ES2632440T3 - Procedimiento y sistema para la alimentación con energía de al menos un componente móvil en un sistema de comunicación inalámbrico, en particular de etiquetas RFID de un sistema RFID - Google Patents

Procedimiento y sistema para la alimentación con energía de al menos un componente móvil en un sistema de comunicación inalámbrico, en particular de etiquetas RFID de un sistema RFID Download PDF

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Abstract

Procedimiento para alimentar con energía al menos un componente móvil (20) en un sistema de comunicación inalámbrica (10) con dos o más estaciones de base (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18), en el que mediante al menos dos de las estaciones de base (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) se envían de manera coherente ondas electromagnéticas (25), en el que una o varias fases de emisión relativas (Φ 1, Φ 2, Φ 3, Φ 4, Φ 5) se ajustan entre dos o varias ondas electromagnéticas (25) enviadas coherentemente, en el que se captan una o varias fases del tiempo de recorrido entre ondas electromagnéticas (25) enviadas mediante al menos dos de las estaciones de base (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) de forma coherente al componente móvil (20) y se incluye/n para elegir y/o para ajustar la fase o las varias fases de emisión (Φ 1, Φ 2, Φ 3, Φ 4, Φ 5) y/o mediante el componente móvil (20) se envía al menos una señal (30) que se recibe en al menos dos de las estaciones de base (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) y se capta/n una o varias fases del tiempo de propagación de la señal (30) recibida por las estaciones de base (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18), de las que al menos hay dos y se incluye/n para elegir y/o para ajustar la o las varias fases de emisión (Φ 1, Φ 2, Φ 3, Φ 4, Φ 5) y/o se capta la posición y/o el estado de movimiento del componente móvil (20), en particular en base a una intensidad del campo de recepción de las señales recibidas por el componente móvil (20) y se eligen y/o modifican y/o adaptan en función de la posición captada la o las varias fases de emisión (Φ 1, Φ 2, Φ 3, Φ 4, Φ 5).

Description

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PROCEDIMIENTO Y SISTEMA PARA LA ALIMENTACION CON ENERGIA DE AL MENOS UN COMPONENTE MOVIL EN UN SISTEMA DE COMUNICACION INALAMBRICO. EN PARTICULAR DE
ETIQUETAS RFID DE UN SISTEMA RFID
DESCRIPCION
La invencion se refiere a un procedimiento para la alimentacion con ene^a de al menos un componente movil en un sistema de comunicacion inalambrico y a un sistema de estaciones de base de un sistema de comunicacion inalambrico.
En sistemas de comunicacion se conoce la alimentacion con energfa de componentes moviles individuals mediante un campo radioelectrico. Un ejemplo son los sistemas RFID pasivos, cuyos componentes moviles, los llamados RFID-Tags (etiquetas RFID), en particular circuitos integrados o chips de RFID con un transpondedor RFID, obtienen energfa a traves del campo radioelectrico y con ello pueden operar un sistema interno de calculo sin otra aportacion de energfa durante cierto tiempo, mientras el campo radioelectrico aporte energfa suficiente. Cuando se presenta este caso, puede enviar un tag o etiqueta por ejemplo una senal de respuesta, que puede recibirse en una estacion de base o bien en un aparato lector correspondiente. Para obtener tambien una senal de respuesta cuando la intensidad del campo radioelectrico no es suficiente y para aumentar el alcance, se utilizan tags activos con fuente de energfa propia, por ejemplo en forma de una batena.
El documento de US 2010/0039231 A1 describe una captacion de datos de una pluralidad de soportes de datos. Al respecto se activa secuencialmente una pluralidad de soportes de datos, que pueden encontrarse fijos uno respecto a otro en una estantena de almacenamiento. Se encuentran pequenas ventanas de tiempo y de espacio dentro de una zona mayor, por ejemplo de un compartimiento de estantena, casi aleatoriamente y en su totalidad reticuladas, para no tener que comunicar simultaneamente con todos los soportes de datos de la pluralidad de soportes.
El documento EP 1610258 A1 da a conocer un equipo de comunicacion RFID que determina la direccion de incidencia de ondas de radio de un tag RFID.
Es objetivo de la invencion lograr un procedimiento mejorado y un sistema mejorado para la alimentacion con energfa de al menos un componente movil en un sistema de comunicacion inalambrico.
Este objetivo de la invencion se logra con un procedimiento con las caractensticas indicadas en la reivindicacion 1, asf como con un sistema con las caractensticas indicadas en la reivindicacion 9. Ventajosos perfeccionamientos de la invencion se indican en las correspondientes reivindicaciones secundarias, en la siguiente descripcion y en el dibujo.
El procedimiento de acuerdo con la invencion sirve para la alimentacion con energfa de al menos un componente movil. Para ello se realiza el procedimiento en un sistema de comunicacion inalambrico con dos o mas estaciones de base. En el procedimiento de acuerdo con la invencion se envfan mediante al menos dos de las estaciones de base ondas electromagneticas de forma coherente.
Es en particular esencial en el procedimiento de acuerdo con la invencion que las estaciones de base emitan su energfa en forma de ondas electromagneticas de manera coherente, es decir, con una relacion de fase fija entre sf de las ondas electromagneticas enviadas por las distintas estaciones de base.
Esta relacion de fase fija puede utilizarse en el marco de la invencion al producirse en determinadas posiciones en el espacio un aumento de la intensidad del campo electromagnetico que puede medirse allf en comparacion con un sistema con solo una estacion de base.
Se presenta una intensificacion en una tal posicion exactamente cuando las ondas electromagneticas de las distintas estaciones de base inciden allf con la misma (o casi la misma) relacion de fase (es decir, con la misma o casi la misma fase), o sea, una superposicion constructiva de ondas electromagneticas. Ventajosamente es una tal posicion el lugar donde se encuentra el componente movil. En particular ha de entenderse en el sentido de esta invencion bajo casi la misma relacion de fase una relacion de fase en la que las ondas inciden en una tal posicion, en particular en el lugar de estancia del componente movil, con un decalaje de fase relativo entre sf que es inferior a un octavo, con preferencia inferior a una dieciseisava parte e idealmente inferior a la treintaidosava parte de la longitud de onda de las ondas electromagneticas. Adecuadamente se ajustan para una alimentacion con energfa optima del componente movil en forma de un aparato electronico, en particular pasivo, las fases de emision de las distintas estaciones de base tal que resulta, exactamente en el punto espacial en el que se encuentra el componente movil, una superposicion constructiva de las ondas electromagneticas entrantes.
Esto puede realizarse en el procedimiento de acuerdo con la invencion con preferencia mediante el conocimiento de las fases del tiempo de propagacion. Basandose en este conocimiento, se ajustan o retraen las fases de emision con preferencia en el decalaje de fase del tiempo de propagacion de los
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distintos canales de radio o vfas de transmision entre las estaciones de base y el componente movil, con lo que las senales inciden en el componente movil con identica fase.
De esta manera es posible aumentar la intensidad del campo radioelectrico en el correspondiente lugar del componente movil en comparacion con un sistema que tiene solo una estacion de base. Puesto que la intensidad del campo radioelectrico depende del lugar, es deseable conocer la posicion exacta del componente movil.
La invencion utiliza por lo tanto a la vez un enlace con determinadas caractensticas del sistema, es decir, tanto de la alimentacion con energfa del componente movil como tambien de una localizacion del componente movil y convenientemente ademas un seguimiento de la posicion (tracking) del componente movil.
Con preferencia se ajustan en el procedimiento de acuerdo con la invencion las posiciones de fase de las ondas electromagneticas enviadas en cada caso por las estaciones de base, de las que al menos hay dos, tal que las ondas electromagneticas inciden en fase en el lugar donde se encuentra la estacion movil. Adecuadamente se elige para ello la correspondiente fase de arranque (denominada tambien fase de emision en el marco de esta solicitud) de las ondas electromagneticas en el lugar donde se encuentran las estaciones de base tal que las distintas posiciones de fase que resultanan a igualdad de fases de arranque debido a los distintos tiempos de propagacion de las ondas electromagneticas, se compensan. Convenientemente estan configuradas las estaciones de base en el sistema de acuerdo con la invencion, en particular para el posicionamiento en funcion del tiempo, de la respectiva posicion de fase de las ondas electromagneticas.
El conocimiento de las fases del tiempo de propagacion de las ondas electromagneticas hace posible a la vez una localizacion y/o determinacion de la posicion del componente movil. Para ello pueden utilizarse diversos algoritmos, que en parte son ya conocidos por sistemas de localizacion ya existentes. De ello resultan en consecuencia tambien posibilidades de realizar adaptivamente los posicionamientos de fase de las estaciones de base, para asf asegurar una alimentacion con energfa tambien de un componente movil que se ha movido.
En un perfeccionamiento especialmente ventajoso del procedimiento de acuerdo con la invencion se reciben ademas mediante las dos o al menos dos de las estaciones senales que emiten los componentes moviles y se evalua la informacion de fase o las informaciones de fase de las senales recibidas. Estas informaciones de fase sirven para la localizacion y seguimiento de la posicion del componente movil y pueden utilizarse tambien para optimizar la alimentacion con energfa del componente movil mediante el correspondiente seguimiento de las fases de emision de las estaciones de base.
Igualmente puede utilizarse una pluralidad de otros diversos sistemas o procedimientos de localizacion por radio conocidos, en los que a partir de diversas magnitudes que pueden medirse de la propagacion de ondas entre el componente movil y estaciones de base, puede obtenerse una informacion de posicion del componente movil. Tales magnitudes pueden ser adecuadamente:
- la intensidad del campo de recepcion en el lugar donde esta el componente movil y/o
- el/los tiempo/s de propagacion de senales entre la respectiva estacion de base y el componente movil y/o
- diferencias de los tiempos de propagacion y/o
- una o varias informaciones angulares de la senal enviada por el componente movil y que llega a una estacion de base.
Convenientemente se emiten en el procedimiento de acuerdo con la invencion, a traves de varias estaciones de base/antenas distribuidas en un espacio, ondas electromagneticas de la misma potencia y se reciben a traves de las mismas ondas electromagneticas emitidas por un componente movil. Esto se realiza de manera coherente y se ejecuta con relaciones de fase que pueden ajustarse. Para evitar perturbaciones de las estaciones de base entre sf, se preve en un perfeccionamiento de la invencion una unidad de control para todas las estaciones de base, con lo que una consulta de una estacion de base a un componente movil no se interpreta como colision o como senal de perturbacion por parte de otra estacion de base. Una consulta a un componente movil puede realizarse convenientemente solo con un identificador inequvoco de una estacion de base.
La determinacion y el ajuste de las fases pueden realizarse en el procedimiento de acuerdo con la invencion de diversas formas. Por ejemplo en casos en los que debido a una intensidad del campo radioelectrico demasiada pequena no se detecta ningun componente movil, pueden realizarse los posicionamientos de fase de las distintas estaciones de base mediante ensayo y error. Las fases se optimizan entonces iterativamente tal que se maximiza la intensidad del campo radioelectrico recibida por el componente movil. Como indicador puede incluirse una senal de respuesta en el componente movil.
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Si existe ya en el componente movil una intensidad del campo radioelectrico suficientemente grande, se estima en el procedimiento de acuerdo con la invencion la determinacion de la fase en el caso de que vane en el tiempo la posicion del componente movil, en base a un modelo de movimiento. Sobre la base de un tal modelo de movimiento (por ejemplo el componente movil se mueve mas bien de manera uniforme) puede deducirse la correspondiente evolucion en el tiempo de manera uniforme de las fases optimas. Los correspondientes procedimientos matematicos de regulacion para ello se conocen de por sf (en particular filtros de Kalman).
Puede pensarse tambien igualmente en la utilizacion de varios componentes moviles en el procedimiento de acuerdo con la invencion. Para ello puede conmutarse en el procedimiento de multiplexado en el tiempo entre diversas secuencias de coeficientes de fase optimos y pueden asf elegirse en cada caso los coeficientes optimos para posiciones dadas. Asf puede realizarse el procedimiento acuerdo con la invencion con varios componentes moviles.
Un perfeccionamiento especialmente preferente del procedimiento de acuerdo con la invencion consiste en que el componente movil emita por su lado una senal de radio para determinar coeficientes de fase optimos. Debido a la reciprocidad del canal de radio, puede convertirse la informacion de fase de la senal de recepcion medida por las estaciones de base en fases de emision optimas. Este perfeccionamiento del procedimiento de acuerdo con la invencion puede utilizarse para determinar dentro de un o de unos pocos ciclos de lectura los coeficientes de fase optimos.
A partir del conocimiento de los coeficientes de fase puede deducirse en el procedimiento acuerdo con la invencion la posicion del componente movil. Para ello se disponen en el procedimiento de acuerdo con la invencion las estaciones de base convenientemente en uno o varios grupos, cuyas senales de recepcion se combinan algontmicamente entre sf. Idealmente estan dispuestas las estaciones de base a distancias en particular inferiores a la longitud de onda de las ondas electromagneticas, una respecto a otra a lo largo de una recta. Bajo estas condiciones puede por ejemplo retrocalcularse a partir de las diferencias de fase de las senales recibidas por el componente movil el angulo bajo el que aparece el componente movil visto desde las lmeas rectas de estas estaciones de base. Los correspondientes procedimientos se conocen bajo el concepto de "Digital Beamforming" o tambien “orientacion digital del haz”.
Ademas de la “orientacion digital del haz“, puede pensarse tambien en una “orientacion analogica del haz“, que esta realizada mediante una curva caractenstica de irradiacion fuertemente concentrada, en particular un lobulo de antena, emitido en cada caso por una antena de una estacion de base. En funcion de los posicionamientos de fase de la antena individual dentro de un grupo de antenas, puede girarse un tal lobulo de antena en distintas direcciones. La mayor ganancia de antena generada por la interconexion de antenas de varias estaciones de base, provoca en la direccion espacial preferente igualmente una mayor intensidad del campo radioelectrico.
Ademas es posible deducir el lugar de estancia del componente movil tambien a partir de la intensidad del campo de recepcion de la senal recibida por el componente movil. Los correspondientes algoritmos son de por sf conocidos y corresponden al estado de la tecnica.
Ademas, puede deducirse la posicion del componente movil a partir de las fases de las estaciones de base en su conjunto, si existe un numero de estaciones de base suficientemente grande, tambien para una disposicion muy general de las estaciones de base.
A partir de la evolucion en el tiempo de las correspondientes fases e intensidades del campo de recepcion, puede lograrse tambien con ayuda de algoritmos de tracking o seguimiento una mejora de la estimacion de la posicion. Asf puede captarse un movimiento de un componente movil y regularse adaptivamente los posicionamientos de fase de la estacion de base.
El sistema de acuerdo con la invencion es un sistema de estaciones de base de un sistema de comunicacion inalambrico. En el sistema de acuerdo con la invencion estan configuradas al menos dos de las estaciones de base para enviar ondas electromagneticas coherentes.
Convenientemente esta configurado el sistema de acuerdo con la invencion para realizar un procedimiento tal como antes se ha descrito.
Para realizar la alimentacion con energfa, con el aumento del alcance que ello implica, asf como la posibilidad de realizar la localizacion y el seguimiento de las posiciones, operan las estaciones de base sincronicamente mediante el procedimiento de acuerdo con la invencion. La correspondiente unidad de control para controlar las estaciones de base es con preferencia parte integrante del sistema de acuerdo con la invencion.
Adecuadamente esta configurado el sistema de acuerdo con la invencion de estaciones de base para realizar el procedimiento de multiplexado en el tiempo, segun el procedimiento de acuerdo con la invencion, tal como se ha descrito antes.
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Con especial preferencia se realiza el procedimiento de acuerdo con la invencion para la alimentacion con ene^a de un componente movil en forma de un tag RFID en un sistema de comunicacion en forma de un sistema RFID. El sistema de acuerdo con la invencion es en un perfeccionamiento ventajoso de la invencion un sistema RFID.
A continuacion se describira la invencion mas en detalle en base a un ejemplo de realizacion representado en el dibujo. Se muestra en:
figura 1 un sistema de acuerdo con la invencion de estaciones de base para realizar el procedimiento de acuerdo con la invencion durante la emision de ondas electromagneticas a un componente movil, en un esquema basico en una vista en planta,
figura 2 el sistema de acuerdo con la invencion segun la figura 1 durante la recepcion de ondas electromagneticas por parte del componente movil en un esquema basico en una vista en planta, figura 3 otro ejemplo de realizacion de un sistema de acuerdo con la invencion de estaciones de base para realizar el procedimiento de acuerdo con la invencion con un grupo de estaciones de base dispuestas a lo largo de una lmea recta en un esquema basico en una vista en planta y figura 4 otro ejemplo de realizacion de un sistema de acuerdo con la invencion de estaciones de base para realizar el procedimiento de acuerdo con la invencion con una representacion de las relaciones de fases de las ondas electromagneticas emitidas en un esquema basico en una vista en planta.
El sistema de comunicacion inalambrico de acuerdo con la invencion representado en la figura 1 incluye varias estaciones de base 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18. Las estaciones de base 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 emiten simultaneamente ondas electromagneticas 25 mediante antenas 19 para alimentar con energfa un componente movil 20. Las ondas electromagneticas 25 son recibidas por el componente movil 20 mediante una antena 21.
En el ejemplo de realizacion representado emiten las estaciones de base 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 las ondas electromagneticas 25 en cada caso con la misma potencia y de manera coherente, es decir, con una posicion de fase predeterminada entre sf en cada caso. Para evitar perturbaciones de las estaciones de base 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 entre sf, esta previsto un equipo de control y evaluacion (no mostrado explfcitamente en la figura 1) para todas las estaciones de base 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, con lo que una consulta de una de las estaciones de base 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 al componente movil 20 no es interpretada por otra de las estaciones de base 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 como senal de colision o perturbacion. Una consulta al componente movil 20 tiene lugar en el ejemplo de realizacion representado con un identificador ineqmvoco de la respectiva estacion de base 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18.
Las posiciones de fase relativas de las ondas electromagneticas 25 emitidas por las estaciones de base 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 estan elegidas entre sf tal que las ondas electromagneticas 25 se superponen constructivamente en el lugar de estancia del componente movil 20. Por lo tanto la energfa del campo radioelectrico, fuertemente concentrada en el lugar de estancia del componente movil 20, es captada por la antena 21 del componente movil 20 y transformada en el mismo en energfa electrica. Esta energfa electrica puede utilizarse para el funcionamiento del componente movil 20.
Este principio se visualiza adicionalmente en base a la figura 4 en base a una representacion de las relaciones de fase de las ondas electromagneticas 25 emitidas en cada caso por una correspondiente estacion de base (aun cuando la configuracion de las estaciones de base de la figura 4 se desvfa de la correspondiente a la figura 1, puede transmitirse el principio representado en la figura 4 al ejemplo de realizacion de la figura 1, al igual que tambien a todos los demas ejemplos de realizacion descritos, de la forma correspondiente). Las estaciones de base 101, 102, 103, 104, 105 representadas en la figura 4 envfan coherentemente ondas electromagneticas 25 al componente movil 20. Las ondas electromagneticas 25 se envfan mediante las estaciones de base 101, 102, 103, 104, 105 en cada caso con una fase de emision 01, 02, 03, 04, 05 propia. Al ser diferentes las distancias entre las estaciones de base 101, 102, 103, 104, 105 y el componente movil 20, presentan las ondas electromagneticas 25 de las distintas estaciones de base 101, 102, 103, 104, 105 en cada caso tiempos de propagacion t1, t2, t3, t4, t5 al componente movil 20 diferentes. Las fases de emision 01, 02, 03, 04, 05 estan elegidas tal que las ondas electromagneticas 25 inciden en el componente movil 20 con identica posicion de fase. De esta manera se superponen las ondas electromagneticas 25 en el componente movil 20 constructivamente para constituir un campo total especialmente fuerte.
En el ejemplo de realizacion representado es la figura 1 se determinan las posiciones de fase relativas de las ondas electromagneticas 25 enviadas por las estaciones de base 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 tal que el componente movil 20 envfa una senal de radio 30 (figura. 2). La senal de radio 30 se recibe en las estaciones de base 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18. Mediante el equipo de control y evaluacion se determinan entre sf las posiciones de fase de las ondas electromagneticas 25 recibidas en cada caso por las estaciones de base 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 en los lugares de estancia de las respectivas estaciones de base 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18. En base a las posiciones de fase asf determinadas se determinan fases de emision adecuadas (vease la figura 4). Una tal determinacion se realiza una sola vez o bien repetidamente en el tiempo.
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El ejemplo de realizacion representado en la figura 3 corresponde al ejemplo de realizacion representado en las figuras 1 y 2. Desde luego adicionalmente en la realizacion del procedimiento mediante el sistema de la figura 3 se deduce la posicion del componente movil 20 a partir del conocimiento de los coeficientes de fase. Para este fin esta dispuesto un grupo 40 de estaciones de base estrechamente proximas, es decir, con distancias a las unidades contiguas en cada caso de menos de una longitud de onda de las ondas electromagneticas 25 a lo largo de una recta. Las senales de recepcion recibidas por las estaciones de base del grupo 40 se combinan entre sf algontmicamente. A partir de las diferencias de fase de las senales recibidas por el componente movil 20 se deduce de manera de por sf conocida (por ejemplo por las tecnicas de la "formacion digital del haz“ o de la "orientacion digital del haz“) el angulo que abarca la direccion hacia el componente movil 20 con las rectas a lo largo de las cuales estan dispuestas las estaciones de base del grupo 40.
Ademas de la “orientacion digital del haz“ se utiliza en otros ejemplos de realizacion tambien una “orientacion analogica del haz“, que trae como consecuencia un lobulo fuertemente concentrado de las ondas electromagneticas irradiadas por las antenas de un grupo de estaciones de base. En funcion de los posicionamientos de fase de una antena individual 19 dentro del grupo de estaciones de base, puede girarse este lobulo en distintas direcciones. La mayor ganancia de antena generada mediante la interconexion de las antenas del grupo 40 de estaciones de base provoca en una direccion espacial preferente igualmente una intensidad del campo radioelectrico aumentada.
En otros ejemplos de realizacion no representados separadamente, que por lo demas corresponden a los ejemplos de realizacion representados, se deduce adicionalmente de la intensidad del campo de recepcion de la senal recibida por el componente movil 20 el lugar de estancia y/o la posicion del componente movil 20. Los algoritmos necesarios para ello son de por sf conocidos.
Ademas, si hay una cantidad suficiente de estaciones de base, pueden deducirse a partir de las fases de las estaciones de base 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 en su conjunto, incluso bajo condiciones muy generales en cuanto a la posicion de las estaciones de base 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, conclusiones relativas a la posicion del componente movil.
A partir de la evolucion en el tiempo de las correspondientes fases de emision 01, 02, 03, 04, 05 y/o de recepcion, asf como de las intensidades del campo de recepcion, puede lograrse tambien con ayuda de algoritmos de seguimiento (tracking) una mejora de la estimacion de la posicion. Asf puede detectarse un movimiento del componente movil 20 y regularse adaptivamente los posicionamientos de fase de las estaciones de base 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18.
En otro ejemplo de realizacion no mostrado espedficamente, que por lo demas corresponde a los representados, se alimentan varios componentes moviles con energfa. Para ello se conmuta en el procedimiento de multiplexado en el tiempo entre diversas secuencias de coeficientes de fase optimos y asf se eligen y ajustan en cada caso los coeficientes optimos para la posicion de cada componente movil. De esta manera se realiza en este ejemplo de realizacion el sistema de estaciones de base con capacidad para varios abonados.
Por ejemplo el componente movil 20 es en los ejemplos de realizacion descritos un tag RFID y las estaciones de base 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 101, 102, 103, 104, 105 son estaciones de base de un sistema RFID. En otros ejemplos de realizacion es el componente movil 20 cualquier otro componente movil y las estaciones de base 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 101, 102, 103, 104, 105 constituyen cualquier otro sistema de comunicacion basado en radio.

Claims (9)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para alimentar con ene^a al menos un componente movil (20) en un sistema de comunicacion inalambrica (10) con dos o mas estaciones de base (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18), en el que mediante al menos dos de las estaciones de base (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) se envfan de manera coherente ondas electromagneticas (25),
    en el que una o varias fases de emision relativas (01, 02, 03, 04, 05) se ajustan entre dos o varias ondas electromagneticas (25) enviadas coherentemente,
    en el que se captan una o varias fases del tiempo de recorrido entre ondas electromagneticas (25) enviadas mediante al menos dos de las estaciones de base (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) de forma coherente al componente movil (20) y se incluye/n para elegir y/o para ajustar la fase o las varias fases de emision (01, 02, 03, 04, 05) y/o
    mediante el componente movil (20) se envfa al menos una senal (30) que se recibe en al menos dos de las estaciones de base (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) y se capta/n una o varias fases del tiempo de propagacion de la senal (30) recibida por las estaciones de base (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18), de las que al menos hay dos y se incluye/n para elegir y/o para ajustar la o las varias fases de emision (01, 02, 03, 04, 05) y/o
    se capta la posicion y/o el estado de movimiento del componente movil (20), en particular en base a una intensidad del campo de recepcion de las senales recibidas por el componente movil (20) y se eligen y/o modifican y/o adaptan en funcion de la posicion captada la o las varias fases de emision (01, 02, 03, 04, 05).
  2. 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1,
    en el que se ajustan la o las varias fases de emision relativas (01, 02, 03, 04, 05) entre dos o varias ondas electromagneticas (25) enviadas de manera coherente mediante un control adecuado de las estaciones de base (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18).
  3. 3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2,
    en el que se utiliza energfa de un campo electrico, en particular de las ondas electromagneticas (25) enviadas de manera coherente en el lugar de estancia del componente movil (20), de los que al menos hay uno, para la alimentacion con energfa del componente movil (20).
  4. 4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1,2 o 3,
    en el que la fase o las varias fases relativas de emision (01, 02, 03, 04, 05) se determinan mediante prueba y error.
  5. 5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,
    en el que se capta/n una o varias fases del tiempo de recorrido sucesivamente en el tiempo o de forma continua y en funcion de la o de las fases del tiempo de recorrido captadas o de su variacion en el tiempo, se eligen y/o modifican y/o adaptan la fase o las varias fases de emision (01, 02, 03, 04, 05).
  6. 6. Procedimiento de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones precedentes,
    en el que las ondas electromagneticas (25) enviadas/ a enviar de forma coherente se envfan mediante un procedimiento digital y/o analogico de orientacion del haz.
  7. 7. Sistema de estaciones de base (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) de un sistema de comunicacion inalambrico,
    en el que estan configuradas al menos dos de las estaciones de base (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) para enviar ondas electromagneticas (25) de manera coherente y que esta configurado para realizar un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5.
  8. 8. Sistema de acuerdo con la reivindicacion 7,
    en el que existe una unidad de control para el control de una o varias estaciones de base (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) tal que pueden ajustarse o modificarse una o varias fases de emision (01, 02, 03, 04, 05) entre las ondas electromagneticas (25) enviadas de manera coherente.
  9. 9. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,
    en el que existen medios para captar la posicion del componente movil (20), en particular que incluyen medios para la captacion de una o varias fases del tiempo de recorrido y/o intensidades del campo de recepcion en particular en el lugar de estancia del componente movil (20) y/o de una o varias estaciones de base (12, 13, 14, 15, 16,17, 18).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9712210B2 (en) 2011-10-14 2017-07-18 Siemens Aktiengesellschaft Method and system for supplying energy to at least one mobile component in a wireless communications system, in particular to RFID tags of an RFID system
KR102250990B1 (ko) * 2014-07-09 2021-05-12 한국전자통신연구원 무선 식별 시스템 및 그 동작 방법
DE102015215036A1 (de) 2015-08-06 2017-02-09 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Empfangen und Senden von elektrischen Signalen sowie Sende-Empfangseinrichtung
CN109245221B (zh) * 2018-10-12 2021-06-04 Oppo（重庆）智能科技有限公司 移动终端的无线充电方法、系统和无线充电器

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4123195B2 (ja) 2004-06-22 2008-07-23 オムロン株式会社 タグ通信装置、タグ通信装置の制御方法、タグ通信制御プログラム、および、タグ通信管理システム
DE102006052708B3 (de) * 2006-11-08 2008-06-19 Siemens Ag Anordnung und Verfahren zur Datenerfassung
US7983710B2 (en) * 2007-05-31 2011-07-19 Alcatel-Lucent Usa Inc. Method of coordinated wireless downlink transmission
US8385971B2 (en) 2008-08-19 2013-02-26 Digimarc Corporation Methods and systems for content processing
EP2313847A4 (en) * 2008-08-19 2015-12-09 Digimarc Corp METHODS AND SYSTEMS FOR PROCESSING CONTENT
CN101729695B (zh) * 2009-12-03 2012-05-30 南京爱尼电子有限公司 阅读器定位移动人员的有线多席位传呼对讲方法及装置
US9712210B2 (en) 2011-10-14 2017-07-18 Siemens Aktiengesellschaft Method and system for supplying energy to at least one mobile component in a wireless communications system, in particular to RFID tags of an RFID system

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