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HINTERGRUND
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Funk-Kommunikationssysteme, und insbesondere auf ein Funk-Kommunikationssystem mit einem Lesegerät mit variablen Sendesignalpegeln.
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Ein Hochfrequenz-Identifikation-Kommunikationssystem (RFID-Kommunikationssystem; RFID = Radio Frequency Identification) ist ein drahtloses System mit einem Lesegerät und einem Transponder (engl. tag). Kommunikationsschnittstellen und -protokolle zwischen dem Lesegerät und dem Transponder sind beispielsweise in ISO/IEC 18000-3, Modus 2 beschrieben.
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Jeder Transponder weist üblicherweise eine Antenne, einen analogen Schaltkreis zum Empfangen und Senden (Transceiver), sowie einen digitalen Schaltkreis und einen permanenten Speicher auf. Der digitale Schaltkreis ist bei komplexeren Modellen ein Mikrocontroller. Bei einem Etikettformat handelt es sich um einen Chip, der auf einem Trägermaterial befestigt ist, die eine Antenne aufweist, typischerweise in Form einer Schleife.
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Das Lesegerät, auch Abfragegerät (Interrogator) genannt, ist ein Sende/Empfangsgerät, das eine Breitbandantenne aufweist, um den Transponder mit einem RF-Signal abzufragen. Wenn das Lesegerät mit einem Computersystem arbeitet, wie beispielsweise einem Kassensystem oder Inventarsteuersystem, speichert das Lesegerät die Transponderinformationen und unternimmt eine oder mehrere entsprechende Handlungen in Abhängigkeit von der Anwendung. In Anwendungsfällen ist es auch möglich, dass das Lesegerät auf den Transponder schreibt und die Daten des Transponders verändert.
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1 zeigt ein Blockschaltbild eines üblichen RFID-Systems 10, das ein Lesegerät 20 und mindestens einen Transponder 30 umfasst.
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Ein Transponder kann passiv, halbpassiv oder aktiv sein. Im passiven Fall erhält der Transponder seine Energie aus dem RF-Signal, das von dem Lesegerät abgestrahlt wird, wodurch die Schaltungsanordnung des Transponders mit Leistung versorgt werden kann. Das heißt, ein passiver Transponder richtet das empfangene Signal gleich und filtert es zu einem DC-Signal bzw. Gleichstromsignal (DC = direct current), das die Schaltungsanordnung mit Leistung versorgt. Ein aktiver Transponder unterscheidet sich von einem passiven Transponder dahingehend, dass er eine eigene Energiequelle aufweist.
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RFID-Systeme im verbreiteten 13,56 MHz Band arbeiten im elektromagnetischen Nahfeld. Das Zusammenspiel zwischen Sender und Empfänger(n) basiert auf dem Prinzip eines Transformators und lässt sich prinzipiell mit dessen Theorie beschreiben. In diesem Modell stellt die Lesegeräteantenne die Primärwicklung des Transformators dar, und die Transponderantenne die Sekundärwicklung. Eine Signalstärke an dem Transponder ist proportional zu dem Abstand desselben von dem Lesegerät, und somit muss der Transponder in der Nähe zu dem Lesegerät platziert sein, damit der Transponder und das Lesegerät kommunizieren können. Eine typische Reichweite beträgt beispielsweise unter 20 cm, wobei die Reichweite unter anderem mit der Betriebsfrequenz, der Antennengeometrie und der Sendeleistung variieren kann.
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RFID-Systeme weisen eine Kollisionsauflösung auf, da mehrere Transponder, die simultan innerhalb des Antennenfelds des Lesegeräts aktiviert werden, einander gegenseitig beeinflussen bzw. stören können. Viele verfügbare Schemata sind bekannt, um derartige Kollisionen zu verhindern. Ein Schema verwendet eine Zeitteilungsmultiplexanordnung, wobei jedem Transponder ein Zeitschlitz zugewiesen wird, in dem dasselbe zu senden hat. Ferner können Kollisionen durch ein Stummschalten bzw. Stummtasten (muting) aller Transponder außer des gelesenen Transponders aufgelöst werden, um sicherzustellen, dass keine Kollision auftritt. Nach einer bestimmten Dauer werden die stummgetasteten Transponder wieder aktiviert.
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RFID-Lesegeräte arbeiten standardmäßig mit festgelegten Sendepegeln bzw. -leistungen. Trotz der oben angeführten aufwendigen Verfahren zur Verbesserung der Kommunikation zwischen einem Lesegerät und einer Mehrzahl von Transpondern kann diese unter bestimmten Betriebsparametern des Systems nicht zufriedenstellend sein. Dies kann sich etwa darin zeigen, dass bei multiplen Transpondern (zum Beispiel Stacked Tags), wie sie zum Beispiel in der Dokumenten-Inventarisierung vorkommen, eine Kommunikation des Lesegeräts nicht mit allen, eigentlich in Reichweite befindlichen Transpondern möglich ist. Dies ist unter anderem in der gegenseitigen Beeinflussung der Transponder begründet.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kommunikationsverfahren, ein Lesegerät und ein Kommunikationssystem mit verbesserten Charakteristika bereitzustellen.
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KURZDARSTELLUNG
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Gemäß einer Ausführungsform wird ein Kommunikationsverfahren zwischen einem Lesegerät und mindestens einem ersten Transponder bereitgestellt, der dazu eingerichtet ist, auf Sendesignale des Lesegeräts zu antworten. Das Verfahren umfasst Senden eines ersten Signals mit einem ersten Sendesignalpegel durch das Lesegerät; falls bei dem ersten Sendesignalpegel eine Antwort des mindestens einen Transponders erfolgt, Einrichten einer Kommunikation zwischen dem Lesegerät und dem mindestens einen Transponder; automatisches Verändern des Sendesignalpegels durch das Lesegerät; Senden eines weiteren Sendesignals mit einem Sendesignalpegel, der sich vom ersten Sendesignalpegel unterscheidet.
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Gemäß einer Ausführungsform wird ein Lesegerät für ein Funk-Identifikationssystems bereitgestellt. Das Lesegerät ist zur Kommunikation mit mindestens einem Transponder eingerichtet, wobei das Lesegerät zum Senden einer Anfrage mit variablen Sendesignalpegeln ausgelegt ist, und wobei das Lesegerät eine Auswahl des Sendesignalpegels automatisch vornimmt.
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Gemäß einer Ausführungsform wird ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt. Das Computerprogrammprodukt umfasst ein darauf gespeichertes Softwareprogramm für ein Lesegerät, das bei Ausführung auf einem Lesegerät dieses zur Ausführung eines Verfahrens gemäß Ausführungsformen veranlasst.
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Gemäß einer Ausführungsform wird ein Kommunikationsverfahren zwischen einem Lesegerät und mindestens einem ersten Transponder, welcher eingerichtet ist, auf Sendesignale des Lesegeräts zu antworten, bereitgestellt. Das Verfahren umfasst Senden eines ersten Signals mit einem ersten Sendesignalpegel durch das Lesegerät; Antwort mindestens eines Transponders, automatisches Verändern des Sendesignalpegels durch das Lesegerät.
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Weitere Ausführungsformen, Modifikationen und Verbesserungen des Lesegeräts und des Verfahrens ergeben sich anhand der folgenden Beschreibung, der Figuren und der beigefügten Ansprüche.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die beiliegenden Zeichnungen sind aufgenommen, um ein eingehenderes Verständnis der vorliegenden Erfindung zu vermitteln, und stellen einen Teil der Beschreibung dar. Die Zeichnungen veranschaulichen die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung. Andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und viele der damit einhergehenden Vorteile der vorliegenden Erfindung sind ohne weiteres erkennbar, wenn sie durch Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung besser verstanden werden. Die Elemente der Zeichnungen sind relativ zueinander nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen entsprechende ähnliche Teile.
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1 zeigt ein Blockdiagramm eines RFID-Systems.
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2 ein Diagramm der Lastmodulation von zwei Transpondern im Feld eines Lesegeräts.
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3 zeigt ein Diagramm eines Transponders im Feld eines Lesegeräts bei unterschiedlichen Abständen.
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4 zeigt ein Diagramm gestapelter Transponder bei unterschiedlichen Abständen zu einem Lesegerät.
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5 zeigt ein weiteres Diagramm gestapelter Transponder in Abstand zu einem Lesegerät bei unterschiedlichen Sendeleistungen des Lesegeräts.
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6 zeigt ein Flussdiagramm eines Kommunikationsverfahrens gemäß Ausführungsbeispielen.
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7 zeigt ein weiteres Flussdiagramm eines Kommunikationsverfahrens gemäß Ausführungsbeispielen.
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8 zeigt Beispiele für die Rückmodulation eines Transponders in verschiedenen Betriebszuständen gemäß Ausführungsbeispielen.
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Die gleichen oder entsprechenden Komponenten in den Zeichnungen sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen als Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung verwirklicht werden kann.
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Es wird nun ausführlich auf verschiedene Ausführungsformen Bezug genommen, von denen ein oder mehrere Beispiele in den Figuren dargestellt sind. Jedes Beispiel wird als Erläuterung geliefert und soll keine Beschränkung der beigefügten Ansprüche sein. Beispielsweise können als Teil einer Ausführungsform dargestellte oder beschriebene Merkmale an oder in Verbindung mit anderen Ausführungsformen verwendet werden, um noch eine weitere Ausführungsform zu ergeben. Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Beschreibung solche Modifikationen und Variationen umfasst. Die Beispiele werden unter Verwendung spezifischer Sprache beschrieben, die nicht als den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche beschränkend ausgelegt werden sollte. Die Zeichnungen sind nicht skaliert und sind nur zu veranschaulichenden Zwecken.
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Ausführungsformen der Erfindung machen sich unter anderem die folgenden, von den Erfindern bei der Ausarbeitung der Erfindung festgestellten Zusammenhänge zu Nutzen.
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Der Bereich von Sendesignalpegeln, bei denen ein Transponder ordnungsgemäß arbeitet, d.h. bei dem eine Kommunikation mit einem Lesegerät möglich ist und eingerichtet werden kann, ist begrenzt. Gleichzeitig kann die Last, die ein Transponder in einem festgelegten Abstand zum Lesegerät darstellt, bei einer bestimmten Distanz vereinfachend als konstant angenommen werden. Der Arbeitspunkt eines Transponders ist wiederum abhängig von der Abstrahlleistung des Lesegeräts, der Kopplungsstärke zwischen Lesegerät und Transponder, der Lastmodulation (LMA, Signalstärke des Transponders) durch den Transponder und der Resonanzfrequenz des Transponders.
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Gemäß diesem Zusammenhang existiert für einen Transponder bei einem festgelegten Abstand von einem Lesegerät mit einem bestimmten Sendesignalpegel nur ein Arbeitspunkt. Dieser ist jedoch nicht notwendigerweise der optimale Arbeitspunkt des Transponders, bzw. möglicherweise kann dabei keine Kommunikation mit dem Lesegerät eingerichtet werden, wie in den 2 und 3 beispielhaft dargestellt ist.
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2 zeigt den Zusammenhang zwischen der jeweiligen Lastmodulation LMA in mV (peak) zweier gestapelter, d.h. eng beieinander positionierter Transponder A und B mit variabler Distanz zu einem Lesegerät mit konstantem Sendesignalpegel. Auf der x-Achse ist die mit sinkendem Abstand der Transponder zum Lesegerät wachsende Feldstärke H (A/m) dargestellt. Ein Transponder A antwortet in diesem Beispiel auf dem Subträger A, ein zweiter Transponder B auf dem Subträger B. Bei hoher Feldstärke (zwischen etwa 1,2 und 1,6 A/m), also geringem Abstand der Transponder zum Lesegerät, erzeugen beide Transponder eine Lastmodulation LMA, die unterhalb der Ansprechschwelle (Linie 80) des Lesegeräts liegt. Mit wachsendem Abstand (d.h. in der Richtung vom rechten Rand des Diagramms zum linken) und sinkender Feldstärke H erzeugt als erstes Transponder B eine Lastmodulation, die oberhalb der Ansprechschwelle des Lesegeräts liegt (bei Punkt B1), wodurch eine Kommunikation mit Transponder B möglich wird. Transponder A erzeugt erst bei einem deutlich größeren Abstand und damit geringerer Feldstärke eine Lastmodulation, die oberhalb der Ansprechschwelle des Lesegeräts liegt (Punkt A1) und somit eine Kommunikation zwischen dem Lesegerät und Transponder A ermöglicht.
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In 3 ist ein einzelner Transponder gezeigt. Während im linken Teil des Diagramms bei einem Abstand x des Transponders 50 zu einem Lesegerät 40 keine Kommunikation aufgebaut werden kann, ist im rechten Teil gezeigt, dass bei einem größeren Abstand y eine Kommunikation mit dem Lesegerät 40 möglich ist (Transponder 50 schraffiert dargestellt). Es kann also ein bestimmter Transponder bei einem näheren Abstand zu einem Lesegerät nicht zum Aufbau einer Kommunikation geeignet sein (linke Seite), während mit demselben Transponder in einem größeren Abstand zu dem gleichen Lesegerät mit dem gleichen Sendesignalpegel eine Kommunikation möglich ist (rechte Seite, Transponder schraffiert dargestellt).
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Folglich ist es möglich, dass bei mehreren räumlich um ein Lesegerät verteilten Transpondern nur einige oder keiner davon eine Kommunikation mit einem Lesegerät mit festgelegtem Sendesignalpegel aufnehmen können. Dies ist im folgenden mit Bezug auf 4 näher erläutert.
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In 4 sind fünf gestapelte Transponder in unterschiedlichem Abstand zu einem Lesegerät dargestellt. Im Beispiel des linken Bilds, mit Abstand x, kann nur mit den Transpondern 120, 130, 140 (schraffiert) eine Kommunikation hergestellt werden. Im rechten Bild, bei dem das Lesegerät bei gleichem Sendesignalpegel betrieben wird, aber die gestapelten Transponder in einem größeren Abstand y angeordnet sind, ist dagegen nur mit den Transpondern 110, 120, 150 (schraffiert) eine Kommunikation möglich. Die Abstände x und y bezeichnen den Abstand eines definierten Punkts des Lesegeräts 40, etwa eines Punktes auf dem Gehäuse, zu dem ersten Transponder 110 in der Anordnung bzw. dem Stapel von Transpondern.
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Dabei ist festzustellen, dass die Tatsache, ob mit einem Transponder eine Kommunikation hergestellt werden kann, typischerweise nicht nur vom Abstand des Transponders vom Lesegerät abhängig ist. Durch die individuellen optimalen Arbeitspunkte der Transponder und deren eventuelle gegenseitige Beeinflussung durch Kopplung ist dieser Zusammenhang komplexer, als nur eine bloße Abhängigkeit des Abstands vom Transponder zum Lesegerät. Daher ist es möglich, wie im rechten Teil von 4 dargestellt, dass mit zwei näher gelegenen Transpondern 110, 120 und einem weiter beabstandeten Transponder 150 eine Kommunikation möglich ist, mit den zwei Transpondern 130, 140 dazwischen aber nicht.
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In 5 ist schematisch dargestellt, wie die oben beschriebenen Zusammenhänge in Ausführungsbeispielen der Erfindung genutzt werden. 5 zeigt analog zur 4 zwei identische räumliche Anordnungen (z.B. Stapel) von Transpondern 110, 120, 130, 140, 150. Abweichend von 4 haben hier allerdings die Stapel im linken und rechten Bild den gleichen Abstand x vom Lesegerät 40, also hat auch jeder einzelne Transponder sowohl im linken als auch im rechten Beispiel den gleichen Abstand vom Lesegerät 40. Im Gegensatz zu den Beispielen der 4 wird jedoch hier der Sendesignalpegel des Lesegeräts 40 vom linken Bildteil zum rechten Bildteil modifiziert, er ist im rechten Beispiel der 5 kleiner als im linken. Dies ist symbolisch durch die gestrichelten Linien 160 dargestellt. Wie bereits erläutert, ändern sich durch die Änderung der Sendeleistung bei gleichem Abstand die Arbeitspunkte der einzelnen Transponder, und somit ändert sich auch individuell je Transponder die Möglichkeit der Kontaktaufnahme mit dem Lesegerät. Während im linken Bild mit den Transpondern 120, 130, 140 eine Kommunikation möglich ist, ist im rechten Bild eine Kommunikation zwischen dem Lesegerät und den Transpondern 110, 120, 150 etabliert.
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Zur Vollständigkeit sei angeführt, dass die oben gezeigten Beispiele der 3 bis 5 illustrativ sind und nicht unbedingt mit real durchgeführten Messungen übereinstimmen. Der mit Bezug auf 5 erläuterte Effekt eines geänderten Sendesignalpegels des Lesegeräts wird in Ausführungsbeispielen wie folgt genutzt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind auf ein Kommunikationssystem und verfahren gerichtet, bei dem selbsttätig bzw. automatisch unterschiedliche Sendesignalpegel aus einer Mehrzahl von möglichen Sendesignalpegeln ausgewählt werden. Dies kann vom Lesegerät selbst und/oder auch von einem externen Steuergerät, z.B. einem PC oder einem Embedded-System-Computer oder ähnlichem gesteuert bzw. veranlasst werden. Das heißt, das Lesegerät sendet automatisiert mit verschiedenen Sendesignalpegeln. Dies geschieht in der Regel ohne Interaktion mit einer Bedienperson.
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Ob bzw. wann dabei durch das Lesegerät ein Wechsel zwischen unterschiedlichen Sendesignalpegeln vorgenommen wird, kann dabei von mehreren Parametern abhängen. Diese Parameter sind zum einen im Gerät selber gespeicherte Handlungsanweisungen, die etwa in Form eines in Software abgebildeten Algorithmus festgelegt sind. Dies ist typischerweise eine in einem nichtflüchtigen Speicher des Lesegeräts gespeicherte Anzahl von Instruktionen, z.B. eine Folge von Befehlen für einen Mikrocontroller oder einen Mikroprozessor des Lesegeräts. Diese Logik kann auch in einem ASIC des Lesegeräts implementiert sein, oder in einem EPROM o.ä., bzw. kann die Steuerlogik wie oben angeführt in einem externen Steuergerät bereitgestellt sein, etwa in Form von Computersoftware.
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Dieser gespeicherte Algorithmus weist darüber hinaus typischerweise Unterfunktionen auf, mit denen der Status einer Kommunikation mit einem oder mehreren Transpondern abgefragt werden kann.
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Auf diese Weise kann durch Scannen bzw. Durchfahren eines Bereichs von verschiedenen Sendesignalpegeln eine Kommunikation mit Transpondern hergestellt werden, mit denen z.B. bei einem festgelegten Sendesignalpegel des Lesegeräts keine Kommunikation hergestellt werden könnte, und dies bei unverändertem Abstand der Transponderpopulation zum Lesegerät.
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Das vorgenannte Verfahren ist besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit gestapelten Transpondern, wie sie etwa im Bereich der Dokumentenverwaltung vorkommen. Es kann jedoch auch in jedem anderen Funk-Identifikationssystem angewendet werden und ist prinzipiell unabhängig vom individuell verwendeten Modulationsverfahren oder einem bestimmten Frequenzbereich.
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6 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm für ein Kommunikationsverfahren 500 gemäß Ausführungsbeispielen. In einem Block 510 geschieht die Auswahl eines Sendesignallevels durch das Lesegerät. Im Block 520 sendet das Lesegerät eine Anfrage. In einem Block 530 bekommt das Lesegerät entweder keine Antwort eines Transponders, oder eine Antwort eines oder mehrerer Transponder. Anschließend wird wieder Block 510 ausgeführt, wobei typischerweise der Sendesignalpegel geändert wird, d.h. es wird typischerweise nicht der Zyklus mit der gleichen Sendesignalstärke zweimal direkt hintereinander ausgeführt.
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Dieses Grundschema lässt sich in Ausführungsbeispielen modifizieren, wobei Varianten zum Beispiel zur Optimierung der Geschwindigkeit der Transpondererfassung ausgeführt sein können. Es ist möglich, dass bei einem initial in Block 510 gewählten Sendesignalpegel mit keinem Transponder eine Kommunikation aufgebaut werden kann. Für diesen Fall ist typischerweise etwa eine Time-Out-Funktion in das Lesegerät integriert, so dass nach Senden oder auch mehrmaligem Senden einer Anfrage mit einem ersten Sendesignalpegel, oder nach einer bestimmten Zeitspanne ohne registrierte Antwort, automatisch ein anderer Sendesignallevel ausgewählt und ein erneute Anfrage gesendet wird.
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Auf diese Weise kann etwa, wenn kein Transponder antwortet, der Bereich an möglichen Sendesignalpegeln sequentiell (aufsteigend oder abfallend) durchfahren werden, bis ein erster Transponder (oder mehrere) antwortet. Die unterschiedlichen Sendesignalpegelstufen können in Ausführungsbeispielen auch nicht-sequentiell gewählt werden, zum Beispiel zufallsgesteuert. Zudem kann im Lesegerät ein Algorithmus implementiert sein, der feststellt, ob bei bestimmten Leistungsstufen eine erhöhte Wahrscheinlichkeit für eine erfolgreichen Kommunikation mit einem oder mehreren Transpondern besteht, und dies kann im Gerät oder extern abgespeichert und als Grundlage für die Häufigkeit der Abfrage bei bestimmten Leistungsstufen herangezogen werden. So könnte ein Lesegerät einen Zyklus zum Beispiel immer mit einem Sendesignalpegel beginnen, bei dem in der Vergangenheit eine höhere Wahrscheinlichkeit für eine erfolgreiche Kommunikation mit einem oder mehreren Transpondern bestand.
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Die folgende Tabelle 1 zeigt von den Erfindern durchgeführte Versuche mit einem herkömmlichen Lesegerät im 13,56 MHz Band und einer gestapelten Transponderanordnung:
| | Abstand |
| Anzahl der gestapelten Transponder | 0 mm | 20 mm | 40 mm | 60 mm | 80 mm |
| 5 | 0% | 0% | 100% | 20% | 0% |
| 10 | 20% | 100% | 0% | 0% | 0% |
| 15 | 27% | 53% | 0% | 0% | 0% |
| 20 | 55% | 15% | 0% | 0% | 0% |
Tabelle 1: Erkennungsrate von gestapelten Transpondern bei einem üblichen Lesegerät mit festem Sendesignalpegel
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Der Abstand ist dabei der Abstand des am nächsten zum Lesegerät gelegenen Transponders des Stapels zum Gehäuse des Lesegeräts. Wie leicht zu erkennen ist, wurden hier nur zweimal eine Erkennungsrate von 100%, also aller Transponder erreicht. Dagegen ist schon bei einem Abstand von 0 mm und 20 mm bei Transponderzahlen größer gleich 15 die Erkennungsrate mit maximal 55 % sehr schlecht. Die folgende Tabelle 2 zeigt dagegen den gleichen Versuch mit einem Lesegerät gemäß Ausführungsbeispielen. Dabei ist insbesondere bei geringen Abständen die Erkennungsrate signifikant besser als beim herkömmlichen Verfahren.
| | Abstand |
| Anzahl der gestapelten Transponder | 0 mm | 20 mm | 40 mm | 60 mm | 80 mm |
| 5 | 100% | 100% | 100% | 80% | 0% |
| 10 | 100% | 100% | 10% | 0% | 0% |
| 15 | 100% | 93% | 0% | 0% | 0% |
| 20 | 95% | 85% | 0% | 0% | 0% |
Tabelle 2: Erkennungsrate von gestapelten Transpondern bei einem Lesegerät mit variablem Sendesignalpegel gemäß Ausführungsbeispielen
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Es kann in Ausführungsbeispielen auch eine Funktion implementiert sein, um ein kontinuierliches Scannen mit verschiedenen Sendesignalpegeln zu realisieren, etwa bei einer zur Überwachung eines Raumes bzw. Bereiches eingesetzten Funkerkennung. Durch das regelmäßige Senden von Anfragen auf unterschiedlichen Sendepegeln in schnellem zeitlichen Abstand kann so sichergestellt werden, dass eine hohe Sensitivität für mit Transpondern versehene Objekte in einem größeren Raumbereich erzielt wird. Anders ausgedrückt, kann mit der sonst gleichen Lesegerät/Transponder-Kombination durch Modifizieren der Software des Lesegeräts eine bessere Sensitivität über einen größeren Raumbereich erzielt werden.
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Es ist für den Fachmann ohne weiteres einsichtig, dass die inviduellen Parameter des hier beschriebenen Verfahrens des Wechsels eines Sendesignalpegels eines Lesegeräts stark vom konkreten Anwendungsgebiet bzw. -fall abhängen. Einflussgrößen sind zum Beispiel, wie viele Transponder sich typischerweise während des Betriebs gleichzeitig in einem Erfassungsbereich eines Lesegeräts befinden, die Abstrahlcharakteristik und -maximalleistung des Lesegeräts, die Ansprechschwelle des Lesegeräts bei unterschiedlichen Frequenzen bzw Subträgern, die Empfangscharakteristik der Transponder, etc.
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Diese Größen sollten bei der Auslegung der Funktionslogik bzw. der Algorithmen berücksichtigt werden, nach denen das hier beschriebene Verfahren in einem Lesegerät implementiert ist. Parameter, die die Funktionsweise des Verfahrens beeinflussen, sind unter anderem: Die Anzahl der eingesetzten unterschiedlichen Sendesignalpegel, zwischen denen das Lesegerät wählen kann. Deren Zahl kann zwischen zwei Stufen und beliebig vielen Stufen (stufenlos) variieren, typisch etwa zwischen drei und zehn Stufen. Als Beispiel könnten etwa drei Stufen gewählt werden, entsprechend voller Sendeleistung, 60 Prozent Sendeleistung und 30 Prozent Sendeleistung, in einem anderen Beispiel fünf Stufen. In einem anderen Beispiel könnten gleich beabstandete Stufen der Sendeleistung von zehn Prozent bis 100 Prozent der maximalen Sendeleistung vorgesehen sein, also 10, 20, 30, ..., 100 Prozent. Bei einer Maximalleistung bzw. entsprechenden maximalen Feldstärke H des Lesegeräts von 6 A/m in einem bestimmten Abstand wären dies im ersten Beispiel also die drei Stufen 6 A/m, 3,6 A/m entsprechend 60 Prozent, und 1,8 A/m entsprechend 30 Prozent der maximalen Sendeleistung. Im weiteren Beispiel würden zehn Stufen gleichverteilt von 0,6 A/m bis 6 A/m sein.
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In Ausführungsbeispielen kann die Steuerung des Sendesignalpegels auch durch eine analoge Steuerung bzw. Regelung vorgenommen werden, etwa durch eine mit dem Sendekreis des Lesegeräts verbundene Schaltung. Dies ermöglicht stufenlose Wahl oder Regelung der Sendesignalpegel.
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Die Zeitspanne, nach der das Lesegerät auf einen anderen Sendesignalpegel schaltet, kann von einer Vielzahl von betriebsbedingten Parametern abhängen. Dies lässt sich an einem Beispiel veranschaulichen. In 7 ist ein Schema für ein Verfahren 600 gemäß Ausführungsbeispielen dargestellt. In einem ersten Block wählt das Lesegerät einen ersten Sendesignallevel aus und sendet in Block 620 eine Anfrage. Antwortet in Block 630 kein Transponder, kann das Senden gegebenenfalls ein- oder mehrfach wiederholt werden. Ist nach einer festgelegten Anzahl von Anfragen mit dieser ersten Sendeleistung keine Antwort erfolgt, bzw. nach einem definierten Time-out, zum Beispiel von 5 ms bis 500 ms, so wird in Block 640 die Sendeleistung bzw. der Sendesignalpegel wie oben beschrieben geändert und wiederum in Block 620 eine Anfrage mit dem geänderten Pegel gesendet. Erhält das Lesegerät nun eine Antwort von einem Transponder oder mehreren Transpondern, werden diese vom Lesegerät ausgelesen bzw registriert, oder weitere Aktionen gemäß dem Anwendungszweck durchgeführt, etwa eine Datenübertragung zum Transponder. Da die Transponder nun erfasst sind, können diese in Ausführungsbeispielen für eine bestimmte Zeit durch Übermitteln eines Signals stumm geschaltet werden, um sie gegebenenfalls nach einer bestimmten Zeitspanne wieder durch ein Signal zu reaktivieren. Vorgehensweisen zur und bei der Stummschaltung von Transpondern sind dem Fachmann bekannt.
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Anschließend wird in Block 640 wieder der Sendesignalpegel geändert, und in Block 620 wird eine weitere Anfrage gesendet.
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In Ausführungsbeispielen kann die beschriebene Veränderung des Sendesignalpegels auch genutzt werden, um gezielt bestimmte Transponder anzusprechen. So kann etwa im Lesegerät gespeichert werden, etwa in Form einer Tabelle, welche Transponder in der Vergangenheit bei welchen Sendesignalpegeln geantwortet haben. Soll ein bestimmter Transponder abgefragt werden, kann das Lesegerät gemäß den Einträgen in der Tabelle die Leistung auswählen (Block 610 in 7), bei der dieser spezielle Transponder in der Vergangenheit am häufigsten geantwortet hat.
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Zudem kann in Ausführungsbeispielen auch gezielt die Kommunikation mit einem bestimmten Transponder feinabgestimmt werden. 8 zeigt zwei Diagramme eines I/Q-demodulierten Signalantwort eines Transponders bei zwei verschiedenen Sendesignalpegeln. Die Signale wurden mit einem Oszilloskop an dem Lesegerät abgegriffen. Die Demodulierung, die normalerweise ein Schaltkreis im Lesegerät ausführt, wurde mit MatLab ausgeführt. In den beiden Diagrammen, d.h. bei unterschiedlichen Sendesignalpegeln, unterscheiden sich die I/Q-demodulierten Signale. Das Lesegerät kann durch Auswahl eines Sendesignalpegels die Kommunikation zwischen Lesegerät und Transponder auf Basis der demodulierten Signale gezielt beeinflussen. Das heißt, durch die Modifizierung des Sendesignalpegels, während bereits eine Kommunikation mit einem Transponder hergestellt ist, kann die Qualität der Kommunikation zwischen Lesegerät und Transponder verbessert werden, wobei die I/Q-demodulierten Signale zur Beurteilung der Verbindungsqualität genutzt werden.
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Da in diesem Fall bereits eine Kommunikation mit einem Transponder etabliert ist, ist die notwendige Modifizierung bzw. prozentuale Veänderung des Sendesignalpegels deutlich kleiner als bei den bisher beschriebenen Verfahren. So könnte für das Tunen der Verbindungsparameter eine Änderung von +/–10 bis 20 Prozent der Sendeleistung in mehreren Stufen oder stufenlos durchfahren werden, wobei gleichzeitig die I/Q-demodulierten Signale vom Lesegerät überwacht werden. Auch dieses Verfahren kann zur Abspeicherung eines gefundenen optimalen Arbeitspunktes bzw. eines optimalen Sendesignallevels für einen bestimmten Transponder verwendet werden. Das heißt, durch eine Modifizierung des Sendesignals bei bereits etablierter Kommunikation zwischen Lesegerät und Transponder kann die Verbindungsqualität für einen bestimmten Transponder optimiert werden.
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Die vorhergehende Beschreibung ist exemplarischer Natur und soll die Erfindung oder die Anwendung und Verwendungen der Erfindung nicht einschränken. Während die Erfindung beispielsweise in dem Zusammenhang eines RFID-Systems beschrieben ist, ist die Erfindung nicht zwangsläufig in dieser Hinsicht eingeschränkt. Die Erfindung kann auf irgendeine Art eines Kommunikationssystems anwendbar sein, bei dem eine Kommunikation zwischen einem Lesegerät und einem Sende/Empfangsgerät dadurch eingerichtet werden kann, dass das Lesegerät selbsttätig unterschiedliche Sendesignalpegel auswählt.
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Wenngleich hierin spezifische Ausführungsformen dargestellt und beschrieben worden sind, versteht der Durchschnittsfachmann, dass eine Vielzahl alternativer und/oder äquivalenter Implementierungen die gezeigten und beschriebenen spezifischen Ausführungsformen substituieren werden kann, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die vorliegende Anmeldung soll alle Adaptionen oder Variationen der hierhin erörterten spezifischen Ausführungsformen abdecken. Deshalb soll die vorliegende Erfindung nur durch die Ansprüche und die Äquivalente davon beschränkt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- ISO/IEC 18000-3, Modus 2 [0002]
