DE102011119687A1

DE102011119687A1 - Transpondereinheit, System und Verfahren zur kontaktlosen Datenübertragung

Info

Publication number: DE102011119687A1
Application number: DE102011119687A
Authority: DE
Inventors: Martin Buchsbaum; Josef Gruber; Peter Raggam
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2011-11-24
Filing date: 2011-11-24
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2031-11-25
Also published as: US20130135085A1; CN103138797A; DE102011119687B4; US9418253B2; CN103138797B

Abstract

Transpondereinheit 100 zur kontaktlosen Übertragung von modulierten Daten zu einem Lesegerät 200 aufweisend, einen Taktgenerator 10 zum Generieren eines Taktsignals und zum Synchronisieren des Taktsignals in einem Synchronisationsmodus basierend auf einem von dem Lesegerät 200 empfangenem Signal, einen Modulator 20, wobei der Modulator 20 ausgebildet ist, basierend auf dem Taktsignal von dem Taktgenerator 10, Daten zu modulieren, wobei der Modulator 20 ausgebildet ist, ein Signal zum Start des Synchronisationsmodus an den Taktgenerator 10 zu senden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transpondereinheit, ein System und ein Verfahren zur kontaktlosen Datenübertragung. Transpondereinheiten, auch Transponder genannt, werden beispielsweise in Chipkarten, Tags und Geräten zur mobilen Datenübertragung eingesetzt. Transponder bilden zusammen mit einem Lesegerät ein System zur kontaktlosen Datenübertragung.
Es wird zwischen passiven und aktiven Transpondern unterschieden. Bei einem passiven Transponder erfolgen die Energieversorgung sowie der Datenaustausch zwischen dem Transponder und dem Lesegerät unter Verwendung von magnetischen oder elektromagnetischen Feldern. Dabei nimmt der Transponder über eine Antenne die zum Betrieb notwendige Energie aus dem Feld des Lesegeräts auf. Im Gegensatz dazu weist der aktive Transponder eine eigene Energiequelle, beispielsweise eine Batterie, auf. Der aktive Transponder kann sowie passiv mittels Lastmodulation oder aktiv mittels einer Treiberstufe modulieren.
Bei der kontaktlosen Datenübertragung zwischen einem Transponder und einem Lesegerät ist die Einhaltung eines genauen Takts wichtig. Bei bekannten Systemen, beispielsweise nach dem Kommunikations-Standard ISO/IEC 14443, mit einem passiven Transponder wird der Takt (im Kommunikations-Standard ISO/IEC 14443: 13,56 MHz) für den Betrieb des Transponders sowohl im Sende- sowie im Empfangsbetrieb vom Takt des Lesegerätes abgeleitet. Der Sendebetrieb erfolgt üblicher Weise mittels Lastmodulation, wobei bei dieser Modulationsart der Takt auf einfache Weise abgeleitet werden kann.
Steht ein solches Taktsignal dem Transponder im Sendebetrieb nicht zur Verfügung, das kann beispielsweise bei aktiven Transpondern der Fall sein, benötigt der Transponder einen eigenen Taktgenerator.
Aus der EP 1 763 820 B1 ist ein Transponder mit einem eigenen Oszillator bekannt. Dabei wird der Oszillator über eine Phase-Locked-Loop-(PLL)-Schaltung phasenstarr an das vom Lesegerät empfangene Signal gekoppelt, wenn sich die Transpondereinheit im Empfangsbetrieb befindet. Im Sendebetrieb der Transpondereinheit, also während der Datenübertragung von der Transpondereinheit zum Lesegerät, wird die Regelspannung der PLL-Schaltung konstant gehalten. Eine Taktsynchronisation zwischen dem Lesegerät und der Transpondereinheit findet während dieser Zeit nicht statt. Es wird lediglich versucht, die Frequenz des Oszillators möglichst stabil zu halten. Gerade bei längeren Sendezeiten der Transpondereinheit kann dieses zu Taktabweichungen und damit zu einer Störung der Datenübertragung führen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Transpondereinheit, ein System und ein Verfahren zur kontaktlosen Datenübertragung bereitzustellen, das im Sendebetrieb der Transpondereinheit ein stabiles und genaues Taktsignal bereitstellt. Das bedeutet anders ausgedrückt, dass die bereitgestellte und verwendete Taktfrequenz im Wesentlichen konstant ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Transpondereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 19 und durch ein Verfahren zur kontaktlosen Datenübertragung mit den Merkmalen des Anspruchs 20 gelöst.
Die erfindungsgemäße Transpondereinheit zur kontaktlosen Übertragung von modulierten Daten zu einem Lesegerät weist einen Taktgenerator zum Generieren eines Taktsignals und zum Synchronisieren des Taktsignals in einem Synchronisationsmodus, basierend auf einem von dem Lesegerät empfangenem Signal, einen Modulator, wobei der Modulator ausgebildet ist, basierend auf dem Taktsignal von dem Taktgenerator, Daten zu modulieren auf, wobei der Modulator ausgebildet ist, ein Signal zum Start des Synchronisationsmodus an den Taktgenerator zu senden.
Durch das von dem Modulator ausgesendete Signal zum Start des Synchronisationsmodus ist es möglich, den Taktgenerator, basierend auf einem von dem Lesegerät empfangenem Signal, auch während des Sendebetriebes der Transpondereinheit, zu synchronisieren. Dieses kann beispielsweise während einer Modulationspause erfolgen.
Durch die Synchronisation der Frequenz (Takt) des Taktgenerators wird zum einen die Frequenz des Taktgenerators auf die des Lesegerätes abgeglichen und gleichzeitig eine Phasenverschiebung bei der Modulation verhindert.
Desweiteren kann der Modulator in einem Ausführungsbeispiel ausgebildet sein, ein Signal zum Beenden des Synchronisationsmodus an den Taktgenerator zu senden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Taktgenerator ausgebildet, ein Signal an den Modulator zu senden, wenn der Synchronisationsmodus abgeschlossen ist.
Der Modulator kann ausgebildet sein, das Signal zum Start des Synchronisationsmodus während einer Modulationspause zwischen einem ersten und einem zweiten Modulationspuls innerhaib eines Modulationsblocks an den Taktgenerator zu senden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Modulator ausgebildet, das Signal zum Start des Synchronisationsmodus während einer Modulationspause zwischen einem ersten und einem zweiten Modulationsblock innerhalb eines Datenstroms an den Taktgenerator zu senden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Modulator ausgebildet, eine Modulationspause innerhalb eines Datenblocks durch Ausblendung von zumindest einem Modulationspuls zu generieren, wobei das Signal zum Start des Synchronisationsmodus während dieser Modulationspause an den Taktgenerator gesendet wird. Dabei können beispielsweise der letzte Modulationspuls oder die letzten Modulationspulse des Datenblocks ausgeblendet werden.
Die Transpondereinheit kann ferner eine Schaltungsanordnung aufweisen, wobei die Schaltungsanordnung ausgebildet ist, den Modulator mit einem Hilfsträgersignal zu beaufschlagen, wobei die Taktfrequenz des Hilfsträgers auf dem Taktsignal des Taktgenerators basiert. In der Regel wird die Frequenz des Hilfsträgers durch Teilung der Frequenz des Taktgenerators erzeugt. Sei RFID-Systemen kommen Modulationsverfahren mit Hilfsträgern vor allem bei induktiv gekoppelten Systemen in den Frequenzbereichen 6,78 MHz, 13,56 MHz oder 27,12 MHz vor. Für 13,56 MHz-Systeme wird meistens eine Hilfsträgerfrequenz von 847 kHz (13,56 MHz/16) oder 424 kHz (13,56 MHz/32) verwendet aber auch andere Teilungen sind möglich. Durch den Einsatz eines Hilfsträgers wird eine insgesamt bessere Datenübertragung gewährleistet.
Dabei kann der Modulator ferner ein logisches Verknüpfungsglied aufweisen, wobei das logische Verknüpfungsglied die Daten, das Hilfsträgersignal und das Trägersignal zu einem modulierten Datensignal verknüpft und der Modulator ausgebildet ist, eine Modulationspause in dem modulierten Datensignal zu detektieren und das Signal zum Start des Synchronisationsmodus während dieser Modulationspause an den Taktgenerator zu senden.
Das logische Verknüpfungsglied kann dabei ein AND und/oder ein XOR-Gatter sein, wobei das AND-Gatter keinen Phasenwechsel des modulierten Trägers, das XOR-Gatter dagegen einen Phasenwechsel von 180° des Trägers während eines Modulationspulses bewirkt. Die Modulationspause kann in einem Ausführungsbeispiel zwischen einem ersten und einem zweiten Modulationspuls oder in einem weiteren Ausführungsbeispiel zwischen einem ersten und einem zweiten Modulationsblock liegen.
Der Modulator kann ferner ein logisches Verknüpfungsglied aufweisen, wobei das logische Verknüpfungsglied die Daten, das Hilfsträgersignal und das Trägersignal zu einem modulierten Datensignal verknüpft und der Modulator ausgebildet ist, eine Modulationspause durch Ausblendung von zumindest einem Modulationspuls zu generieren und ferner ausgebildet ist, das Signal zum Start des Synchronisationsmodus während dieser Modulationspause an den Taktgenerator zu senden. Das logische Verknüpfungsglied kann dabei ein XOR und/oder ein AND-Gatter sein.
Bei dem Taktgenerator kann es sich um eine PLL mit einem integrierten Oszillator handeln.
In einem Ausführungsbeispiel ist die Transpondereinheit eine aktive Transpondereinheit mit eigener Energieversorgung, beispielsweise mittels einer eigenen Batterie. Die Energieversorgung/Batterie kann dabei auch außerhalb der Transpondereinheit angeordnet sein. Beispielsweise kann hierfür der Akku eines Mobiltelefons genutzt werden.
Bei der Transpondereinheit kann es sich um einen tragbaren Datenträger handeln, wobei der tragbare Datenträger eine Chipkarte oder ein Tag sein kann.
Ein System zur kontaktlosen Datenübertragung kann ein Lesegerät, wobei das Lesegerät ausgebildet ist, ein Signal auszusenden, eine Transpondereinheit aufweisend, einen Taktgenerator zum Generieren eines Taktsignals und zum Synchronisieren des Taktsignals in einem Synchronisationsmodus, basierend auf dem von dem Lesegerät ausgesendeten Signal und einen Modulator, wobei der Modulator ausgebildet ist, basierend auf dem Taktsignal von dem Taktgenerator, Daten zu modulieren und ein Signal zum Start des Synchronisationsmodus an den Taktgenerator zu senden, aufweisen.
Ein Verfahren zur Übertragung von Daten von einer Transpondereinheit zu einem Lesegerät, wobei die Transpondereinheit einen Taktgenerator, zum Generieren eines Taktsignals und zum Synchronisieren des Taktsignals und einen Modulator aufweist, kann die Schritte:

– Senden eines Signals von dem Lesegerät zu dem Taktgenerator,
– Senden des Taktsignals von dem Taktgenerator an den Modulator,
– Modulation der zu übertragenden Daten in dem Modulator basierend auf dem Taktsignal,
– Senden eines Signals zum Starten der Synchronisation des Taktsignals von dem Modulator an den Taktgenerator und
– Synchronisation des Taktsignals basierend auf dem von dem Lesegerät empfangenen Signal, aufweisen.

In einem Ausführungsbeispiel sendet der Modulator ein Signal zum Beenden der Synchronisation an den Taktgenerator.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird das Signal zum Starten der Synchronisation während einer Modulationspause zwischen einem ersten und einem zweiten Modulationspuls innerhalb eines Daten/-Modulationsblocks an den Taktgenerator gesendet.
Ferner kann das Signal zum Starten der Synchronisation während einer Modulationspause zwischen einem ersten und einem zweiten Modulationsblock innerhalb eines Datenstroms an den Taktgenerator gesendet werden.
Das Verfahren kann in einem weiteren Ausführungsbeispiel ferner die Schritte:

– Ausblendung von zumindest einem Modulationspuls zur Generierung einer Modulationspause innerhalb eines Datenblocks und
– Senden des Signals zum Starten der Synchronisation des Taktsignals von dem Modulator an den Taktgenerator innerhalb der Modulationspause, aufweisen.

Dabei kann die Modulationspause innerhalb des Datenblocks durch Ausblendung von zumindest des letzten Modulationspuls des Datenblocks generiert werden.
Desweiteren kann das Verfahren ferner die Schritte:

– Beaufschlagung des Modulators mit einem Hilfsträgersignal, wobei die Taktfrequenz des Hilfsträgers auf dem Taktsignal des Taktgenerators basiert und
– Modulation der zu übertragenden Daten in dem Modulator basierend auf dem Taktsignal und/oder dem Hilfsträgersignal, aufweisen.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Transpondereinheit und des Systems zur kontaktlosen Datenübertragung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Transpondereinheit 100 zur kontaktlosen Datenübertragung mit einem Lesegerät 200.
2 ein Ausführungsbeispiel eines Daten-Trägersignal-Synchronisationsmodus-Diagramms mit einer Pause zwischen den Modulationspulsen zur Synchronisation.
3 ein Ausführungsbeispiel eines Daten-Trägersignal-Synchronisationsmodus-Diagramms mit einer Pause aufgrund der Kodierung zur Synchronisation.
4 ein Ausführungsbeispiel eines Daten-Trägersignal-Synchronisationsmodus-Diagramms mit einer eingefügten Pause zur Synchronisation.
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Transpondereinheit 100 zur kontaktlosen Datenübertragung.
6 ein Ausführungsbeispiel eines Daten-(Hilfs-)Trägersignal-Synchronisationsmodus-Diagramms mit einer Pause zwischen den Modulationspulsen zur Synchronisation.
7 ein Ausführungsbeispiel eines Daten-(Hilfs-)Trägersignal-Synchronisationsmodus-Diagramms mit einer Pause aufgrund der Kodierung zur Synchronisation.
8 ein Ausführungsbeispiel eines Daten-(Hilfs-)Trägersignal-Synchronisationsmodus-Diagramms mit einer eingefügten Pause zur Synchronisation.
9 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Daten-(Hilfs-)Trägersignal-Synchronisationsmodus-Diagramms mit einer eingefügten Pause zur Synchronisation.
10 ein Ausführungsbeispiel eines Daten-(Hilfs-)Trägersignal-Synchronisationsmodus-Diagramms mit mehreren eingefügten Pause zur Synchronisation.
11 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Transpondereinheit 100 zur kontaktlosen Datenübertragung.
Die 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Transpondereinheit 100 zur kontaktlosen Datenübertragung mit einem Lesegerät 200. Die Transpondereinheit 100 und das Lesegerät 200 bilden zusammen ein System zur kontaktlosen Datenübertragung. Die Datenübertragung kann dabei induktiv oder kapazitiv erfolgen.
Das Lesegerät 200 sendet kontaktlos ein Signal, welches eine Taktinformation enthält, an die Transpondereinheit 100. Bei diesem Signal kann es sich beispielsweise um ein Trägersignal handeln. Eine gebräuchliche Taktfrequenz für Trägersignale in RFID-Systemen ist 13,56 MHz (gemäß ISO/IEC 14443). Das Signal wird von der Transpondereinheit 100 empfangen und an einen Taktgenerator 10 weitergeleitet. Das Signal wird von dem Taktgenerator 10 gegebenenfalls aufbereitet und wiederum als Taktsignal an einen Modulator 20 weitergeleitet. Der Modulator 20 nutzt das Taktsignal zum Modulieren von Daten, zur kontaktlosen Übertragung an das Lesegerät 200.
Um im Sendebetrieb der Transpondereinheit 100, also während der Datenübertragung von der Transpondereinheit 100 zum Lesegerät 200 eine stabile Taktfrequenz und Phase zu gewährleisten, sendet der Modulator 20, beispielsweise während einer Modulationspause, ein Signal zum Starten eines Synchronisationsmodus an den Taktgenerator 10. Der Taktgenerator 10 synchronisiert dabei sein Taktsignal mit dem Signal des Lesegeräts 200, so dass selbst bei längeren Sendezeiten der Transpondereinheit 100 eine Taktabweichung und damit eine Störung der Datenübertragung wirksam verhindert werden.
Die 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Daten-Trägersignal-Synchronisationsmodus-Diagramms mit einer Pause zwischen den Modulationspulsen 11 zur Synchronisation. Die Daten werden hier beispielsweise im NRZ-Code codiert. Als Modulationsverfahren wurde hier das 2-PSK (2-Phase Shift Keying) Modulationsverfahren dargestellt. Bei dem 2-PSK Modulationsverfahren wird zwischen den Phasenzuständen 0° und 180° umgeschaltet. Andere Modulationsverfahren, wie beispielsweise der Manchester-Code, wären in einem anderen Ausführungsbeispiel ebenfalls möglich. Im unteren Teil des Diagramms ist der Zustand, „ein” oder „aus”, des Synchronisationsmodus dargestellt.
In dem Ausführungsbeispiel der 2 erfolgt die Synchronisation während einer oder mehrerer Pausen zwischen den Modulationspulsen 11. Mehrere Modulationspulse 11 sind dabei zu einem Datenblock 12 zusammengefasst. Das Startsignal für die Synchronisation/den Synchronisationsmodus gibt der Modulator 20 an den Taktgenerator 10 am Ende von zumindest einem Modulationspuls 11. In der (Sende-/Modulations-)Pause zwischen diesem und dem nächsten Modulationspuls 11 erfolgt dann die Synchronisation. Es ist möglich, diese Synchronisation teilweise oder vollständig in allen oder in einem Teil der Modulationspausen ablaufen zu lassen. Da die Pause zwischen den Modulationspulsen relativ kurz ist, benötigt man einen schnellen Taktgenerator 10 mit beispielsweise einer schnellen PLL Schaltung.
In dem Ausführungsbeispiel eines Daten-Trägersignal-Synchronisationsmodus-Diagramms in der 3 wird die aufgrund der Kodierung entstandene Pause zur Synchronisation genutzt. Die Daten werden hier beispielsweise im Manchester-Code codiert. Im Manchester-Code wird jede binäre „1” durch eine negative Flanke in der Halbbit-Periode und jede binäre „0” durch eine positive Flanke in der Halbbit-Periode dargestellt. Die aufgrund der Kodierung existierende Pause, beispielsweise zwischen zwei Modulationsblöcken 14 innerhalb eines Datenstroms 16, wird dann zur Synchronisation genutzt.
Die 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Daten-Trägersignal-Synchronisationsmodus-Diagramms mit einer eingefügten Pause zur Synchronisation. Der Modulator 20 ist dabei ausgebildet, eine Modulationspause innerhalb eines Datenblocks 12 durch Ausblendung von zumindest einem Modulationspuls 11 zu generieren, wobei das Signal zum Start des Synchronisationsmodus während dieser Modulationspause an den Taktgenerator 10 gesendet wird. Dabei können beispielsweise der letzte Modulationspuls oder die letzten Modulationspulse des Datenblocks 12 ausgeblendet werden. Die verbleibenden Modulationspulse bilden einen Modulationsblock 14.
Die 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Transpondereinheit 100 zur kontaktlosen Datenübertragung. Die Transpondereinheit 100 weist in diesem Ausführungsbeispiel ferner eine Schaltungsanordnung 30 auf. Die Schaltungsanordnung 30 ist ausgebildet, den Modulator 20 mit einem Hilfsträgersignal zu beaufschlagen, wobei die Taktfrequenz des Hilfsträgers auf dem Taktsignal des Taktgenerators basiert. In der Regel wird die Frequenz des Hilfsträgers durch Teilung der Frequenz des Taktgenerators erzeugt. Bei RFID-Systemen kommen Modulationsverfahren mit Hilfsträgern vor allem bei induktiv gekoppelten Systemen in den Frequenzbereichen 6,78 MHz, 13,56 MHz oder 27,12 MHz vor.
Für 13,56 MHz-Systeme wird meistens eine Hilfsträgerfrequenz von 847 kHz (13,56 MHz/16) oder 424 kHz (13,56 MHz/32) verwendet aber auch andere Teilungen sind möglich. Durch den Hilfsträger wird eine insgesamt bessere Datenübertragung gewährleistet.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel der 5 weist der Modulator 20 ferner ein logisches Verknüpfungsglied 15 auf, wobei das logische Verknüpfungsglied 15 die Daten, das Hilfsträgersignal und das Trägersignal zu einem modulierten Datensignal verknüpft und der Modulator ausgebildet ist, eine Modulationspause in dem modulierten Datensignal zu detektieren bzw. zu generieren und das Signal zum Start des Synchronisationsmodus während dieser Modulationspause an den Taktgenerator zu senden.
Die 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Daten-(Hilfs-)Trägersignal-Synchronisationsmodus-Diagramms, wie beispielsweise in der ISO/IEC 14443-Typ B möglich, mit einer Pause zwischen den Modulationspulsen 11 zur Synchronisation. Der Modulator 20 verbindet dabei Daten und Hilfsträger mit einer XOR Verknüpfung. Mit einer AND-Verknüpfung wird anschließend diese Verknüpfung wiederum mit dem Trägersignal verbunden, so dass folgende Verknüpfung entsteht:
(Daten XOR Hilfsträger) AND Trägersignal
Die Daten werden hier beispielsweise im NRZ-Code codiert. Als Modulationsverfahren wurde hier das 2-PSK Modulationsverfahren dargestellt. Andere Modulationsverfahren, wie beispielsweise der Manchester-Code, könnten in anderen Ausführungsbeispielen ebenfalls verwendet werden.
In dem Ausführungsbeispiel der 6 erfolgt die Synchronisation in der Pause zwischen zwei Modulationspulsen 11. Mehrere Modulationspulse 11 sind dabei zu einem Datenblock 12 zusammengefasst. Das Startsignal für die Synchronisation/den Synchronisationsmodus gibt der Modulator 20 an den Taktgenerator 10 am Ende von zumindest einem Modulationspuls 11. In der (Sende-/Modulations-)Pause zwischen diesem und dem nächsten Modulationspuls 11 erfolgt dann die Synchronisation. Es ist möglich, diese Synchronisation teilweise oder vollständig in allen oder in einem Teil der Modulationspausen ablaufen zu lassen. Da die Pause zwischen den Modulationspulsen 11 relativ kurz ist, benötigt man einen schnellen Taktgenerator 10 mit beispielsweise einer schnellen PLL Schaltung.
Die 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Daten-(Hilfs-)Trägersignal-Synchronisationsmodus-Diagramms, wie beispielsweise in der ISO/IEC 14443-Typ A möglich, mit einer Pause aufgrund der Kodierung. Der Modulator 20 verbindet dabei Daten und Hilfsträger mit einer AND-Verknüpfung. Mit einer weiteren AND-Verknüpfung wird anschließend diese Verknüpfung wiederum mit dem Trägersignal verbunden, so dass folgende Verknüpfung entsteht:
(Daten AND Hilfsträger) AND Trägersignal
Die Daten werden in dem Ausführungsbeispiel der 7 im Manchester-Code codiert. Die aufgrund der Kodierung existierende Pause, beispielsweise zwischen zwei Modulationsblöcken 14 innerhalb eines Datenstroms 16, wird dann zur Synchronisation genutzt.
Die 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Daten-(Hilfs-)Trägersignal-Synchronisationsmodus-Diagramms, wie beispielsweise in der ISO/IEC 14443-Typ A möglich, mit einer eingefügten Pause zur Synchronisation. Der Modulator 20 verbindet dabei Daten und Hilfsträger mit einer AND-Verknüpfung. Mit einer weiteren AND-Verknüpfung wird anschließend diese Verknüpfung wiederum mit dem Trägersignal verbunden, so dass folgende Verknüpfung entsteht:
(Daten AND Hilfsträger) AND Trägersignal
Da keine Modulationspause in der oben genannten Verknüpfung ersichtlich ist, ist der Modulator 20 ausgebildet, eine Modulationspause, beispielsweise zwischen zwei Modulationsblöcken 14 selbständig zu setzen, wobei das Signal zum Start des Synchronisationsmodus während dieser Modulationspause an den Taktgenerator 10 gesendet wird. Die Dauer/Zeit der Modulationspause kann dabei frei gewählt werden.
Die 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Daten-(Hilfs-)Trägersignal-Synchronisationsmodus-Diagramms, wie beispielsweise in der ISO/IEC 14443-Typ B möglich, mit einer eingefügten Pause zur Synchronisation. Der Modulator 20 verbindet dabei Daten und Hilfsträger mit einer XOR-Verknüpfung. Mit einer AND-Verknüpfung wird anschließend diese Verknüpfung wiederum mit dem Trägersignal verbunden, so dass folgende Verknüpfung entsteht:
(Daten XOR Hilfsträger) AND Trägersignal
Die Daten werden hier beispielsweise im NRZ-Code codiert. Als Modulationsverfahren wurde hier das 2-PSK Modulationsverfahren dargestellt.
Da auch in diesem Ausführungsbeispiel keine Modulationspause in der oben genannten Verknüpfung ersichtlich ist, ist der Modulator 20 ausgebildet, eine Modulationspause, durch Ausblendung von zumindest einem Modulationspuls 11 zu generieren, wobei das Signal zum Start des Synchronisationsmodus während dieser Modulationspause an den Taktgenerator 10 gesendet wird.
Die 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Daten-(Hilfs-)Trägersignal-Synchronisationsmodus-Diagramms mit mehreren Pausen zur Synchronisation. Dabei werden geeignete Modulationspausen entweder detektiert, beispielsweise zwischen zwei Modulationspulsen 11 oder es werden gezielt Modulationspausen generiert, beispielsweise durch ausblenden von einzelnen Modulationspulsen 11. Es sind damit beliebige Kombinationen der oben ausgeführten Ausführungsbeispiele denkbar. Es können beispielsweise Modulationspausen gemäß den Anforderungen, beispielsweise bezüglich der Dauer und der Anzahl der Modulationsmoden, eingefügt werden.
Die 11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Transpondereinheit 100 zur kontaktlosen Datenübertragung. Ein (Takt-)Signal, beispielsweise von einem Lesegerät 200, wird dabei durch einen Taktaufbereitungsschaltkreis 19 extrahiert und an eine PLL mit integriertem Oszillator 18 weitergegeben. Die PLL sendet dann ein Taktsignal, welches auf dem empfangenen Signal basiert, zum einen an eine Logikschaltung 30 und zum anderen an den Modulator 20. Die Logikschaltung generiert einen Hilfsträger, der ebenfalls an den Modulator 20 weitergeleitet wird. Der Modulator 20 ist ausgebildet, um den Synchronisationsmodus zu starten und gegebenenfalls zu stoppen, indem er ein entsprechendes Signal an die PLL 18 sendet, falls dieses, beispielsweise wegen einer zu großen Taktabweichung, erforderlich ist. Im Gegenzug dazu kann die PLL 18 ein Signal an den Modulator 20 senden, wenn sie bereit für eine Synchronisation ist oder wenn diese erfolgreich abgeschlossen wurde. Das modulierte Signal von dem Modulator 20 wird anschließend mittels eines Verstärkers 40 verstärkt und ausgegeben.
Die Synchronisationsintervalle sowie die Dauer des Synchronisationsmodus sind dabei frei wählbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1763820 B1 [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO/IEC 14443 [0003]
ISO/IEC 14443 [0003]
ISO/IEC 14443 [0044]
ISO/IEC 14443-Typ B [0053]
ISO/IEC 14443-Typ A [0056]
ISO/IEC 14443-Typ A [0058]
ISO/IEC 14443-Typ B [0060]

Claims

Transpondereinheit (100) zur kontaktlosen Übertragung von modulierten Daten zu einem Lesegerät (200) aufweisend, – einen Taktgenerator (10) zum Generieren eines Taktsignals und zum Synchronisieren des Taktsignals in einem Synchronisationsmodus, basierend auf einem von dem Lesegerät (200) empfangenem Signal, – einen Modulator (20), wobei der Modulator (20) ausgebildet ist, basierend auf dem Taktsignal von dem Taktgenerator (10), Daten zu modulieren, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulator (20) ausgebildet ist, ein Signal zum Start des Synchronisationsmodus an den Taktgenerator (10) zu senden.
Transpondereinheit (100) nach Anspruch 1, wobei der Modulator (20) ausgebildet ist, ein Signal zum Beenden des Synchronisationsmodus an den Taktgenerator (10) zu senden.
Transpondereinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Taktgenerator (10) ausgebildet ist, ein Signal an den Modulator (20) zu senden, wenn der Synchronisationsmodus abgeschlossen ist.
Transpondereinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Modulator (20) ausgebildet ist, das Signal zum Start des Synchronisationsmodus während einer Modulationspause zwischen einem ersten und einem zweiten Modulationspuls 11 innerhalb eines Modulationsblocks 14 an den Taktgenerator (10) zu senden.
Transpondereinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Modulator (20) ausgebildet ist, das Signal zum Start des Synchronisationsmodus während einer Modulationspause zwischen einem ersten und einem zweiten Modulationsblock 14 innerhalb eines Datenstroms 16 an den Taktgenerator (10) zu senden.
Transpondereinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Modulator (20) ausgebildet ist, eine Modulationspause innerhalb eines Datenblocks 12 durch Ausblendung von zumindest einem Modulationspuls 11 zu generieren und ferner ausgebildet ist, das Signal zum Start des Synchronisationsmodus während dieser Modulationspause an den Taktgenerator (10) zu senden.
Transpondereinheit (100) nach Anspruch 6, wobei der Modulator (20) ausgebildet ist, eine Modulationspause innerhalb des Datenblocks 12 durch Ausblendung von zumindest des letzten Modulationspuls des Datenblocks 12 zu generieren.
Transpondereinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Transpondereinheit (100) ferner eine Schaltungsanordnung (30) aufweist, wobei die Schaltungsanordnung (30) ausgebildet ist, den Modulator (20) mit einem Hilfsträgersignal zu beaufschlagen, wobei die Taktfrequenz des Hilfsträgers auf dem Taktsignal des Taktgenerators (10) basiert.
Transpondereinheit (100) nach Anspruch 8, wobei der Modulator (20) ferner ein logisches Verknüpfungsglied aufweist, wobei das logische Verknüpfungsglied die Daten, das Hilfsträgersignal und das Trägersignal zu einem modulierten Datensignal verknüpft und der Modulator (20) ausgebildet ist, eine Modulationspause in dem modulierten Datensignal zu detektieren oder zu generieren und das Signal zum Start des Synchronisationsmodus während dieser Modulationspause an den Taktgenerator (10) zu senden.
Transpondereinheit (100) nach Anspruch 9, wobei das logische Verknüpfungsglied ein XOR und/oder ein AND-Gatter ist.
Transpondereinheit (100) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei die Modulationspause zwischen dem ersten und dem zweiten Modulationspuls 11 liegt.
Transpondereinheit (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Modulationspause zwischen dem ersten und dem zweiten Modulationsblock 14 liegt.
Transpondereinheit (100) nach Anspruch 8, wobei der Modulator (20) ferner ein logisches Verknüpfungsglied aufweist, wobei das logische Verknüpfungsglied die Daten, das Hilfsträgersignal und das Trägersignal zu einem modulierten Datensignal verknüpft und der Modulator (20) ausgebildet ist, eine Modulationspause durch Ausblendung von zumindest einem Modulationspuls 11 zu generieren und ferner ausgebildet ist, das Signal zum Start des Synchronisationsmodus während dieser Modulationspause an den Taktgenerator (10) zu senden.
Transpondereinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Taktgenerator (10) eine PLL mit einem integrierten Oszillator ist.
Transpondereinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Transpondereinheit (100) eine aktive Transpondereinheit mit eigener Energieversorgung ist.
Tragbarer Datenträger, aufweisend eine Transpondereinheit (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Tragbarer Datenträger nach Anspruch 16, wobei der tragbare Datenträger eine Chipkarte oder ein Tag ist.
System zur kontaktlosen Datenübertragung aufweisend, – ein Lesegerät (200), wobei das Lesegerät (200) ausgebildet ist, ein Signal auszusenden, – eine Transpondereinheit (100) aufweisend, einen Taktgenerator (10) zum Generieren eines Taktsignals und zum Synchronisieren des Taktsignals in einem Synchronisationsmodus, basierend auf dem von dem Lesegerät (200) ausgesendeten Signal und einen Modulator (20), wobei der Modulator (20) ausgebildet ist, basierend auf dem Taktsignal von dem Taktgenerator (10), Daten zu modulieren und ein Signal zum Start des Synchronisationsmodus an den Taktgenerator (10) zu senden.
Verfahren zur Übertragung von Daten von einer Transpondereinheit (100) zu einem Lesegerät (200), wobei die Transpondereinheit (100) einen Taktgenerator (10), zum Generieren eines Taktsignals und zum Synchronisieren des Taktsignals und einen Modulator (20) aufweist, mit den Schritten, – Senden eines Signals von dem Lesegerät (200) zu dem Taktgenerator (10), – Senden des Taktsignals von dem Taktgenerator (10) an den Modulator (20), – Modulation der zu übertragenden Daten in dem Modulator (20) basierend auf dem Taktsignal, – Senden eines Signals zum Starten der Synchronisation des Taktsignals von dem Modulator (20) an den Taktgenerator (10), – Synchronisation des Taktsignals basierend auf dem von dem Lesegerät (200) empfangenen Signal.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Modulator (20) ein Signal zum Beenden der Synchronisation an den Taktgenerator (10) sendet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 20, wobei das Signal zum Starten der Synchronisation während einer Modulationspause zwischen einem ersten und einem zweiten Modulationspuls 11 innerhalb eines Modulationsblocks 14 an den Taktgenerator (10) gesendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, wobei das Signal zum Starten der Synchronisation während einer Modulationspause zwischen einem ersten und einem zweiten Modulationsblock 14 innerhalb eines Datenstroms 16 den Taktgenerator (10) gesendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, ferner aufweisend die Schritte, – Ausblendung von zumindest einem Modulationspuls 11 zur Generierung einer Modulationspause innerhalb eines Modulationsblocks 14, – Senden des Signals zum Starten der Synchronisation des Taktsignals von dem Modulator (20) an den Taktgenerator (10) innerhalb der Modulationspause.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei die Modulationspause innerhalb eines Datenblocks 12 durch Ausblendung von zumindest des letzten Modulationspuls des Datenblocks 12 generiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, ferner aufweisend die Schritte, – Beaufschlagung des Modulators (20) mit einem Hilfsträgersignal, wobei die Taktfrequenz des Hilfsträgers auf dem Taktsignal des Taktgenerators (10) basiert, – Modulation der zu übertragenden Daten in dem Modulator (20) basierend auf dem Taktsignal und/oder dem Hilfsträgersignal.