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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung richtet sich allgemein auf einen SAW-Identifikationsetikettenleser
und insbesondere auf einen Leser für die Verwendung mit akustische
Oberflächenwellen-(SAW)-Identifikationsetiketten
mit verbessertem Dateninhalt und auf Verfahren für deren Betrieb und Herstellung.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Allgemein
bekannt sind die Strichcodes und Magnetstreifen, die in Gewerben
verwendet werden, um Identifikationsfunktionen auszuführen, und
die verschiedenen Vorrichtungen, die verwendet werden, um sie zu
lesen. Allgemein werden Magnetstreifen durch das Durchziehen einer
Karte mit dem Streifen darauf, wie z.B. einer Kreditkarte, durch
einen Leser gelesen. Magnetstreifen können auch von Kontakt- oder
Annäherungsvorrichtungen
gelesen werden, wobei die Karte, wie z.B. ein Parkschein oder eine
Zutrittskarte, auf dem Leser platziert oder in seine Nähe gehalten
wird. Strichcodes werden meistens unter Verwendung einer "Lichtpistole" gelesen, um den
Code zu lesen und den diesem speziellen Code zugeordneten Gegenstand
zu identifizieren. Der Hauptgrund, aus dem Strichcodes und Magnetstreifen
die gewählten
Identifikationssysteme sind, ist der, dass sie sehr billig sind.
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Die
Anwendungen, für
die Strichcodes und Magnetstreifen nützlich sind, sind jedoch durch
die relativ kleine Datenmenge, die sie kodieren können, und
die ihnen inhärenten
Lesbarkeitsbeschränkungen
eingeschränkt.
Eine solche Lesbarkeitsbeschränkung
ist die Reichweite, in der sie verwendet werden können. Beides
sind Systeme mit einem kurzen Bereich, die erfordern, dass der Leser
den Umständen
entsprechend in Kontakt zu dem Strichcode oder dem Magnetstreifen
oder sehr nah daran (maximal einige Zentimeter entfernt) kommt,
um Daten zu dekodieren. Sie sind auch durch die Tatsache beschränkt, dass
kein Hindernis zwischen dem Leser und dem Strichcode oder dem Magnetstreifen
sein darf, damit der Leser die Daten genau dekodieren kann. Die
Ausrichtung des Lesers bezüglich
des Strichcodes oder Magnetstreifens kann auch ein we sentliches
Lesbarkeitsproblem darstellen. Wenn die Lesevorrichtung nicht richtig
ausgerichtet ist oder in einem falschen Winkel gehalten wird, kann
die kodierte Information nicht gelesen werden. In Folge dieser Probleme
erfordert jede individuelle Leseoperation ein manuelles Scannen
durch eine Bedienungsperson, wenn eine hohe Lesegenauigkeit erforderlich ist.
Die verschiedenen Einschränkungen
von Strichcodes und Magnetstreifen haben deren Verwendung in einem
breiten Spektrum von Anwendungen für maschinenlesbare Etiketten,
die ein hochgradig zuverlässiges
und vollständig
automatisiertes Lesen bei Lesereichweiten bis zu mehreren Metern
erfordern, verhindert.
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Das
Hochfrequenzidentifikations("RFID" von englisch ,radio
frequency identification')-Etikett
ist eine weitere Vorrichtung des Standes der Technik. Wie der Name
andeutet, reflektieren RFID-Etiketten, wenn sie abgefragt werden,
ein Funksignal, das kodierte Identifikationsinformation zurückschickt,
oder senden es zurück.
RFID-Etiketten haben viele Verwendungen, die sich von der Erfassung
von Autobahn- und Brückenmautgebühren bis
zu der Einfügung
in Objekte für
die Aufdeckung von Fälschungen erstrecken.
Ein Vorteil von RFID-Etiketten gegenüber magnetischen Vorrichtungen
und Strichcodes besteht darin, dass sie allgemein bei einer etwas
längeren
Entfernung erfasst werden können,
ohne so wesentliche Sichtlinien- und Ausrichtungsprobleme zu haben
wie sich bei Strichcode- und Magnetstreifensystemen gezeigt haben.
Obwohl RFID-Etiketten eine längere
zuverlässige
Reichweite haben als die universellen Magnetstreifen- und Strichcodesysteme,
ist die Reichweite, in der sie zuverlässig arbeiten können, immer
noch ein einschränkender
Faktor.
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RFID-Etiketten-Vorrichtungen
des Standes der Technik weisen zwei grundlegende Typen auf; die mit
einem Mikrochip und die ohne. Es gibt einen grundlegenden Unterschied
bezüglich
Kosten und Leistungsfähigkeit
zwischen den zwei Typen; und das in einem solchen Ausmaß, dass
sie bezüglich des
Nutzungstyps selten miteinander konkurrieren. Als eine allgemeine
Regel gilt, dass Chipetiketten mehr kosten, da sie eine größere Datenkapazität haben
als chiplose Etiketten. Chipetiketten sind zum Beispiel normalerweise
nicht unter Stückkosten
von je etwa einem Dollar erhältlich,
wenn sie in einer Menge von weniger als einer Million bestellt werden; wohingegen
viele chiplose Etiketten mit weniger als 20 Cent pro Stück veranschlagt
sind, selbst wenn sie in Mengen von hunderttausend bestellt werden.
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Chipetiketten
sind bei Weitem die beliebtesten. Ein Chipetikett besteht aus vier
Elementen oder Merkmalen: (1) einem Computermikrochip; (2) Schaltungen
für das
Umwandeln von Funksignalen in Computerdatensignale und zurück in Funksignale; (3)
einer Antenne; und (4) einer Einrichtung zum Zuführen von Gleichstromenergie
zu der Chipschaltungsanordnung. In Billig-RFID-Chip-Etiketten sind die
ersten zwei Merkmale oft teilweise oder völlig in einem einzelnen Mikrochip
integriert, wobei diese Integration gewisse Kompromisse bei der
Etikettenleistungsfähigkeit
(Lesereichweite, Anzahl von Bits, usw.) erfordert. Diese Merkmalkombination
führt auch
zu gewissen Kosten und/oder Konstruktionskompromissen für integrierte
Schaltungen (IC), um sowohl die Digital- als auch die Hochfrequenzschaltungsanordnung
auf einer einzelnen IC unterzubringen. Die Auswirkung dieser Konstruktionskompromisse
kann teilweise durch die Verwendung von niedrigen Hochfrequenz(HF)-Betriebsfrequenzen kompensiert
werden, was wiederum zu ziemlich großen und teuren Antennen führt.
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Das
größte Problem
bei Chipetiketten ist die Notwendigkeit von Gleichstromenergie für die Chipschaltungsanordnung.
Die Kombination von Umweltaspekten, gekoppelt mit starken Einschränkungen
bezüglich
Kosten, Größe und Gewicht
erfordert normalerweise, dass das Etikett keine Batterie oder andere
eigene eingebaute Energiequelle hat. Die einzige allgemein nützliche
Lösung
besteht darin, Gleichstromenergie durch das Umwandeln der von dem
Etikettenlesersignal empfangenen HF-Energie in Gleichstromenergie
in dem Etikett zu erhalten. Der Fachmann bezeichnet Etiketten ohne
eine Batterie oder eine andere Energiequelle als "passive" Etiketten, während die,
die eine Batterie oder eine andere Quelle enthalten, als "aktive" Etiketten bezeichnet werden.
Das passive Verfahren zum Zuführen
von Gleichstromenergie zu einem Chipetikett erfordert eine effizientere
Etikettenantenne (d.h. eine größere Größe und höhere Kosten)
und höhere
von dem Leser übertragene
Energiepegel. Es erfordert auch zusätzliche Komponenten, die entweder
die Kosten des Mikrochips oder die Kosten des Etiketts für die erforderlichen
zusätzlichen
elektrischen Komponenten in dem Etikett erhöhen, wobei die zusätzlichen
Komponenten auch zu einer größeren Etikettengröße führen. Die
wichtigste Beschränkung
von passiv mit Energie versorgten Chipetiketten ist jedoch die starke Einschränkung der
Lesereichweite des Etiketts, da ein Signal, das genug stark ist,
um das Etikett mit Energie zu versorgen, nur über einen kurzen Abstand von
der Etikettenleserantenne reicht. Folglich kommen, obwohl Chipetiketten
den dominierenden Anteil des RFID-Markts innehaben, die hohen Kosten
und die eingeschränkte
Lesereichweite zusammen, um zu verhindern, dass Chipetiketten Strichcodes
oder Magnetstreifen auf eine bedeutende Weise ersetzen.
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"Chiplose" RFID-Etiketten enthalten
keinen Mikrochip, sondern beruhen stattdessen auf magnetischen Materialien
oder transistorlosen Dünnschichtschaltungen,
um Daten zu speichern. Ein Hauptvorteil von chiplosen RFID-Etiketten
sind ihre relativ niedrigen Kosten. Die Nachteile von chiplosen
Etiketten beinhalten, dass sie eine eingeschränkte Reichweite (maximal mehrere
Zentimeter) haben und nur beschränkte
Informationsmengen enthalten. Das Ausmaß dieser Probleme hat ihre
Marktakzeptanz trotz ihres Niedrigkostenpotentials verhindert.
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Im
Jahr 2000 hatte der gegenwärtige
weltweite Markt für
herkömmliche
RFID-Systeme und -Dienste
eine Größenordnung
von 500 Millionen US-Dollar. Dieser Markt ist hauptsächlich für Chipetiketten,
die typischerweise zwischen etwa einem Dollar und bis zu mehreren
zig Dollar pro Stück
kosten. Obwohl chiplose Etiketten sich nicht gut verkaufen, haben
sie wegen ihres Niedrigkostenpotentials ein großes Interesse bei einer Anzahl
von potentiellen Benutzern geweckt. Auf dem Markt für automatische Identifikation
existiert eine riesige Lücke
zwischen den sehr kostengünstigen
Strichcodes und den RFID-Chipetiketten mit höherer Leistungsfähigkeit. Der
gesamte Markt schreit nach einer technischen Lösung, um diese Lücke zu füllen. Die
entscheidenden Merkmale der neuen Technik für automatische Identifikation,
um diese Lücke
auszufüllen,
sind: (1) Kosten zwischen einem Cent und zehn Cent pro Etikett bei
der Herstellung in großen
Mengen; (2) zuverlässiges
Lesen ohne die Notwendigkeit von manuellem Scannen durch eine Bedienungsperson;
(3) zuverlässiges
Lesen ohne eine unmittelbare Sichtverbindung zwischen dem Etikett
und dem Etikettenleser (d.h., zuverlässiges Lesen, selbst wenn das
Etikett zerkratzt, verschmutzt oder auf der falschen Seite des Pakets
ist usw.); (4) eine zuverlässige
Lesereichweite von mindestens einem bis zwei Metern; und (5) eine
Etikettendatenkapazität von
grob 100 Bit. Solche Etiketten sind von grundlegendem Interesse
für Postbehörden, Fluggesellschaften
und Flughäfen,
Massentransitbehörden,
Tierzüchter,
die Viehindustrie, Liefergewerbe, jedes Gewerbe mit signifikanten
Zulieferketten, besonders bei denen, die Inventar führen oder
Waren mit hoher Umschlagsgeschwindigkeit abfertigen usw. Dies sind
alles Anwendungen, bei denen ein kostenaufwändiges Etikett nicht praktikabel
ist, besonders wenn das Etikett wegwerfbar ist oder mit dem Produkt
verkauft wird.
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Um
die den RFID-Etiketten des Standes der Technik inhärenten Beschränkungen
bezüglich
Kosten, Datenkapazität
und zuverlässiger
Reichweite anzugehen und zu überwinden,
wurde ein neuer Typ von RFID-Etiketten entwickelt. Diese Etiketten
sind die SAW-Identifikationsetiketten, die im Detail in der US-Patentanmeldung
mit der Seriennummer 10/024,624 mit dem Titel "Surface Acoustic Wave Identification
Tag Having Enhanced Data Content and Methods of Operation and Manufacture
Thereof" von Hartmann, übertragen
an die gleiche Inhaberin wie die der Erfindung, beschrieben sind.
Damit die von Hartmann beschriebenen SAW-Identifikationsetiketten
nutzbar sind, ist es jedoch wesentlich, dass ein zuverlässiger Leser,
der zum Senden eines Abfragesignals und zum Empfangen eines dekodierten
Antwortsignals fähig
ist, für
die Verwendung mit solchen Etiketten bereitgestellt wird.
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Die
Tatsache, dass piezoelektrische Substrate so strukturiert sein können, dass
sie eine Antwort auf ein Abfragesignal zurückschicken können, wurde in
einer Anzahl von Fällen
erkannt, aber es wurde in keinem solchen Fall gelehrt oder vorgeschlagen, dass
die Datenmenge, die auf einem piezoelektrischen Substrat kodiert
werden kann, erhöht
werden kann, indem veranlasst wird, dass ein reflektierter Impuls
durch die simultane Kombination sowohl der Phasenposition als auch
der Impulsposition der Stelle eines Reflektors auf dem Substrat
kodiert werden kann. Siehe z.B. die Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer
2002/0005677A1 an Reindl et al.;
US-Patent
mit der Nummer 6 144 332 an Reindl et al.;
US-Patent mit der Nummer 6 208 062 an
Nysen et al.;
WO97/26555 .
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Dementsprechend
besteht in der Technik der Bedarf an einem SAW-Identifikationsetikettenleser, der
ein SAW-Identifikationsetikett mit einer darauf kodierten wesentlichen
Datenmenge zuverlässig
abfragen kann und der das Rückkehrsignal
eines solchen Etiketts zuverlässig
detektieren und dekodieren kann.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Um
die oben erörterten
Mängel
des Standes der Technik anzugehen, sieht die vorliegende Erfindung
einen SAW-Identifikationsetikettenleser und Verfahren für dessen
Betrieb und Herstellung vor.
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Gemäß der Erfindung
ist ein SAW-Identifikationsetikettenlesersystem nach Anspruch 1
vorgesehen. Ferner ist gemäß der Erfindung
ein Verfahren zum Betreiben eines SAW-Identifikationsetikettenlesersystems
nach Anspruch 13 vorgesehen. Ferner ist gemäß der Erfindung ein Verfahren
zur Herstellung eines SAW-Identifikationsetikettenlesersystems vorgesehen.
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In
einer Ausführungsform
weist der SAW-Identifikationsetikettenleser auf: (1) einen Sender,
der zum Senden eines Abfragesignals fähig ist, das einen SAW-Wandler anregt, der
sich auf einem piezoelektrischen Substrat befindet, wobei das piezoelektrische
Substrat eine Gruppe von Schlitzen, die sowohl bei einer Impulsposition
als auch einer Phasenposition angeordnet sind, und eine Anzahl von
Reflektoren, die unter den Schlitzen derart verteilt sind, dass
die Reflektoren ein Rückkehrsignal
an den Wandler zurückschicken,
das eine Zahl enthält, die
durch sowohl die Impulsposition als auch die Phasenposition kodiert
ist, hat; und (2) einen Empfänger zum
Detektieren des Rückkehrsignals
und zum Dekodieren der Zahl.
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Die
vorliegende Erfindung führt
folglich einen Leser für
die Verwendung mit SAW-Identifikationsetiketten ein, wobei das SAW-Identifikationsetikett
so konstruiert ist, dass es sowohl Phasenpositionen als auch Impulspositionen
verwendet, um eine kodierte Zahl zurückzuschicken. Durch das Verwenden
sowohl eines Phasenpositions- als auch Impulspositionskodierungsverfahrens
ist eine erheblich Erhöhung
der Datenmenge, die ein SAW-Identifikationsetikett enthalten kann,
erreichbar. Eine solche Erhöhung
erlaubt es einem SAW-Identifikationsetikett, eine weltweit einzigartige
Zahl zu enthalten, und erlaubt somit die Verwendung solcher Etiketten
für das einzigartige
und verlässliche
Identifi zieren und Rückverfolgen
einer bisher beispiellosen Anzahl von Objekten. Die vorliegende
Erfindung stellt einen Leser bereit, um solche SAW-Identifikationsetiketten
zuverlässig
abzufragen und eine in dem Rückkehrsignal kodierte
Zahl unter einer Vielfalt verschiedener Umweltbedingungen genau
zu dekodieren.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird der Leser verwendet, um Abfragesignale
auf ein SAW-Identifikationsetikett zu übertragen und Rückkehrsignale
von ihm zu detektieren und zu dekodieren, wobei Reflektoren so angeordnet
sind, dass die Phasenposition in Quadratur ist. In einer anderen
Ausführungsform
befindet sich ein Rahmungsreflektor zwischen dem SAW-Wandler und der Gruppe.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann der SAW-Identifikationsetikettenleser ein
SAW-Identifikationsetikett lesen, das eine Zahl kodiert, die mindestens
acht Bit lang ist. Eine andere Ausführungsform stellt einen SAW-Identifikationsetikettenleser
für die
Verwendung mit SAW-Identifikationsetiketten bereit, die eine Mehrzahl
von Gruppen haben, die durch Toträume separiert sind. In noch
einer anderen Ausführungsform
kann der SAW-Identifikationsetikettenleser ein SAW-Identifikationsetikett lesen,
das mindestens vier Gruppen hat und eine Zahl kodiert, die mindestens
32 Bit lang ist. In noch einer anderen Ausführungsform kann der SAW-Identifikationsetikettenleser
ein SAW-Identifikationsetikett lesen,
das mindestens zwölf
Gruppen hat und eine Zahl kodiert, die mindestens 64 Bit lang ist.
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Eine
besonders nützliche
Ausführungsform stellt
einen SAW-Identifikationsetikettenleser bereit, der ein Abfragesignal
verwendet, das eine Frequenz von zwischen zwei und drei Gigahertz
hat. Eine besonders vorteilhafte Anwendung dieser Ausführungsform
schafft eine 2,45 Gigahertz-Frequenz.
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Eine
extrem nützliche
Ausführungsform
des SAW-Identifikationsetikettenlesers leistet das Lesen eines SAW-Identifikationsetiketts,
das Daten enthält, die
ein der Zahl zugeordnetes Objekt betreffen. Dieses Merkmal erlaubt
es, dass Gruppen von Zahlen spezifischen Arten von Objekten zugeordnet
werden. Zum Beispiel kann ein gewisser vorherbestimmter Block von
SAW-Identifikationsetiket tenzahlen Schlachtrindern zugeordnet sein,
während
ein anderer Block Automobilteilen zugeordnet sein kann.
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Die
Nutzbarkeit des SAW-Identifikationsetikettenlesers wird von einer
Ausführungsform
der Erfindung verbessert, die ferner einen ihr zugeordneten Computer
hat. Ein anderer Aspekt der Erfindung besteht ferner darin, dass
das SAW-Identifikationsetikett
einem Computernetzwerk zugeordnet ist.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst einen breiten Bereich von Ausführungsformen
von SAW-Identifikationsetikettenlesern. In einer zu erläuternden
und beschreibenden Ausführungsform
ist der SAW-Identifikationsetikettenleser aus der Gruppe ausgewählt, die
aus einem Seitenstableser, einem Regalleser, einem Türleser,
einem Fahrbahnleser, einem in der Hand haltbaren Kurzbereichleser,
einem in der Hand haltbaren Langbereichleser, einem stationären Langbereichleser,
einen Stableser und einem Fingerspitzenleser besteht.
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Das
Vorhergehende hat bevorzugte und alternative Merkmale der vorliegenden
Erfindung eher breit umrissen, so dass der Fachmann die folgende detaillierte
Beschreibung der Erfindung besser verstehen kann. Nachstehend sind
zusätzliche
Merkmale der Erfindung beschrieben, die den Gegenstand der Ansprüche der
Erfindung bilden. Der Fachmann sollte erkennen, dass er die offenbarte
Konzeption und spezielle Ausführungsform
leicht als eine Grundlage für
das Konstruieren oder das Modifizieren von anderen Strukturen für das Ausführen der
gleichen Zwecke der vorliegenden Erfindung verwenden kann. Der Fachmann
sollte auch erkennen, dass solche äquivalenten Konstruktionen
nicht vom Sinn und Umfang der Erfindung in ihrer breitesten Form
abweichen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Für ein vollständigeres
Verständnis
der vorliegenden Erfindung wird jetzt Bezug auf die folgenden Beschreibungen
in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen. In denen
veranschaulichen:
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1 eine
isometrische Seitenansicht einer Gepäckabfertigungsmaschine, die
als ein Beispiel für eine
Ausführungsform
eines gemäß der vorliegenden Erfindung
konstruierten SAW-Identifikationsetikettenlesers gezeigt ist;
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2 ein
Blockdiagramm einer Ausführungsform
eines gemäß der vorliegenden
Erfindung konstruierten SAW-Identifikationsetikettenlesers;
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3 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform
eines SAW-Identifikationsetiketts mit einer Antenne, die dafür konfiguriert
ist, ein Rückkehrsignal mit
einer spezifischen sowohl durch Impulsposition als auch Phasenposition
kodierten Zahl darin zu liefern;
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4 ein
Beispiel für
digitale PPM (Pulspositionsmodulation), die vier Positionen einer
Zeitspanne für
das Übertragen
von Daten unter Verwendung von herkömmlicher PPM zeigt;
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5 ein
Beispiel für
eine Ausführungsform der
Erfindung, die Impulspositionen für eine herkömmliche digitale PPM mit vier
Zuständen
zeigt;
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6 ein
Beispiel für
zulässige
Impulspositionen mit wesentlicher Überlappung;
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7 die
Details einer Ausführungsform
von Impulsen mit einer fünffachen
Erhöhung
der Anzahl von Zuständen
mit einer beschränkten
Detektierungsspanne;
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8A und 8B die
echten und imaginären
Teile von überlappenden
Impulsen mit einer addierten Phasenverschiebung von +90°.
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9 eine
Ausführungsform
der Erfindung, wo eine andere Phaseninkrementierung als 90° mit einer
wesentlich verbesserten Unterscheidung zwischen dem korrekten Zustand
und den benachbarten Zuständen
verwendet wird, und wo die zulässigen Impulsabstände Tmin/5
sind und ein Phasenunterschied von 78,5° zwischen benachbarten zugelassenen
Zuständen
verwendet wird;
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10 eine
Ausführungsform
einer Regel für
einen minimalen Impulsabstand, die die Verwendung von MPGK zusammen
mit PTSK erlaubt;
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11 eine
Tabelle, die die 286 mögliche Zustände zeigt,
die existieren, wenn drei Reflektoren in einer Gruppe von 21 Schlitzen
mit einem Überspringungsfaktor
von vier verwendet werden;
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12 eine
Tabelle, die die Zustände
für ein SAW-RFID-Etikett
mit 10 Schlitzen, zwei Reflektoren und 36 möglichen Platzierungen zeigt;
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13 eine
Tabelle, die eine Untergruppe des Zustands eines SAW-RFID-Etiketts
mit vier Reflektoren pro Gruppe, 20 Schlitzen pro Gruppe, einem Über springungsfaktor
von drei, einer Phaseninkrementierung zwischen benachbarten Schlitzen
von ±90° mit einer
Aufteilung in 2 Untergruppen und nur einem Reflektor von jeder spezifischen
Phase pro Gruppe zeigt;
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14A–14I verschiedene Ausführungsformen von gemäß der vorliegenden
Erfindung konstruierten SAW-Identifikationsetikettenlesern;
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15 ein
Blockdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines SAW-Identifikationsetikettenlesers;
und
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16 ein
Blockdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines SAW-Identifikationsetikettenlesers.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Anfangs
ist mit Bezug auf 1 eine isometrische Seitenansicht
einer Gepäckabfertigungsmaschine 100 erläutert, die
als ein Beispiel für
eine Ausführungsform
eines gemäß der vorliegenden
Erfindung konstruierten SAW-Identifikationsetikettenlesers 110 gezeigt
ist. Jedes zu identifizierende Objekt, wie z.B. Gepäckstücke 120,
hat ein ihm zugeordnetes SAW-Identifikationsetikett 130.
Um das Objekt zuverlässig
zu identifizieren, muss ein SAW-Identifikationsetikett 130 eine
ausreichende Datenkapazität haben,
um ein Objekt mit Genauigkeit zuverlässig zu identifizieren. Wenn
das SAW-Identifikationsetikett 130 die erforderliche Datenkapazität hat, fragt
der Leser 110 das Etikett 130 durch das Übertragen
eines Abfragesignals ab, detektiert ein Rückkehrsignal und dekodiert
die weltweit einzigartige Identifikationszahl, die in einem solchen
Rückkehrsignal
kodiert ist. SAW-Identifikationsetiketten 130 mit ausreichender Datenkapazität, um eine
weltweit einzigartige Identifikationszahl, die für die Verwendung mit der vorliegenden
Erfindung geeignet ist, zu kodieren, sind im Detail in der US-Patentanmeldung mit
der Seriennummer 10/024,624 mit dem Titel "Surface Acoustic Wave Identification
Tag Having Enhanced Data Content and Methods of Operation and Manufacture
Thereof von Hartmann, übertragen
auf die gleiche Inhaberin wie die Erfindung, beschrieben.
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Eine
Gepäckabfertigungsmaschine 100 von dem
dargestellten Typ könnte
vorteilhaft von einer Fluggesellschaft oder Busgesellschaft in Verbindung mit
den wie in Hartmann beschriebenen SAW-Identifikationsetiketten 130 verwendet
werden. Der Fachmann wird erkennen, dass verschiedene Konfigurationen
von Gepäckabfertigungsmaschinen 100 konstruiert
und verwendet werden und in dem vorgesehen Umfang der vorliegenden
Erfindung liegen könnten.
Wenn Gepäckstücke 120 auf
einem Förderband 140 durch
den Leser 110 bewegt werden, sendet ein Sender 150 ein
Abfragesignal an jedes SAW-Identifikationsetikett 130,
das einem Gepäckstück 120 zugeordnet
ist. Jedes der SAW-Identifikationsetiketten 130 spricht
auf das Abfragesignal durch das Senden eines Rückkehrsignals mit seiner darin
kodierten eigenen weltweit einzigartigen Identifikationszahl an. Ein
Empfänger 160 in
dem Leser 110 detektiert das Rückkehrsignal und dekodiert
die Zahl, was es dem Benutzer ermöglicht, das Gepäckstück 120 mit
Genauigkeit zu identifizieren.
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In
den meisten Fällen
wird das Gepäck 120 auf
dem Förderband 140 platziert,
wobei das SAW-Identifikationsetikett 130 in einer Position
ist, in der es von dem Leser 110 gelesen werden kann. In einigen
Fällen
befindet sich das SAW-Identifikationsetikett 130 jedoch
in einer Position, wo das Gepäckstück 120 ein
Hindernis zwischen dem SAW-Identifikationsetikett 130 und
dem Leser 110 bildet. Auch wenn ein Leser 110 robust
genug sein kann, um ein Etikett 130 in einer solchen Position
zu detektieren, werden einige Gegenstände zwangsläufig so dick sein oder aus
einem Material gemacht sein, dass das Abfragesignal oder das Rückkehrsignal
blockiert werden. Um auf diese Art blockierte Etiketten 130 zu lesen,
stellt die dargestellte Maschine 100 einen Back-up-Annäherungs-SAW-Identifikationsetikettenleser 170 bereit.
Der Annäherungs-SAW-Identifikationsetikettenleser 170 erzeugt
ein Abfragesignal und detektiert und dekodiert ein Rückkehrsignal
von einem SAW-Identifikationsetikett 130. Der Hauptunterschied
zwischen dem Standardleser 110 und dem Annäherungsleser 170 ist
die Art, auf die das Abfragesignal erzeugt und detektiert wird.
Im Fall eines Standardlesers 110 ist ein Signal ein Signal,
das von dem Leser 110 durch die Luft ausgestrahlt wird,
das verarbeitet und von dem Etikett 130 als ein ebenfalls durch
die Luft ausgestrahltes Rückkehrsignal
zurückgegeben
wird. Im Fall des Annäherungslesers 170 wird
das ausgehende Signal von dem Leser 170 nicht ausgestrahlt.
Stattdessen werden elektrische und magnetische Felder in der Nähe der Leitungen 175 geschaffen,
die nur mit einem Etikett 130 gekoppelt werden, wenn sich
das Etikett 130 in der Nähe der Leitungen 175 befindet.
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Die
erläuterte
Ausführungsform
eines Annäherungs-SAW-Identifikationsetikettenlesers 170 hat zwei
Leitungen 175, die so angeordnet sind, dass sie das Förderband 140 dadurch
umspannen, dass sie sich zwischen Rollen 145 befinden,
wo zwei Abschnitte aufeinandertreffen. Ein elektrischer Strom in den
Leitungen 175 erzeugt ein umliegendes elektrisches oder
magnetisches Feld, das ausreicht, um den Wandler auf dem SAW-Etikett 130 dazu
anzuregen, ein Abfragesignal zu erzeugen, wenn sich das Etikett 130 über die
Leitungen 175 bewegt. Ein Rückkehrsignal wird dann von
dem Annäherungs-SAW-Identifikationsetikettenleser 170 detektiert
und dekodiert. Der Fachmann wird leicht feststellen, dass eine Anzahl
von geeigneten Anwendungen für
die Verwendung eines Annäherungs-SAW-Identifikationsetikettenlesers 170 von
dem beschriebenen Typ existiert, die alle gut in dem vorgesehenen
Umfang der Erfindung liegen.
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Nachdem
die Identifikationszahl auf einem einem Gepäckstück 120 zugeordneten
SAW-Identifikationsetikett 130 festgestellt wurde, wird
die Information auf einen dem Leser 110 zugeordneten Computer 180 übertragen.
Diese Information kann dann verwendet werden, um die Abfertigung
des Gepäcks 120 zu
erleichtern durch zum Beispiel das Erzeugen von Bedienungsanweisungen,
wie z.B. Streckenplanung, Ladung, Entladung oder Lieferung. In einer
anderen nützlichen
Ausführungsform
der Erfindung ist der Leser 110 einem Computernetzwerk 185 zugeordnet.
Ein solches Computernetzwerk 185 kann ein lokales Netzwerk
("LAN"), ein Fernnetzwerk ("WAN"), ein Intranet,
ein Extranet, das Internet oder jede beliebige Kombination davon
sein.
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In
einem typischen Computernetzwerk 185 gibt es allgemein
mindestens einen Server mit einer Datenbank, der dafür konstruiert
ist, spezielle zugeordnete Aufgaben, wie z.B. das Empfangen, Abrufen, Aktualisieren
und Verbreiten von Information auszuführen. Die vorliegende Erfindung
stellt Information bereit, die der Datenbank von einem Leser 110 geliefert
werden soll, der die SAW-Identifikationsetiketten 130 abfragt
und liest. Zusätzlich
zu einem Server haben die meisten Computernetze 185 eine
Mehrzahl von herkömmlichen
Schnittstellenvorrichtungen, wie z.B. Personalcomputer, Arbeitsplatzrechner,
Bürorechnersysteme
und Laptopcomputer. Zusätzlich
zu herkömmlichen
Schnittstellenvorrichtungen können Computernetze 185 auch
persönliche
digitale Assistenten und individuell adressierbare Fahrzeuge ("IAV" von englisch ,individually adressable
vehicles') aufweisen.
Ein IAV kann jedes zu gewissen Computerfunktionen fähige Instrument
sein, das mit einem drahtlosen Empfänger und/oder Sender kombiniert ist
und das individuell adressierbar ist. Ein IAV könnte zum Beispiel von einem
Gepäckbetreuer
auf der Flughafenrollbahn verwendet werden, um mit dem Computernetzwerk 185 zu
kommunizieren.
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Jetzt
wird mit Bezug auf 2 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform
eines gemäß der vorliegenden
Erfindung konstruierten SAW-Identifikationsetikettenlesers 200 erläutert. Ein
Sender 205 an dem Leser 200 sendet ein Abfragesignal 210,
das von einem SAW-Wandler 215 auf einem piezoelektrischen
Substrat 220 des SAW-Etiketts empfangen wird. Die Abfrage
regt den SAW-Wandler 215 an, der ein SAW-Signal 225 das
Substrat 220 hinunter sendet. Wie nachstehend im Detail
beschrieben, sind auf der Oberfläche
des Substrats 220 eine Gruppe von sowohl bei einer Impulsposition
als auch einer Phasenposition angeordneten Schlitzen. Eine Anzahl von
Reflektoren 230 ist unter den Schlitzen verteilt und sowohl
bei der Impulsposition als auch bei der Phasenposition angeordnet,
um ein Rückkehrsignal 240 zu
dem Wandler 215 mit einer darin kodierten Zahl 250 zu
erzeugen. Ein Empfänger 260 in
dem Leser 200 detektiert das Rückkehrsignal 240 und
dekodiert die Zahl 250.
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Jetzt
wird mit Bezug auf 3 eine Draufsicht
auf eine Ausführungsform
eines SAW-Identifikationsetiketts 300 mit einer Antenne 305 erläutert, die
dafür konfiguriert
ist, ein Rückkehrsignal
mit einer bestimmten Zahl zu liefern, die darin sowohl durch die
Impulsposition als auch die Phasenposition kodiert ist. Das SAW-Etikett 300 hat
einen Wandler 310 an einem Ende, wo eine Antenne 305 verwendet wird,
um ein Abfragesignal von dem SAW-Etikettenleser zu empfangen. Eine
SAW wird erzeugt, die die Oberfläche
des SAW-Etikettes 300 hinunter läuft und auf sowohl bei der
Impulsposition als auch bei der Phasenposition angeordnete Reflektoren 320 trifft, so
dass das Rückkehrsignal
eine darin kodierte Zahl hat, die einzig dem abgefragten SAW-Identifikationsetikett 300 zugeordnet
ist.
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Auf
der Oberfläche
des SAW-Identifikationsetiketts 300 befinden sich eine
oder mehrere Gruppen 340 von Schlitzen 330, die
sowohl bei der Impulsposition als auch der Phasenposition angeordnet sind.
Natürlich
könnten
sie auch bei der Impulsposition, der Phasenposition und der Amplitudenposition angeordnet
sein und immer noch in dem vorgesehenen Umfang der vorliegenden
Erfindung liegen. Die Anzahl von Schlitzen 330 und ihre
Anordnung hängen
von dem verwendeten Kodierungssystem ab. In einer besonders nützlichen
Ausführungsform
der Erfindung sind die Reflektoren 320 so angeordnet, dass die
Phasenposition in Quadratur ist. Der Fachmann wird verstehen, dass
andere Ausführungsformen
der Erfindung andere Phasenpositionen verwenden, die verschiedene
Anordnungen von Schlitzen 330 in einer Gruppe 340 als
auch eine andere Anzahl von Schlitzen 330 und Gruppen 340 erfordern
und immer noch gut in dem vorgesehenen Umfang der vorliegenden Erfindung
liegen können.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung wird der SAW-Identifikationsetikettenleser mit SAW-Etiketten 300 verwendet,
die einen Rahmungsreflektor 350 haben, der sich zwischen
dem Wandler 310 und der Gruppe 340 von Schlitzen 330 befindet.
Ein solcher Rahmungsreflektor 350 kann als der Ausgangspunkt
in dem Rückkehrsignal
betrachtet werden, wo der SAW-Identifikationsetikettenleser beginnen
kann, eine kodierte Identifikationszahl zu detektieren. In einer
anderen Ausführungsform
befindet sich ein Endreflektor 360 auf dem SAW-Etikett 300 nach
der Gruppe 340 oder den Gruppen 340 von Schlitzen 330.
Der Endreflektor 360 dient zusammen mit dem Rahmungsreflektor 350 dazu,
ein Rückkehrsignal
zu rahmen, dass der SAW-Identifikationsetikettenleser dekodieren
soll. Die erläuterte
Ausführungsform
zeigt auch einen Totraum 370, der jede Gruppe 340 separiert.
Dieser Totraum 370 dient, auch wenn er für die vorliegende
Erfindung nicht notwendig ist, dazu, die Gruppen 340 zu
separieren und die Intersymbolstörung
zu verringern.
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Um
die Anordnung von Reflektoren 320 auf einem SAW-Etikett 300 und
das Rückkehrsignal,
das eine einzigartige Zahl darin kodiert hat, zu verstehen, ist
es hilfreich, relevante Signalmodulationsverfahren zu betrachten.
Bei herkömmlicher
Impulspositionsmodulation (PPM) kann ein Datenstrom durch die Aufteilung
in getrennte Abtastwerte kodiert werden, wobei ein Einzelimpuls
verwendet wird, um in einem Abtastwert enthaltene Information zu übertragen. Das Ändern der
Zeitposition dieses Einzelimpulses über eine vorherbestimmte Zeitspanne
dient dazu, die Information in diesem Abtastwert zu übertragen. Einze limpulse
in anschließenden
Zeitspannen werden auf ähnliche
Weise verwendet, um Information in anschließenden Abtastwerten zu übertragen.
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Jetzt
wird mit Bezug auf 4 ein Beispiel für digitale
PPM erläutert,
das vier Impulspositionen einer Zeitspanne zeigt, wo Daten unter
Verwendung von herkömmlicher
PPM übertragen
werden können. In
diesem Fall ist der zu übertragende
Abtastwert digital und hat einen von vier möglichen Werten. Gezeigt sind
vier mögliche
Wellenformen, die aus nominell identischen Einzelimpulswellenformen
bestehen, deren Zeitpositionen in einer von vier Zeitstellen oder Impulspositionen
zentriert sein können.
Der erforderliche minimale Zeitabstand zwischen Impulspositionen,
um sicherzustellen, dass Ränder
von benachbarten Impulspositionen an der Spitze jedes gewählten Impulses
im Wesentlichen Null sind, ist Tmin. Natürlich kann ein breiterer Impulsabstand
als Tmin verwendet werden, ohne die Fähigkeit der Demodulation eines
PPM-Signals zu beeinträchtigen,
wenn Impulspositionen jedoch einen Abstand von weniger als Tmin
zueinander haben, wird es schwieriger, eine Impulsposition eindeutig
von ihrem Nachbarn zu unterscheiden. Die Verwendung eines Lesers,
um die PPM-Wellenform bei jeder der vier möglichen Spitzenimpulspositionen
abzutasten und die größte auszuwählen, führt zur
Demodulation herkömmlicher
PPM. Für
den Fachmann ist es leicht zu sehen, dass der Demodulationsprozess
unter Verwendung eines von einer Anzahl von in der Technik bekannten
Synchronisationsverfahren synchronisiert werden muss.
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Die
vier möglichen
Impulspositionen stellen zwei binäre Datenbits dar. Eine darauf
folgende Gruppe von vier Impulspositionen, die von einem Einzelimpuls
belegt werden, kann zusätzliche
zwei binäre
Datenbits darstellen. Es können
so viele sequentielle Gruppen von vier Impulspositionen wie notwendig
verwendet werden, um ein erwünschtes
Datenwort darzustellen, das viele Informationsbits enthält.
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PPM-Modulation
ist ein bevorzugtes Modulationsverfahren für RFID-Etiketten auf der Basis
von SAW-Vorrichtungen, da (1) ein Einzelimpuls leicht von einem
auf dem SAW-Substrat platzierten SAW-Reflektor geschaffen und programmiert
werden kann, (2) die verschiedenen Impulszeitpositionen sich direkt
auf die räumliche
Stelle von möglichen SAW-Reflektoren
beziehen, (3) die Anzahl von Datenbits größer ist als die Anzahl von
Signalimpulsen, was den Etiketteneinfügungsverlust reduziert und
(4) die Anzahl von SAW-Reflektoren für alle möglichen Etikettenidentifikationszahlen
konstant bleibt, was zu Etiketten mit einem vernünftig niedrigen Verlust mit einheitlichen
Impulsamplituden für
jegliche Etikettenidentifikation führt. Jedoch hat die Verwendung
von PPM für
SAW-RFID-Etiketten auch Einschränkungen,
die beinhalten: (1) die PPM-Datendichte ist niedrig, was die Chipgröße (und
somit die Kosten) erhöht, (2)
die niedrige Datendichte in Kombination mit praktischen Maximalgrößen für SAW-Chips schafft eine obere
Grenze für
die Anzahl von Bits für
praktische Etiketten; und (3) mehrfach auftreffende Reflexionen zwischen
den verschiedenen Reflektoren in einem PPM-Etikett schaffen unerwünschte Impulse,
die spätere
Teilen der PPM-Impulsfolge stören
können.
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In 4 ist
Tmin als ein Schlitz definiert, der eine auf eine beliebige der
möglichen
Impulspositionen zentrierte Zeitlänge darstellt. Eine Gruppe
wird von einer Ansammlung von benachbarten Schlitzen dargestellt.
Das Beispiel in 4 zeigt eine Gruppe mit vier
Zuständen,
die zwei binäre
Datenbits darstellen. Wenn vier Gruppen von vier Schlitzen verwendet werden,
gibt es 256 mögliche
Zustände
(oder Kombinationen), bestimmt durch 4 Zustände × 4 Zustände × 4 Zustände × 4 Zustände = 256 Zustände. Dies
entspricht acht Datenbits (oder viermal mehr Daten als eine einzelne
Gruppe). Diese 256 Zustände
(acht Datenbits) belegen eine Gesamtsumme von 16 Schlitzen. Wenn
diese 16 Schlitze in einer einzelnen Gruppe kombiniert sind und
ein herkömmliches
PPM-Verfahren verwendet wird, würde
ein Impuls einen der 16 Schlitze belegen. Die verfügbaren 16
Zustände
(vier Datenbits) sind wesentlich kleiner als die 256 Zustände, die
sich aus der Verwendung der gleichen 16 Schlitze in vier getrennten
Gruppen mit jeweils vier Schlitzen ergeben würden.
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Wenn
herkömmliche
PPM-Konzepte bei Seite gelassen werden und mehrere Impulse in einer einzelnen
Gruppe zugelassen werden, wird die Anzahl von Zuständen wesentlich
erhöht.
Wenn zum Beispiel vier Impulse beliebige vier Positionen in einer
Gruppe von 16 Schlitzen belegen dürfen, existieren 1.820 Zustände, was
bedeutend mehr ist als die 256, die durch die Verwendung der herkömmlicheren PPM
von vier Gruppen von vier Schlitzen (was die gleichen 16 Schlitze
belegen würden)
verfügbar
sind. Ferner sind, wenn acht Impulse in der Gruppe von 16 Schlitzen
verwendet werden, 12.870 Zustände
verfügbar,
was sogar eine noch größere Verbesserung darstellt.
Wenn sieben, acht oder neun Impulse in einer Gruppe von 16 Schlitzen
zugelassen sind, sind 35.750 Zustände möglich, was mehr als 15 Datenbits im
Vergleich zu acht Datenbits bei der Verwendung herkömmlicher
PPM an dem gleichen Platz entspricht.
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Sobald
mehrere Impulse in einer einzelnen Gruppe zugelassen sind, ist es
nicht passend, das Modulationsformat als PPM zu beschreiben. Ein
geeigneterer Name für
dieses neue Verfahren ist eine Mehrfachimpuls-pro-Gruppe-Umtastung
(MPGK), wobei die Umtastung das Äquivalent
zur Modulation ist. Es gibt mehrere wichtige mögliche Varianten von MPGK.
Dieses neue Verfahren ist definiert durch (1) das Aufteilen eines
zu übertragenden
Datenstroms in einen oder mehrere getrennte Abtastwerte; (2) das Verwenden
von mehr als einem Impuls (d.h. mehrere), um einen gegebenen Abtastwert
zu übertragen; (3)
das Übertragen
des mehr als einen Impulses in einer Zeitspanne, die in Zeitschlitze
eingeteilt ist, die nominell, aber nicht unbedingt benachbart sind;
(4) die Tatsache, dass die Ansammlung der Zeitschlitze, die die
Zeitspanne aufweist, eine Gruppe von Schlitzen bildet; und (5) das
Verteilen der mehreren Impulse unter der Gruppe von Schlitzen auf
eine vorherbestimmte Weise, um die in dem getrennten Abtastwert enthaltene
Information darzustellen. Gruppen können in der Anzahl von Schlitzen
und/oder in der Anzahl von belegten Schlitzen variieren. Es müssen weder
alle Schlitze identisch sein (ungleiche Schlitzbreiten, Impulsamplituden
usw. sind zugelassen), noch müssen
die Schlitze notwendigerweise aneinander angrenzen. Eine einzelne
Gruppe kann so definiert werden, dass sie nur eine festgelegte Anzahl
von belegten Schlitzen hat oder sie kann alternativ eine variierende
Anzahl von belegten Schlitzen zulassen. Eine einzelne Datennachricht
könnte
mehr als einen Typ von einer Gruppe aufweisen (zum Beispiel könnte eine
Kopfinformation ein Typ von Gruppe sein, die gegenwärtigen Daten
ein zweiter Typ von Gruppe sein, Synchronisation ein dritter und
könnte
eine Fehlerdetektierung/korrektur ein vierter sein). Alle diese Varianten
haben einen besonderen Nutzen bei SAW-RFID-Etiketten. Solche Varianten
liegen alle im Umfang dieser Erfindung.
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Jetzt
wird mit Bezug auf 5 ein Beispiel für eine Ausführungsform
der Erfindung erläutert,
die Impulspositionen für
eine herkömmliche
digitale PPM mit vier Zuständen
zeigt. In ihrer einfachsten Implementierung verwendet das von der
vorliegenden Erfindung abgedeckte Modulationsverfahren einen Einzelimpuls
pro Gruppe, ähnlich
wie bei herkömmlicher PPM.
Das Beispiel in 5 ist eine kompakte Darstellung
der zulässigen
Impulspositionen in einer Gruppe mit vier Schlitzen, wobei Tmin
die Zeittrennung zwischen den zulässigen Impulsspitzenpositionen
ist. Bei PPM wird nur einer dieser Impulse in dieser Gruppe übertragen
und sind, wenn die Demodulationsabtastung an den zulässigen Spitzenpositionen
ausgeführt
wird, drei der Abtastwerte im Wesentlichen Null und hat der richtige
Abtastwert eine Einheitsamplitude. Wenn das Abtasten während der
Demodulation nicht richtig mit den Spitzenpositionen synchronisiert
wird, dann beginnt die Amplitude für die "richtige Impuls"-Stelle abzunehmen, während die
Amplitude an einer Nachbarstelle größer als Null wird. Jedoch kann
das Signal immer noch richtig demoduliert werden. Wenn auch Rauschen
in dem System vorhanden wäre,
dann würde
die Wahrscheinlichkeit falscher Demodulation auf Grund dieses Zeitberechnungsfehlers
erhöht.
Jedoch ist, wenn der Zeitberechnungsfehler klein ist, die Verschlechterung vernachlässigbar.
Im Prinzip kann, wenn das Signal-Rausch-Verhältnis klein genug ist, das
Signal immer noch erfolgreich demoduliert werden, solange der Zeitberechnungsfehler
weniger als Tmin/2 beträgt.
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Die
Fähigkeit
des erfolgreichen Unterscheidens zwischen zwei möglichen Positionen eines Einzelimpulses,
selbst wenn die Impulse teilweise überlappen, kann verwendet werden,
um die Datendichte auf Kosten der Signal-Rausch-Verhältnis-Empfindlichkeit
zu erhöhen.
Diese Erhöhung
der Datendichte wird dadurch erreicht, dass die zulässigen Impulspositionen
auf eine solche Weise näher
zueinander bewegt werden, dass der Rand einer zulässigen Impulsposition
mit den Spitzen der benachbarten Impulspositionen überlappt.
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Jetzt
wird mit Bezug auf 6 ein Beispiel für zulässige Impulspositionen
mit einer wesentlichen Überlappung
erläutert.
Der zulässige
Impulsabstand wurde im Vergleich zu den fünf in 5 gezeigten Einheiten
auf eine Einheit reduziert. In diesem Fall ist die Schlitzbreite
gleich Tmin/5 und stellt folglich potentiell eine fünffache
Erhöhung
der Anzahl von Zuständen
dar. Dieses Verfahren für
das Erhöhen
der Datendichte wird wegen der offensichtlichen Reduzierung der
De tektierungsspanne für
das Unterscheiden von benachbarten Impulspositionen selten verwendet.
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Jetzt
werden mit Bezug auf 7 die Details einer Ausführungsform
von Impulsen mit einer fünffachen
Erhöhung
der Anzahl von Zuständen
mit einer beschränkten
Detektierungsspanne erläutert.
Um ein Signal mit den in 7 gezeigten stark überlappenden
Impulsen zu demodulieren, wäre
es notwendig, das empfangene Signal an den Spitzenstellen aller möglichen
Impulspositionen abzutasten (d.h. an allen ganzzahligen Stellen
auf der waagerechten Achse in 7). Wie
aus 7 ersichtlich ist, ist die Unterscheidung besonders
schlecht bezüglich
der benachbarten Impulspositionen, aber nimmt diese Unterscheidung
für den
nächsten
benachbarten Impuls, den dritten benachbarten Impuls usw. zu. Die
vorliegende Erfindung schafft ein neuartiges Modulationsformat,
wie hierin beschrieben. Die zulässigen
Impulse werden so modifiziert, dass jeder Impuls nicht nur eine
andere Zeitposition, sondern auch einen addierten Phasenschritt
zwischen jedem benachbarten Impuls hat. Wenn zum Beispiel ein Phasenschritt
von ±90° zwischen
jedem benachbarten Impuls addiert wird, dann könnte der Impuls bei t = 0 (Zeit
gleich Null) 0° haben,
hat der Impuls bei t = 1 ± 90°, hat der Impuls
bei t = 2 ± 180°, hat der
Impuls bei t = 3 ± 270°, hat der
Impuls bei t = 1 ± 360°, usw..
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Jetzt
werden mit Bezug auf 8A und 8B die
echten und imaginären
Teile von überlappenden
Impulsen mit einer addierten Phasenverschiebung von ±90° erörtert. Da
in der erläuterten Ausführungsform
Phasenvielfache von 90° verwendet
werden, haben die ungeradzahligen Impulse (1, 3, 5 usw.) echte Teile,
die gleich Null sind, und haben die geradzahligen Impulse imaginäre Teile,
die gleich Null sind. Ein breites Spektrum von Phasenwinkeln kann
verwendet werden, von denen viele die gleiche oder eine bessere
Leistungsfähigkeit
als dieser besondere Fall von 90° bieten
können.
Zum Beispiel könnte
ein Schrittwinkel ohne eine wesentliche Verschlechterung um mehr
als ±20° variieren.
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Um
das Signal in 8 zu demodulieren, wäre es notwendig,
dass der SAW-Identifikationsetikettenleser
den echten Teil des empfangenen Signals an den Spitzenstellen (t
= 0, 1, 2 usw.) abtastet als auch, dass die Phase des Abtastsignals
von einem Schlitz zum nächsten
verschoben wird, so dass sie mit der er warteten Phase eines Impulses übereinstimmen
würde,
wenn sie an diesen Schlitzstellen auftreten sollte.
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Jetzt
wird mit Bezug auf 9 eine Ausführungsform der Erfindung erläutert, in
der eine andere Phaseninkrementierung als 90° mit einer wesentlich verbesserten
Unterscheidung zwischen dem richtigen Zustand und den benachbarten
Zuständen
verwendet wird, wo die zulässigen
Impulsabstände Tmin/5
sind und ein 78,5°-Phasenunterschied
zwischen benachbarten zugelassenen Zuständen verwendet wird. In 9 wurde
eine andere Phaseninkrementierung als 90° gewählt, um die wesentlich verbesserte
Unterscheidung zwischen dem richtigen Zustand und den benachbarten
Zuständen
für eine große Vielfalt
von Phasenwinkeln darzustellen. Noch wichtiger, veranschaulicht 9 im
Vergleich zu dem identischen zugelassenen Impulsabstand ohne Phasenverschiebungen,
wie früher
in 7 erörtert
wurde, eine dramatische Verbesserung. Die Fälle von 7 und 8 und 9 haben
die identische annähernde
fünffache
Verbesserung in der Anzahl von Zuständen im Vergleich zu der herkömmlicheren PPM
mit einem zulässigem
Impulsabstand von Tmin. Aber ohne die Phasenverschiebungen (7)
ist die minimale Detektierungsspanne nur 0,067, während mit
den Phasenverschiebungen (8 & 9)
die Detektierungsspanne zu benachbarten Zuständen jetzt 0,81 ist, was der
herkömmlicheren
PPM sehr ähnlich
ist, die eine Detektierungsspannenannäherungseinheit hat.
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In
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann Impulsmodulation durch das simultane
Verschieben sowohl der Phasen- als auch der Zeitstelle eines Impulskommunikationssignals auf
eine bekannte Weise gekennzeichnet sein. Diese Ausführungsform
wird fortan als simultane Phasen- und Zeitumtastung (PTSK von englisch
,phase and time shift keying')
bezeichnet, wobei Umtastung das Äquivalent
zu Modulation ist. Während
die Diskussion hierin nur einheitlich beabstandete Zeitverschiebungen
und einheitlich beabstandete Phasenverschiebungen betrachtet, wird
der Fachmann verstehen, dass ein nicht-einheitlicher Abstand entweder der
Zeit- oder der Phasenverschiebung (oder beiden) in dem Umfang der
vorliegenden Erfindung liegt.
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In
dieser Ausführungsform
wird ein zu übertragender
Datenstrom (1) in einen oder mehrere getrennte Abtastwerte aufgeteilt;
wird (2) mindestens ein Impuls verwendet, um einen gegebenen Abtastwert
zu übertragen;
wird (3) der mindestens eine Impuls in einer Zeitspanne übertragen,
die in Schlitze eingeteilt ist, die nominell, aber nicht unbedingt
benachbart sind; bildet (4) die Ansammlung von Zeitschlitzen, die
die Zeitspanne aufweist, eine Gruppe von Schlitzen; hat (5) jeder
Schlitz eine einzigartige Phasenverschiebung und eine einzigartige
Zeitstelle; und ist (6) der mindestens eine Impuls in der Gruppe von
Schlitzen auf eine vorherbestimmte Art enthalten, um die in dem
getrennten Abtastwert enthaltene Information darzustellen. Gruppen
können
in der Anzahl von Schlitzen und/oder in der Anzahl von belegten
Schlitzen variieren und immer noch im Umfang der vorliegenden Erfindung
liegen. Auch kann eine einzelne Gruppe so definiert werden, dass
sie nur eine festgelegte Anzahl von belegten Schlitzen hat oder
sie alternative eine variierende Anzahl von belegten Schlitzen zulassen
könnte.
Auch könnte
eine einzelne Datennachricht mehr als einen Typ von Gruppe aufweisen
(zum Beispiel könnte
die Kopfinformation ein Typ von Gruppe sein, die gegenwärtigen Daten
ein zweiter Typ von Gruppe sein und könnte ein Fehlerdetektierungs/Korrekturwort
ein dritter Typ sein). Alle diese Varianten haben eine besondere
Nützlichkeit
bei SAW-RFID-Etiketten und liegen alle in dem vorgesehenen Umfang
der vorliegenden Erfindung.
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In
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann eine kombinierte Mehrfachimpulsgruppenumtastung
und simultane Phasen- und Zeitverschiebungsumtastung (MPG/PTSK)
implementiert werden. Bei MPGK wurden mehrere Impulse in einer Gruppe
verwendet, aber Tmin hat die Impulspositionen getrennt. Bei PTSK
wurde nur ein Impuls pro Gruppe (wie bei herkömmlicher PPM) verwendet, aber
durften die zulässigen
Impulspositionen wesentlich kleiner sein als Tmin. Das Kombinieren der
zwei Typen erfordert die Beachtung bestimmter subtiler Details.
Im Fall von MPGK können
zwei benachbarte Schlitze beide belegt sein, da, wie oben beschrieben,
der Rand eines Impulses die Spitze von jeglichen benachbarten Impulsen
nicht überlappt (gleich
wie bei herkömmlicher
PPM wie in 5 gezeigt). Jedoch würde, wenn
zwei angrenzende oder eng benachbarte Schlitze bei der Verwendung
von stark überlappenden
Impulsen (wie in 7) gleichzeitig belegt werden
können,
ein Potential für
starke Intersymbolstörung
zwischen Impulsen existieren und könnte zu einer fast völligen Aufhebung
zwischen den beide führen,
wo eine wesentliche Phasenverschiebung zwischen Impulsen vorhanden
ist (z.B. 8 und 9).
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Diese
potentielle Störung
muss angegangen werden, wenn das MPGK-Modulationsverfahren erfolgreich
mit dem PTSK-Verfahren kombiniert werden soll.
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Ein
Hauptverfahren für
das Lösen
des Störungsproblems
besteht darin, eine Regel für
einen minimalen Impulsabstand bei der gemeinsamen Verwendung von
MPGK und PTSK einzuführen.
Eine allgemein nützliche
Regel ist, dass, während
die zulässigen
Impulspositionen Zeittrennungen haben können, die wesentlich kleiner
sind als Tmin, in einer bestimmten Wellenform zwei beliebige in
dieser Wellenform enthaltene gegenwärtigen Impulse immer einen Minimalabstand
von mehr als Tmin haben müssen. Jetzt
wird mit Bezug auf 10 eine Ausführungsform einer Regel für einen
minimalen Impulsabstand erläutert,
die die Verwendung von MPGK zusammen mit PTSK erlaubt. In diesem
Beispiel wird ein Impuls in der Wellenform ausgewählt, um
bei t = 0 aufzutreten, und wird entsprechend der Regel für einen
minimalen Impulsabstand der nächste
Impuls von den Positionen t = 1, 2, 3 und 4 ausgeschlossen, aber
darf bei den Positionen t = 5, 6, 7, usw. auftreten (Anmerkung:
die PTSK-Phasenverschiebungen zwischen Impulsschlitzen wurden der
Klarheit halber weggelassen). Man beachte, dass mindestens vier
Impulsschlitze zwischen ausgewählten
Impulsen übersprungen
werden mussten, wo Tmin in gleich fünf Schlitzen ist. In einem
allgemeineren Fall kann, wenn eine Schlitz-Breite gleich Tmin/N
ist, ein Überspringungsfaktor
definiert werden, der gleich N – 1
ist. Größere Überspringungsfaktoren
können
verwendet werden und könnten
in gewissen Fällen
(zum Beispiel in Betriebsumgebungen mit starker Außenstörung) nützlich sein.
Etwas kleinere Überspringungsfaktoren
könnten
in anderen Fällen
auch nützlich sein,
aber es scheint, dass das Sicherstellen eines Minimalabstands gleich
Tmin unter den meisten Bedingungen wahrscheinlich die beste Wahl
ist.
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Ein
anderes Verfahren für
das Lösen
des potentiellen Störungsproblems,
dass zwei benachbarte Schlitze bei der Kombination von PTSK und
MPGK belegt werden, basiert auf der Orthogonalität zwischen benachbarten Schlitzen,
die sich ergibt, wenn die Phasenverschiebung zwischen Schlitzen ±90° ist (siehe
das früher
in 7 gegebene Beispiel). Wenn die Phase nahe genug
an ±90° ist, dann
stört ein
Impuls in jedem beliebigen gegebenen Schlitz keinen der zwei benachbarten
Schlitzen. In diesem Fall sind alle ungeradzahligen Schlitze völlig unabhängig von allen
geradzahligen Schlitzen. Jedoch kann ein Impuls immer noch seinen
zweit-, viert-, sechst-, usw. nächsten
Nachbarn stören,
wenn der Abstand dieser Nachbarn näher als Tmin ist. In diesem
besonderen Fall des "orthogonalen
nächsten
Nachbarn" ist es
ein nützliches
Verfahren für
das Analysieren der Optionen, die Schlitze in verflochtene Untergruppen
(I und Q) aufzuteilen. Dann wird bei Bedarf die in 10 erläuterte Tmin-Minimalabstandsregel
getrennt auf jede Untergruppe angewandt.
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Diese
Ausführungsform
der Erfindung der Verwendung von PTSK in Kombination mit MPGK ist allgemein
durch eine wesentliche Überlappung
zwischen den Impulsen in benachbarten Schlitzen gekennzeichnet.
Varianten dieser Ausführungsform können von
den früheren
Beschreibungen von PTSK und MPGK abgeleitet werden. Jedoch sollte
die Kombination von PTSK und MPGK den Bedarf an der Bereitstellung
einer Einrichtung zur Vermeidung der potentiellen Intersymbolstörungseffekte,
die sich bei der Verwendung der Impulse mit einer wesentlichen Überlappung
mit benachbarten Schlitzen ergeben können, berücksichtigen. Da dieses Verfahren
die Eigenschaften von zwei zuvor beschrieben Ausführungsformen
kombiniert, kann es passend als MPG/PTSK (d.h. kombinierte Mehrfachimpulsgruppen
mit simultaner Phasen- und Zeitverschiebungsumtastung) bezeichnet
werden.
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Es
können
sogar noch mehr Daten kodiert werden, wenn Impulsamplitudenmodulation
auch in Kombination mit MPG, PTSK, PPM oder MBG/PTSK verwendet wird.
Dem Fachmann ist ersichtlich, dass die hierin beschriebene Erfindung
Ausführungsformen
abdecken soll, die Impulsamplitudenmodulation umfassen, ob alleine
oder in Kombination mit jedem beliebigen anderen Modulationsverfahren
verwendet.
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Jetzt
wird mit Bezug auf 11 eine Tabelle erläutert, die
die 286 möglichen
Zustände
zeigt, die bei der Verwendung von drei Reflektoren in einer Gruppe
von 21 Schlitzen mit einem Überspringungsfaktor
von vier existieren. Dies ist ein Beispiel einer einzelnen Gruppe,
wo ein SAW-RFID-Etikett drei Reflektoren pro Gruppe mit 21 Schlitzen
pro Gruppe, einem Überspringungsfaktor
von vier und einer Phaseninkrementierung zwischen benachbarten Schlitzen
im Bereich von 75° bis
105° hat.
Die Phaseninkrementierung zwischen benachbarten Schlitzen ist die
gleiche wie früher
in Verbindung mit 8 und 9 beschrie ben
wurde. Die fünffache Überlappung
zwischen benachbarten Impulsen erforderte einen Überspringungsfaktor von vier.
Es ist offensichtlich, dass 286 Zustände ausreichen, um die 256
Zustände
zu kodieren, die 8 Datenbits entsprechen. Diese besondere Variante
hat eine Gruppengröße, die
fast identisch mit der in 4 beschriebenen
mit der gleichen Anzahl von Datenbits ist. Jedoch hat sie zwei Hauptvorteile
darin, dass sie nur drei SAW-Reflektoren statt vier verwendet und
zweitens weniger anfällig
für übliche Übertragungsverzerrungseffekte, wie
z.B. Kurzpfad/Mehrfachpfadsignalübertragung, und
andere Impulsverwischungseffekte, ist.
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Jetzt
wird mit Bezug auf 12 eine Tabelle erläutert, die
die Zustände
für ein
SAW-RFID-Etikett mit 10 Schlitzen, zwei Reflektoren und 36 möglichen Platzierungen
zeigt. Diese Tabelle wurde aus einer Situation genommen, in der
das SAW-RFID-Etikett vier Reflektoren pro Gruppe, 20 Schlitze pro
Gruppe und einen Überspringungsfaktor
von drei und eine Phaseninkrementierung zwischen benachbarten Schlitzen
von plus oder minus 90° hatte,
wobei die Gruppe in zwei Untergruppen aufgeteilt ist. Dieses Beispiel
ist dem vorherigen Beispiel ziemlich ähnlich, in dem vier verschiedene
Phasenzustände
in zwei Untergruppen von je zehn Schlitzen aufgeteilt sind. Jede
Untergruppe kann behandelt werden, als ob sie einen Überspringungsfaktor
von eins hat. Die Tabelle gibt die Zustände, die einer solchen Untergruppe
entsprechen. Der einzige Unterschied zwischen diesem Beispiel und
dem vorigen Beispiel besteht darin, dass die zwei gleichphasigen
Reflektoren (+I & –I) entweder
das gleiche oder das entgegengesetzte Zeichen haben können. Der
Hauptvorteil dieses Beispiels besteht darin, dass mit 36 Zuständen pro
Untergruppe eine Gesamtsumme von 10 Bit pro Gruppe erreicht werden
kann, was besser ist als die acht Bit im vorherigen Beispiel. Die
Nachteile dieses Beispiels sind möglicherweise schlechtere Störreflexionen
als in dem vorherigen Beispiel und die allgemeine Empfindlichkeit
gegenüber
Impulsverwischungseffekten.
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Jetzt
wird mit Bezug auf 13 eine Tabelle erläutert, die
eine Untergruppe von Zuständen
von einem SAW-RFID-Etikett mit vier Reflektoren pro Gruppe, 20 Schlitzen
pro Gruppe, einem Überspringungsfaktor
von drei, einer Phaseninkrementierung zwischen benachbarten Schlitzen
von ±90° mit der
Aufteilung in zwei Untergruppen und nur einem Reflektor von jeder
spezifischen Phase pro Gruppe zeigt. Diese Tabelle ist von dem vorherigen
Beispiel, in dem vier verschiedene Phasenzustände verwendet werden, die in
zwei Untergruppen von je 10 Schlitzen aufgeteilt sind, wobei jede
Untergruppe einen Überspringungsfaktor
von eins hat. Nur ein Reflektor von jeder speziellen Phase wird
in jeder Gruppe verwendet.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung detektiert der SAW-Identifikationsetikettenleser ein
von einem SAW-Identifikationsetikett erzeugtes Rückkehrsignal und dekodiert
eine Zahl, die mindestens acht Bit lang ist. In noch einer anderen
Ausführungsform
dekodiert der Leser ein SAW-Identifikationsetikett mit vier Gruppen
von Schlitzen und einer kodierten Zahl, die mindestens 32 Bit lang
ist. In noch einer anderen Ausführungsform
der Erfindung hat das SAW-Identifikationsetikett zwölf Gruppen
von Schlitzen und kodiert eine Zahl, die mindestens 64 Bit lang ist.
Der Fachmann wird verstehen, dass ungeachtet der Anzahl von Gruppen,
Schlitzen oder der Bitlänge einer
Zahl, die auf einem SAW-Identifikationsetikett kodiert werden kann,
jede beliebige Ausführungsform
eines SAW-Identifikationslesers
von dem hierin beschriebenen Typ in dem vorgesehenen Umfang der
vorliegenden Erfindung liegt.
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Die
vorliegende Erfindung hat einen SAW-Identifikationsetikettenleser
für die
Verwendung mit SAW-Identifikationsetiketten eingeführt, auf die
wesentliche Daten kodiert werden können, hauptsächlich,
da ein Signal mit einer unter Verwendung von sowohl Phasenpositions-
als auch Impulspositionsmodulation kodierten Zahl zurückgeschickt
werden kann. Diese drastisch erhöhte
Datentragfähigkeitskapazität erlaubt,
dass jedes Identifikationsetikett eine weltweit einzigartige Zahl
darauf kodiert hat. Da eine weltweit einzigartige Zahl auf ihnen
kodiert werden kann, können
SAW-Identifikationsetiketten verwendet werden, um eine beispiellose
Anzahl von einzigartigen Objekten zuverlässig zu identifizieren und
zu rückzuverfolgen.
In einer Ausführungsform enthält die SAW-Identifikationsetikettenzahl
Daten, die ein der Zahl zugeordnetes Objekt betreffen. Dies erlaubt,
dass zum Beispiel eine zentralisierte Zahlenzuweisungsbehörde einer
bestimmten Industrie eine Gruppe von Zahlen zuteilt, so dass die
Industrie solche Zahlen bestimmten Anwendungen in dieser Industrie
zuweisen kann. Der Automobilindustrie können zum Beispiel alle Zahlen
zugewiesen werden, wo die dritte und die vierte Ziffer eine Neun
und eine Eins sind. Die Auto mobilindustrie kann dann weitere Zahlen
zuteilen, die der fünften
Zahl folgen, wie es ihre eigenen Standards vorgeben können. Ungeachtet der
Weise, auf die die Zahlen von der Automobilindustrie zugeteilt werden,
wird jedes beliebige Objekt mit einem von einem SAW-Identifikationsetikettenleser
wie hierin beschrieben identifizierten SAW-Identifikationsetikett,
das eine Neun als die dritte Ziffer und eine Eins als die vierte
Ziffer hat, als der Automobilindustrie zugeordnet identifiziert.
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In
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung enthält
die SAW-Identifikationsetikettenzahl einen Fehlerdetektierungsteil.
Der Fehlerdetektierungsteil kann ferner in zumindest einem gewissen Ausmaß zu Fehlerkorrektur
fähig sein.
Natürlich
ist Fehlerdetektierung oder -korrektur in dem breiten Umfang der
vorliegenden Erfindung nicht erforderlich.
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In
noch einer anderen Ausführungsform
der Erfindung verwendet der SAW-Identifikationsetikettenleser
ein Abfragesignal mit einer Frequenz zwischen zwei und drei Gigahertz.
Eine besonders vorteilhafte Anwendung dieser Ausführungsform
sorgt dafür,
dass der SAW-Identifikationsetikettenleser eine 2,45-Gigahertzfrequenz
verwendet.
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Jetzt
werden mit Bezug auf 14A–14I verschiedene
Ausführungsformen von
gemäß der vorliegenden
Erfindung konstruierten SAW-Identifikationsetikettenlesern erläutert. 14A veranschaulicht einen Seitenstableser 1410,
der zum Beispiel in einem Drehkreuz, das Gäste zu einem Sportereignis
einlässt,
oder in Seitenwänden
zu Warenlagertüren
installiert werden kann. Der Seitenstableser 1410 kann
dann die SAW-Identifikationsetikettenzahl auf einem SAW-Identifikationsetikett,
das in eine Eintrittskarte eingefügt oder ihr zugeordnet sein
kann, lesen, um die Gültigkeit
des Tickets eines Gasts zu bestimmen oder beim Ankommen oder Abschicken
von Fracht, um die Übersicht über den
Inhalt eines Warenlagers zu behalten.
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14B veranschaulicht einen Regalleser 1420,
der für
die Installation an Stellen geeignet ist, wo mangelnder Platz die
Verwendung eines größeren Lesers
verbietet oder wo ein größerer Leser
ungeeignet wäre.
Zum Beispiel kann ein Regalleser im Büro eines Arzts verwendet werden,
um dezent die Übersicht über Patientenakten
mit zugehörigen SAW-Identifikationsetiketten
zu behalten. Ein Regalleser 1420 kann mehrere Knoten 1425 haben,
so dass ein Leser 1420 verwendet werden kann, um verschiedene
Bereiche zu überwachen,
wie z.B. ein Sicherheitssystem, wo Knoten 1425 verwendet
werden, um mehrere Türen
zu überwachen,
aber ein einziger Leser 1420 an einer zentralen Stelle
verwendet werden kann.
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14C veranschaulicht einen Türleser 1430. Ein Türleser 1430 kann
an einer Anzahl von Stellen installiert werden. Eine solche Stelle
wäre in einer
Arbeitsplatzumgebung, wo nur bestimmte Angestellte Zutritt zu bestimmten
Orten haben. Der Türleser 1430 könnte verwendet
werden, um eine solche Stelle durch das Lesen von SAW-Identifikationsetiketten,
die in von solchen Angestellten getragene Identifikationsdienstmarken
eingefügt
sind, zu überwachen.
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14D veranschaulicht einen Fahrbahnleser 1440.
Ein solcher Leser 1440 wäre nützlich, wenn SAW-Identifikationsetiketten
Fahrzeugnummernschildern zugeordnet wären. Ein Fahrbahnleser 1440 könnte dann
an geeigneten Stellen installiert und für solche Dinge wie z.B. Verkehrszählungen
verwendet werden. Ein Fahrbahnleser 1440 könnte auch
für eine
Mauterfassung auf eine der Art, auf die Mautetiketten gegenwärtig verwendet
werden, ähnliche
Art verwendet werden.
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14E veranschaulicht einen in der Hand haltbaren
Kurzbereichleser 1450, der für eine Anzahl von Anwendungen
nützlich
ist, wie zum Beispiel für das
Führen
von Inventar oder Stücklisten.
Ein preisgünstiger
in der Hand haltbarer Kurzbereichleser 1450 wäre auch
nützlich
für ein
Haus-SAW-Etikettenidentifikationssystem, um die Übersicht über Lebensmittel, Werkzeuge,
Bücher,
Sammelobjekte usw. zu behalten.
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14F veranschaulicht einen in der Hand haltbaren
Langbereichleser 1460. Ein solcher Leser 1460 wäre nützlich,
wo der Benutzer nicht nahe an ein Objekt kommen kann. Eine solche
Verwendung könnte
zum Beispiel das Lesen eines SAW-Identifikationsetiketts auf einem
Objekt sein, das sich in einer gefährlichen Umgebung befindet.
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14G veranschaulicht einen stationären Langbereichleser 1470,
der für
die Installation an einer feststehenden Stelle geeignet ist. Ein
solcher Leser 1470 wäre
geeignet für
die Installation an einem Fließband,
um z.B. Teile zu identifizieren und rückzuverfolgen.
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14H veranschaulicht einen Stableser 1480.
Ein solcher Leser 1480 kann nutzbringend verwendet werden,
um Gegenstände
zu identifizieren, die verdeckt sind oder von keinem anderen Lesertyp erreicht
werden können.
Er könnte
verwendet werden, um zum Beispiel einen sich innerhalb einer Maschine
befindlichen Teil zu identifizieren, der anderweitig nicht identifiziert
werden könnte,
ohne die gesamte Maschine auseinander zu bauen, wie z.B. einen Flugzeugteil.
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14I veranschaulicht einen Fingerspitzenleser 1490.
Ein solcher Leser 1490 kann für Arbeiter für das Identifizieren
von Werkstücken
nützlich sein.
Er könnte
auch nutzbringend an einem Bestückungsautomaten
verwendet werden, um Teile zu identifizieren.
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Es
gibt eine Anzahl von verschiedenen Gewerben, die einen Bedarf an
der Identifizierung bestimmter Objekte mit Genauigkeit haben, die
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung nützlich
finden würde.
Es ist vorgesehen, dass alle SAW-Identifikationsetikettenleser,
ob hierin beschrieben oder nicht und ob schon bekannt oder anschließend entdeckt,
in dem Umfang der vorliegenden Erfindung liegen. Kurz gesagt wird
ungeachtet der Leserunterschiede oder der Unterschiede in der SAW-Identifikationsetikettenkonstruktion
der Fachmann verstehen, dass der vorgesehene Umfang der vorliegenden
Erfindung alle Konfigurationen von entsprechend den hierin dargelegten
Prinzipien konstruierten SAW-Identifikationsetikettenlesern abdeckt.
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Jetzt
wird mit Bezug auf 15 ein Blockdiagramm eines Verfahren 1500 zum
Betreiben eines SAW-Identifikationsetikettenlesers erläutert. Das Verfahren
beginnt mit einem Anfangsschritt 1510. In einem Übertragungsschritt 1520 wird
ein Abfragesignal übertragen,
um einen SAW-Wandler anzuregen, der sich auf einem piezoelektrischen
Substrat befindet, das eine Gruppe von sowohl bei der Impulsposition
als auch der Phasenposition angeordneten Schlitzen hat. In ei nem
Veranlassungsschritt 1530 wird die SAW dazu veranlasst,
von einer Anzahl von Reflektoren zu reflektieren, die sich auf dem
piezoelektrischen Substrat befinden und darauf so unter den Schlitzen
verteilt sind, dass ein Rückkehrsignal an
den Wandler mit einer sowohl durch Impulsposition als auch durch
Phasenposition kodierten Zahl darin erzeugt wird. In einem Detektierungsschritt 1540 detektiert
der Leser das Rückkehrsignal
mit einem Empfänger.
In einem Dekodierungsschritt 1550 dekodiert der Leser die
SAW-Identifikationsetikettenzahl. Das Verfahren 1500 schließt mit einem
Endschritt 1560. Natürlich
liegt jeglicher Typ von Abfragesignalübertragung, der eine Antwort
von einer SAW-Identifikation
erzeugt, im Umfang der vorliegenden Erfindung. Solche anderen Typen
können,
ohne darauf beschränkt
zu sein, einen zweiten Wandler auf einem Substrat aufweisen, der
ein Signal detektiert und in Reaktion darauf ein Rückkehrsignal
erzeugt.
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Verschiedene
andere Ausführungsformen
eines Verfahrens zum Betreiben eines SAW-Identifikationsetikettenlesers
liegen in dem vorgesehenen Umfang der vorliegenden Erfindung. Die
Beschreibungen der verschiedenen Ausführungsformen eines hierin dargelegten
SAW-Identifikationsetikettenlesers sind detailliert genug, um es
dem Fachmann zu ermöglichen,
solche anderen Ausführungsformen
eines Verfahrens zum Betreiben eines SAW-Identifikationsetikettenlesers
zu verstehen und auszuführen.
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Jetzt
wird mit Bezug auf 16 ein Blockdiagramm eines Verfahrens 1600 zur
Herstellung eines SAW-Identifikationsetikettenlesers erläutert. Das Verfahren 1600 beginnt
mit einem Anfangsschritt 1610. In einem Schritt zur Schaffung
eines Senders 1620 wird ein Sender geschaffen, der zum
Senden eines Abfragesignals fähig
ist, um einen SAW-Wandler anzuregen, der sich auf einem piezoelektrischen Substrat
befindet, um eine SAW zu schaffen. Das piezoelektrische Substrat
hat eine Gruppe von Schlitzen darauf, die sowohl bei der Impulsposition
als auch bei der Phasenposition angeordnet sind. Das piezoelektrische
Substrat hat auch eine Anzahl von Reflektoren, die unter den Schlitzen
sowohl bei der Impulsposition als auch der Phasenposition verteilt sind.
Diese Reflektoren liefern ein Rückkehrsignal
an den Wandler, das eine sowohl durch die Impulsposition als auch
die Phasenposition kodierte Zahl darin hat. In einem Schritt zum
Schaffen eines Empfängers 1630 wird
ein Empfänger
für das
Detektieren eines Rückkehrsignals
und das Dekodieren der darin kodierten Zahl geschaffen. Das Verfahren 1600 schließt mit einem
Endschritt 1640.
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Verschiedene
andere Ausführungsformen
eines Verfahrens zur Herstellung eines SAW-Identifikationsetikettenlesers
liegen in dem vorgesehenen Umfang der vorliegenden Erfindung. Die
Beschreibungen der verschiedenen Ausführungsformen eines hierin dargelegten
SAW-Identifikationsetikettenlesers sind detailliert genug beschrieben,
um es dem Fachmann zu ermöglichen,
solche andere Ausführungsformen
zu verstehen und auszuführen.
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Auch
wenn die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben wurde, sollte
der Fachmann verstehen, dass er verschiedene Änderungen, Ersetzungen und
Abwandlungen hierin machen kann, ohne von dem Umfang der Erfindung
abzuweichen, wie er in den anhängenden
Ansprüchen
definiert ist.