器100b,100c,100d可以发送第一、第二和第三UHF-RFID标记10a,10b,10c不可调制的信号。由此，这样的信号同样看起来对于第一、第二和第三UHF-RFID标记10a,10b,10c是干扰信号或者是未调制的信号。信号不可调制并不意味着其100％未调制到载波频率上。相反，信号可以具有利用UHF-RFID标记未知的调制方法或者编码方法调制到载波频率上的数据。例如在第一、第二、第三和第四UHF-RFID发送器100a,100b,100c,100d与第一、第二和第三UHF-RFID标记10a,10b,10c之间借助ASK调制传输数据时，第一、第二、第三和/或第四UHF-RFID发送器100a,100b,100c,100d可以利用FSK调制发送信号。该信号对于第一、第二或者第三UHF-RFID标记10a,10b,10c来说是不可调制的。第一、第二、第三和/或第四UHF-RFID发送器可以被构造用于对利用FSK调制进行调制的信号进行解调。可以使用FSK调制在UHF-RFID发送器100a,100b,100c,100d之间进行数据交换(点划线)。借助FSK调制的数据对于UHF-RFID标记10a,10b,10c,10d是不可调制的。由此可以保证UHF-RFID发送器100a,100b,100c,100d之间的通信不被UHF-RFID标记10a,10b,10c,10d处理。UHF-RFID发送器100a,100b,100c,100d例如可以相互发送例如针对待机功能或者载波频率的改变的控制信号。中心装置110附加地监视并且控制UHF-RFID发送器100a,100b,100c,100d(虚线)。
从描述和附图中可以看出，本发明有助于改善UHF-RFID设备的抗干扰性。在与希望的数据信号相同的频带内接收的干扰信号可以简单地、以小的结构类型并且以低成本滤除。此外，通过本发明还可以增大UHF-RFID标签的有效范围。此外，可以在UHF-RFID发送器之间进行通信。
Claims (16)
1.一种用于匹配第一参考值的方法，第一参考值用于通过第一幅值匹配单元(12)由输入信号(s)生成第一位流(20)，其中，输入信号(s)包括第一和第二信号(s1,s2)，第一信号(s1)和第二信号(s2)形成基带总和信号(21a)，第一非线性部件(18)对输入信号(s)进行解调并且输出解调的输入信号(s)，并且幅值匹配单元(12)基于第一参考值由解调的输入信号(s)输出第一位流(20)，
其特征在于，
参考值匹配单元(19)包括检测单元(191)，检测单元(191)检测第一和第二信号(s1,s2)，并且在去除第一和第二信号(s1,s2)时，调整单元(192)将第一参考值调整为基本参考值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一信号(s1)具有第一信号幅值(s2)并且第二信号具有第二信号幅值，第一和第二信号幅值形成基带总和信号(21b)的总和幅值，并且第一参考值跟踪总和幅值的走向。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，调整单元(192)借助开关单元(192)、特别是电子开关(192)将第一参考值调整为基本参考值。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，恒压源(16)、特别是稳定的恒压源(16)提供基本参考值。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，第一参考值与总和幅值耦合。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，向检测单元(191)提供基本参考值，用于检测第二信号(s2)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，检测单元(191)确定基本参考值与总和幅值之间的电压差。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将第一信号(s1)调制到第一载波频率上，并且将第二信号(s2)调制到第二载波频率上，其中，第一和第二信号(s1,s2)形成混合信号(21b)，并且混合信号(21b)包括第一信号(s1)、第二信号(s2)以及处于中间频率上的第一信号(s1)与第二信号(s2)的混合积，其中，第二非线性部件(141)对混合积进行解调，并且第二幅值匹配单元(142)由解调的混合积生成关于第一信号(s1)的第二位流(23)。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，向输出逻辑(13)馈送第一幅值匹配单元(12)的输出端处的第一位流(20)和/或第二幅值匹配单元(142)的第二位流(23)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，检测单元(191)检测第一和/或第二信号(s1,s2)的边沿。
11.一种用于匹配第一参考值的电路，第一参考值用于由输入信号(s)生成第一位流(20)，其中，输入信号(s)包括第一信号(s1)和第二信号(s2)，第一信号(s1)具有第一信号幅值，并且第二信号(s2)具有第二信号幅值，并且第一信号幅值与第二信号幅值形成总和幅值，所述电路具有第一非线性部件(18)和第一幅值匹配单元(12)，第一非线性部件(18)被构造为，对输入信号(s)进行解调并且输出解调的输入信号，并且第一幅值匹配单元(12)被构造为，基于第一参考值由解调的输入信号(s)生成第一位流(20)，
其特征在于，
所述电路包括检测单元(191)和调整单元(192)，其中，检测单元(191)被构造为，确定在输入信号(s)中是否存在第一信号(s1)和第二信号(s2)，并且调整单元(192)被构造为，在去除第一信号(s1)和第二信号(s2)时，将第一参考值调整为基本参考值。
12.根据权利要求10所述的电路，其特征在于，所述电路在安全模块(10)中、特别是在UHF-RFID模块中使用。
13.根据权利要求10或11所述的电路，其特征在于，调整单元(192)包括开关、特别是电子开关(192)，其中，调整单元(192)被构造为，将第一参考值的电压水平与基本参考值的电压水平耦合。
14.根据权利要求10至12中任一项所述的电路，其特征在于，所述电路具有恒压源(16)、特别是稳定的恒压源(16)，其中，恒压源(16)被构造为提供基本参考值。
15.根据权利要求10至13中任一项所述的电路，其特征在于，所述电路具有输出逻辑(13)，其中，输出逻辑(13)的第一输入端与第一位流(20)耦合，并且输出逻辑(13)被构造为生成第一信号(s1)的位流。
16.根据权利要求10至14中任一项所述的电路，其特征在于，所述电路包括频率滤波器(141)、特别是带通滤波器(141)、第二非线性部件(144)和第二幅值匹配单元(142)，其中，频率滤波器(141)连接在第一非线性部件(141)下游，第一非线性部件(141)形成混合积，并且频率滤波器(141)形成位于中间频率上的第一和第二信号(s1,s2)的混合积，并且第二非线性部件(141)对混合积进行解调，并且第二幅值匹配单元(142)构造为生成第二位流(23)，并且输出逻辑(13)的第二输入端与第二位流(23)耦合。
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