TWI226587B - Channel selection method and device, communication system and device, correlation method, sequence transform device, scrambling and descrambling method, collision mitigation method and transmission method - Google Patents

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TWI226587B TW091123928A TW91123928A TWI226587B TW I226587 B TWI226587 B TW I226587B TW 091123928 A TW091123928 A TW 091123928A TW 91123928 A TW91123928 A TW 91123928A TW I226587 B TWI226587 B TW I226587B
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L Kuffner Stephen
Timothy James Collins
Richard Stanley Rachwalski
Patrick L Rakers
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1226587 ⑴ 玖、發_說明 、 (發明說明應敘明:發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明) 相關申請案參考 本發明係關於Motorola公司與此申請案共同擁有的以下 美國申請案: 編號圍09/98 1,03卜立案於2001年10月17日,名為「在一通 訊系統中所使用的頻道選擇方法」("Channel Selection Method Used in a Communication System”),由 Gurney等人提出,(律師 案號 CM01960G); 編號09/978,890,立案於2001年10月17曰,名為「在一通訊 系統中擾頻及解擾頻資料的方法」(”A Method of Scrambling and Descrambling Data in a Communication System”),Kuhlman等 人提出,(律師案號CM01962G); 編號09/982,271,立案於2001年10月17日,名為「用於通訊 系統及裝置的關連方法」("A Correlation Method used in a
Communication System and Apparatus”),Gurney等人提出,(律 師案號 CM01968G); 編號09/982,279,立案於2001年10月17日,名為「用於通訊 系統中的碰撞緩和方法」("Collision Mitigation Methods used in a Communication System"),Kuffner 等人提出,(律師案號 CM01969G); 編號09/981,476,立案於2001年10月17日,名為「用於致能 及除能群組傳輸之方法及裝置」rMethod and Device for Enabling and Disabling Group Transmissions”),由 Collins等人提 出,(律師案號IND10254)。
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(2) 1226587 本發明一般而言關於在一多使用 之方法及裝置。 、"用於資料傳輸. 在許多應用中需要一種快逯、古^方 逮有效率及可靠的裝置來在 一多使用者系統中傳輸資料。這些方法的需求· 料片段(來自多個來源)需要由一接收器快速讀取田時而 加。這種技術的-種特殊應用為多個項目的電子識別 胃 該電子識別產業對於許多商業及軍事應用非常重。t 包含即時項目的追縱及庫存。這 w ^ ^ x為增加各種方 案之運作效率,包含實際上包含製造、 L ^ 舍镑、物流及零售 的一些形式之所有那些方案。可快途 、 有效率地執行準確 的即時庫存追縱的能力可大為降低許多形式中的 包含但不限於項目的錯置,項目的過度庫存及低於、 及項目失竊。 、平什 · 目前,電子識別產業非常依賴人 ’ 孭人工(先線為王的)掃描,以 辨識複數個項目,其中每個嚷目被指定-產品碼。兮通用 產品編碼(UPC)系統目前廣泛地應用在所有的美國零售 業°但疋人X掃描項目非常耗時’且非常容易有人為錯誤。 因此,其有需要提供一種方法來由多個來源到—接收器. 之有效率及可靠的資料傳輸。 現在本發明將利用隨附圖式中的範例作說明,但是並非 予以文限,其中相同的參考符號表示相同的元件,而其中: (3) 1226587 圖1所π為根據本發明之多個來源裝置傳輸到單一目標 裝置的高階示意圖; $ 圖2所示為當根據本發明來操作時,儲在 万仔在一標記上的資 料如何改變,並用於決定通訊頻道; 圖3所示為根據本發明中用來擾頻在一標記上 # 料的處理之高階示意圖; & ^ ^ 圖4所示為根據本發明在該讀取器中執行的多個標記通 訊及該擾頻反轉(解擾頻方法)之高階系統圖;
圖5所示為根據本發明用來擾頻及恢復該標記資料的遞 迴演算法; 圖6所示為根據本發明之擾頻程序的詳細範例; 圖7所示為根據本發明之標記的高階方塊圖; 圖8所示為根據本發明之一般流程圖,其略述標記傳輸條 件; 圖9所示為根據本發明之細部流程圖,其略述標記傳輸條, 件;
圖10所不為在一根據本發明之典型具體實施例中使用該 讀取器及多個標記之間的容量耦合的應用; 圖11所示為基於根據本發明而儲存在該標記上的資料 庫生該標記的一頻道來傳輸之方法; 圖12所示為根據本發明中加強該通過相關性及調變方法· 之簡化的標記電路功能方塊圖; 圖13所示為根據本發明之讀取器方塊圖的細部圖, 圖14所示為根據本發明之沃爾什編碼信號的怏速轉換方 1226587
法的範例; 圖15所示為根據本發明之虛擬雜訊序列的快速關連之讀 取器/接收器信號處理的詳細範例; ‘ 圖16所示為根據本發明之讀取器信號處理之簡化的功能 * 方塊圖; 麵 圖17所示為根據本發明之存在有碰撞的範例波形; 圖1 8所示為根據本發明之不存在碰撞的數個範例波形; 圖19所tf為根據本發明之讀取器動作的通用流程圖; 圖20所示為根據本發明來使用前向碰撞緩和技術的一讀_ 取器處理信號之細部流程圖;· 圖2!所示為根據本發明所應用^負有碰撞缓和技術之 範例庫存; 圖22所示為當根據本發明所應用的無碰撞緩和技術時該 庫存演算法之範例流程圖; 圖23所示為根據本發明之負貴前向碰撞缓和技術的範例, 庫存;及 圖24所示為根據本發明負有雙向碰撞缓和技術之範例庫· 存。 本發明揭示一種改良的通訊方法,其可允許多個來源裝-置快速及有效率地傳輸資訊到—目標裝置。所述的通訊系. 統利用數個技術的組合來達到比先前技藝要優越的效能。 本發明提供-種UPC取代之裝置,加入了額外的特徵及好 處,例如排除人工(光線為主的)掃描,i大為增加掃描(或 -10- 1226587 項目 其可 本 裝置 來源 由 電子 限於 資訊 式)。 代表 如 傳輸 由該 100。 整個 它項 整個 詢答 下的 通用 器或 本 140, 識別)逨率。本發明進一步提供多個 - 古泠湳m 、目炙同時識別, 间度通用於許多應用,例如庫存、 • — 〇檢查或類似者。 發明的較佳具體實施例通常利 、’ 初丨兮曰4* 早向傳輸(由該來源 到以目私裝置),藉以簡化在該來源 ^ ^ ^ 你裝置上的電路,·該 装置並不需要使用一接收器。 該來源裝置傳輸資訊到該目標裝置基本上採用二元化 =品編碼("EPC")或識別("ID")資訊的形式,雖然其並不 迻些資訊形式的任何方式。丨亦可能傳輸其它形式的 ’:如電子遙測(或純其它的^測或才旨$資料的形 事上,任何具有以一二元化(或其它)數值格式中所 的資訊可用本發明傳輸。 圖1所不,該資訊基本上由一組來源裝置110、120、13〇 到單一目標裝置100;本發明的較佳具體實施例利用 組來源裝置110、uo、U0即時傳輸資訊到該目標裝置k 因為本發明根據該範例的内容而具有不同的應用,在v 討論中所使用的一些項目,其為了便於說明而可與其 目互換。因此,其必須注意到,以下的項目可在以下· 时淪中互換地使用,而不會損失其通用性:來源裝置、 器、使用者、項目、標記或類似者;其必須注意到以 員目可在以下整個討論中互換地使用,而不會損失其‘ 性·目標裝置、系統控制器、詢問器、讀取器、接收, 類似者。 發明所使用的通訊系統可包含數個不同形式的傳·輸 其包含但不限於,光學通訊、射頻(RF)通訊、有線(接 •11- 1226587
(6) 觸式)通訊、電容耦合通訊、或感應式耦合通訊。本發明的 較佳具體實施例利用在標記110、12〇、π〇及該讀取器1〇〇之 間電容耦合的通訊鏈結,雖然可使用其它形式的通訊鏈結 而沒有限制。 以下本發明的詳細說明係區分為5個主要段落,其說明該 系統的關鍵方面,及一最後段落提供了系統運作之範例。 本發明的較佳具體實施例利用下述的所有關鍵技術,雖然 其它具體實施例可以僅利用所述的技術之次組合。
L·資料擾頻及解擾頻 如圖2所示,在所述的系統中由該標記11〇傳輸到該·讀取 器100之資料200可採用許多形式,其包含但不限於其它使用 者定義的資料,如下所述。在本發明的較佳具體實施例中, 該傳輸的資料200包含至少一識別資料序列。舉例而言,該 資料200可包含至少一具有96位元的識別資料之Epc,其由·
David L· Brock提出於"The Electronic Product Code,,,MIT-Auto ID ν
Center,2001年1月。該EPC 200用來唯一地辨識在該系統中 的每個標記(或項目)110,藉由保存一標頭203、物件類別# 204 供者碼2 0 5及序喊2 0 6之搁位。例如,可注意到9 6位 元的資訊提供大量的唯一 ID ((296〜8 X 1028;用與代表此數字 的巨大,地球質量為6 X 1〇27克)。 基本上在該較佳具體實施例中可在該標記u 〇上加入額 外的資訊202到該儲存的資料200,例如使用者資訊、錯誤檢 查或修正資訊(例如前向錯誤修正(FEC)、循環冗餘檢查(CRC) 等),及其它保留的位元。請注意額外的資訊(如錯誤偵測或 -12- 1226587
修正資料)可在下述的資料擾頻處理之前或之後來加入,雖 然其需要如果此額外的資訊在該資料擾頻之後加入,其亦 可具有均勾的隨機性質。 · 熟習此項技藝者可瞭解到其亦可預先決定數個額外不同 · 的資訊形式(如可程式的時間標記、其它使用者個人識別編 · 號(PIN)、量測的資料、環境資料等),並儲存在該標記11()、
V 120、13 0上。請注意在所述的系統中對於儲存在該標記丨丨〇、 120、130上的資料量或形式並沒有限制。 所有的標記功能基本上係實施在低複雜度(即低成本)電0 路。為了維持在該標記110上電路的簡化,並改進該系統中 頻道選擇處理之效能(其完整描述於下),其非常需要在其儲 存在該標記110上之前來擾頻該原始ID資料200。此基本上可 透過一隨機化或擾頻處理211來達成,其可在儲存資料230 在該標記110上的運作之前來進行。 . 此擾頻演算法211基本上可通用地應用到整個系統,藉以v 在擾頻220之後,可保證該EPC資料200呈現所要的統計性質 (即均勻及隨機)。另外,在其它具體實施例中,可應用一些f 其它的擾頻、加密或數值指定演算法到該儲存的資料200, 藉以有效地產生該擾頻的資料220。為了得到額外的資訊保 密性,個別的提供商可選擇性地應用預先加密21〇。 · 圖3所示為根據本發明之較佳具體實施例,後入擾頻的資· 料220到該標記1之系統範例。在圖3中,該原始EPC 200係 由EPC管理者3 10以一般的方式來得到,例如從製造商。然 後該EPC 200輸入到一擾頻器330,其執行一擾頻演算法及輸 •13-
1226587 (8) 出核擾頻的資料(S 一 EPC) 220。然後^一 RF標1己程式師/撰寫者 350嵌入該擾頻的資料S-EPC 220到該標記110中。該擾頻的 資料220,其為原始資料200的一修正版本’現在位於該標記 110 内。 圖4所示為一高階的方塊圖,用於同時由許多RF標記裝置 · 110、120、130讀取電子識別資料200。此範例說明關於位在 ' ¥ 一貨架上的產品之標記如何可在一典型的庫存量期間來讀 取。在運作中,該讀取器100可同時啟動一組標記110、120、 130。然後該啟動的標記110、120、130可使用該擾頻的標記0 資料220來進行一多重通過傳輸演算法做為頻道選擇的基 礎(在以下的段落III中說明)。 舉例而言,在該多重通過演算法的第一通過中,使用至 少SJEPC1的一部份(其嵌入在標記110中)來選擇頻道A 240, S—EPC2之至少一部份用於選擇頻道B 240,S_EPCn之至少一, 部份用於選擇頻道C 240。其必須注意到頻道A、B及C或其 v 任何組合可為相同或不同。該讀取器1 〇〇進行其解調變演算 法,且最終得到在貨架上該標記110、120、130之S_EPC 220。f 遠S一EPC 220係導引到一解擾頻器460,其執行一解擾頻演算 法來得到該標記110、120、130之原始的EPC資料200。對應 於每個標記的該EPC資料200即可保持在該讀取器1〇〇中,或· 以庫存報告的形式來傳送回到該原始EPC管理者310(例如· 孩製造商)。本技藝專業人士可瞭解到該解擾頻運作可在其 它位置處執行,例如一位在遠端的電腦或一線上伺服器。 在圖4之系統中的碰撞為最小化,因為除了該高度結構化的 -14- 1226587
EPC資料200,該標記110、120、130使用該EPC資料220之擾 頻版本的至少一部份來在每次通過多重通過傳輸演算法之 每次通過期間來選擇一頻道。此擾頻的資料220非常接近類 · 似於均勻分佈的資料,藉此具有類似EPC資料200的產品之 · 間的碰撞可最小化。對於多重通過傳輸演算法及頻道選擇 · 之更多内容,可參見以下的段落III ;對於碰撞及碰撞阻力 、 之更多内容,可參見以下的段落V。 在該標記110需要來選擇一頻道用於傳輸之前(如下所 述),在該標記110及該讀取器100之間未交換資訊。因此,0 本發明的擾頻及解擾頻方法必·須僅為自我參考;也就是 說,擾頻該EPC 200或解擾頻該S-EPC 220所需要的唯一資訊 為該資料本身。 在本發明中所述的系統需要使用具有某些關鍵性質之擾 頻方法。一重要的性質為該擾頻方法映射典型的資料序列-(例如EPC資料序列)來使其呈現一均勻隨機分佈的性質。在 v 該較佳具體實施例中,該擾頻方法具有兩個主要性質: 1·給定以k相關數字代表的兩個典型的EPC 200,其中k為f 一預定的整數(例如在一典型的EPC 200之配對中該k相 關數字有許多但非全部相同),相對於這些EPC 200之擾 頻的S-EPC 220之匹配於n個連續k相關數字(由標記110 · 使用來決定頻道指定)的機率大約為l/kn ;及 · 2·給定以k相關數字代表的兩個典型的EPC 200,其中k為 一預定的整數(例如在一典型的EPC 200之配對中該!^相 關數字有許多但非全部相同),其擾頻的輸出匹配於n •15- 1226587 (10) * 個連續的k相關數字(由標記110使用來決定頻道指 定),該後續的m個k相關之數字(由標記u〇使用來決定 後續頻道指定)將符合機率大約為l/γ。 在一二元化表示的EPC 200之範例中,這些性質係關於一 強烈的大量特性,藉此每個輸出位元即根據本一個輸入位 元,並改變一單一輸入位元,平均為改變該輸出位元的一 半。 本發明執行藉由使用圖5所示的遞迴策略來區分及解決 該問題以執行此擾頻及解擾頻方法。該擾頻演算法51〇接收 資料及長度資訊做為輸入,並遞迴地擾頻該資料的左方及 右方資料。該解擾頻演算法52〇執行該倒轉函數到該擾頻演 算法510。琢運算對於所有除了該基本(最後)階段的遞迴來 執行,如下所示: 對於該擾頻方法5 10 : 1·區刀組只料成為一第一部份及一第二部份; 2.對於該组資料的第—部份執行一第一擾頻方法,以產 生該資料的一擾頻的第一部份; 3·利用該組資料的該擾頻的第一部份來修正該組資料的 第部知來產生该組資料的—修正的第二部份; 4.對於該组資料的該修正的第二部份執# -第二擾頻方 法’以產生該組資料的—提頻的第二部份;及 5·利用該组資料的該擾頰的第二部份來修正該組資科的 該優頻的弟一部份。 -16 - 1226587 1. 區分一组資科成為一第—部份及一第二部份,· 2. 利用該組資料的該擾頻的第二部份來修正該組資料的 第一部份來產生該組資料的一修正的第一部份; , 3. 對於該組資料的第二部份執行—第一解擾頻方法,以. 產生該組資料的一擾頻的第二部份; 暴 4. 利用該組資料的該修正的第—部份來修正該組資料的< 擾頻的第二部份來產生該組資料的—修正的第二部份;及^ 5. 對於該組的資料的修正的第一部份來執行一第二解擾 頻方法。 ^ 在上述的擾頻5 10及解擾頻520·方法中,該修正步騾不可倒 轉,並由包含互斥或(X0R)、模數加法、模數減法或類似者 的群組中選出。再者,該第一及第二擾頻/解擾頻方法分別 遞迴地執行步驟丨到5,直到要被擾頻/解擾頻的該組資料到 達一預定的長度,其代表必須建立一基本案例。在該較佳. 的具體實施例中,該預定的長度為一位元組。 ^ 一旦眾組資料到達該預定的長度,即執行一預定的函 數。該預定的函數不可倒轉,較佳地是—查詢功能;在該# 較佳具體實施例中,可執行一取代盒("s-box")查詢函數。較 佳地是停止在一單一位元組,因為由該分開征服技術擾頻/ 解擾頻資料的獨立位元係明顯地必僅使用一查詢函數者的, 效率要低。停止在較大的尺寸通常造成大的及龐大之s-box · 表。 在本發明中預定的函數具有一些所要的性質。首先,該 函數必須不可倒轉。該擾頻演算法510使用該s-box查詢函 -17- 1226587 (1' 1^» 教,仁汶解擾頻方法520使用該S-b〇x*詢的反函數;該函數 需要為不可倒轉,所以可發現到原始的Epc 2〇〇。在實際項 目中,對於要倒轉的查詢函數,每個登錄將準確地出現一 次。在本發明中,輸入到S_b〇x為一個位元組,而該輸入亦 為一個位元組。該S-box及其倒轉皆包含256位元組的資料。 該預定函數的第二性質為其顯示一強的大量標準;也就 是說每一個輸出位元係根據每一個輸入位元。一額外的性 質,稱之為該嚴格大量標準(’,SAC”),其為改變一個輸入位 元’造成每個輸出位元隨著正好5〇%的可能性來改變。此性 質對於本發明並非絕對必要,雖然其不會有害。 取後’々預疋的函數呈現一低的dpmax。該dpmax的數值 為在孩查詢表之X0R矩陣中的登錄之最大值。在該x〇R矩陣 中的(1、j)登錄為〇<a<256的數目,使得,其中f 為該查詢表。一低dpmax性質在使用該表的重覆遞迴時係用 於連績地良好混合,其在本發明中為基本範例。這種查詢 表通常可在密碼學中尋找。一個滿足除了 SAC之外的表格係 例如用於先進加密標準("AES”)密碼演算法中,其可良好地 用於本發明。重新使用本表格可節省編碼空間,如果該AES 亦用於其它無關於本發明中所述的用途之系統函數。 圖6所示為該擾頻處理未轉入到獨立組件之方塊圖。在圖 6所示的具體實施例中,該輸入到該處理為ePc資料200,其 為128位元(或16位元組)。此EPC資料200再細區分,並標示 為獨立的位元組?()到Ρπ。該擾頻(或解擾頻)開始於圖6的左 上方’其中輸入兩個最左方位元組015及ρ14)到該「MixBytes」 -18 -
1226587 (13) 方塊610。該「MixBytes」方塊610係由s_b〇x^詢函數602及608 所構成,並標示為’S’,及該互斥或運算606及604,標示為 ’㊉’。跟著方塊圖往下’下一步騾為互斥或624下兩個位元組 (P!3及P!2)及該’’MixBytes"方塊610的輸出。此演算法使用互斥 或函數 622、626、628、632、634、636、642、644、646、648、 652、656及658來連績地結合資料,並使用函數620、630、640、 650、660、670及680來混合位元組的方式進行,直到在最後 階段產生該輸出位元組220 (CG到C^)。根據該較佳具體實施 例,整個程序需要總共16次S-box查詢運算,及64個1位元互f 斥或運算。 , 除了上述的擾頻處理,該資料200亦可在應用該通用擾頻 演算法之前(如在程式化該標記110$前)來加密210,以保證 進一步的資料安全性。在本技藝中有一些已知的加密演算 法(如AES、資料加密標準、國際資料加密演算法等)可用於 此工作。此額外的安全層級的可用性對於高度私密性應用 非常重要(例如那些標記包含有敏感的醫藥或財務資料者
II.啟動方法 在該較佳具體實施例的精神中一標記110的方塊圖係示 於圖7。對於一電容耦合系統,該天線701為一對導電電極(如 電容板)’但一般而言可為由一電磁場搞合能量到一電路中 的任何方法。來自耦合於該標記110之讀取器100的交流電 (”AC )電源在功率轉換器中整流,該直流("DC”)輸出即用來 供电給違標Ί己11 q,其亦做為一標記能量監視4 704 ’其進一 步致能通訊(其元件將在以下詳細討論)。該狀態控制器705 -19- (14) (14)1226587 作用在該標記資料220上,而該诵却雜、爸、 茨通訊頻迢選擇方塊240來產生 傳送資訊,其係在該頻道調變器7〇8的控制之下來應用到該 傳輸元件702(例如在本技藝中所熟知的一負載調變元们。 ^ # Μ ^ #記i 1Q上的資料22〇基本上係儲存在低複雜 度(即低成本)的電路中,然後回應於來自讀取器⑽之詢 問。根據本發明,每個標記11〇、12〇、13〇基本上在一多重 通過演算法中傳送其資訊之前等待滿足一第一預定條件。 該第-預定條件基本上係設定相同於每個標記ιι〇、ΐ2〇、 130 ’雖然在其它具體實施例中可以隨機地選擇或指定。顯 示出標記傳輸條件的一通用流程圖的範例係示於圖8。請注 意在此流程圖中,該第二預定條件可由許多度量來滿足(例 如當一第一預定條件不再滿足,或滿足一第二預定條件)。 在孩較佳具體實施例中,該讀取器1〇〇可遠端地供電給該 標記110、120、130,而當在該標記110處所即時接收的功率· 位準超過一預定的臨界值時(其通常由703及7〇4決定),即可^ 滿足第一預定傳輸條件。圖9所示為此作業的流程圖,其中 T1及T2請求一第一及第二功率位準臨界值。請注意使用其 它預疋條件的實施(例如特定同步脈衝或虛擬隨機暫停)可 由本技藝專業人士來利用,其並不背離本發明的精神。一 旦該標記110接收電源(對於一被動標記為由讀取器1〇〇遠端♦ 供應或對於一主動標記為自我供電),該標記1丨〇連續地監視4 S接收的k被強度來決定何時開始傳送。一旦該標記1 1 〇開 始调變及傳輸250其資料’其即完全地啟動。請注意多個標 記110、120、130基本上在該系統的較佳具體實施例中於一 -20- (15) 1226587
給定時間來完全地啟動。 在一群組中的完全啟動约標記將在多個通過中繼續來傳 运其資訊(完整說明如下),直到滿足一第二預定傳輸條件,· 到時將停止傳送資料。在該較佳具體實施例中的第二預定, 傳輸條件在當該標記丨1〇處所接收的功率位準由標記能量· 監視器704觀察時,低於該第—預定臨界值或超過一第二預 定臨界值時即會滿足’其基本上係設定高於該第一預定臨^ 界值。 依此方式,該第一及第二預定傳輸條件形成一個接收功# 率位準的範圍(即一窗口),其中每個群組的標記基本上皆為 凡全啟動。在本發明的較佳具體實施例中,該啟動範圍基 本上、’勺為3dB寬’代表該標記11〇、12〇、13〇將回應於功率範 圍在1-2X(相對於正常接收的運作功率位準)。請注意此供電 窗通常造成該標記的傳輸會落在一比例上較有的供電窗之· 内,其有助於減輕影響了一些.通訊系統之典型的遠近問題v (如在具有非正交展開碼之展頻系統中^ 13〇在該較佳具體實施 ,雖然有可能有其它 在該系統中的所有標記110、120、 例中基本上係指定了相同的啟動範圍 的具體實施例,例如那些利用可程式化(如預先指定但有可 能不同者)或Ρά機啟動條件。_種這樣的範例會發生在當不 同的製造商被指定不同的啟動範圍位$,而提供了不同製 造商產品之間的一些區隔(或差別)。 ’可存在具有雙 二預定傳輸條件 在所述的系統之又另外的具體實施例中 向通訊能力的標記,在該例中該第一及第 -21 -
1226587 (16) 可包含某個形式的同步脈衝或其它發信資訊。在當該預定 傳輸條件為隨機的例子中,其可隨機地在標記110上決定’ 或在該標記110的程式化期間。請再次注意到在不背離本發 明的精神之下,可能有這些傳輸控制的其它實施(如同步信 號、具有該標記的雙向通訊等)。 · 在圖10所示的範例具體實施例中,該讀取器100可由一總 _ 辦公室的控制器1001來遠端地控制,其係經由一傳輸媒體 1003連接到安裝在一貨架1005上的一天線1004。可變化實際 尺寸之物體1020、1021、1022具有位在該包裝不同部份之標0 記110、120、130,並造成結合於該讀取器1〇〇之天線1〇〇4及 結合於該標記110、120、130之天線701之間的耦合變化,進 一步造成標記電路10 12之不同的接收功率位準。由於在系 統中咸謂取器天線1004和不同標記11〇、120、103之間的不 同耦合特性,不同的標記可對於一給定的讀取器天線激發· 位準(即讀取器傳送功率位準)來接收不同的功率位準(由範^ 圍邊界線1030及1031所示)。此效果亦做為在該較佳具體實 施例中存在於4系統之標έ己的概略性數量減少,因為其有 可能不同的標記110、120、130將開始在不同的讀取器傳送 功率位準時傳送,因此係在不同時間。但是請注意多個標 記110、120、130在本發明的較佳具體實施例中仍將對於〆· 特定的功率位準來同時地開始傳輸。舉例而言,在一庫存· 中可有一千個項目(標記)需要被識別,而該讀取器ι〇〇可逐 步經過10個不同的可能功率位準,在每個功率位準啟動大 約100個標記的群組(雖然在最高及最低的功率位準可能啟 •22- (17) 1226587 *·····**·..... 動較少的標記)。在本發明其它具體實施例中,纟自多個標 記的傳輸僅可被同步(雖然不·必要是同時),例如在時間槽化 (頻道化)的系統’其中使用者選擇—特定的時槽(相對於一 共同參考)來在其上傳送。請注意在_具體實施例中,▲讀 取器100將逐步通過所有可能的傳送功率位準,從最低的傳 送功率位準開始。因此,由於該標記110、120、130之特定 的啟動範圍,該讀取器100可在每個群組的標記開始及結束 傳輸時做有效地控制。此方面因為該讀取器100決定在一特 定啟動範圍(如1030及1〇31之間)中的所有標記11〇 ' 12〇、13〇 已經唯一地識別時而變為重要,·當時可跨進到下一個功率 位準(如高於1031),或終止該識別程序。 在另一具體實施例中,該讀取器1〇〇可「學習」或記得一 給足庫存輪廓的預期功率位準之範圍,並安排其功率可由 活動的歷史來以給定那些功率位準之優先性掃過。當該 續取器100進行到未啟動標記的功率位準時,其即感應到該 狀況(基本上透過一短能量或調變偵測量測),並快速地跨進 到下一個功率位準,藉以最小化該標記的整個讀取時間, 如以下的進一步說明。 III·頻道選擇及僂輪女法 所有的多重來源(或多使用者)傳輸方法使用某種頻道化 方法’如同本發明。其有可能利用本發明中數個頻道化方 法或技術中的任何一種。一般而言,本發明所使用的頻道 化方法可區分為兩個類型:正交頻道化方法或半正交頻道 化方法。 -23· 1226587
正父通訊頻道之妤處在於’一選擇的頻道上之通訊(完全) 不會干擾在一線性系統中的其它頻道上的通訊(即不同頻 道之間的交互關連係定義為0)。半正交頻道接近正交(如對 > 於不同頻道具有將近〇的交互關連值),且基本上係用於直· 接序列劃碼多向近接(DS-CDMA)系統,其中每個使用者基本 上係指定一不同的展開碼。 w 在本技藝中已知一最大長度的線性反饋移位暫存器 (LFSR”)序列(即一 m序列)的不同相位(即時間偏移)已知具 有低(即半正交)交互關連性質。兩個未對準的序列之交互關f 連值係定義為-1/N(正規化),其中N為該LFSR虛擬雜訊(”PN,·) 序列之長度。相同基準m-序列之不同碼相位通常用於在一 劃碼多向近接系統中頻道化不同的使用者。在該pN序列中 每個符號或位元基本上稱之為一「片段」,其為本技藝中所 熱知。 ^ 正交頻道化功能的一些範例包含但不限於沃爾什函數、k 在一分槽系統中的時槽 '在一分頻系統中的頻率、特別增 加的PN碼等。彳正交頻道化功能的一些範例包含心序列或’ PN序列,如上所述。 一特別增加的PN碼之範例為其具有一人為插入的(即不 是由該LFSR的正常運作所產生)二元值的零到該序列中(根 據该碼相位而在该序列中不同的點),使得該時間對準(即同 步化)人為插入的零發生在頻道上的相同時間偏移,造成相 同m-序列之不同碼相位之間的零交互關連值。請注意在本 發明的較佳具體實施例中使用這些特別增加的序列(其 -24- 1226587
產生示於圖11)來得到該同步化系統中的正交碼頻道。對於 所使用的展頻技術所增加的好處為,其亦可達到對於干擾 的抵抗(亦稱心為處理或展開增益),其為通訊領域中所熟 知。這種技術的應用對於雜混電磁環境很重要,例如工廢· 設定。 , 如上所述,在所述的系統中之標記110、12〇、13〇使用一 · 多重通過傳輸演算法來傳送它們的資料。該多重通過傳輸 演算法為決足#亥標记110、120、130之整體讀取時間之關鍵, 其包含數個不同方面。用於該演算法中的一般概念為每個0 標記110、120、130將在每個演算法通過中選擇用於通訊的 特定(較佳地是一均勻隨機)頻道。 在所述的系統之較佳具體實施例中,該頻道選擇24〇基本 上係直接基於儲存在該標記110上的資料220 ^然後該標記 110將在該較佳具體實施例中於選擇的頻道上傳送其資訊· (即識別資料)’直到该A其法的下一次通過,當時其將選擇 v 一新的頻道並重覆該程序。該標記的傳輸在本發明的較佳 具體實施例中係假設為大致同步(由於該第一預定條件)。Φ 由每個標記之頻道選擇係基於預定的資訊(即在一典型 具體實施例中標記程式化230來決定,或可能在設計標記本 身時)。在本發明的較佳具體實施例中’每個標記110的頻道’ 選擇係直接由儲存在該標記110上的識別資料220所決定(利、 用一演算法方式),如以下的進一步說明。同時請注意在其 它具體實施例中,以上的預定資訊可包含未直接基於儲存 在該標記110上的資料來隨機地產生數字。 -25- 1226587
(20) 如以上的段落I中的完整說明,及良好系統效能的關鍵, 本發明的較佳具體實施例芩要該資料200(如EPC、CRC等)的 至少一部份在將其儲存230在該標記u〇上之前來預隨機化 (或擾頻)211。因為該標記110基本上使用該儲存的資料220, · 或其一部份(如221、222),用以在該多重通過演算法的每次· 通過中選擇240—通訊頻道,其很重要地是該資料22〇對於最 * 佳的整體系統效能呈現為均句隨機。此係透過一低複雜性 可逆擾頻演算法211來完成,如以上的段落〗之完整說明。 特別是’如圖12所示,在該較佳具體實施例中每個多重0 傳輸通過中的頻道選擇程序24Q係藉由使用該預先擾頻(即 隨機化並儲存)資料220之預定的次組合(如221、222、223、 224)來進行,用以在每次通過中選擇該通訊頻道240。一頻 道選擇器1220,如一整流器或多工裝置124〇,其基本上選擇 一頻道。儲存在該標記220上的資料之新的次組合221、222、 · 223、224(即一新的隨機數目項)基本上係用於在該演算法之v
每個後績通過中的頻道選擇,以保證在整個多重通過傳輸 演算法中一隨機及獨立的頻道選擇。 請注意該標記110可在每個演算法通過(如在該較佳具體 實施例中)或僅為該資料的一部份(即通常傳送足夠的資料 來決定下一次通過中該標記所使用的該頻道)中傳送其所’ 有的資料220。基本上,在該演算法之每次通過中用於該頻‘ 道選擇之資料的部份22卜222、223、224為該資料220之唯一 及連續的段落,較佳地是預先隨機化。該多重通過傳輸演 算法之通過頻道之特定選擇稱之為「頻道選擇輪廓」。 -26 - 1226587
舉例而T ’在一系統中具有128位元的預先擾頻識別資料 220儲存在每個標記上,唯一但連續的8位元段落可用來在 每個16(即128/8)演算法通過中256(即2巧頻道中的一個。因· 此’每個標記的資料(如221)之第一個隨機化的位元組在該. 演算法的第一通過上分別對於每個標記來選擇24〇該通訊· 頻道,每個標記的隨機化資料之第二(及最好是不同)位元組“ (如222)係用來在該演算法的第二通過上選擇24〇傳輸頻 道’依此類推。此多重傳輸通過程序繼續直到所有儲存在 該標记上的資料皆用完(如在此例中完成第丨6次通過;在圖f 2中,此將對應於224),或該讀取器100發信該標記來停止傳 送(通常在該標記110中感應,藉由在704 (12 10)中所滿足的該 第一預足條件,如上所述)。一旦用完該資料,整個程序可 視需要來重覆,雖然該標記基本上將選擇相同(決定性)頻 道。請再次注意到其想要對於每個標記的每次演算法通過· 來選擇一隨機及唯一決定的頻道,藉以隨機化將不可避免· 發生的碰撞(請參考以下段落V中的詳細說明)。 當然’本技藝專業人士可瞭解到該資料的其它(如非連續β 性或非完全唯一)段落可用來直接或間接在每次通過中選 擇該通訊頻道。依此方式,其有可能在該頻道選擇重覆之 前來延伸該演算法通過的最大數目,實際上沒有限制。該 頻道選擇輪廊(或頻道選擇演算法)可在一些傳輸通過之後* 來修正,使得相同資料220的不同次組合係用於稍後的頻道 選擇1220(藉以在發生該樣式的任何重覆之前來延伸該唯一 的頻道選擇)。例如,在該多重通過傳輸演算法的16次通過 -27- 1226587 、(22) [^*] <後,該標記可偏移該頻遒選擇資料(即該預定的資料)4個 位兀(在以上的例中),以對於該演算法的後續通過達到新 、炎、道選擇依此方式,其有可能延伸唯一的頻道選擇數. 目,而實際上沒有限制,雖然會增加該標記電路的複雜产。· 在該頻道選擇演算法之其它具體實施例中,其亦可:用· 某種映射(通常為一對一查詢表,或其它代數或邏輯)函數來 由該標記上所儲存或程式化的資料(通常有限的)來決定該- 頻逼選擇1頻道選擇程序之唯一的關鍵特性為該頻道選 擇可在孩讀取器100中運算,一旦一部份資訊對於該標記中g 的資料為已知。 因為該頻道資源為有限(即對於每個使用者為一有限數 目的可用頻道,以在該多重通過傳輸演算法中的每次通過 來選擇),其在該傳送的標記之間不可避免地有碰撞。一碰 撞係定義為如果在一特定演算法通過期間有兩個或多個標-圮選擇來在相同的頻道上通訊時。此狀況在正常的系統運“ 作中疋可以預期的。例如,對於在64個頻道上傳輸25個標 $己之典型例子中,該機率為每次通過有99 6%的至少一次碰f 撞。此係基於事實上對於在N個頻道上傳送M個標記,無碰 撞的機率可表示成: 碰撞兄傳輸及其補救的數個數值範例係在以下的段落· V (碰撞緩和方法)中討論。 在許多例子中,存在於該系統中的標記數目(在一特定的 啟動位準)甚至可超過可用頻道的數目(特別是在該較佳具 -28- 1226587 體實 設定 其利 用半 靠的 識)。 撞緩 地說 亦 通過 數目 系統 的一 通過 頻道 頻道 施該 該整 請 演算 化方 示成 其中
或當該可用頻道數目係 (23) 施例演算法之較早的通過上 為低,如下所述)。此狀沉在本發明中可完全接受’當 用正交頻道化方式時。請注意典型的DS-CDMA系統(使 正交頻道化碼)將可视為在該點為過載,且不會發生可 傳輸(特別是對於該標記的傳輸特性無進一步的知 在所述的系統中重要地是,該啟動的標記數量可由碰 和技術有效地進一步降低,其可在以下的段落V中完整 明。 很重要地是,本發明的較佳具體實施例利用在該多重β 傳輸演算法的每次通過(通常由221、222、…224)中可變 的頻道來改進整體的系統效能(如整體讀取時間、整體 容量及可靠度等)。換言之,在該多重通過傳輸演算法 次通過中可用頻道的數目與在該傳輸演算法的另一次 中可用頻道的數目並不相同。每個演算法通過的可變 數目(即每個單位時間)亦稱之為在本討論中一動態的 輪廓,因為该可用頻道數目係隨時間動態地改變。實 動態頻道輪廓基本上可對於— 0 頂期的標記數I最佳化 體傳輸時間(對於整體讀取時間)。 注意該演算法每次通過的傳 、、 可 得輸時間基本上係正比於該 法的該通過之可用的頻道數 、、 致目(不論其所使用的頻道 法)。Μ多重通過¥輸演算法 & <整體傳輸時間(Ττχ)可表 L為成功地傳送該資料所需要的傳輪 通過的數目,R為 •29- (24) 1226587
該傳輸(發信或頻道符號)速率,a Μ、旱,B,為每次通過所傳送之 符號數目,而乂為在該演算法 ^ 升忒又罘1/入通過中可用的蘋 目(或展開增益)。請、;主音A 士& "
)3 /王忍在本發明的較佳具體實施例中,L 最多可為16次通過,Bl為固定在128位元,R係等於62 5 KHz, 而該特定Nl值可在以上的範例中給定,雖然此僅為該系统 的唯一特定具體實施例。記得每次通過(Ni)中可用的頻道數 目通常根據用來在每次通過(ni)中選擇一通訊頻道,如下所 示(亦示於240):
Ni=2ni 在該系統的較佳具體實施例中,Ni代表每次通過中該展 開增益及可用碼相位之數目,而R為每秒中片段的發信速 率。印注思先進的碰撞緩和技術之應用(說明於以下的段落 V)’其可大為降低來自標記11〇、12〇、130之傳輸通過所需 要的數目(L)。一般而言,在所述的系統之其它具體實施例 中對於以上公式中的任何數值並沒有限制。
因為每次通過的傳輸時間係根據上述的較佳具體實施例 中每次通過之可用頻道數目(及該符號率),該系統的整體讀 取(即取得)時間效能可藉由在該多重通過傳輸演算法的較 早通過中使用較少數目的頻道來改進少數的標記(因為在 這種例子中加入更多頻道到該系統將對於少數的標記僅具 有少數的額外好處)。該頻道數目可在邊A其法的稍後通過 中增加(可能在多個步騾中)’以容納在該系統中存在較多數 目的標記的狀況,而該讀取器100並未使用在以下的段落乂 中所參考的更為精密的信號處理(如先進碰撞緩和)技術。 -30- 1226587 (25)
依此方式’存在少數標記之系統基本上將不會受到具有 一較多數目(較早)的頻道選擇之較長的傳輸時間的懲罰,而 同時具有存在較多數目標記的系統亦不為有顯著地懲罰 (因為該多重通過演算法之較早通過基本上亦需要一更短 的時間’由於初始可用的較少數目的頻道)。同時,在較晚 期的演算法通過中增加頻道選擇數目可保證存在有大量標 記的系統將可成功地在一有限數目的演算法通過中取得所 有的資料(藉此增加系統可靠度)。 舉例而言’本發明的較佳具體實施例利用資料22〇的128 f 位元,在第一及第二次演算法通過中具有32個頻道,而在 第三到第六次演算法通過中有64個頻道,在第七及第八次 通過中為128個頻道,而在剩餘的8次演算法通過中有1024 個頻道。請再次注意到該資料220的唯一次組合係用來直接 在此具體實施例中每次通過中選擇1220該通訊頻道1260,再-
次造成该資料的唯一、非重疊部份之前最多16次演算法 通過中將可窮盡。本發明的其它具體實施例可利用每次傳 輸演算法通過的可變數目的頻道,其在一預定數目通過之 後來改變°例如,在以上範例中該多重通過傳輸演算法的 前16次通過可利用32-256個可用頻道中任何一個(即頻道選 擇資料的5到8個位元),而下一個16次通過可利用256-4096 個可用頻道中任何一個(即頻道選擇資料的8到12位元)。依 此方式,該動態頻道輪廓(或每次演算法通過之可用頻道數 目)可實際上沒有限制地延伸。同時再一次注意到該最大數 目的通過可利用該資料的重疊或交錯的部份來延伸,以驅 -31 -
1226587 動該頻道選擇演算法。 在該系統的一特定具體實施例中每次通過的可用頰道數 目之實際選擇(亦稱之為動態頻道輪廓)亦可根據(除了在本 系統中所存在的預期標記數目)在該讀取器100中所利用的 · 預期或主要形式的信號處理演算法(例如碰撞緩和演算法 · 之形式)。請注意每次演算法通過之變動的頻道數目亦會造 職 成在稍後通過中頻道輪廓的降低。一般而言,隨時間改變 的任何頻道輪廓可視為用於本發明目的之動態頻道輪廓。 請注意一特定標記110之頻道輪廓不需要該讀取器100事Φ 先知道,但其通常會知道。如果不知道一標記110的頻道輪 廓,該讀取器100必須確定例如該PN(片段化)序列之週期(可 能透過量測其自動關連或頻譜特性),並依此來動作(解調 變)。 特定而言,在本發明的較佳具體實施例中,該隨機頻道· 選擇係用來在该多重通過傳輸演算法的每次通過中選擇一 _ 特定的展開碼(或在1220中的碼頻道)。更特定而言,在該較 佳具體實施例中’儲存/程式化在該標記上的資料220的 部份係用來直接指定一長度·Ν的特別增加的m-序列的一時 間偏移(或在1220中的碼相位)(其中n等於在一特定演算法 通過中的頻道數目,如上所述)。此程序係架構性地示於圖’ 11。一 PN序列的不同相位通常由應用該PN產生器(LFSR)狀· 態的一遮罩函數(或AND-XOR降低網路ι100)來得到,其有效 地執行兩個或多個m-序列之模數-2總和來產生相同.序列 之第三碼相位。因此,所有的標記110、12〇、13〇在每次演 -32- 1226587 (27)
算法通過中使用相同的基本LFSR (m-序列)產生器,其在該 較佳具體實施例中以相同的初始產生器狀態開始,使得所 有的標記11〇、120、130傳輸係同步化為一已知的基本初始 產生器狀態。這些方面為在該讀取器100中快速及有效的解 調變,如以下的段落IV中所述。請注意該基本LFSR序列產 生器長度(即原始多項式)基本上在每次演算法通過來動態 地改善(改變該頻道數目),如上所述。 該傳統的m-序列產生器基本上在該較佳具體實施例中藉 由強迫該第一片段(或PN位元)時間的零輸出來成為一特殊參 增加的PN序列產生器,保證來自不同標記的序列交互關連 將在整個給定的序列週期中為零。請注意在其它時間點中 強迫零到該碼序列中亦會產生正交序列(如在其它系統中 所做),而其它形式的正交函數產生器可在其它具體實施例 中取代該LFSR PN產生器(如沃爾什或哈德瑪函數)。然後儲- 存在標記110上的資料220由傳統裝置123〇被該產生的展開、 編碼1260所展開(如在數位實施中的x〇RJg,或在類比實施 中的乘法器’如本技藝之專業人士所熟知)。然後該啟動的# 裇圮 < 展開資料信號即在該給定的通訊頻道上傳送(聚集 狀態)。 印 >王意該標記可使用一個範圍之調變形式來傳送其資料’ (例如振幅調變、相位調變、頻率調變或其某種組合)。本發. 月的較佳具體實施例利用經由傳輸元件7〇2來自負載調變 又振幅偏移鍵值(”ASK”)形式,雖然亦有可能為其它調變形 式及灵訑(如差動正叉相位偏移鍵值、正交振幅調變、脈衝 -33 - 1226587
編碼调變、脈衝振幅調變及脈衝位置調變等)。在本發明中 亦可能使用許多資料編碼及映射技術。編碼技術的一些範 例包含但不限於:回到零(RZ)、不回到零(NRZ)、Manchesta ’ 及差動編碼,其在本技藝中為熟知。請注意其亦可能在本. 發明中使用許多不同的編碼、調變、編碼及發信形式,而· 不會喪失其通用性,其為本技藝專業人士所知。編碼技術 的一些範例包含CRC碼、迴旋碼、區塊碼等,其亦為本技 藝中所熟知。 在該較佳具體實施例中的標記11〇、12〇、13〇亦直接調變0 由該讀取器100經由傳輸元件702·所供應的載波;藉此,其不 具有局部振盪器(雖然使用一局部產生的載波在本發明的 範圍内當然有可能,但皆不會限制其應用)^在本發明的較 佳具體實施例中,功率轉換器703整流來自該讀取器1〇〇之載 波信號,所以該讀取器100可遠端地供電給在該標記11〇上的· 電路。請注意亦有可能使用主動供電的標記,其皆不會限· 制本發明的使用。本發明的一般目標係要最小化該標記丨1〇 的複雜性,並透過使用在該較佳具體實施例中所述的技β 術,在該標記110上的電路可保持為最小化。 IV.快速解調轡古法 如圖13所示,該讀取器1〇〇基本上藉由初始化具有一傳送 位準控制1320及放大器1330之信號來源1310的輸出來開始 · 標死110、120、130之謂取程序’並在某個最小的位準下傳 送功率。然後該讀取器100在該較佳具體實施例中於該位準 之下開始傳送一連續波。一旦該讀取器100在一特定功率位 -34- (29) (29)1226587 準傳送,其基本上聆聽(透過該耦合裝置134〇及天線1345)該 標圮110、120、130之任何傳回的信號。此活動偵測可採取 凋變或能:r偵測量測之形式,例如在每個可能的通訊頻 道中偵測信號位準或信號擺動(其進一步說明如下)。其有需 要使得此量測週期儘可能地短,所以如果在一特定功率位· 準下沒有啟動標記時,該讀取器100可快速地跨進(通常以漸· 增的方式)到下一個功率位準。如果信號是在一特定傳送功 率位準下感應,該謂取器100可開始完整的解調變處理139〇 (可能使用碰撞緩和技術,如以下的段落V中所述)。請注意@ 該讀取器100亦可在本系統的其·它具體實施例中送出調變 的載波信號、同步脈衝或非對稱載波波形,而不會喪失其 通用性。 由該讀取器1〇〇執行的信號處理係在硬體或軟體架構 中,或其某個組合中來執行。典型的具體實施例將包含一. 些選擇性1365 '放大1370、類比到數位轉換^乃,及dc取得、 及增益控制功能1380…般而言’該讀取器1〇〇在一給定的 傳輸通過中循環通過每個能的通訊頻道(為序列式或同-步),並在每一個之上尋找信號能量。本技藝專業人士將可 瞭解到可使用許多方法來偵測-信號之存在,並偵測碰撞 的存在或不存在,其可基於該調變及發信形式來改變。一. 般而言’該讀取器_在某些具㈣施例中執行其載波信號. 之主動或被動抑制1360,及干擾或雜訊消除。(對於來自來 源的任何干擾形式,而非該系統中所要的標記)。 如上所述,本發明的較佳具體實施例利用標記ιι〇、12〇、 -35-
1226587 (30) 13 0中的展頻調變。藉此,該接收的資料必須在該讀取器1 〇〇 中對於每個碼頻道來反展開,藉由先應用每個可能的展開 碼,如在本技藝中所熟知。
更特定而言,因為本發明的較佳具體實施例利用特殊增 加的m-序列做為標記110中的展開序列,在該讀取器解調變 處理1390中可利用一非常快速、有效率及創新的解調變(即 反展開及頻道化)。這些技術實質上降低了在該讀取器解調 變處理1390中所需要的處理功率(在該較佳具體實施例中大 約為57倍)’其造成該讀取器100有更快的讀取時間及較低成 本的實施。實際的處理卽省將根據在該多重通過系统之每 次通過中使用的頻道數目而定,並可用因數(F)來表示,其 等於該傳統反展開運算之數目對於每個符號之改進的反展 開運算之數目的比例。(其使用接收序列重新排序及快速哈 德瑪轉換(FHT)的創新組合) 其中L等於成功地解調變該來源資料所需要的通過數目,而 队(再一次)等於在其通過中的頻道數目。此因數直接代表在 該讀取器解調變處理1390中一處理節省(其基本上以每秒百 萬次運算(M0PS)或每秒百萬指令(MIps)來表示卜因此在此 範例中,一處理器1390為低於57倍的能力(如1〇 M〇ps對於 570 MOPS) ’其可在最佳案例中的較佳具體實施例可用於該 if取器1〇〇(不具有碰撞緩和,如下所述)。 記得該特殊增加的序列(示於圖u的方塊ιΐ2〇)為一傳 -36 -
1226587 (31) 統PN序列的正交延伸,其與正交沃爾什碼具有一些類似性 (示於圖14的方塊1420);意即,該兩組序列在該序列中具有 螓 相同數目的二元化〇及1。事實上,該兩種序列(即特殊增加 的m-序列及沃爾什序列)係透過使用一單一特殊重新排序 功能來相關連。此特殊重新排序功能係由用來在圖15之讀 · 取器接收器方塊1520中產生該基礎m-序列(如在該標記序列 · 產生器1110中所示)的原始多項式來直接得到。該序列重新 排序功能15 10係用來當該接收裝置13 7 5接收到它們時來直 接重新排序該資料樣本(或元素)。該接收裝置1375可為一類# 比到數位轉換器、一類比樣本及保持裝置、一暫存器、或 任何其它可接收一信號之裝置。請注意一單一序列重新排 序15 10功能可應用到該複合接收的信號,其包含來自使用 多個碼頻道(或如同丨10中的碼相位)的數個不同標記丨1〇、 120、130之傳輸。 · 一旦該接收的序列已經在一儲存媒體中重新排序,例如·
一記憶體緩衝器1530,其類似於來自一組有效沃爾什序列 的序列’及快速轉換技術,例如一快速哈瑪德轉換(FHT), 其可用來對於所有資料頻道快速地(及同步地)反展開來在 該標?己110的資料。(如在1540中所示)FHT係用來快速地關連 資料序列與一完整組合的沃爾什編碼(平行),其為本技藝中 所熟知。任何關連於FHT之轉換(如快速沃爾什轉換、沃爾 什-哈瑪德轉換、遞迴沃爾什轉換等),其可用於所述的快速 關連方法’其並不背離本發明的精神。同時可注意到所有 所述的處理技術可在該類比或數位信號處理領域中來執 -37- 1226587 行0 (32)
請注意傳統的FHT演算法(如方塊141〇中所示)有良好的文 件,其基本核心運算(方塊1400,稱之為「蝴蝶」)係示於圖· 14。一基數-2的FHT蝴蝶係類似於一基數_2 FFT蝴蝶,雖然· 其包含僅乘以一 +1及-1數值的資料元素(或同時相等地相加· 及相減該資料數值)。其亦顯示出一 8 χ 8 FHT之格子結構 1410。一 FHT 1550之每個輸出係稱之為一 FHT格位或FHT碼頻 道。因為該FHT為一快速轉換,其可顯示出在傳統關連(類 似於上述的因數F)上的處理節省對於一 點正交序列係等 於(N2/N log N)。此相同的節省係利用上述的快速關連技術 來實現。 該實際接收的資料重新排序功能1520係由正常運作期間 觀察該標記Fibonacci LFSR(如1110中所示)循環所通過的狀 態來決定。(亦參考以不範例)該!^511進展通過直接對應到· 該進入(展開)接收的資料樣本之間接位址的狀態必須儲存. 在該接收的資料記憶體緩衝器中(1530或其它儲存媒體),當 其即時地(線性)接收時。此位址序列(1520)另可儲存在一儲β 存媒體中(如隨機存取記憶體、唯讀記憶體、硬碟機等),而 非在該接收器中主動地產生。依此方式,該接收的序列 的元素(或m-序列的總和)係重新排序,使得其現在代表實際# 在沃爾什序列中的元素(或更特定而言,為在一哈瑪德矩陣 ‘ 中的列)。因此,現在可利用一傳統的快速(哈瑪德)轉換(關 連)方法(在1540中)來平行地反展開該接收的資料頻道。請 注意該資料序列亦可在記憶體中雙重地緩衝,以容納任何 -38-
1226587 (33) 處理遲滯。 該FHT的輸出索引(或格位)1550呈現信號能量直接對應於 該遮罩值113 0(當表示成二元值時),其係用於該標記11 〇、 120、13 0之AND-XOR降低1100中。舉例而言,該頻道選擇碼 · 1130(圖11所示的’c0-c4’)(傳送器處理)直接對應於圖15中該 · FHT方塊1540之主動輸出1550(接收器處理)。記得該二元化 % 遮罩數值113 0係應用在該標記11 〇中,以選擇一特定的碼頻 道(或碼相位)。此亦示於圖7,其中該遮罩7 1〇係由該標記資 料240引出來輸入到該頻道選擇240。也就是說,該二元化遮 罩值1130(及FHT格位索引)直接對應於儲存在該標記11〇上 的資料221、222、223、224,其係用來在一特定通過期間選 擇一頻道(亦參見圖17及18中的識別1710、1820、1830及 1840,用於補充說明標記資料如何關連到該頻道選擇)。每 個標記110將在一固定的頻道1260上傳送其資料220,在該較-隹具體實施例中為該多重通過演算法的每次通過的持續時· 間。在每個FHT格位中的輸出信號位準在反展開之後,係直 接對應到在每個碼頻道1260上的該信號位準(如對於每個碼0 相位)。如以下的進一步說明,在每個主動FHT格位的輸出 處的泫資料信號1550在該接收資料序列的頻道選擇部份期 間可由將其匹配於該二元化FHT索引值來驗證(因為該兩個· 序列必須匹配有效資料)。此技術示於圖18,用於該多重通” 過傳輸演算法之通過#2。請注意在用來選擇該第二通過的 泫頻道240之部份222之上的資料序列182〇、183〇、184〇為該 FHT格位編號的二元化相等值。 -39-
解調變器在 1226587 (34) 透過圖15所示的結合重新排序及FHT技術,該 該較佳的具體實施例中能夠快速地解調變(即反展開)所有 可能的碼頻道(即碼相位)。請注意一 N-點FHT基本上將需要 · 對於該接收器中的每個接收的符號週期來解調變N-頻道 · (其係對應於每個可能的資料頻道及符號所需要的反頻道 . 化及反展開運作)。同時請注意該詢答器系統之其它具體實 施例可利用正交沃爾什編碼用於頻道化功能,其中該FHT 格位將直接對應於該沃爾什碼頻道索引(且不需要重新排 序處理)。這種系統當相較於該較佳具體實施例時將沒有那 麼好的干擾排除能力,因為沃爾什頻道化編碼為週期性, 並可高度關連於週期性干擾源。因此,本系統的較佳具體 實施例利用特殊增加的序列做為頻道化功能,及上述的 解調變技術。 例如,對於在該標記傳送器中利用長度16 (N=16、『句特· 殊增加的PN序列之系統,以二元值,❹⑻以丨)的頻道選擇數值‘ 1130(Hi)所代表的序列126〇將為,〇1111〇1〇11〇〇1〇〇〇,,而以二元 值1001,(9)的頻道選擇數(遮罩)113〇值所代表的序列126〇將0 為0010110010001111·(其僅為相同基本.序列之不同時間偏 移或碼相位’其後續係利用一前導的零來特殊地增加)。一 原始多項式23(在表示成標準8進位時)的該標記PN產生及遮· 罩%路之範例係示於圖丨丨。假設有兩個標記傳送器來在該· 通訊頻道上獨立地傳送這些序列。該讀取器接收器將使用 争別重新排序功也152〇及處理(如圖丨5所示)來決定這 兩個仏號。必須用於該傳送的pN序列之特殊接收的資料樣 -40- 1226587 (35) 本重新排序,在此範例中為
13、6、 {0、15、7、 η、5、ίο、 3、9、4、2、1、8、12、14,相同於112〇中所示}。此序列可 在該讀取器100中產生’藉由重覆用於標記u〇中的I序列產 生器1110,並觀察該PN產生器狀態,或藉由僅儲存所需要 的重新排序序列在記憶體中。該重新排序序列係用來使用 間接定址儲存該進入接收的資料樣本流到記憶體中。舉例 而言,到達該讀取器之第一個有效的A/D樣本係儲存在儲存 媒體15 3 0的$己憶體缓衝器位置〇中(如同所有特殊辦加的褐 之例子),該第二樣本係儲存在記憶體位置15,第三則存在 位置7,依此類推。一旦接收到矶在此例中為16)個樣本,正 常的FHT處理1540可對於在該記憶體緩衝器153〇中最新重新 排序的資料樣本來執行。該重新排序的功能將轉換上述的 ’0001’PN碼成為序列’0l0l0l0101010101,(其等於沃爾什碼l), 而該’1001’ PN碼轉換為該序列,01010101101〇1〇1〇,(其等於夭 爾什碼9)。該FHT 1540將代表信號能量存在(例如標記正在 傳送)於輸出1550之格位1(對應於頻道碼u及格位9(對應於 頻道碼9)。藉此,藉由觀察每個傳送的符號之格位丨及格位 9之FHT輸出,即可感應到其餘的標記資料。 請〉王意上述的技術可用於傳統(即非特殊増加的)瓜·序 列,藉由假設在該接收器中由該標記丨1〇所傳送的該第一片 段(或符號)為一二元值0(其等於在該頻道上+1的正規化作 號值),即使實際上並未傳送這種信號。因此,在該儲存媒 體1530中的第一緩衝器位置即初始化為+1數值,且處理(即 重新排序1510及即丁 1540)依正常繼續。依此方式,非常快 -41- 1226587 (36)
速的關連可對於傳統的PN序列之多個碼頻道(或碼相位)來 執行。其它正常增加的PN序列亦可由追蹤該額外的片段(如 除了上述的第一片段之外)插入到該序列中的位置來容納。 上述的快速關連技術(即一特殊接收序列重新排序15 10及 FHT 1540)應用到任何通訊系統,其使用可由一 AND-XOR降 低網路1100所產生的PN序列(不論其是否由這種網路產 生)。許多現行的通訊系統利用這些形式的PN序列,或由傳 統m-序列的組合所產生的序列(例如金碼,如在本技藝中所 熟知)。這種系統的一些範例為IS-95、IS-2000、3GPP CDMA β 細胞式系統,及該GPS CDMA定隹系統。以上的快速關連技 術在這些系統中同樣地有效。 在任一例中(不論其所使用的頻道化技術),該複合接收的 信號必須在該接收器前端1610中濾波及放大,然後在該讀 取器100中頻道化9(或反頻道化)1620,如圖16所示。然後每 個頻道通常獨立地處理(雖然有可能同步)來用於信號及碰 ·
撞偵測的目的(一般性示於1630)。舉例而言,在使用沃爾什 碼來取代所述的m-序列之該系統的其它具體實施例中’一 FHT運算仍可用來同時地解調變所有不同的資料頻道’如上 所述。本系統的其它具體實施例可利用一(平行或分時的) 傳統的反展開器庫(取代1540、1620)來執行該反頻道化及反 展開處理。一反展開器基本上包含一乘法器,接著為一整 合及轉儲功能,其為本技藝中所熟知。 在該通訊系統的另一個範例中,其它具體實施例可利用 正交時槽做為頻道(例如在一槽化的aloha系統中)’其中來 -42- 1226587
自不同標記的信號將在其到達時來解調變(在不同的時間 點)。其必須注意到,該選擇的頻遒化方法並不會改變該一 般形式的碰撞緩和演算法,其可用於該讀取器1〇〇中,如以 下的詳細說明。 · 同時請注意到該解調變處理在本發明的許多具體實施例· 中為一多重遞迴處理,因為其基本上不可能所有的標記將· 可在該多重通過傳輸演算法之第_通過上來成功地傳送其 資訊。因此,該讀取器100必須維持啟動(在相同的功率位 準),並持績地解調變該進入資料,直到所有來自該標記的儀· 資料已經成功地接收(進一步使用下述的方法)。同時,當先 進的碰撞緩和技術1630用於該讀取器100(如以下之詳細說 明)’多重解調變遞迴(如FHT)為該多重通過演算法之每次通 過所需要。同時請注意到,該多重通過傳輸演算法之後續 通過可需要該解調變器來適應於一新的頻道數目,如上述-的動態頻道輪廓中所述。 β YAM緩和方法 如上所述,該標記110、120、130可用來傳輸到該讀取器β 100者在此(及任何)通訊系統中為有限數目的通訊頻道。因 為是有限數目的通訊頻道,且沒有組織化的在多個標記之 間指定頻道(即隨機指定可有效地利用),在所述的系統中將 不可避免地有來自該標記的傳輸碰撞。一碰撞係定義成該-案例或事件中當兩個或多個標記選擇來在同時間相同的頻 道上傳輸(即在該多重通過傳輸演算法的特定通過期間)。其 必須注意到’该指定因為儲存在該標記上的資料可相當近 •43- 1226587
似均勻隨機的資料而可有效地隨機,如在此文件中的段落I 中所示。
在所述的系統中於該讀取器100中有可能使用或不使用 一 碰撞緩和技術(如以下的詳細說明),其係根據該讀取器1〇〇 , 所想要的複雜度。例如,一低成本接收器可不使用任何碰 · 撞緩和技術,而該接收器的較高成本(較高的處理功率版本) 可利用先進的碰撞緩和技術D 以下的通用討論首先假設並不利用特殊的碰撞緩和技 術’然後稍後檢查使用碰撞緩和技術的狀況。請注意一般 而T該標記110、120、130傳送相同的型式,不論在該讀取 器1 00中是否使用碰撞缓和。每個標記(如110)實際上有效地 「結合」到該系統中所存在的其它標記(如12〇、13〇)。執行 以下的額外步騾進一步執行在該接收器中的解調變處理。 特別是,在該較佳具體實施例中,來自一標記之低變異_ ASK信號的存在基本上係由一頻道減去任何平均信號位準 (即在1380中的數值)來偵測,並檢查剩餘(正規化)信號之絕 對數值。請注意一自動增益控制形式(亦在138〇)亦可應用到 進一步正規化該信號位準。如果該正規化的信號位準之絕 對值超過某個臨界值(通常在某個時段),一信號在該較佳具 體實施例中係稱為存在於該頻道上。 , 一旦在一特定頻道上偵測到一信號,該讀取器1〇〇基本上· 必須偵測在該頻道上是否發生一碰撞。此基本上可由在一 段時間中檢查該正規化的信號位準的絕對值變化來達到。 如果孩信號的絕對值變化超過一些(不同)的臨界值,一碰撞 -44- (39) (39)1226587 係指已經發生在該特定頻道上(由於不同標記的ι〇資料之 衝突的二元化資料數值,參見圖17);否則,一單一俨號即 稱之為存在於該頻道上(如在圖18中)。再一次地,本技藝之 專業人士可瞭解到這些量測的濾波或平均化及指標可用來 增加其可靠度(例如增加該估計值的SNR)。因此,這種量測 所觀察到的時段愈長(且用於後續的濾波),該估計值可成為 更準確及更可靠。碰撞亦可由其它裝置來偵測,例如標準 錯誤偵測(如CRC)裝置,雖然這些方法在所有例子中無法適 當地偵測碰撞。同時可注意到,不論碰撞是否發生在一頻 道上,可使用標準錯誤修正裝覃來修正該傳輸錯誤,並改 進該信號估計值的準確度。這些量測基本上可對於在一給 定通過中的所有可用(可靠的)通訊頻道來執行(其可隨著該 多重通過演算法之通過數目來改變,如上所述)。 因此,該讀取器100基本上的特徵為是否任何信號存在於 每次通過之(每個及)所有可能的通訊頻道上,且是否在存在 · 有信號之每個頻道上已經發生一碰撞。記得一碰撞通常定 義成當兩個或多個標記在該多重通過演算法之相同通過期® 間利用相同的通訊頻道。當一碰撞發生在一給定頻道上, 該頻道的資料在如果未使用碰撞緩和技術時通常會遺失。 如果一信號存在於一給定頻道上,且未偵測到碰撞,在該 (給定)頻道上的特定信號基本上係稱為成功地接收,而該讀 取器100通常知道該特定標記的整個資料序列。 請注意一些具體實施例亦可執行錯誤偵測或修正(或一 些其它形式的信號整合性量測)來保證該資料為有效及正 -45 - (40) 1226587
料被傳送, 確地接收。同時注意到如果該標記頻道選擇資 該讀取器100亦可檢查該標記110實際上傳輸在該預期的通 訊頻道上(做為用來決定該頻道之該資料部份的錯誤檢查-的另一種形式,如上所述,亦參見圖18,其中該第二通過· 的頻道選擇資料222必須匹配於該頻道選擇,如在182〇、 · 1830、1840所辨識)。 一旦來自孩標記110之信號為已知(且可能為確認),其即 可忽略,或由該信號群之其餘部份中移除(如下所述)。其實 施一種碰撞緩和,如果來自一特定標記的信號可有效地由 該信號群中移除(透過多種可能的演算法)。請注意該信號的 移除不需要很準確,以實現碰撞緩和的好處。 圖19所示為當利用碰撞緩和技術時讀取器動作的一般性 程圖。在此例中,該謂取器1 〇〇將在移動到該多重通過傳 輸演算法的下一個通過之前,嘗試來解決儘可能多的碰撞· (例如在資料中的錯誤),(例如藉由在該較佳具體實施例中. 保持該讀取器的傳送功率常數)。
如上所述,該讀取器100通常將維持在一給定功率位準上讀P 傳送’直到達到一些信心位準(或機率),其皆主動地傳送已 經辨識出的標記。 如果該信號並未由該信號群(或複合的接收信號)主動地, 移除(或減去),則不稱之為已經發生碰撞緩和。在該例中,· 其有可能在該讀取器100中使用多種演算法來成功地取得 (或解調變)來自該標記的所有資料。在此例中的一般性概念 為等待每個標記來在該多重通過來源裝置傳輸演算法之通 • 46- 1226587 (41) 過的至少""""*個中選擇*唯一(即 m 早
一使用者佔有的)通訊頻 道。此技術通常為在該讀取器1〇〇中可用的最低複雜度的識 別方法’雖然其通常亦為最慢的(即需要最長的整體傳輸時 間來傳輸一資訊片段)。 當該讀取器100不利用碰撞緩和技術的情況中一種非常 低複雜度的演算法為,僅使得該標記no、120、130在該多 重通過傳輸演算法中傳送最大數目的通過。該通過的最大 數目基本上係在儲存在該標記上該資料的唯一部份用完時 來決定(如上所述)。 如上所述,该謂取器1 00直接控制該通過的數目,其中該 標記由控制該第一及第二預定的傳輸條件來傳送。在本發 明的較佳具體實施例中,該讀取器傳送功率位準係保持固 定,藉以在完全啟定的標記之間連續地傳輸,雖然亦有可 月匕為其i的弟一及弟一預定傳輸條件來控制來自該標+己的 傳輸群組。該通過的最大數目通常由該特定的頻道選擇演 算法來決定,但通常受限於對於完全唯一(非重疊)頻道選擇 選項之該資料長度(位元計)除以該資料(位元計)的頻道選 擇部份之總和。因此,在上例中,每個通道具有128位元的 資料及8位元的頻道ID選擇資料,在該多重通過演算法中最 多有16(即128/8)個傳輸通過(在該頻道選擇開始再次重覆之 前卜因此’在該較佳具體實施例中給定一頻道(如pN)符號 率,該最大詢問時間可以決定’而該整體取得(或讀取)時間 對所有例子皆為固定(亦示於上述公式中)。 它(在許多例子中 其亦可能有不使用碰撞緩和技術之其 -47- (42) (42)1226587 傳,—複雜)的演算法。這種選擇係使該標記…、i2〇、i3〇 广有限數目的通過(小於最大值),使得可得到一給定的 p位準’而該接收資料(或採用標記庫存)為正確。此通常 ’:久存在於系統(或在每個敌動位準)中的預期之來源裝置 或‘记)的數目及該所要的信心位準所決定(或在該系統中 成功地辨識該〗目或帛記的機率)。I例而t,利用在上例 中所給定的動態頻道輪廓,模擬(超過1000次嘗試)已經顯示 出其採用了平均7.73個傳輸通過來辨識5〇個標記,雖然需要 最多為10個通過來在1000次嘗試中唯—地辨識標記。因此, 該讀取器100可對於10次通過維持在一給定的功率位準上 供電,以具有一合理的信心度,其中所有的50(大略)個標記 已經成功地在一唯一頻道上傳送它們的資料。再次地,該 謂取器100僅需要能夠決定何時在一頻道上僅有一個標記 110來接收其id資料》此可造成實質上整體取得時間的節 省’因為僅執行10次通過,而非在上例中所給定的絕對最 大值的16次通過。可應用其它的模擬、統計或機率分析來 對於一給定數目的標記來決定其它信心位準或通過數目。β 請注意在一些應用中,該讀取器1〇〇可利用其第一次採用一 庫存時的最大通過數目,然後基於存在於該系統中的預期 的(即量測或觀察的)標記數目來調整該通過數目。 另外,由該讀取器1⑼所使用的演算法可追蹤每個標記(一 · 旦其資料或識別資訊已經成功地接收)的預期碰撞的位 置,並估計在該系統中留下多少標記要辨識。因此,該讀 取器100能夠比上述的技術更快地停止該詢問處理(一旦其 -48 - 1226587
決定在孩系統中可能不存在其它標記)。換言之,所需要的 傳輸通過數目係在重覆期_間由該讀取器100可適化地估 计’而非基於如上述地預期標記數目來預先運算。此技術 係進一步說明在以下的範例及圖22中。 · 琢讀取器100的更為先進的具體實施例可利用數種碰撞 · 緩和技術中的任何一種。碰撞緩和技術通常減少在一給定· 通訊頻道上的碰撞影響。理想上,其移除了 一頻道上一特 足碰撞的影響。此可在前述的系統中完成,藉由(至少觀念 上)重新產生一已知信號,並由該整體信號群(或複合接收的 信號)中減去已知的信號。請注意此干擾信號減除可發生在 該解調變處理中的任何階段(例如其可發生在該片段速 率’或在該較佳具體實施例中可發生在反展開之後)。本發 明的較佳具體實施例在解調變(即反展開)之後執行碰撞緩 和,藉以降低該實施複雜度。 · 一般而言,已知道有更多的信號,當利用碰撞緩和技術 · 時’對於該多重通過演算法之給定通過在該系統中出現存 在有較少的標記。因為儲存在該標記110上的資料直接決定β 在該較佳具體實施例中的頻道選擇(或其另為該讀取器100 所知道),一旦該讀取器100已經成功地接收該資料(通常係 發生在該標記110傳送在另一個未佔用的頻道上),其知道該 標記110將用於該多重通過傳輸演算法之每一個通過之所 ’ 有的頻道選擇。因此,該讀取器100即可預測該標記11〇將利 用那一個頻道來做未來(及過去)的傳輸,如上所述。請注意 由該標記110所觀察到的信號位準通常亦在該正常信號偵 -49- 1226587
(44) 剛處理期間在該讀取器10〇中量測(及低通濾波),所以可達 到對於一給定(未碰撞)標記的實際信號強度之可靠的估 計。此知識可用來有效地重新產生該已知的信號,並正確 地由該聚集接收的信號中減除,藉以由其它傳輸通過中移 除其影響。
一般而言,一系列的碰撞緩和技術存在有不同層級的複 雜度,且其通常比不利用碰撞缓和技術者要更為複雜(如需 要更多的處理能力、記憶體或硬體)。但是,這種技術通常 造成非常短的整體標記資料取得(讀取)時間,並可大為增加 系統能力。再次地,其假設該頻道為半靜態,而該系統對 於最佳的系統效能為相當地線性。 一相當簡單的碰撞緩和形式包含由該多重通過演算法之 後續通過減去已知的信號(在相對於時間為前向方向)。因 此’此種碰撞緩和通常稱之為前向碰撞緩和。圖2〇所示為 - 使用前向碰撞緩和技術之讀取器處理之範例性流程圖,其 . 中3處理係用順序(例如一次一個頻道)方式來執行,藉以容 易瞭解該處理。該處理通常包含決定那一個標記11〇、12〇、 130已經成功地傳送其ID資料(如在以上的接收器演算法中 所述)’並對於該多重通過演算法之每個通過來保持一包含 已知(標記)頻道選擇之資料結構(或表列)及估計的信號位_ 準。一旦已知一傳送的標記信號之標記的ID資料及信號位★ 準’其可由包含該標記的任何後續碰撞中有效地移除。請 再次注意到,該信號位準可在增加的時間長度上量測及遽 波’以得到對於該干擾信號位準之增加的準確性位準。因 -50· (45) _ (45) _1226587 此,在本發明一具體實施例中,一旦估計一 7^- 個準確性位準之下來決定),其在該多重通 唬(在某 一 · .- 、得輸 >寅算法的 稍後通過中由適當的(預定的)頻道中減 , 由其它使用 者傳送的其它信號上該(已知)標記的信 % <任何干擾影 響。此技術由於每個標記的頻道選擇之決定性特〖生 、、 可能’其基本上係基於儲存在該標記U〇上的資科。 該半靜態頻道假設在此處成為重要,因Α Θ · 、 I 口曷疼I測的信號 位準將假設對於所有後續的通過皆可成立。_ _ 一 殿而Τ,該 信號位準估計可在每個傳輸通過來更新’以負責緩慢改變0 的頻运條件。請注意僅有已知的·標記信號資訊(基本上係包 含在一資料結構或表列中),而來自目前傳輸通過(或突波) 之複合接收的信號需要被儲存來執行此演算法(相對於在 以下的演算法中所述的要儲存所有接收的突波在記憶體 中)。一般而言,此種前向碰撞緩和演算法可造成對於不執 行任何碰撞緩和之方法,可產生一顯著(2-4倍)的整體讀取 時間改進。 另一種更為先進形式的碰撞缓和包含由該多重通過傳輸0 的後續及先前通過來減除已知的信號。此有可能係因為一 旦來自一標記110的資料被辨識,其所佔據的先前通過之頻 道可被確定,而其對於任何先前碰撞的貢獻可以消除。此· 類型的碰撞缓和演算法通常稱之為雙向碰撞緩和技術。雙· 向碰撞緩和在運算上更為複雜(且通常需要更多的記憶體 來儲存先前的傳輸通過),但可造成大為降低整體標記讀取 時間(比未執行任何碰撞緩和的方法要降低大約一個等級 -51 -
1226587 (.) 的大小)。 一般而言,此方法需要儲存包含已知頻道選擇之資料結 構,並對於所辨識的標記在每次傳輸通過中估計信號位準 (如以上的例子)。但是,因為信號由先前的傳輸通過中減除 (除了如同在前向碰撞緩和演算法中的目前通過),可解決額 外的碰撞。舉例而言,如果來自該多重通過傳輸演算法之 第三通過可求得(即成功地接收),其可造成求出在該演算法 之前一次通過(即該第二通過)中來自另一個使用者的資 料,其依此可釋放出在傳輸中一先前(如第一通過)或後績通€1 過(如第三通過)中先前碰撞的另.一個使用者。每次求出來自 一新使用者的資料,其重構的信號由所有傳輸通過(最多到 該目前通過並包含之)中減除,且再次評估該碰撞數目(對於 所有可能的通訊頻道)。依此方式,該讀取器100可循環通過 所有可用的傳輸通過(最多到該目前通過並包含之),且實際 . 上連續地求出更多的標記信號,直到達到在任何的通過中 · 不再求出任何使用者的時候(最多到該目前通過並包含 之)。然後該讀取器100將跨進到下一個功率位準,並繼績該β 雙向碰撞緩和演算法。該影響在稍後的傳輸通過中相當地 大’允許求出一些標記信號,其遠大於該可用數目的通訊 頻道。 k 一旦已經接收到所有的標記資料,該讀取器1〇〇可透過上 述的裝置來檢查該資料的整合性(如錯誤偵測及修正)。該讀 取器100亦可後處理該資料,其基本上包含像是解擾頻、解 密、分類及冗餘項目移除的功能(其在本發明的較佳具體實 -52-
1226587 (47) 施例中在超過一個啟動範圍中來啟動)。請注意一些或所有 的這些功能可發生在一集中的地方,藉此可服務多個讀取 器或天線。 系統運作笳例 這些演算法的運作可能最佳地是藉由範例來說明。該範 · 例將用一簡化及假設的標記系統來詳細說明,其在每次通 · 過中取得隨機的頻道。圖21、23及24係用來解釋該範例’其 為該系統的狀態圖,其顯示每個標記所選用的頻道來在每 個後續通過上傳輸,其藉由該演算法。在該範例中的狀態® 係使用一隨機號碼產生器來選擇該頻道之實際實驗的不改 變之輸出。該種實體頻道(如碼相位、時槽等)在此點並不相 關。此必須提供整體系統的一相當準確的模型,因為本發 明的資料擾頻部份係詳細說明於上述的段落I中。 圖21、23及24所詳述的範例係假設有8個標記之族群,並 -進一步假設每次通過8個頻道有一固定的頻道尺寸,其為該 . 標記可取用來傳輸。因此,每個標記(一唯一次組合)的ID 資訊之3個位元係用來選擇8個頻道中的一個,其中每個標H 記110在該較佳具體實施例中將在每次傳輸通過期間來傳 送。利用8位元的數字,該標记ID的前30個位元可隨機地產 生,並為了方便而在以下重覆: · 標記 1 : 0033 0436 07... , 標記 2 : 1106 2551 65... 標記 3 : 4767 4416 41... 標記 4 : 2044 6111 36... •53 - 1226587 (48)
標記 5 : 6072 3355 74·.· 標記 6 ·· 1476 5432 40... 標記 7 : 5443 3675 34·.. 標記 8 : 2135 5115 64.·· · 標記1將在通過# 1期間選擇頻道0、在通過#2期間選擇頻 道〇、在通過#3期間選擇頻道3,依此類推。標記2將在通過 #1期間選擇頻道1、在通過#2期間選擇頻道1、在通過#3期 間選擇頻道〇,依此類推。由此表列可以看出,對於通過# 1, 其由該第一 8位元數字得到一頻道,標記1為頻道〇的唯一佔囊| 有者’標記3為頻道4的唯一佔有者’標記5為頻道6的唯一 估有者,而標記7為頻道5的唯一佔有者。因為在這些頻道 中沒有碰撞,標記1、3、5及7係成功地在其整個當中辨識; 標記1、3、5及7在不具有碰撞的頻道中來傳輸其完整的ID。 但是於通過#1上,標記2及6在頻道1中碰撞,而標記4及8在
頻道2中碰撞。這些標記不能夠成功地辨識,且將需要求得 後績的通過。該讀取器1〇〇觀察到存在碰撞,其保持所施加 的功率在目前的位準,並允許所有的標記來由通過#2的第 二8位元數字取得另一個頻道。其必須注意到沒有一個標記 知道其是否成功地傳輸它們的ID。 在通道# 2中,未牽涉到一碰撞的唯一標記為標記3。因為 此標記已經辨識在通過# 1,該讀取器100不需要任何新的資 訊。在通過# 1中碰撞的標記中沒有一個仍未辨識。在統計 上’對於8個標記及8個頻道,有卜8!/88 = 99·76%的機率將 至少有一個碰撞。此結果係來自下述的在Ν頻道上Μ個標記 -54-
1226587 (49) 之間沒有碰撞之機率的更為一般性的實例·
Nl 1 p{無碰撞p 且事實上P {經撞} == 1-P {無碰撞}。經由泫/夫其法對於每次通 過至少有一個碰撞的機率相同。由此標記及頻道的組合, 在100,000個實驗中平均下,該8個頻道之2.7498在每次通過 · 中未被佔用,該頻道的3.1386包含一單一標記,1.5737個頻 · 遒包含2個標記,0.4482頻道包含3個標記’ 0.0796頻道包含4 個標記,0.0093頻道包含5個標記,7·2 X 1〇-4頻道包含6個標 死,4 X 1〇·5頻道包含7個標記,且在一個頻道中不會有記錄β 询標記的情況。 _ 撞緩和範例 如不具有碰撞緩和,標記必須皆由其本身來出現在一頻 <中,藉以被辨識。如果該實驗允許執行足夠的次數,此 轉會發生。但是,藉由在該標記ID 22〇資訊中有限數目的位 · ’孩實驗可在其開始重覆之前僅執行一有限的次數。舉· 例 $ + 、、 、 5 ,如果該標記ID為96位元長,及使用3個位元來取得 斗/、遒(8中取1),則在32個實驗之後可重覆該處理。因為有痛· 2當高的機率在每次通過中至少有一個碰撞(在此方案中 左"·76%) ’有少數但有限的機率一標記的ID可藉由實驗在 > 及每/入通過上「隱藏」在碰撞中。此並不表示一標> 〜勺ID 220係相同於整個當中_不同標記的!叫其在假設唯· 教 ^ 化一可延的映射到一擾頻的標記ID之下 狄^允許)。所有其表示的是該標記ID 220係等於至少一個 '、G的標記ID,當拾士目,卜甘人人、 檢視/置的位元(在此例中為3個位元)用 -55 - (50)1226587 來對於該通過來定義該 確定性之觀念,其中一 知〇
頻遒空間。此引進了庫存或項目不 庫存的標記僅為某個信心度下所已 A對於圖之範例實驗,每個標記需要8次嘗試,以構成一 „ 無碰撞頻道之現象。如前所述,標記卜3、5及7在通過#1 · 中辨4 ’私記2出現在通過#3,標記4及8係在通過#4中辨· 識,而標記6直到通過#8才出現。標記6為一良好的範例,· 其中一唯一的標記如何隱藏在碰撞中,即使其具有一唯一 的ID。如果此實驗僅執行通過#7(即如果該僅為位元| 長),標記6將尚未辨識出來。 在通過# 1中,辨識出4個標記。亦可辨識出兩個碰撞,代 表至少有4個其它標記(因為其採用至少兩個標記來造成一 單一碰撞’其採用至少4個標記來造成兩個碰撞)。所以在 該第一通過之後,該讀取器1〇〇可決定有4個已知的標記,· 及至少4個未知的標記,或整體至少8個標記。 · 在通過#2中,僅有一單一先前已知的標記係佔用一唯一 (未使用)的頻道。因為該讀取器1〇〇知道標記1、3、5及7的® 完整ID,其知遒這些項目在下一次通過及所有後績的通過 中將會佔用的那些頻道。該讀取器100知道標記1及5將進到 頻道0,且該標記7將進到頻道4。因此該讀取器100預期在頻· 道0上有一碰撞,但有一可能性中亦有一未知的標記來佔用 ’ 頻道〇(在此例中為標記4)〇頻道0代表兩個已知的標記,及 或多個未知標記的可能性。該謂取器100並不預期在頻道 1上有一碰撞(因為沒有一個已知標記被預期來選擇該頻 -56 - (51) 1226587 道)。此處一碰撞代矣$卜士 '录至7有超過兩個的未知標記,並有可 能更多。在頻if 4卜_ ± 碰^里.,其中僅預期有標記7,其代表 個/、匕未知的標記。因此,通過造成*個先前已知 尤八具有至少二個(確定地)已知標記。此係有於由該 弟通過所足義的組合,其為4個已知標記及至少4個未知 的標記,所以該讀取器⑽在該第二次通過中不收集新的資 訊。 在I之#3中,私圮2係辨識在頻道〇上。標記1為唯一的標
'"月進Sj頻道3者’所以—碰撞代表至少_個未知標記。 標記7為預期進到頻道4之唯一項目’所以一碰撞代表至少 兩個未知標記(在頻道3上的未知標記,及頻道4上的未知標 記)。標記3再次是由其本身。標記5為預期進到頻道7之唯一 的標記。其一個碰撞代表至少三個未知的標記(計數在頻道 3 ' 4及7上未知的標記)。這些以及現在的5個已知標記再次 地代表至少8個標記。 通過#4辨識新的標記4及8。標記3、5及7出現在無碰撞的 頻恧。標記1及2係預期在頻道6上碰撞,但其可有額外的標 Α。此留下7個已知的標記,而由先前的實驗,至少一個未 知的標記。 通過#5無辨識新的標記。在頻道5上的碰撞無法預期,再 次表示7個已知的標記及至少丨個未知的標記。類似的解釋 係由通過#6及通過#7進行。 在通過#8中,辨識出標記6。其預期所有其它的 w钮撞。現 有8個辨識的標記,該最小數目可由先前的 〜α所預期。 •57- (52) 1226587 但是,其仍有標記隱藏在碰撞中。舉例而言,可有選擇頻 .道卜〇、4、6、3、卜卜5的標記,且此標記將可被其它碰 撞所隱藏。一標記將具有此特殊ID的機率將為1/88或6 & · 10·8。 ’ · 其亦有一標記可選擇頻道,例如2、4、4、6、5、4、5、 6、亦具有機率為6x 10·8。在其中,於通過#1期間有2個碰 撞,通過#2期間有3個碰撞,通過#3期間有3個碰撞,通過 #4期間有1個碰撞,通過#5期間有2個碰撞,通過#6期間有2
個碰撞,通過#7期間有3個碰撞,而通過#8期間有3個碰撞,謂H 其有2χ3χ3χ1χ2χ2χ3χ3 = 648個可能隱藏的ID,其每個 機率為6 X 1(Γ8、一額外單一隱藏標記的機率為648/88=38·6 x 10·6 (38.6 ppm)。一額外兩個隱藏標記的機率甚至更小 648·647/81ό=1·5 X HT9。該庫存信心位準在其它具體實施例中 可藉由解擾該資料,以及決定例如當所有其它項目為雜貨 _ 項目時該隱藏標記將結合於一輪胎或一些其它未預期的,· 目來進一步改進。 一隱藏標記的機率,可藉由允許該實驗在其已經基於碰 撞資訊辨識出最小數目的預期標記之後(在此例中為8個標 記)來繼續進行。藉由計算每次通過的碰撞數目,且基於每 次通過的頻道數目來知道一隱藏標記的機率,該讀取器100 ’ 可繼續進行通過,直到其滿足某種信心位準,或已經執行 _ 完畢唯一的頻道樣式(用完ID)。假設每次通過為6481/8=2·246 碰撞,在兩次額外通過(總共1 〇次通過)之後,一單一隱藏標 記的機率降低為3·04 X 10·6。在兩次額外的通過(總共12)之 -58-
1226587 (53) 後,一單一隱藏標記的機率降低為240 x IK9。每次額外通 過可降低一單一隱藏標記的機率,如同一幾何級數,大约 為 6481/8/8 = .281X。
在上述的無干擾消除方法中所包含步騾之流程圖係示於 圖22。在開始22 10處,該系統由無正的ID及無未知數啟始, 其共同對應於整體為零的項目。在該第一通過2220的分析 223 0之後,正ID(如通過#1中的項目1、3、5及7)被記錄,並 加入2240到一正ID的表列。在該通過2250中的碰撞數目亦被 記錄(如在通過# 1中的兩次碰撞)。如果該碰撞可預期2260, 則在未來的通過中可顯示出可能的未知數,但並無確定的 未知數。如果並未預期有碰撞2270,即加入兩個未知數到 該未知數表列。然後整體項目的數目即可預估2280成為該 正向辨識的項目,及最小數目的未知數即會造成該記錄的 碰撞。假設該正ID並不等於所預估的整體項目,該總共的 未知數即重置為零2295,並啟始另一個通過2220。該迴圈最
後離開於2290,其為當該正ID的數目等於先前辨識的ID之最 大數目加上未知數,以及滿足一預定的信心位準2296時。 目前為止,並未假設該頻道及接收的信號位準之時間變 化。該「無碰撞緩和方法」可以應用,不論該頻道是靜態 或動態。對於靜態頻道條件的例子,其中該回傳信號具有 一致的功率位準及相位,在該讀取器1〇〇處可有更多形式為 接收信號位準之資訊。如果其現在假設除了知道一已知的 標記在未來通過上將選擇那一個頻道之外,其信號位準亦 為已知,然後其可決定是否在預期的碰撞中有額外的隱藏 -59- (54) (54)1226587 標記。舉例而言,在通過#2期間頻道o上的r 一— W幾撞包含兩個已 知的標記及一個未知的標記。如果該已知 • - ‘ 1&的信號位準 亦為已知,則該碰撞的整體信號位準可相 、 々权於該個別的信 號位準,以決定如果在該碰撞有隱藏額外 丨叩禾知標記。這 種環境將允許該讀取器100來在所有標記 , *已經獨立地辨 識之後(在此例中為8次通過)來終止其杳却 一叫 具可確定因為 將可掌握所有的碰撞而不會有隱藏的標記。 因此知道已辨識出的標記之信號位準可在計算庫存中提 供較大的信心度。但是,該信號位準資訊不僅是在所有已 知的標記個別出現之後來終止讀查詢,其亦可提供取得時 間的改善。此係在下一段落中討論。 _碰撞缓和簌例 當-標記被個別地辨識出來時,其所有後續通過的頻道 選擇在該讀取器1GG處為已知。如果該標記的信號位準及相 位額外可以知it ’則該標記料碰撞的貢獻可以消除。來 自該標記的信號基本上可由後績的碰撞中移除,藉以將其 由孩族群中有效地移除。考慮到圖23所示的實驗。標記卜 3、5及7在通過# 1期間為正向地辨識。假設亦可決定出其信 號位準及相位。 、" 在通過#2期間,標記丨及5已知是在頻道〇上傳送其資料。 利用其已知的信號位準’其可被減除,而留下唯-現在可 辨識出的標記4。類似地,標記7被預期是在通過㈡期間於 頻道4上傳送其資料,並藉由取消此標記,僅留下標記6來 被辨識。纟頻道1上仍有未求出的碰撞,戶斤〃需要至少—個 -60-
1226587 其它通過經由該演算法。 在通過#3期間,標記2本身即出現,並被辨識。標記1可 預期來在頻道3上傳送其資料,所以其被減除,僅留下標記 8,其現在可辨識出。所有其它的碰撞僅包含已知的標記,· 所以該標記的計算已經在三次通過經由該演算法中完成, · 其具有完整的信心度,而並非如圖21中的無碰撞緩和之8次 或更多的通過(根據所需要的信心位準)。 對於一靜態頻道,該辨識的標記之信號強度可以高精度 地得到。考慮一增加的PN頻道之例。對於此實驗,該標記# 將選擇一 8-片段長的增加PN序列之不同的碼相位。此8-片段 長的PN序列將對於該標記ID的每個位元係真實或倒轉地傳 送,其係根據該特殊ID位元的感知。在該讀取器100處,在 該接收器中的關連係基本上係平均每個位元之8個片段上 的信號位準。此將對於ID中的所有位元(如128)來完成,如 · 為8 X 128= 1024個樣本的平均,對於一信號雜訊比之平均增 益為10 log (1024)=30 dB。對於有更多的實際案例中,有許多 更可預期的標記及更多可用的頻道(〉32)時,該增益會增· 加。對於32頻道及128位元,造成信號雜訊比的増益為36 dB。 雙向碰搪锾和範例 如果該讀取器100儲存來自先前通過的波形樣本時,可對 ” 於計數時間有甚至更大的改進。利用一儲存的波形,先前 , 的通過可重新經歷及處理為後續的通過,其可消除先前的 碰撞。此係因為一旦辨識一標記,不僅知道所有後績的活 動,但亦可知道所有先前的頻道選擇及信號位準。 -61- 1226587
若考慮圖24所示之範例。在通過#1期間,標記丨、3、5及7 係在位兀樣式及信號位準與相位中來辨識。如同前向碰撞 缓和’標记4可在通過#2中辨識,因為標記1及5的影響可由 頻運0上的碰撞中移除。類似地,由頻道4上的碰撞移除標》 記7的影響允許識別標記6。在通過#2及該前向碰撞缓和之· 應用之後,已經知道標記1、3、4、5、6及7。 除了需要該第三通過,通過#丨的結果可在應用前向碰撞 缓和之後來重新經歷。藉由在通過# 2斯間辨識標記4,其由 該第一通過的儲存結果之頻道2中移除來求得標記8。藉由g 在通過#2期間辨識標記6,其亦可由該第一通過的儲存結果 之頻道1中移除來求得標記2。在此例中,僅需要兩個通過 來成功地辨識所有8個標記。該前向及雙向碰撞緩和的好處 在當牽涉到較多數目的頻道及標記時成為更加明顯。 因此,利用提供較優越效能(例如讀取時間及能力)之多重 . 通過傳輸演算法(較佳地是利用展頻技術)的一單向通訊系. 統已經完全地說明。引用碰撞緩和技術、動態頻遒輪廓、 及啟動範圍進一步改進系統效能。所述的通訊系統具有許 多應用,其並不限於在本文中所詳細說明的該較佳具體實 施例及實際範例。本發明亦可應用到雙向的通訊裝置,主 動供電的使用者裝置,及網路化裝置,其皆不背離其基本’ 的特性(在以下的申請專利範圍中描述)。 · 本發明能夠用其他特定形式來具體化,而不會脫離本發 明的範蜂及基本特性。所述的具體實施例在其所有方面中 僅可視為說明性,而非限制性。因此本發明的範固係由所 -62-
1226587 (57) 附的申請專利範圍所指定,而非由前述的說明。所有位在 申請專利範圍之同等的意義及範圍之内的變化皆係包含在 其範圍之内。 圖式代表符號說明 元件編號 中文 EPC 電子產品編碼 ID 識別 FEC 前向錯誤修正 UPC 通用產品編碼 RF 射頻 . CRC 循環冗餘檢查 PIN 個人識別號 FHT 快速哈瑪德轉換 DS-CDMA 直接序列劃碼多向近接 LFSR 線性反饋偏移暫存器 PN 虛擬雜訊 ASK 振幅偏移键值 100 讀取器 330 擾頻器 701 天線 703 功率轉換器 704 標記能量監視器 705 狀態控制器 710 遮罩
-63 - 1226587 (58) 1220 頻道選擇器 1310 信號源 1320 傳送位準控制 1330 放大器 1340 耦合裝置 1345 天線 1375 類比到數位轉換
-64-

Claims (1)

12¾解月日丨 利申請案 又申凊專利範圍替換本⑼年$月 拾、申請專利範圍 月) i·—種頻道選擇方法,勺 儲存隨機化預定心料了列步驟: 建立一頻遒選擇 個頻道選擇係由該隨機仆其包含複數個頻道選擇’其中每 在由該頻道選擇輪汽、預定資料的次組合中得到;及 m m av ^ ^ 廓選出的至少一第一頻道上傳送該 ^機化預疋資料的至少、 y .u申請專利範圍第i項$、 μΓ 隨機化預定資料的唯Λ万法,纟中每個頻道選擇係由該 •如申請專利範圍第i '組合中得到。 預定條件之後來進行。 4.如申請專利範圍第3項之、 位^ 、万法,進一步包含該接收一攻 卡《艾驟,且其中各今 可读7、功率位準超過一預定臨界僅 J /雨足孩預定的條件。 5·如申請專利範圍第丨項之 條件時中止該傳送步進一步包含當滿足一預 6·如申請專利範園第5項之 位準之步驟,i A 進步包含該接收一功 可滿足該預定的條件。 ,準起過一預定臨界值 —預定條件之後來進、彳。万法,其中該傳送步驟係在滿足 7·如申請專利範圍第5項之方法, 位準之步驟,且Α中去上 步包含該接收一功率 可滿足該預定的條件。 "'低& —預定臨界值時 8·如申請專利範圍第丨項之方去並 -第-頻道選擇係由第—…:在該頻道選擇輪廓中 ’而在該頻道選 、、且頻迢中選出 1_捕
擇輪廓中一第二頻道選則係由一第二組頻道中選出,其 中在該第一組頻道中一些頻道不同於在該第二組頻道中 的一些頻道。 9·如申請專利範圍第1項之方法,其中該預定資料乃隨機 化,且係基於以下演算法中至少一項:一擾頻演算法及 一加密演算法。 煩請,^8.明二1;. 年 η 3所^之 修正本有無變tt#·質内容?是否准-Τ修JTV * 10·如申請專利範圍第1項之方法,其中該傳送步驟利用展頻 調變。 11. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該複數個頻道選擇係 均勻地分佈。 12. —種頻道選擇裝置,包括: 一用以儲存隨機化預定的資料之儲存媒體; 一頻道選擇器,其耦合於該儲存媒體,用於產生包含 複數個頻道選擇之頻道選擇輪廓,其中每個頻道選擇係 由該隨機化預定資料的一次組合中取得;及 一傳送器,其耦合於該儲存媒體,用於在由該頻道選 擇輪廓選出的至少一第一頻道上傳送該隨機化預定資料 的至少一部份。 13. 如申請專利範圍第12項之裝置,其中由該頻道選擇輪廓 所選出的第一頻道係正交於由該頻道選擇輪廓中選出的 一第二頻道。 14. 如申請專利範圍第12項之裝置,其中由該頻道選擇輪廓 所選出的第一頻道係半正交於由該頻道選擇輪廓中選出 的一第二頻道。
12265¾ u 15. 如申請專利範圍第12項之裝置,其中由該頻道選擇輪廓 所選出的一頻道利用一特殊增加的虛擬雜訊序列。 16. 如申請專利範圍第12項之裝置,其中該裝置可為一主動 裝置及一被動裝置中之至少任一項。 17. —種包含複數個與一第二裝置通信之第一裝置的通信系 統,其中每個第一裝置儲存隨機化預定的資料、建立包 含複數個頻道選擇之頻道選擇輪廓、及在由該頻道選擇 輪廓中選出的至少一第一頻道之上傳送該隨機化預定資 料的至少一部份,且其中每個頻道選擇係由該隨機化預 定資料的一次組合得到,且其中至少兩個第一裝置係同 時地傳送。 18. 如申請專利範圍第17項之系統,其中至少兩個第一裝置 係同時地傳送。 19. 如申請專利範圍第17項之系統,其中該第二裝置執行一 碰撞緩和技術。 20. 如申請專利範圍第17項之系統,其中至少一第一裝置在 一些通過之頻道選擇輪廓所選出的一頻道上持續傳送該 隨機化預定資料的至少一部份,其中一新的頻道係在每 次通過期間選出。 21·如申請專利範圍第20項之系統,其中該第二裝置控制該 通過的數目。 22.如申請專利範圍第20項之系統,其中該通過數目為該第 二裝置於該至少一第一裝置經由該第一選擇頻道傳輸該 隨機化預定資料之至少一部份前為已知。 1226
23. —種關連方法,其包括下列步驟: 接收一信號序列; 基於一預定的順序來重新排序該信號序列;及 對於該重新排序的序列執行一轉換。 24·如申請專利範圍第23項之方法,其中該轉換係由包含以 、占泛爾 下項目之群組中選出:快速哈瑪德轉換(FHT)、快遂/〜 什轉換、快速沃爾什-哈瑪德轉換。 25. 如申請專利範圍第23項之方法,其中該信號序列包含I 少一 m-序列。 26. 如申請專利範圍第y項之方法,其中該預定的順序係基 於至少一 m-序列之產生器多項式。 27. 如申請專利範圍第23項之方法,其中該信號序列包含至 少一特殊增加的m-序列。 28·如申請專利範圍第27項之方法,其中該預定的順序係基 於至少一特殊增加的m-序列之產生器多項式。 29·如申請專利範圍第23項之方法,其中該轉換的尺寸係相 等於可用頻道的數目。 30·如申請專利範圍第23項之方法,其中該轉換的尺寸係不 同於可用頻道的數目。 31· —種順序轉換裝置,包括: 一用以接收一信號序列的元素之接收器; 一狀態產生器’用於產生一序列的位址來在一虛擬雜 訊序列及一沃爾什序列之間轉譯;及 一儲存媒體,其耦合於該接收器及該狀態產生器,用 :K26587:
於根據孩位址序列來儲存該信號序列的每個元素在一給 定的位置。 32.如申印專利範圍第3丨項之裝置,其中該狀態產生器包含 一線性反饋偏移暫存器。 33·如申μ專利範圍第32項之裝置,其中該線性反饋偏移暫 存器為一 Fibonacci序列產生器。 | 34·如申請專利範圍第31項之裝置,其中該狀態產生為一第 一儲存媒體。 :,35.如申印專利範圍第31項之裝置,其中該虛擬雜訊序列為 一特殊增加的m-序列。 义 36·如申請專利範圍第31項之裝置,進一步包含一處理器, #二 其耦合於該儲存媒體,用於對於儲存在該儲存媒體中的 信號序列之元素的至少一部份來執行一轉換。 37. 如申叫專利範圍第36項之裝置,該轉換係由包含快速哈 瑪德(FHT)、快速沃爾什轉換、快速沃爾什_哈瑪德轉換 所構成的群組中選出。 38. 如申請專利範圍第31項之裝置,其中該接收器包含—類 比到數位轉換器。 39· 一種擾頻方法,其包含以下步驟: 區分一組資料成為一第一部份及一第二部份; 對於孩組資料的第一部份執行一第一擾頻方法,以產 生該資料的一擾頻的第一部份; 利用該組資料的該擾頻的第一部份來修正該組資料的 第二邵份來產生該組資料的一修正的第二部份;
對於該組資料的該修正的第二部份執行一第二擾頻方 法,以產生該組資料的一擾頻的第二部份;及 利用該組資料的該擾頻的第二部份來修正該組資料的 該擾頻的第一部份,以產生一資料的擾頻組合。 40. 如申請專利範圍第39項之擾頻方法,其中該第一及第二 擾頻方法遞迴地執行如申請專利範圍第40項之方法,直 煩 到該組資料到達一預定的長度。 、' 了、 41. 如申請專利範圍第40項之擾頻方法,其中該預定的長度 ^ 為1個位元組。 :]〇 42.如申請專利範圍第40項之擾頻方法,進一步包含對於該 「年 :M 組資料執行一預定函數的步騾,一旦該組資料到達該預 ,/.'I h 定的長度。 y -;ΐ 43.如申請專利範圍第42項之擾頻方法,其中該預定函數為 j ';/ 一不可逆的函數。 44. 如申請專利範圍第43項之擾頻方法,其中該不可逆函數 為一查詢函數。 45. 如申請專利範圍第39項之擾頻方法,其中該修正步騾為 不可逆。 46. 如申請專利範圍第39項之擾頻方法,其中該修正步騾係 由包含:互斥或、模數加法及模數減法所構成的群組中 選出。 47. 如申請專利範圍第39項之擾頻方法,進一步包含程式化 該擾頻組合的資料到一裝置上的步騾。 48.如申請專利範圍第39項之擾頻方法,其中該第一及第二擾
頻方法為加密演算法。 49. 一種解擾頻方法,其包括下列步騾: 區分一組資料成為一第一部份及一第二部份; 利用該組資料的該擾頻的第二部份來修正該組資料的 第一邵份來產生該組資料的一修正的第一部份; *§、清奮嗅明.-年月日bfec 脩正本有無變更實^否准予^卩ί: 對於該組資料的第二部份執行一第一解擾頻方法,以 產生該組資料的一擾頻的第二部份; 利用該組資料的該修正的第一部份來修正該組資料的 擾頻的第二部份來產生該組資料的一修正的第二部份;及 對於該組的資料的修正的第一部份來執行一第二解擾 頻方法。 50. 如申請專利範圍第49項之解擾頻方法,其中該第一及第 二解擾頻方法遞迴地執行如申請專利範圍第50項之方 法,直到該組資料到達一預定的長度。 51. 如申請專利範圍第50項之解擾頻方法,其中該預定的長 度為1個位元組。 52. 如申請專利範圍第50項之解擾頻方法,進一步包含對於 該組資料執行一預定函數的步驟,一旦該組資料到達該 預定的長度。 53. 如申請專利範圍第52項之解擾頻方法,其中該預定函數 為一不可逆的函數。 54. 如申請專利範圍第53項之解擾頻方法,其中該不可逆函 數為一查詢函數。 55.如申請專利範圍第49項之解擾頻方法,其中該修正步騾 1226587
θ3· 5· 一 5
為不可逆。 56. 如申請專利範圍第49項之解擾頻方法,其中該修正步騾 係由包含以下項目之群組中選出··互斥或、模數加法及 模數減法。 57. —種用於一通訊系統中的碰撞緩和方法,該方法包含以 下步驟: | 估計在一第一頻道上已經接收的信號; Λ 決定將在其上接收信號的一組頻道;及 基於該'估計及決定的步騾,由在一第二頻道上接收的 t 複數個信號來移除該信號。 ^ 58.如申請專利範圍第57項之方法,其中該估計步騾包含估 計該信號的一接收信號強度。 59. 如申請專利範圍第57項之方法,其中該估計步騾利用錯 - 誤修正編碼。 60. 如申請專利範圍第57項之方法,其中如申請專利範圍第 57項之步騾係重覆地執行,直到決定出所有的信號。 61. 如申請專利範圍第57項之方法,其中該信號代表儲存在 一裝置上預定資料的至少一部份。 62·如申請專利範圍第57項之方法,其中該第一頻道及該第 二頻道為相同。 63.如申請專利範圍第57項之方法,其中該第一頻道及該第 二頻道為相異。 64·如申請專利範圍第57項之方法,其中該第一頻道係正交 於該第二頻道。
1226587/^ 65. 如申請專利範圍第57項之方法,其中該第一頻道係半正 交於該第二頻道。 66. —種用於一多重通過通訊系統中的碰撞緩和方法,該方 法包含以下步騾: 在一給定通過中,估計在一第一頻道上已經接收的信 號; :決定在先前及後續通過中該信號先前接收及將要接收 ..
的一組頻道;及 I': 基於該估計及決定的步驟,由在一第二頻道上接收的 複數個信號來移除該信號。 \ ^ 67.如申請專利範圍第66項之方法,其中該信號係由一先前 通過及一後續通過中至少一個來移除。 ;' 68·如申請專利範圍第66項之方法,進一步包含在每次通過 中儲存所有在其個別頻道上所接收的信號之步驟。
69·如申請專利範圍第66項之方法,其中在每次通過中,複 數個裝置傳送其個別的信號在其選擇的頻道上到一共用 裝置。 70·如申請專利範圍第66項之方法,其中該估計步驟利用錯 誤修正編碼。 71·如申請專利範圍第66項之方法,其中如申請專利範圍第 66項之步驟係重覆地執行,直到決定出所有的信號。 72. —種用於一通訊系統中的碰撞緩和方法,該方法包含以 下步騾: 在一第一頻道上接收一信號; -9 - ί 12265# 一—'—、— '—’〜 决A將在其上接收信號的一組頻道;及 基於該決定步驟,以基於一些 號來仕斗六,、$ L號及一些娅撞信 ?3 估计在该系統中的信號總數。 口申請專利範圍第72項之方法,並 72¾、 八中如申請專利範圍第 ,、又步騾係重覆地執行,直到 於兮, 钒仃且勾巧已知信號的數目係等 、嗓估計的信號總數。 f 74.=請專利範圍第72項之方法,其中如申請專利範園第 %〜〈步驟係重覆地執行,直到得到一預定的信心位準。 種使用於-通信系統中碰撞緩和之方法,其包括下列 ^ % : 在〜頻道上接收一信號; ,7卜 仿計該信號的絕對值之變化;及 基於該估計步驟,當該估計的變化超過一預定的臨界 值睡上 — 1 τ,決疋一碰撞已經發生在該頻道上。 76·如 φ 〒請專利範圍第75項之方法,其中該預定的臨界值係 由嗓信號之絕對值的平均值所得到。 77. _ 艰使用於一通信系統中碰撞緩和之方法,包括下列步 % : 接收一載波信號; 連續地監視一第一預定條件及一第二預定條件之載波 信銳; 如果滿足該第一預定條件,即傳送資料; 如果該第一預定條件後續並未滿足,中止該資料的傳 輪;b -10-
如果滿足一第二預定條件,中止資料傳輸。 78. 如申請專利範圍第77項之方法,其中當一接收的功率位 準超過一臨界值時即滿足該第一預定條件。 79. 如申請專利範圍第77項之方法,其中當一接收的功率位 準超過一臨界值時即滿足該第二預定條件。 贫-|巧明> ?.、年月日所復之 欠:Mlrl^'-^fe^,%i^:.v-:i.^?":^^i-v々F·? 80. 如申請專利範圍第77項之方法,其中當接收到一預定同 步脈衝時,即滿足該第一預定條件。 81. 如申請專利範圍第77項之方法,其中該第一及第二預定 條件為隨機。 82. —第一通信裝置,其包含: 一接收器,用以接收一載波信號; 一監視器,其耦合於該接收器,用以連續地監視該載 波信號; 一儲存媒體,其具有資料儲存在其中;及 一傳送器,其耦合於該接收器、該監視器及該儲存媒 體,用以當滿足一第一及一第二條件時來傳送該資料的 至少一部份。 83. 如申請專利範圍第82項之第一通信裝置,其中該第一通 信裝置的該第一及第二條件係相同於一第二通信裝置的 該第一及第二條件。 84. 如申請專利範圍第83項之第一通信裝置,其中該第一及 第二通信裝置係同時地傳送。 85. 如申請專利範圍第82項之第一通信裝置,其中該第一通 信裝置的該第一及第二條件係不同於一第二通信裝置的該 1226587
及及及 率 。 一 一 一 功件 第 第 第 一條 該 該 該 當二 中 中 中 中 第 其 其 其 其及 置 置 置 置第 裝 裝。裝。裝該 信 信 定 信佈信 足 通 通指通分通滿 一。一地一地一即 第送第機第機第 , 之傳之隨之隨之時 項地 項係項 係項内 85時82個82個82圍 。 第同第一第一第範 件圍係 圍少圍 少圍定 條範置範至範至範給 二利裝利中利中利 一 第專信 專件專 件專在 及請通請條請條請落 一 申二 申二申 二申準 第如第如第如第如位 6.7.8.9. 8 8 8 8 ^1明 \厂 夺::Γ J ."ri^c 廣1-本南&^良#;質内容?是否准予岭0? -12-
TW091123928A 2001-10-17 2002-10-17 Channel selection method and device, communication system and device, correlation method, sequence transform device, scrambling and descrambling method, collision mitigation method and transmission method TWI226587B (en)

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