TW201622366A - 行動電話可操作的詢答器標籤，可攜式物件，行動電話及相應方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係有關於一種可藉由一行動電話操作之詢答器標籤(10)、一種用於操作此種詢答器標籤(10)之行動電話、一種操作該詢答器標籤(10)之方法、以及一種用於偵測一可攜式物件的存在之方法。該詢答器標籤係包括一用於接收一無線輸入信號的接收單元(20)。該詢答器標籤(10)係被配置以從該接收到的輸入信號獲得能量(EG)，並且使用從該輸入信號獲得的能量(EG)以用於藉由一無線短距離的連線來發送一對應於該詢答器標籤(10)的一標籤資訊(ITG)之無線輸出信號(SSR)。該接收單元(20)係被配置以接收在一行動電話網路的至少一上行鏈路頻帶的一頻率處的一無線輸入信號(STUP)。以此種方式，只要該詢答器標籤是位在該行動電話的一短距離之內，該行動電話的輻射能量係被用來達成該詢答器標籤的有能量效率而且可靠的操作。此對於許多的應用而言是有用的。例如，個人可以使用他/她的行動電話以在離開住家的時刻獲得所有他/她例如鑰匙或藥盒之個人所有 物都"帶在身邊"之一快速的概觀及/或一可靠的確認。

Description

行動電話可操作的詢答器標籤，可攜式物件，行動電話及相應方法
本發明係有關於一種可藉由一行動電話操作的詢答器標籤、一種具有此種詢答器標籤的可攜式物件、一種用於操作此種詢答器標籤的行動電話、一種操作該詢答器標籤的方法、以及一種用於偵測一可攜式物件的存在之方法。
詢答器標籤及用於找出載有此種詢答器標籤的物件的行動電話之用途是眾所週知。例如，WO 2006/092220 A2係描述一種用於防止連接至一RFID詢答器標籤的鑰匙遺失之方法。若使用者遺失/誤置其鑰匙，其可檢視所儲存的位置資訊，並且在知道最近已知的位置下，該使用者很有機會取回遺失鑰匙。用於RFID詢答器標籤的電源供應係由一RFID信號所提供的，該RFID信號從行動電話無線地發送至該RFID詢答器標籤。
再者，WO 2014/177984 A2係描述一種RFID致能的行動電話，其係被使用於偵測相對應地加標籤的物件。相對於該案，US 2011/0260839 A1是使用具有一WLAN能量收集電路之標籤，並且該行動電話係根據一藍芽通訊協定來和該標籤通訊。
本發明係有提出一種改良的詢答器標籤、一種改良的可攜式物件、一種改良的行動電話、一種改良的操作該詢答器標籤的方法、以及一種改良的用於偵測一可攜式物件的存在之方法的目標。
此目標係藉由一種具有在申請專利範圍第1項中所指明的特點之詢答器標籤而予以滿足。一種具有此種標籤之可攜式物件、一種操作此種詢答器標籤之方法、以及本發明的另外的實施例係在另外的申請專利範圍中加以指明。
本發明係有關於一種可藉由一行動電話操作之詢答器標籤，並且其係包括一用於接收一無線輸入信號的接收單元。該詢答器標籤係被配置以從該接收到的輸入信號獲得能量，並且使用從該輸入信號獲得的該能量以用於藉由一無線短距離的連線來發送一對應於該詢答器標籤的一標籤資訊之無線輸出信號。該接收單元係被配置以接收在一行動電話網路的至少一上行鏈路頻帶的一頻率的一無線輸入信號。以此種方式，只要該詢答器標籤是位在該行動電話的一短距離之內，該行動電話的輻射能量係被用來達成該詢答器標籤的有能量效率而且可靠的操作。此對於許多的應用而言是有用的。例如，個人可以使用他/她的行動電話以在離開住家的時刻獲得所有他/她例如鑰匙或藥盒之個人所有物都"帶在身邊"之一快速的概觀及/或一可靠的確認。
該術語"標籤資訊"係被使用於所有類型的標籤相關的資訊，例如是從該詢答器標籤接收到的一信號的存在或不存在、尤其是一信號強度、一頻率、一相位關係、一傳遞時間或是一來回時間、以及進一步 被使用於和該詢答器標籤相關及/或被儲存在該詢答器標籤中的資訊，尤其是其識別(ID)、安全性資訊、或是例如數字或編碼資料的進一步的資料。
該術語"行動電話網路"係包含所有類型的不同的通訊網路，尤其是該行動電話可連線用於傳輸資訊的語音及/或資料網路。在一例子中，該行動電話網路是一電信網路，例如是蜂巢式網路。在另一例子中，該行動電話網路是一區域無線網路，尤其是一ISM無線電連線(工業科學醫學)，例如是一BLE(藍芽低功耗)、或是一WLAN(IEEE 802.11標準)連線。
該詢答器標籤並不需要一事先被充電的內部電源供應器才能開始操作。為了操作該詢答器標籤，一外部電源是足夠的，亦即其係經由該詢答器標籤的一天線來接收輻射能量，並且該詢答器標籤係被配置以藉由該接收到的輸入信號來加以激勵。該詢答器標籤是非常便利而且可靠的，因為並不需要使用到可能會劣化且/或可能會需要替換的電池。此對於檢查很少被用到的物件而言是特別有用的。
根據本發明的標籤令人驚訝的是非常有效率、可靠而且便利的，因為使用者可以例如是在其動身離開例如是其辦公室或其住家的地方時，輕易地立即檢查及/或確認其可攜式物件的存在與否。即使是當使用者處於匆忙時，此種檢查及/或確認也可以在不浪費時間下加以執行。因此，在本發明的概念下，在旅程的開始時就遺忘可攜式物件的風險係加以避免。
再者，使用者係獲得其所有的可攜式物件都帶著之立即確認，此係給人安心並且避免不愉快或令人尷尬的尋找。對於身障者及/或老人而言，此特別是有利的。
在本發明的一實施例中，該詢答器標籤，尤其是該詢答器標 籤的該接收單元及/或一發送單元，係具有一0.2m至2m的無線操作範圍，尤其是0.3m至1.5m，更特別是0.4m至1.0m。以此種方式，在標籤與一例如是行動電話的對應的傳送器裝置與接收器裝置之間的有能量效率而且可靠的標籤通訊係被達成。
該詢答器標籤係具有一無線操作範圍以使得若該行動電話是位在該詢答器標籤的附近，則該詢答器標籤係能夠接收行動電話的該上行鏈路信號。在一不受干擾的輻射傳遞的理想情形中，該無線操作範圍可以藉由一球形來加以表示，該球形係具有一等於該無線操作範圍的半徑，尤其是一具有上述範圍的半徑。
該有限的範圍係避免從不相關的遠處接收到一無線信號。若該無線操作範圍是小於以上所指明者，位在接近該行動電話的可攜式物件將會被偵測到，因而明顯地使用者沒有必要尋找它們。在另一方面，若該無線操作範圍是超過以上所指明的，則使用者或是評估單元可能會錯誤地推斷一位在遠端的操作標籤是在附近的。因此，如以上所指明的配置係達成結合節能的改善可靠度。
在本發明的一實施例中，該接收單元，尤其是其之一天線及/或一阻抗匹配網路，是一種多頻帶的接收單元，且/或具有一至少20MHz的頻寬，尤其是至少50MHz，更特別是至少100MHz。以此種方式，高度的彈性以及與特定的技術之獨立性係被達成。例如，該接收單元係能夠與該上行鏈路頻率無關地接收能量。
例如，該標籤的該接收單元可包括一用於接收一無線信號而且用於提供一對應於該接收到的無線信號之電性信號的天線，並且進一步 包括一電源供應單元，其係連接至用於接收該電性信號的該接收單元，並且被配置以用於從該接收到的信號獲得能量。
在根據本發明的方法的另一實施例中，該接收單元係包括至少一全向天線，尤其是一或多個雙極及/或多個圓形極化天線，其更特別是被配置成一天線陣列。以此種方式，一實質固定的能量傳送係被達成，而不論該標籤相對於對應的詢問器裝置(例如一行動電話)的位置為何。
在根據本發明的標籤的另一實施例中，該接收單元係被配置以接收在一UHF頻率及/或在一與該無線短距離的連線的頻帶差異至少有20MHz，尤其是至少有50MHz，更特別是至少有100MHz，的頻率之無線輸入信號。此係降低或避免在該些無線信號之間的干擾。該UHF(超高頻)範圍係延伸在0.3到3GHz之間。
在根據本發明的詢答器標籤的一實施例中，該接收單元係被配置以接收在一頻帶的無線輸入信號，該頻帶的中心頻率係與該無線短距離的連線的頻帶的中心頻率差異至少有5MHz，尤其是至少有10MHz，更特別是至少有20MHz。
在根據本發明的詢答器標籤的另一實施例中，該短距離的連線係操作在該上行鏈路頻帶的一頻率，尤其是在一不同於該無線輸入信號所用的子頻帶及/或頻道之子頻帶及/或頻道。
在另一例子中，該接收單元係被配置以接收在該無線短距離的連線的頻帶之內的一頻率的無線輸入信號。
在根據本發明的標籤的另一實施例中，該詢答器標籤係包括一接收天線以及一分開的發送天線，其尤其是被配置在該詢答器標籤的相 反側上。
在根據本發明的標籤的另一實施例中，該至少一上行鏈路頻帶是一蜂巢式網路的一頻帶，尤其是一GSM、UMTS或LTE網路的一頻帶，更特別是一1800MHz電信頻帶。此係容許使用全世界所接受的頻帶以及標準的多頻帶行動電話。尤其，該1800MHz電信頻帶係容許一通用詢答器標籤，亦即一1800MHz的詢答器標籤的使用，其係被全球的大多數法規所接受。
在另一例子中，一區域無線網路，尤其是ISM無線電頻帶，的上行鏈路係被使用，例如是一WLAN頻帶。
在根據本發明的詢答器標籤的另一實施例中，該至少一上行鏈路頻帶是一ISM無線電頻帶，尤其是一具有2GHz或更高的頻率之頻帶，更特別是在2.4到2.5GHz、5.725到5.875GHz或24到24.25GHz的一頻率範圍中。
在根據本發明的標籤的一例子中，該詢答器標籤係包括一發送單元，其係藉由到達在該接收單元中的該能量來加以激勵。該發送單元係被配置以使用該接收到的能量以用於發送該無線輸出信號。在另一例子中，該詢答器標籤係包括一能量儲存的單元，其係連接至該接收單元且/或連接至該發送單元。該能量儲存的單元係被配置以儲存該接收到的能量，並且提供該被儲存的能量以作為一電源供應，以用於讀取該詢答器標籤的該標籤資訊且/或用於發送該無線輸出信號。
再者，該詢答器標籤可藉由其ID(例如，唯一識別號碼)、一特定碼、該接收到的詢答器信號的頻率或是一相位關係來加以識別。
在根據本發明的詢答器標籤的另一實施例中，該無線短距離的連線是根據低功耗技術，尤其是藍芽BLE、ANT、ZigBee或RFID技術。
在一例子中，該低功耗的技術是使用一發送器，其係在發送期間具有一小於或等於30mW的最大功率消耗，尤其是小於或等於20mW，更特別是小於或等於10mW。
在根據本發明的詢答器標籤的另一實施例中，該無線短距離的連線是一單向連線及/或一廣播連線，亦即是在無預期有響應下的信號發送。此係顯著地降低功耗。
在另一例子中，該無線短距離的連線係只有在被行動電話請求且/或響應被該行動電話呼叫時才發送資訊。此係降低或避免在資料發送期間的衝突，並且避免浪費用於發送未被使用的資訊的能量。
BLE是一種藍芽協定(亦稱為藍芽低功耗、藍芽LE、藍芽Smart、或是藍芽版本4.0及更高的版本)，其係操作在2400到2483.5MHz的2.4GHz ISM頻帶中，並且是與標準的藍芽協定，亦稱為傳統的藍芽(4.0以下的版本)不同在於實質降低的功率消耗。該BLE頻帶係被分成40個頻道，其係具有中心頻率在：2402MHz+k * 2MHz，其中k=0,...,39。
在一例子中，BLE係被配置以保持未耦合的且/或在一廣播模式中，尤其是獨占地使用BLE廣播頻道37到39中的一或多個。在另一例子中，BLE係使用一超過50ms的廣播間隔，尤其是超過100ms，更特別是超過500ms。以此種方式，一種特別節約能源的BLE操作係被達成，並且與該上行鏈路發送的干擾係被降低或是加以避免。
在本發明的一實施例中，該無線短距離的連線是一利用該些廣播頻帶的BLE連線，尤其是以下的至少一個：廣播頻道37(中心頻率2402MHz)、廣播頻道38(中心頻率2426MHz)以及廣播頻道39(中心頻率2480MHz)。
在本發明的一實施例中，其可以明確地和先前實施例的任一個進行組合，無線輸入信號的頻率是具有一WLAN頻帶，尤其是具有一22MHz的頻寬以及以下的至少一個：頻道1(中心頻率2412MHz)、頻道6(中心頻率2437MHz)以及頻道11(中心頻率2462MHz)。
再者，ANT是一種超低功率的短距離的無線技術，並且操作在該2.4GHz的ISM頻帶中，其係具有一種由Dynastream Innovations公司所開發及銷售的專屬協定。ZigBee(IEEE 802.15.4)是一種用於低資料速率的低功率無線標準，其也是在該ISM頻帶中。
如同在WO 2006/092220 A2中敘述的RFID技術係提供無電池的標籤操作，其中若該標籤是在該行動電話的一介面電路的發送範圍之內，則該標籤天線係藉由一來自該介面電路的RF信號來加以激勵。
在根據本發明的詢答器標籤及/或行動電話的另一實施例中，該無線短距離的連線是根據RFID技術，其中該詢答器標籤係被配置以反向散射一從該行動電話接收到的信號，尤其是藉由遠場反向散射耦合，且/或該詢答器標籤係包括一標籤天線，一所謂的收發器天線，其係藉由一從該行動電話接收到的RF信號來加以激勵。
該反向散射的操作係藉由從該行動電話接收RF輻射並且藉由反射一對應信號回到該行動電話來加以達成。因此，該行動電話係提供 用於該通訊連線的能量。從該詢答器標籤至該行動電話的資訊轉換係藉由調變該反向散射的信號來加以達成，其係藉由改變該詢答器標籤的收發器電路的阻抗，亦即改變該發送單元，尤其是一天線及/或其之一阻抗匹配網路的阻抗。
在根據本發明的詢答器標籤的另一實施例中，該詢答器標籤係包括一用於改變一用於反向散射的電路的阻抗及/或該收發器天線的阻抗之開關。此配置具有的優點是沒有負載附接至該詢答器標籤的反向散射天線，並且因此設計及實施一收發器阻抗匹配網路的出力被降低或消除。以此種方式，一種特別節約能源、小尺寸而且強健的詢答器標籤可被達成。
在一例子中，該開關是一寬頻開關，其係提供一高度隔離以及低插入損失。因此，該詢答器標籤係將至少部分的接收到信號反射回到該行動電話以作為一無線反向散射信號，其係根據阻抗變化來加以調變，而該些阻抗變化則是藉由該詢答器標籤的控制單元所控制的，該控制單元例如可以藉由一積體電路(IC)及/或一有限狀態機來加以實施。
在另一例子中，該詢答器標籤係包括一發送單元，其係被配置以自主地及/或非同步地改變該發送單元，尤其是一天線及/或其之一阻抗匹配網路的阻抗。
在另一例子中，該無線短距離的連線係操作根據詢問器先言(ITF)或是標籤只在聆聽後發言(TOTAL)的原理。此係降低或是完全避免和其它詢答器標籤的干擾問題。
上行鏈路的收集與RFID技術的組合是最節約能源的。所收集的上行鏈路能量係提供用於操作該詢答器標籤的能量，尤其是用於操作 其之一控制單元(例如，一積體電路(IC)及/或一微處理器)及/或用於控制該阻抗改變(例如，用於操作一開關單元)之能量。在另一方面，用於該無線資訊傳輸的能量係由反向散射技術所提供的。因此，根據本發明的解決方案是最節約能源的，並且避免該詢答器標籤需要出力以產生其本身的無線載波信號。此外，該詢答器標籤可以用簡單的方式來加以實施，因為並不需要從該接收到的RFID信號來獲得能量，並且所有來自該接收到的RFID信號的能量都可被利用於反向散射。以此種方式，一種高度有效率而且強健的詢答器標籤的偵測及/或行動電話的操作係被達成。
在一例子中，該RFID技術是根據ISO 18000-6B或是EPC Global Gen2標準(860到960MHz或902到928MHz)來加以定義的。
該EPC Global Gen2標準(亦以EPC class 1 Gen2著稱的，簡稱Gen2或是ISO 18000-6C)係使用該ISM頻帶，並且是特定針對於全球可操作性來加以設計的。該標準係定義用於一種操作在該860MHz到960MHz頻率範圍中的被動式反向散射、詢問器先言(ITF)、射頻識別(RFID)系統的物理及邏輯需求，其中一被動式標籤是一種其收發器(一發送器單元及接收器單元的組合)藉由該RF場所供電之標籤。
在另一例子中，該RFID技術係根據該ISO 18000-4標準來加以定義的，其係定義在該2.45GHz ISM頻帶中的無線發送。以此種方式，特別小尺寸的標籤天線可被達成，此係有利於加標籤在小尺寸的物件。
在一例子中，該詢答器標籤係包括一能量儲存單元，尤其是一中間儲存單元，其係包括至少一電容器或是至少一電池，以用於提供電力至該詢答器標籤的控制單元。以此種方式，所有來自該行動電話的能量 都可被利用於反向散射。
再者，本發明係有關於一種詢答器標籤，其係可藉由一行動電話操作並且包括一用於接收一無線輸入信號的接收單元，其中該詢答器標籤係被配置以從該接收到的輸入信號獲得能量，並且使用該能量以用於藉由一短距離的連線來發送一對應於該詢答器標籤的一標籤資訊之無線輸出信號，並且其中該接收單元及/或該短距離的連線係被配置以運作在一ISM頻帶的一頻率下。
在根據本發明的標籤的另一實施例中，該詢答器標籤係被配置以用於自主地及/或非同步地發送該無線輸出信號，尤其是藉由單向通訊。此係避免協定及同步的出力，並且提供非常節約能源的發送。衝突控制並非必須的，因為該詢答器標籤無論如何都要再發送該標籤資訊。
再者，本發明有關於一種可攜式物件，尤其是一種個人物件及/或個人物品，其包括根據前述標籤實施例的任一個(至少一個)之一或多個詢答器標籤。尤其，該些詢答器標籤被配置在該物件的不同表面，且/或根據一週期性圖案，更特別是根據一陣列來加以配置。例如，該可攜式物件可具有一種並非被穿戴在擁有者的軀幹上的種類，例如是一手錶或眼鏡。
如同在本發明的此說明中所用的術語"可攜式物件"是一種連接至該詢答器標籤的物品，其亦被稱為加標籤物件、或是簡稱物件。除了該行動電話此種可攜式物件還可以是無論吾人到哪裡通常都可能攜帶的任何種類的物品，尤其是一有價值且/或重要物品。例如，該可攜式物件可以是一錢包，例如汽車鑰匙、辦公室鑰匙或公寓鑰匙的一鑰匙；亦可以是一護照或一個人卡，例如一身分證、一駕駛執照、一健保卡或一信用卡； 亦可以是用於旅行的物品，例如一地圖、一PDA、一個人電腦、一快閃記憶體裝置、一公事包、一文件、進一步是一行李或一個人物品，例如一藥盒、一個人盥洗袋、一眼鏡盒(例如，閱讀用眼鏡或太陽眼鏡)、或一小刀。
再者，本發明係有關於一種用於操作一詢答器標籤，尤其是根據前述的標籤實施例的任一個的詢答器標籤，之行動電話，其中該行動電話包括一發送單元以用於發射在一行動電話網路的至少一上行鏈路頻帶的一頻率處的一無線信號。該發送單元可切換至一對應於該發送標籤的至少一接收頻率的頻率，尤其是對應於該1800MHz電信頻帶的一頻率。此係容許匹配至該詢答器標籤的頻率，其於是意謂可利用一種通用詢答器標籤。
該術語"行動電話"係包含一無線廣域電信網路的所有類型的可攜式終端使用者裝置。因此，該行動電話係提供一無線電信連線，其於是提供一或多個電信服務給使用者，例如一語音連線及/或例如電子郵件或SMS的資料傳送。例如，該行動電話是一蜂巢式行動電話，其係例如GSM、UMTS或LTE網路的一胞體單元架構電信網路的一部分。再者，該行動電話係欲為一種個人穿戴式裝置。
在一例子中，該行動電話係包括一傳送器、一接收器以及一或多個用於提供該電信連線的天線、及/或一用於提供該電信服務的SIM卡。在另一例子中，該行動電話係包括一具有一麥克風以及一例如是揚聲器的聲波換能器之音訊單元，以用於提供音訊通訊至該行動電話的使用者。在另一例子中，該行動電話係包括一例如是一按鈕或觸控螢幕的使用者輸入介面、及/或一例如是一顯示器(螢幕)或觸控螢幕的使用者輸出介面。在另一例子中，該無線信號的發射係包括發射至少一信號叢發，尤其是一 系列及/或一預設數量的信號叢發。例如，此種叢發係對應於一同步信號、一心跳或是保活(keep alive)信號、或是一資料叢發，例如是一TDMA電信網路的一時槽，尤其是在一GSM網路中的一577μs時槽。
在前述行動電話實施例的另一實施例中，該行動電話係包括一使用者控制介面，以用於使得使用者能夠控制用於發射該無線信號的時點及/或該發射的無線信號的頻率。
再者，本發明係有關於一種操作一詢答器標籤之方法，尤其是根據前述標籤實施例中一者的一種詢答器標籤。該方法係包括以下步驟：接收在一行動電話網路的一上行鏈路頻帶的一頻率處的一無線輸入信號；從該接收到的無線輸入信號獲得能量；以及利用該獲得的能量以用於經由一短距離的無線連線，來從該詢答器標籤發送一對應於該詢答器標籤的一標籤資訊之無線輸出信號至一行動電話。
以此種方式，該行動電話的輻射能量係被用來達成位在該行動電話附近之詢答器標籤的有能量效率而且可靠的操作。
再者，本發明係有關於一種用於偵測在一行動電話的一無線操作範圍內的至少一可攜式物件的存在之方法，該方法係包括以下步驟：將該詢答器標籤附接至該可攜式物件；操作一行動電話用於以一行動電話網路的至少一上行鏈路頻帶的一頻率發射一無線信號；根據前述方法實施例來操作該詢答器標籤； 經由該短距離的無線連線來接收該詢答器標籤的該標籤資訊；以及提供該標籤資訊至該行動電話的使用者，以用於指出該至少一可攜式物件的存在。
在前述行動電話實施例的另一實施例中，操作該行動電話的步驟係包括切換該發射的無線信號的頻率至一對應於該發送標籤的至少一接收頻率的頻率及/或在使用者控制下發射該無線信號，尤其是藉由該使用者選擇該發射的無線信號的頻率之步驟。
上述方法的用途及優點亦適用於該行動電話、遠端單元以及應用程式產品，並且反之亦然。再者，明確被指出的是，以上所提及的實施例的任意組合、或是組合中的任一組合、都被視為落在本發明的範疇內。只有那些會產生矛盾的組合才被排除。
1‧‧‧蜂巢式電信網路
2‧‧‧廣域網路
3‧‧‧基地台
4‧‧‧輻射胞體單元
5‧‧‧行動電話
6‧‧‧無線操作範圍
7‧‧‧發送單元/電信單元
8‧‧‧按鈕
9‧‧‧顯示器
10‧‧‧詢答器標籤
12‧‧‧整流單元
14‧‧‧中間的儲存單元
16‧‧‧控制單元
18‧‧‧非揮發性記憶體單元
20‧‧‧接收單元
22‧‧‧接收天線
24‧‧‧接收阻抗匹配網路
30‧‧‧發送單元
32‧‧‧發送天線
34‧‧‧發送阻抗匹配網路
40‧‧‧鑰匙
42‧‧‧藥盒
50‧‧‧收發器
52‧‧‧收發器天線
54‧‧‧收發器阻抗匹配網路
56‧‧‧開關
EG‧‧‧能量
ITG‧‧‧標籤資訊
SCR‧‧‧載波信號
SSR‧‧‧無線輸出信號
STUP‧‧‧無線輸入信號/上行鏈路信號
在以下，本發明係藉由範例實施例以及所附的圖式來更詳細地描述，其中：圖1係展示一蜂巢式電信系統、一行動電話以及一具有根據本發明的一種詢答器標籤之鑰匙的簡化圖示；圖2是描繪根據本發明並且根據圖1的詢答器標籤的一實施例的簡化方塊圖；圖3是描繪根據圖2的詢答器標籤的一實施例的簡化立體圖，其係具有多個接收天線；圖4是描繪根據本發明的用於操作根據圖2的詢答器標籤之方法的簡化流程圖； 圖5是描繪根據本發明並且根據圖1的行動電話的一實施例的簡化方塊圖，其係具有一使用者控制的發送單元；圖6是描繪根據圖2的詢答器標籤的一實施例的簡化俯視圖，其係具有一雙頻帶接收天線；圖7是描繪一種具有根據圖6的多個詢答器標籤之可攜式物件的簡化立體圖；圖8是顯示標籤資訊在根據圖5的行動電話的一顯示器上之呈現的簡化圖示；圖9是描繪根據圖2的詢答器標籤的另一實施例的簡化方塊圖，其係具有一RFID收發器；以及圖10是描繪根據圖9的詢答器標籤的另一實施例的簡化方塊圖，其係具有一用於反向散射調變的開關。
在此所述的實施例是打算作為舉例說明的例子，而不應限制本發明。
圖1係展示一蜂巢式電信網路1、一具有一按鈕8的行動電話5以及一具有根據本發明的一種詢答器標籤10的鑰匙40之簡化圖示。
該鑰匙40就本發明的意義而言是一種可攜式物件的一個例子，亦即一種打算隨身攜帶的個人物品，而該詢答器標籤10係附接至該鑰匙40。該行動電話5係被啟動以判斷相關於該詢答器標籤10的資訊，明確地說是相關於該鑰匙40的資訊，並且將此資訊呈現給該行動電話5的使用者，例如是該鑰匙40存在或不存在於該行動電話5的附近。
該蜂巢式電信網路1係藉由三個基地台3而被概要地指出，該些基地台3係連線至一藉由雲狀符號概要地指出的廣域網路2。該些基地台3的每一個係包括一圍繞該基地台3的輻射胞體單元4，其係藉由一虛線雲狀符號而被概要地指出。該些輻射胞體單元4係定義一蜂巢式結構，亦即一個實質二維的輻射胞體單元場。一些行動電話5(在輻射胞體單元中是藉由小的行動電話而被概要地指出)係無線地連線至其所指定的基地台3。該些行動電話5可以經由該些基地台3以及根據具體情況而經由該廣域網路2來和彼此通訊。連線至一固線網路以及連線至該網際網路也是可行的(未顯示)。例如，該蜂巢式電信網路1是一GSM電信網路，並且該些輻射胞體單元4的直徑通常是在1km至20km之間。該行動電話5亦經由一無線連線來連接至該蜂巢式電信網路1，亦即該行動電話5是在該些基地台3中的至少一者的輻射胞體單元4之內，並且和此基地台3交換電信信號。
在離開該行動電話5的方向上的無線連線係稱為一"上行鏈路"連線或是一上行鏈路信號STUP(其係藉由從該行動電話5指向外的箭頭所指出的)。該上行鏈路信號STUP係欲用於從該行動電話5發送資料至該基地台3，但是由於該行動電話5亦在其它方向上輻射，因而此上行鏈路信號STUP亦到達該詢答器標籤10。相反方向，亦即從該基地台3至該行動電話5，係被稱為下行鏈路連線。
在離開該行動電話5的方向上的無線連線係被稱為一"上行鏈路"信號STUP(其係藉由從該行動電話5指向外的箭頭所指出的)。該上行鏈路信號STUP係欲用於從該行動電話5發送資料至該基地台3，但是由於該行動電話5亦在不同於最接近的基地台3的方向上輻射，因而此上行鏈 路信號STUP也到達該詢答器標籤10。
該詢答器標籤10係藉由一無線短距離的連線來連線至該行動電話5，以用於從該詢答器標籤10發送一無線輸出信號SSR至該行動電話5(其係藉由一指向該行動電話5的箭頭所指出的)。在此例子中，該短距離的無線連線是一低功率藍芽連線，亦稱為BLE或是智慧型藍芽連線。
該行動電話5係具有一無線操作範圍6，其係像是一球形(藉由虛線概要地指出的)來圍繞該行動電話5。該詢答器標籤10係位在該行動電話5的無線操作範圍6之內，並且因此該詢答器標籤10係能夠從該行動電話5接收足夠的能量以啟動該詢答器標籤10，並且從該詢答器標籤10經由該短距離的無線連線SSR來發送一信號至該行動電話5。
在此例子中，該無線操作範圍6是大約1.5公尺(圖示並未按照比例)，使得詢答器標籤10是位在該行動電話5的附近，並且因此是在使用者的附近。因此，該詢答器標籤10是可以進行可靠偵測的，並且該無線發送的標籤資訊是明確可讀取的。
在操作上，該行動電話5係自動及/或週期性地、或者作為一替代方案的是最初及/或在使用者請求下，發射一上行鏈路信號，並且通知該網路系統1該行動電話5在該網路系統1的一胞體單元之內的存在。
若使用者查詢標籤資訊，例如是若其希望確認鑰匙是其外套附近的某處，則其可以藉由按下該按鈕8來起始一針對於該標籤10的搜尋。於是，該行動電話10係發送一上行鏈路信號STUP以用於激勵該詢答器標籤10，在此例子中是在一0.5瓦ERP的發送功率下，其係提供一約1.5m的無線操作範圍。在已經被激勵下，該詢答器標籤10係發送該無線輸出 信號SSR。在已經從該詢答器標籤10接收到該無線輸出信號SSR之後，該行動電話10係在其顯示器上顯示該標籤資訊。
圖2係展示一描繪根據本發明並且根據圖1的詢答器標籤10的一實施例的簡化方塊圖。
該詢答器標籤10係包括一接收單元20、一整流單元12、一中間儲存單元14、一控制單元16、及一發送單元30。例如，該整流單元12係藉由一例如是Avago HSMS-285C的零偏壓蕭特基二極體加以實施。
該接收單元20係包括一接收天線22以及一例如是LC電路的接收阻抗匹配網路24，並且該發送單元30係包括一發送天線32以及一發送阻抗匹配網路34。在另一例子中，若該接收單元20的頻率係適當地加以匹配，則該接收單元20、而不是該發送單元30、亦可被使用於發送該短距離的信號(其係藉由點線以及虛線所指出的)。
該接收單元20，尤其是該第一天線22以及第一阻抗匹配網路24，係被配置以接收在一蜂巢式網路(在此例子中是一GSM並且也是一LTE網路)的一上行鏈路頻帶的一UHF頻率處的無線輸入信號STUP。
該無線短距離的連線是根據低功耗技術的，在此例子中是一藍芽BLE技術。在2400MHz的無線藍芽短距離的連線的頻率係與一蜂巢式網路的1800MHz上行鏈路頻帶的頻率差異有約600MHz。
該控制單元16係包括一非揮發性記憶體單元18，其係被配置以儲存該詢答器標籤10的標籤資訊ITG。該控制單元16可以藉由一微處理器，尤其是一數位及/或可程式化處理器，來加以實施。
圖3係展示一描繪根據圖2的詢答器標籤10的一實施例的 簡化立體圖，其係具有多個接收天線22。
該接收天線22是一全向且多頻帶天線，其係被配置為具有三個部件的一組件，每一個部件係適配於接收在一不同接收頻率下的一無線輸入信號。每一個部件係被配置為一折疊式偶極。在另一例子中，該接收天線22係被實施為一或多個螺旋天線。
在此例子中，該詢答器標籤10的基板是FR4，並且該些天線是由銅線所做成的。然而，例如是銅或鋁的其它金屬，尤其是具有帶狀或是印刷導電墨水的形式，亦可被使用。
該接收天線22以及發送天線32係被配置在該詢答器標籤10的相反側上。如此係將該些天線之間的干擾降低到一最小值。
圖4係展示一描繪根據本發明的用於操作根據圖2的詢答器標籤之方法的簡化流程圖。
在此例子中，該方法係執行一些被描繪為方塊100、110、120、130及140的步驟。該些步驟係藉由以下的指令來加以解說，其中該些元件符號係參考到圖1及圖2：
方塊100：接收在一行動電話網路1的一上行鏈路頻帶的一頻率處的一無線輸入信號STUP。
方塊110：從該接收到的無線輸入信號STUP獲得能量EG。
方塊120：藉由利用一中間儲存單元14以收集該獲得的能量EG。
方塊130：藉由使用來自該中間儲存單元14之收集到的能量以啟動該詢答器標籤10。
方塊140：經由該短距離的無線連線，從該詢答器標籤10發送一對應於該詢答器標籤10的標籤資訊ITG的無線輸出信號SSR至一行動電話5，並且回到方塊100。
因此，根據以上的方法，只要該詢答器標籤10接收到足夠的能量，則該詢答器標籤10係自主地且非同步地操作，並且經由一單向的通訊持續地發送該無線輸出信號SSR至該行動電話5。
圖5係展示一描繪根據本發明並且根據圖1的一種行動電話5的一實施例的簡化方塊圖，其係具有一使用者控制的發送單元7以及一使用者控制介面8。
該行動電話5(亦稱為一智慧型手機)是一種用於所有類型的日常活動的個人裝置，例如是打電話、交換訊息及電子郵件、或是存取個人資訊，例如是查詢一日曆或是作筆記。該行動電話5係包括一電信單元7，其係包括一傳送器、一接收器以及一電信天線。
在操作上，該發送單元7係以一行動電話網路的至少一上行鏈路頻帶的一頻率發射在一無線信號STUP。該發送單元7係可切換至一對應於該發送的至少一接收頻率之頻率，在此例子中是對應於該1800MHz電信頻帶的一頻率。
圖6係展示一描繪根據圖2的詢答器標籤的一實施例的簡化俯視圖，其係具有一雙頻帶接收天線22。
每一個天線22係被建構成為一蜿蜒對稱的雙極，其係具有加寬的方形外部終端部分。每一個雙極22係適配於一行動電話網路1的一上行鏈路頻帶的一特定頻率。在該雙極之間的大約90°的角度係有助於降低 該兩個天線22之間的干擾。
圖7係展示一描繪一藥盒42以作為一種可攜式物件的簡化立體圖，其係具有根據圖6的多個詢答器標籤10。
該藥盒42是載有一或多個詢答器標籤10之一個人物件而且是一個人物品，該些詢答器標籤10係被配置在該藥盒42的每一個不同表面處(只有3個詢答器標籤10是可見的)。詢答器標籤10的此種配置係確保該些詢答器標籤10中的至少一個相關於該行動電話5(參見圖1)的一最佳定位，而不論該藥盒42的方位為何。
圖8係展示一標籤資訊ITG顯示在根據圖5的行動電話5的一顯示器9上之呈現的簡化圖示。
該行動電話具有一按鈕8以作為一使用者控制介面，以使得使用者能夠控制用於發射該無線信號的時點及該發射的無線信號的頻率。
在此例子中，該顯示器9係展示一情節"健行"，即如同在該顯示器9的標題中所指出者。此情節係包含一代表4個可攜式物件的4個象形圖之表列(使用者已經事先根據其個人偏好及需要來加以組態設定)，在此例中是：一串鑰匙、根據圖7的藥盒42、太陽眼鏡以及一小刀。
在使用者已按下該按鈕8之後，一在該行動電話5上的應用程式、該行動電話5以及該詢答器標籤10(參見圖1)係執行根據本發明的方法，並且該標籤資訊ITG係被呈現在該顯示器9上。該標籤資訊ITG係針對於該些物件的每一個展示該個別物件是否被辨識為存在於該行動電話的無線操作範圍中(其係藉由不同的被填滿圓來加以指出)。在此例中，該串鑰匙以及小刀被發現是存在的；該藥盒42是遺失的，並且該太陽眼鏡的存在 是不確定的。此外，該顯示器9亦指出該接收到的信號強度(其係藉由具有遞增尺寸的被填滿長條來加以指出)。因此，該使用者亦被告知存疑的情形，在此例中是該太陽眼鏡。
圖9係展示一描繪根據圖2的詢答器標籤10的一實施例之簡化方塊圖，其中該無線短距離的連線是根據RFID技術，亦即該詢答器標籤10的發送器單元被配置以藉由RFID技術加以操作。該發送器單元係結合發送及接收功能，並且因此稱為一收發器。因此，該詢答器標籤10係包括一具有一收發器天線52及一收發器阻抗匹配網路54之收發器50。
在操作上，該詢答器標籤10的收發器天線52係從該行動電話5(在圖1中所示)接收一載波信號SCR，並且反向散射(反射)該接收到的信號的至少一部分回到該行動電話以作為短距離信號SSR。該載波信號SCR和該無線短距離信號SSR係一起提供在該行動電話與詢答器標籤10之間的一遠場耦合，並且該標籤天線52係藉由來自該行動電話的載波信號SCR(一RF信號)而被激勵，並且因此該行動電話係提供該能量以用於該通訊連線。
資訊從該詢答器標籤10至行動電話的發送係藉由改變該收發器50的阻抗以調變該反向散射信號加以達成，尤其是藉由改變該收發器天線52及/或該收發器阻抗匹配網路54的阻抗。該收發器50係進一步連接至該控制單元16，使得控制單元16(例如，積體電路(IC)及/或微處理器)係根據所儲存的標籤資訊IGT來控制該反向散射信號的調變。
圖10係展示一描繪根據圖9的詢答器標籤10的另一實施例的簡化方塊圖，其係具有一用於調變該反向散射信號的開關56。
在此例子中，該開關56是一寬頻開關，其係使用一CMOS 製程以提供高度隔離以及低插入損失，例如是來自Analog Devices的一ADG902 RF。該開關56係直接連接至收發器天線52，該收發器天線52在此例中係概要地被描繪為一簡單雙極天線。在另一方面，該開關56係連接至該控制單元16以用於接收控制命令。因此，該控制單元16係根據所儲存的標籤資訊IGT，藉由在隔離狀態之間或導通狀態之間切換來控制該反向散射信號的調變。
10‧‧‧詢答器標籤
12‧‧‧整流單元
14‧‧‧中間儲存單元
16‧‧‧控制單元
18‧‧‧非揮發性記憶體單元
20‧‧‧接收單元
22‧‧‧接收天線
24‧‧‧接收阻抗匹配網路
30‧‧‧發送單元
32‧‧‧發送天線
34‧‧‧發送阻抗匹配網路
EG‧‧‧能量
ITG‧‧‧標籤資訊
SSR‧‧‧無線輸出信號
STUP‧‧‧無線輸入信號/上行鏈路信號

Claims (15)

  1. 一種詢答器標籤(10)，其係藉由一行動電話進行操作並且包括用於接收一無線輸入信號的一接收單元(20)，其中該詢答器標籤(10)被配置以從所接收到的該輸入信號獲得能量(EG)，並且使用該能量(EG)以用於藉由一無線短距離的連線來發送對應於該詢答器標籤(10)的一標籤資訊(ITG)之一無線輸出信號(SSR)，並且其中該接收單元(20)被配置以接收在一行動電話網路的至少一上行鏈路頻帶的一頻率處的一無線輸入信號(STUP)。
  2. 根據申請專利範圍第1項之詢答器標籤(10)，其中該詢答器標籤(10)，尤其是該詢答器標籤(10)的該接收單元(20)及/或一發送單元(30)，具有一0.2m至2m的無線操作範圍，尤其是0.3m至1.5m，更特別是0.4m至1.0m。
  3. 根據申請專利範圍第1或2項之詢答器標籤(10)，其中該接收單元(20)，尤其是其之一天線(22)及/或一阻抗匹配網路(24)，是一多頻帶的接收單元，且/或具有至少20MHz的一頻寬，尤其是至少50MHz，更特別是至少100MHz。
  4. 根據申請專利範圍第1或2項之詢答器標籤(10)，其中該接收單元(20)包括至少一全向天線(22)，尤其是一或多個雙極及/或多個圓形極化天線，其更特別是被配置成一天線陣列。
  5. 根據申請專利範圍第1或2項之詢答器標籤(10)，其中該接收單元(20)被配置以接收在一UHF頻率及/或在一頻率處之該無線輸入信號(STUP)，該頻率與該無線短距離的連線的頻帶差異至少有20MHz，尤其是至少有50MHz，更特別是至少有100MHz。
  6. 根據申請專利範圍第1或2項之詢答器標籤(10)，其中該詢答器標籤 (10)包括一接收天線(22)以及一分開的發送天線(32)，其尤其是被配置在該詢答器標籤(10)的相反側上。
  7. 根據申請專利範圍第1或2項之詢答器標籤(10)，其中該至少一上行鏈路頻帶是一蜂巢式網路，尤其是一GSM、UMTS或是LTE網路，更特別是一1800MHz電信頻帶，的一頻帶。
  8. 根據申請專利範圍第1或2項之詢答器標籤(10)，其中該無線短距離的連線根據低功耗的技術，尤其是藍芽BLE、ANT、ZigBee或是RFID技術。
  9. 根據申請專利範圍第1或2項之詢答器標籤(10)，其中該詢答器標籤(10)被配置以用於自主地及/或非同步地發送該無線輸出信號(SSR)，尤其是藉由單向通訊。
  10. 一種可攜式物件(40；42)，尤其是一個人物件及/或個人物品，該可攜式物件係包括根據申請專利範圍第1至9項的任一項之一或多個詢答器標籤(10)，其中尤其該些詢答器標籤(10)被配置在該物件(40；42)的不同表面處，且/或是根據一週期性圖案加以配置，更特別是根據一陣列加以配置。
  11. 一種用於操作一詢答器標籤之行動電話(5)，所述詢答器標籤尤其是根據申請專利範圍第1至9項的任一項之詢答器標籤(10)，該行動電話(5)包括一發送單元(7)，以用於發射在一行動電話網路的至少一上行鏈路頻帶的一頻率處的一無線信號(STUP)，其中該發送單元(7)係可切換至對應於該發送標籤(10)的至少一接收頻率的一頻率，尤其是對應於該1800MHz電信頻帶的一頻率。
  12. 根據申請專利範圍第11項之行動電話(5)，其係包括一使用者控制介面(8)，以用於使得使用者能夠控制用於發射該無線信號(STUP)的時點及/或 所發射的該無線信號(STUP)的頻率。
  13. 一種操作一詢答器標籤(10)之方法，所述詢答器標籤尤其是根據申請專利範圍第1至9項的任一項之詢答器標籤(10)，該方法包括以下步驟：接收在一行動電話網路的一上行鏈路頻帶的一頻率處的一無線輸入信號(STUP)；從所接收到的該無線輸入信號(STUP)獲得能量(EG)；以及利用該獲得的能量(EG)以用於經由一短距離的無線連線，從該詢答器標籤(10)將對應於該詢答器標籤(10)的一標籤資訊(ITG)之一無線輸出信號(SSR)發送至一行動電話(5)。
  14. 一種用於偵測至少一可攜式物件(40；42)存在於一行動電話(5)的一無線操作範圍(6)中之方法，該方法包括以下步驟：將該詢答器標籤(10)附接至該可攜式物件(40；42)；操作一行動電話(5)用於以一行動電話網路的至少一上行鏈路頻帶的一頻率發射一無線信號(STUP)；根據申請專利範圍第13項操作所述詢答器標籤(10)；經由該短距離的無線連線來接收該詢答器標籤(10)的該標籤資訊(ITG)；以及將該標籤資訊(ITG)呈現至該行動電話(5)的使用者，以用於指出該至少一可攜式物件(40；42)的存在。
  15. 根據申請專利範圍第14項之方法，其中操作該行動電話(5)的步驟包括：將所發射的該無線信號(STUP)的頻率切換至對應於該發送標籤(10)的至少一接收頻率的一頻率，且/或在使用者控制下，尤其是藉由使用者選擇所 發射的該無線信號(STUP)的頻率來發射該無線信號(STUP)。
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