TWI389039B - 解調變模組、使用此解調變模組的射頻識別處理模組以及相關方法 - Google Patents

解調變模組、使用此解調變模組的射頻識別處理模組以及相關方法 Download PDF

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Description

解調變模組、使用此解調變模組的射頻識別處理模組以及相關方法
本發明係有關於一種解調變模組、使用此解調變模組的射頻識別處理模組以及相關方法，特別有關於使用相關係數遮罩以將資料訊號轉換成相對應資料的解調變模組、使用此解調變模組的射頻識別處理模組以及相關方法。
在射頻識別(RFID)處理系統內，由天線接收的射頻訊號在經過射頻前端模組處理後會需要執行解碼(或解調變)的動作，解碼動作可利用軟體或硬體的方式來施行。使用軟體的話，其好處在於較有彈性，可配合不同的通訊協定，但其缺點在於速度較慢且需要功能較強的處理器，因此成本較高。而且，當射頻訊號的工作週期(duty cycle)較差且有較長的處理時間時，可能會有較高的封包錯誤率(packet error rate,PER)。
若使用硬體的方法，則可以增加處理速度，但因為其結構固定，故沒有彈性，無法配合多種通訊協定。
因此，本發明提出一種解調變模組，其利用複數個對應至不同通訊協定的相關係數遮罩以將資料訊號轉換成相對應資料，以達成併用軟體硬體以解調變資料訊號之目的。
本發明之實施例揭露了一種解調變模組，包含：一處理單元，用以產生一控制訊號；以及一解調變器，耦接至該處理單元並儲存有複數個相關係數遮罩(correlative coefficient mask)，用以接收一資料訊號並根據該控制訊號自該些相關係數遮罩中選擇至少其一，且根據該資料訊號與該被選擇的相關係數遮罩產生一解調變訊號，並傳送該解調變訊號至該處理單元。
本發明之另一實施例揭露了一種射頻識別處理模組，包含：一天線，用以接收一射頻訊號；一射頻前端模組，用以將該射頻訊號轉換成一數位訊號；一處理單元，用以產生一控制訊號；以及一解調變器，耦接至該處理單元並儲存有複數個相關係數遮罩，用以接收該數位訊號並根據該控制訊號自該些相關係數遮罩中選擇至少其一，並利用被選擇的該相關係數遮罩解調變該數位訊號以產生一解調變訊號，並傳送該解調變訊號至該處理單元。
本發明之又一實施例揭露了一種解調變方法，包含：提供複數個相關係數遮罩；接收一資料訊號；自該些相關係數遮罩中選擇至少其一；以及根據該資料訊號與該被選擇的相關係數遮罩產生一解調變訊號。
藉由上述之實施例，可使系統配合複數個通訊協定，且可運用成本較低的運算單元，以降低整體電路的運算成本。
在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。以外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。
第1圖繪示了根據本發明之實施例的射頻識別處理模組100之方塊圖。如第1圖所示，射頻識別處理模組100包含一解調變模組101、一天線103、一射頻前端模組105，其中解調變模組101包含一解調變器107以及一處理單元109。天線103用以接收一射頻訊號RF，然後射頻前端模組105用以將射頻訊號RF轉換成一數位訊號DS。處理單元109用以產生一控制訊號CS。解調變器107儲存有複數個相關係數遮罩(correlative coefficient mask)，用以接收數位訊號DS並根據控制訊號CS自相關係數遮罩中選擇至少其一，並利用被選擇的相關係數遮罩解調變數位訊號DS以產生一解調變訊號DMS，並傳送解調變訊號DMS至處理單元109以執行後續處理。在一實施例中，複數個相關係數遮罩可分別對應至不同的通訊協定之編/解碼方式，如NRZ(Non－Return to Zero)、Manchester等。
第2圖繪示了本發明之實施例的解調變器107之詳細功能方塊圖。如第2圖所示，解調變器107包含：一儲存單元201、一鎖存器203、一第一相關性判斷單元205、一第二相關性判斷單元207以及一比較器209。儲存單元201用以儲存相關係數遮罩並根據控制訊號CS分別提供一第一相關係數遮罩M1 給第一相關性判斷單元205和一第二相關係數遮罩M2 給第二相關性判斷單元207。鎖存器203用以鎖存數位訊號DS之全部或一部份以形成一第一資料群組DG1 。第一相關性判斷單元205用以根據第一相關係數遮罩M1 判斷第一資料群組DG1 與第一相關係數遮罩M1 的相關程度以輸出第一判斷值CR1 。第二相關性判斷單元207用以根據第二相關係數遮罩M2 判斷第一資料群組DG1 與第二相關係數遮罩M2 的相關程度以輸出一第二判斷值CR2 。比較器209用以比較第一判斷值CR1 和第二判斷值CR2 來產生一相對應資料CD，且此相對應資料CD可作為解調變訊號DMS。
其中，第一相關性判斷單元205或第二相關性判斷單元207可為相關器(correlator)，其可為一乘法器或一加法器。如熟知此項技藝者所知悉，相關器係利用具有特定資料格式的比較資料(此實施例中為相關係數遮罩)來比較輸入的資料，當輸入資料符合特定資料格式時，便會產生較大的輸入結果。具體來說，若相關器為一乘法器，便使用具有特定資料格式的相關係數遮罩來跟輸入資料相乘，如熟知此項技藝者所知悉，當輸入資料跟相關係數遮罩完全一樣時，便可產生最大的值，亦即代表有最大之相關性。若相關器為一加法器，則相關係數遮罩的資料會是特定資料格式的反相(也就是，若特定資料格式為1001，則相關係數遮罩為0110)，如熟知此項技藝者所知悉，當輸入資料完全跟相關係數遮罩完全相反時，兩者相加便可產生最大的值，亦即代表有最大之相關性。因此，當採用不同的編/解碼方式時，便可用與編/解碼方式相對應的相關係數遮罩來判斷資料和相關係數遮罩的相關性，然後再根據這些相關性將輸入資料轉換成另一種資料形態。
解調變器107可更包含一資料封包器211(packer)，用以整合複數個相對應資料以形成一特定大小(例如8/16/32 bits)之一第二資料群組DG2 作為解調變訊號DMS，並提供第二資料群組DG2 給處理單元109。因此，若有資料封包器211則第二資料群組DG2 便為解調變訊號DMS，若無資料封包器211，則相對應資料CD便為解調變訊號DMS。
除此之外，一般的資料群組都會包含一輔助判斷區和資料區，輔助判斷區通常紀錄資料量或是資料起始位置等，例如訊框同步(frame sync)區或首部(header)區。因此，儲存單元201可更儲存複數個輔助判斷遮罩FM，而第一相關性判斷單元205或第二相關性判斷單元207更可依據輔助判斷遮罩FM其中之一特定輔助判斷遮罩判斷輔助判斷區與特定輔助判斷遮罩的相關程度以輔助產生第一判斷值CR1 或第二判斷值CR2 。具體而言，當相關器根據特定輔助判斷遮罩判斷出輔助判斷區時，便可確定出資料區的所在位置，如此便可確定跟相關係數遮罩做比對的是資料區而不是雜訊，可避免編解碼時的誤差。
而且，儲存單元201更儲存一門檻參數FT，且第一相關性判斷單元205或第二相關性判斷單元207更依據門檻參數FT來輔助產生第一判斷值CR1 或第二判斷值CR2 。具體而言，門檻參數FT係提供一臨界值，當第一判斷值CR1 或第二判斷值CR2 未達到此臨界值時，則表示其為雜訊或不需要的資料，因此會被認定成無效的判斷值，不會用以做為資料轉換的根據。須注意的是，根據本發明之實施例的解調變模組可使用在射頻辯識之外的系統，此情況下，輸入解調變模組的數位訊號DS可為任何資料訊號。
第3圖繪示了本發明之實施例的解調變器之動作示意圖。如第3圖所示，係利用一相關性判斷單元(此例為一加法器)比較一資料群組以及遮罩。第3圖中的資料群組DG11 係對應Data0，因此其會與對應Data0的相關係數遮罩有較大的相關性而與對應Data1的相關係數遮罩有較小的相關性，而後續的比較器209比較出資料群組DG11 與對應Data0的相關係數遮罩有較大的相關性後，亦會將資料群組DG11 轉成Data0(即上述的相對應資料)。同樣的，第3圖中的資料群組DG12 係對應Data1，因此其會與對應Data1的相關係數遮罩有較大的相關性而與對應Data0的相關係數遮罩有較小的相關性，而後續的比較器209比較出資料群組DG12 與對應Data1的相關係數遮罩有較大的相關性後，亦會將資料群組G12 轉成Data1。而輔助判斷遮罩係用以跟輔助判斷區作比較，以輔助判斷資料區的位置所在。而在此例中，相關係數遮罩或輔助判斷遮罩64’h3333_3333_FFFF_FFFF前端的64’係表示64位元，而h係表示其以16位元的方式呈現。因此實際用以比對的是3333_3333_FFFF_FFFF這段資料。此外，第3圖中所舉的遮罩範例64’h3333_3333_FFFF_FFFF、64’hFFFF_FFFF_3333_3333係遵循ISO14443A的編/解碼規定，但並不表示本發明限定於此。
藉由上述之實施例，可使系統配合複數個通訊協定，且可運用成本較低的運算單元，以降低整體電路的運算成本。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100．．．射頻識別處理模組
101．．．解調變模組
103．．．天線
105．．．射頻前端模組
107．．．解調變器
109．．．處理單元
201．．．儲存單元
203．．．鎖存器
205．．．第一相關性判斷單元
207．．．第二相關性判斷單元
209．．．比較器
第1圖繪示了根據本發明之實施例的射頻識別處理模組之方塊圖。
第2圖繪示了本發明之實施例的解調變器之詳細結構圖。
第3圖繪示了本發明之實施例的解調變器之動作示意圖。
100．．．射頻識別處理模組
101．．．解調變模組
103．．．天線
105．．．射頻前端模組
107．．．解調變器
109．．．處理單元

Claims (22)

  1. 一種解調變模組，包含：一處理單元，用以產生一控制訊號；以及一解調變器，耦接至該處理單元並儲存有複數個相關係數遮罩(correlative coefficient mask)，用以接收一資料訊號並根據該控制訊號自該些相關係數遮罩中選擇至少其一，且根據該資料訊號與該被選擇的相關係數遮罩產生一解調變訊號，並傳送該解調變訊號至該處理單元，該解調器更包含：一儲存單元，耦接至該處理單元，用以儲存該些相關係數遮罩；一鎖存器，用以鎖存該資料訊號之一部份以形成一第一資料群組；一第一相關性判斷單元，耦接至該鎖存器以及該儲存單元，用以根據該些相關係數遮罩中一第一相關係數遮罩判斷該第一資料群組與該第一相關係數遮罩的相關程度以輸出一第一判斷值；一第二相關性判斷單元，耦接至該鎖存器以及該儲存單元，用以根據該些相關係數遮罩中一第二相關係數遮罩判斷該第一資料群組與該第二相關係數遮罩的相關程度以輸出一第二判斷值；以及一比較器，用以比較該第一判斷值和該第二判斷值來產生一相對應資料，且該相對應資料可作為該解調變訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之解調變模組，係使用在一無線射頻識別系統。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之解調變模組，其中該些相關係數遮罩分別對應至不同之通訊協定。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之解調變模組，其中該解調變器更包含：一資料封包器，用以整合複數個該相對應資料以形成一特定大小之一第二資料群組作為該解調變訊號，並提供該第二資料群組給該處理單元。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之解調變模組，其中該第一資料群組更包含一輔助判斷區和一資料區，該儲存單元更儲存複數個輔助判斷遮罩，該第一相關性判斷單元或該第二相關性判斷單元更依據該些輔助判斷遮罩其中之一特定輔助判斷遮罩判斷該輔助判斷區與該特定輔助判斷遮罩的相關程度以決定該資料區的位置。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之解調變模組，該儲存單元更儲存一門檻參數，且該第一相關性判斷單元或該第二相關性判斷單元更依據該門檻參數來判斷該第一和該第二判斷值是否有效。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之解調變模組，其中該第一相關性判斷單元或該第二相關性判斷單元係為一加法器。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之解調變模組，其中該一相關性判斷單元或該第二相關性判斷單元係為一乘法器。
  9. 一種射頻識別處理模組，包含：一天線，用以接收一射頻訊號；一射頻前端模組，用以將該射頻訊號轉換成一數位訊號一處理單元，用以產生一控制訊號；以及一解調變器，耦接至該處理單元並儲存有複數個相關係數遮罩，用以接收該數位訊號並根據該控制訊號自該些相關係數遮罩中選擇至少其一，並利用被選擇的該相關係數遮罩解調變該數位訊號以產生一解調變訊號，並傳送該解調變訊號至該處理單元，該解調器更包含：一儲存單元，耦接至該處理單元，用以儲存該些相關係數遮罩；一鎖存器，用以鎖存該數位訊號之一部份以形成一第一資料群組；一第一相關性判斷單元，耦接至該鎖存器以及該儲存單元，用以根據該些相關係數遮罩中一第一相關係數遮罩判斷該第一資料群組與該第一相關係數遮罩的相關程度以輸出一第一判斷值；一第二相關性判斷單元，耦接至該鎖存器以及該儲存單元，用以根據該些相關係數遮罩中一第二相關係數遮罩判斷該第一資料群組與該第二相關係數遮罩的相關程度以輸出一第二判斷值；以及一比較器，用以比較該第一判斷值和該第二判斷值來產生一相對 應資料以作為該解調變訊號。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之射頻識別處理模組，其中該些相關係數遮罩分別對應至不同之通訊協定。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之射頻識別處理模組，其中該解調變器更包含：一資料封包器，用以整合複數個該相對應資料以形成一特定大小之一第二資料群組作為該解調變訊號，並提供該第二資料群組給該處理單元。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之射頻識別處理模組，其中該第一資料群組更包含一輔助判斷區和一資料區，該儲存單元更儲存複數個輔助判斷遮罩，該第一相關性判斷單元或該第二相關性判斷單元更依據該些輔助判斷遮罩其中之一特定輔助判斷遮罩判斷該輔助判斷區與該特定輔助判斷遮罩的相關程度以決定該資料區的位置。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之射頻識別處理模組，該儲存單元更儲存一門檻參數，且該第一相關性判斷單元或該第二相關性判斷單元更依據該門檻參數來判斷該第一和該第二判斷值是否有效。
  14. 如申請專利範圍第9項所述之射頻識別處理模組，其中該第一 相關性判斷單元或該第二相關性判斷單元係為一加法器。
  15. 如申請專利範圍第9項所述之射頻識別處理模組，其中該第一相關性判斷單元或該第二相關性判斷單元係為一乘法器。
  16. 一種解調變方法，包含：(a)提供複數個相關係數遮罩；(b)接收一資料訊號；(c)自該些相關係數遮罩中選擇至少其一；(d)鎖存該資料訊號之一部份以形成一第一資料群組；(e)根據該些相關係數遮罩中一第一相關係數遮罩判斷該第一資料群組與該第一相關係數遮罩的相關程度並輸出一第一判斷值；(f)根據該些相關係數遮罩中一第二相關係數遮罩判斷該第一資料群組與該第二相關係數遮罩的相關程度並輸出一第二判斷值；以及(g)比較該第一判斷值和該第二判斷值來產生一相對應資料以作為該解調變訊號。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之解調變方法，係使用在一無線射頻識別系統。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之解調變方法，其中該些相關係數遮罩分別對應至不同之通訊協定。
  19. 如申請專利範圍第16項所述之解調變方法，更包含：整合複數個該相對應資料以形成一特定大小的至少一第二資料群組作為該解調變訊號，並提供該第二資料群組給該處理單元。
  20. 如申請專利範圍第16項所述之解調變方法，其中該第一資料群組更包含一輔助判斷區以及一資料區，且該解調變方法更提供複數個輔助判斷遮罩，該解調變方法更包含：依據該些輔助判斷遮罩其中之一特定輔助判斷遮罩判斷該輔助判斷區與該特定輔助判斷遮罩的相關程度以決定該資料區的位置。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之解調變方法，更包含有：提供一門檻參數；依據該門檻參數以及該輔助判斷區與該特定輔助判斷遮罩的相關程度來判斷來判斷該第一和該第二判斷值是否有效。
  22. 如申請專利範圍第16項所述之解調變方法，其中該步驟(d2)或(d3)係使用一加法器或一乘法器。
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