TWI488123B - 射頻電子標籤、射頻傳輸方法以及射頻辨識系統 - Google Patents

射頻電子標籤、射頻傳輸方法以及射頻辨識系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI488123B
TWI488123B TW098145471A TW98145471A TWI488123B TW I488123 B TWI488123 B TW I488123B TW 098145471 A TW098145471 A TW 098145471A TW 98145471 A TW98145471 A TW 98145471A TW I488123 B TWI488123 B TW I488123B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
signal
antenna
radio frequency
demodulation
backhaul
Prior art date
Application number
TW098145471A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201123018A (en
Inventor
Hsin Chin Liu
Wang Chi Lin
Original Assignee
Univ Nat Taiwan Science Tech
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Nat Taiwan Science Tech filed Critical Univ Nat Taiwan Science Tech
Priority to TW098145471A priority Critical patent/TWI488123B/zh
Priority to US12/834,586 priority patent/US20110156874A1/en
Publication of TW201123018A publication Critical patent/TW201123018A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI488123B publication Critical patent/TWI488123B/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • G06K19/07766Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card comprising at least a second communication arrangement in addition to a first non-contact communication arrangement
    • G06K19/07767Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card comprising at least a second communication arrangement in addition to a first non-contact communication arrangement the first and second communication means being two different antennas types, e.g. dipole and coil type, or two antennas of the same kind but operating at different frequencies
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10316Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves using at least one antenna particularly designed for interrogating the wireless record carriers
    • G06K7/10346Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves using at least one antenna particularly designed for interrogating the wireless record carriers the antenna being of the far field type, e.g. HF types or dipoles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

射頻電子標籤、射頻傳輸方法以及射頻辨識系統
本發明主要係與一種多天線電子標籤有關,特別係與一種電子標籤之抵抗多重路徑干擾的方法以及系統有關。
無線射頻辨識系統(Radio Frequency Identification,RFID)是一種「非接觸式」的自動辨識技術,其主要係由主電腦(Host computer)、電子標籤(Tag)與讀取器(Reader)所構成,其中該電子標籤能在距離讀取器幾釐米至幾米處,辨識讀取器所傳送的無線射頻訊號,並將電子標籤內的儲存資訊回傳至讀取器。電子標籤具有體積微小且能儲存複雜的產品資訊、可抵抗惡劣環境、可同時讀取範圍內多個電子標籤、具穿透性、可重複讀寫、可高速讀取、安全性高、非接觸式、可減少人為疏失及精簡人力等優點。
為了因應各種應用需求,無線射頻辨識系統之電子標籤係被區分為被動式標籤(Passive tag)、半被動式標籤(Semi-passive tag)與主動式標籤(Active tag)三大類,其中被動式標籤必須藉由讀取器所傳送的射頻連續載波(Continuous wave),來獲取晶片操作的能量,且係利用射頻連續載波來進行反向散射(Backscatter)以回傳訊號,而半被動式標籤的晶片操作能量則係由電池所提供,回傳訊號方式跟被動式標籤一樣。另外,主動式標籤的電路操作能量係由電池提供,且回傳訊號方式不採用反向散射技術, 而是由電路產生射頻訊號來回傳至讀取器,其係類似於一般的雙向射頻通訊裝置。
然而在無線行動通訊系統中,傳送端至接收端的無線電波訊號往往會被環境反射及阻擋,因此,來自於不同路徑的訊號於到達接收端後會彼此干擾,而使得接收訊號的振幅和相位產生變化,並造成訊號強度衰減且導致鏈結品質下降,此即為多重路徑衰減(Multi-path fading)現象。由於一般的電子標籤都是單天線裝置,於是當多重路徑衰減造成電子標籤所接收到的訊號功率,低於判別讀取器指令或操作能量門檻時,電子標籤就會無法被讀取器所辨識,而造成系統可靠度(Reliability)下降。因此,改善多重路徑衰減對系統效能之影響,係為無線射頻辨識系統之重要的議題。
本發明之一實施例提出一種射頻電子標籤,其係適用於多重路徑傳輸下,其包括有:複數個天線,其等分別接收一讀取器所發送之一無線訊號,並分別產生一天線信號,以及回傳一已編碼和已調變之回傳訊號至上述讀取器,其中上述天線之極化方向係彼此正交;一解調變器,其可以將上述天線信號解調變,以產生對應之複數解調變訊號;一訊號處理器,其會根據上述解調變訊號之特徵,來選擇上述解調變訊號之一者,或結合上述之解調變訊號來進行訊號處理,以讀取資料並產生一回傳訊號;以及一空時碼 編碼調變器,其會根據一空時碼來將上述回傳訊號加以編碼和調變,以產生上述已編碼和調變回傳訊號。
另外,本發明的一實施例提出一種射頻傳輸方法,其係適用於一射頻辨識系統,上述射頻傳送方法包括有:透過複數天線來分別接收一讀取器所發送之一無線訊號,並分別產生一天線信號,其中上述天線之極化方向係彼此正交;分別將上述天線信號以產生複數解調變訊號加以解調變;根據上述解調變訊號之特徵,來選擇上述解調變訊號之一者,或結合上述之解調變訊號,來進行訊號處理以讀取資料並產生一回傳訊號;根據一空時碼將上述回傳訊號加以編碼和調變,以產生一已編碼和已調變之回傳訊號;並且透過上述天線分別將上述已編碼和已調變之回傳訊號回傳至上述讀取器中。
另外,本發明的一實施例提出一種射頻辨識系統,其係適用於順向連結中,其包括有:一讀取器,其會發送一無線訊號;以及一射頻電子標籤,其包括有:複數個天線,其等係分別接收上述無線訊號,並分別產生一天線信號,其中上述天線之極化方向係彼此正交;一解調變器,將上述天線信號加以解調變,以產生對應之複數解調變訊號;以及一訊號處理器,其會根據上述解調變訊號之特徵,來選擇上述解調變訊號之一者,或結合上述之解調變訊號來進行訊號處理,以讀取上述讀取器所發送的上述無線訊號中的資料。
另外,本發明一實施例提出一種射頻辨識系統,其係適用於反向連結中,其包括有:一射頻電子標籤,其包括: 一訊號處理器,其會根據複數解調變訊號之特徵,來選擇上述解調變訊號之一者,或結合上述之解調變訊號來進行訊號處理,以讀取資料並產生一回傳訊號;以及一空時碼編碼調變器,其會根據一空時碼而將上述回傳訊號加以編碼和調變,以產生一已編碼和已調變之回傳訊號;以及複數個天線,其等係分別傳送上述已編碼和已調變之回傳訊號,其中上述天線之極化方向係彼此正交;以及一讀取器,其包括:一第三天線,其可以接收上述天線所分別傳送的上述已編碼和已調變之回傳訊號;一通道估測器,其會根據上述已編碼和已調變之回傳訊號來估測複數通道資訊;以及一最大比合併裝置,其會根據上述已編碼和已調變之回傳訊號以及上述通道資訊,來處理上述已編碼和已調變回傳訊號。
本發明之一實施例亦提出一種射頻電子標籤,其係適用於多重路徑傳輸下,其包括有:複數個天線,其等分別接收一讀取器所發送之一無線訊號,並分別產生一天線信號,以及回傳一已編碼和已調變之回傳訊號至上述讀取器,其中上述天線之極化方向係不同的;一解調變器,其可以將上述天線信號解調變,以產生對應之複數解調變訊號;一訊號處理器,其會根據上述解調變訊號之特徵,來選擇上述解調變訊號之一者,或結合上述之解調變訊號來進行訊號處理,以讀取資料並產生一回傳訊號;以及一空時碼編碼調變器,其會根據一空時碼來將上述回傳訊號加以編碼和調變,以產生上述已編碼和調變回傳訊號。
另外,本發明的一實施例亦提出一種射頻傳輸方法, 其係適用於一射頻辨識系統,上述射頻傳送方法包括有:透過複數天線來分別接收一讀取器所發送之一無線訊號,並分別產生一天線信號,其中上述天線之極化方向係不同的;分別將上述天線信號加以解調變,以產生複數個解調變訊號;根據上述解調變訊號之特徵,來選擇上述解調變訊號之一者,或結合上述之解調變訊號,來進行訊號處理以讀取資料並產生一回傳訊號;根據一空時碼將上述回傳訊號加以編碼和調變,以產生一已編碼和已調變之回傳訊號;並且透過上述天線分別將上述已編碼和已調變之回傳訊號回傳至上述讀取器中。
為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂,下文特例舉一較佳實施例,並配合所附圖式,來作詳細說明如下:以下將介紹根據本發明所述之較佳實施例。必須說明的是,本發明提供了許多可應用之發明概念,在此所揭露之特定實施例僅是用於說明達成與運用本發明之特定方式,而不可用以限制本發明之範圍。
第1圖係根據本發明之實施例所述之一射頻電子標籤10的方塊圖,其中射頻電子標籤10在用於多重路徑傳輸下時,可有效地抵抗多重路徑干擾的影響。射頻電子標籤10包括:一第一天線101以及一第二天線102(但並非僅侷限於兩個天線),其等可用以分別接收一讀取器所發送的一 無線訊號WS,並且第一天線101和第二天線102會針對其所接收的訊號,分別產生一第一天線信號AS1和一第二天線信號AS2,並且可用以將一已編碼和已調變之回傳訊號EMRS回傳至上述讀取器,其中該第一天線101和第二天線102之極化方向係為彼此正交,例如:第一天線101為一水平極化天線,而第二天線102為一垂直極化天線,其等之極化方向係為彼此正交;一解調變器,其中解調變器包含一第一子解調變器1031和一第二子解調變器1032,第一子解調變器1031和第二子解調變器1032,會分別將第一天線101和第二天線102所產生的第一天線信號AS1與第二天線信號AS2加以解調變,以產生對應之第一解調變訊號DS1和第二解調變訊號DS2,其亦會分別將第一天線訊號AS1和第二天線信號AS2降頻為基頻訊號,並且由類比訊號轉為數位訊號,以產生其所對應之第一解調變訊號DS1和第二解調變訊號DS2;一訊號處理器104,其會根據第一解調變訊號DS1和第二解調變訊號DS2所接收到的訊號能量大小,或是所接收到的訊號品質,而選擇其中一者來進行訊號處理,以讀取資料並產生一回傳訊號RS,例如當在某一時段中,當訊號處理器104判斷第一解調變訊號DS1之訊號品質,係比第二解調變訊號DS2之訊號品質來的好,或者第一解調變訊號DS1之訊號能量大小,係比第二解調變訊號DS2之訊號能量大小來的大之情況下(但並非僅限於解調變訊號之上述特徵來判斷),則訊號處理器104會選擇根據第一解調變訊號DS1來進行訊號處理,以讀取第一解調變訊號DS1所帶有的資料,或是在某另一 時段中,訊號處理器104判斷第一解調變訊號DS1之訊號品質,係比第二解調變訊號DS2之訊號品質來的差,或者第一解調變訊號DS1之訊號能量大小,係比第二解調變訊號DS2之訊號能量大小來的小之情況下,則訊號處理器104會選擇根據第二解調變訊號DS2來進行訊號處理,以讀取第二解調變訊號DS2所帶有的資料;以及一空時碼編碼調變器105,其會根據一空時區塊碼(Space-Time Block Code,簡稱STBC)或一空時籬笆碼(Space-Time Trellis Code,STTC),來將回傳訊號RS加以編碼和調變(係利用反向散射技術來調變回傳訊號RS)以產生已編碼和已調變之回傳訊號EMRS,再分別透過第一天線101和第二天線102,來將已編碼和已調變回傳訊號EMRS傳送至讀取器中,且透過使用空時碼(例如空時區塊碼或空時籬笆碼),將可以有效地降低多重路徑傳輸所產生的多重路徑干擾之影響。當射頻電子標籤10為被動式標籤、半被動式標籤之類型的標籤時,則射頻電子標籤10更包括有一功率接收器106,以將讀取器所傳送的連續載波訊號加以整流、昇壓以及穩壓,接著提供能量給訊號處理器104,以利於訊號處理器104進行訊號處理並讀取所需資料,而當射頻電子標籤10為主動式標籤之種類標籤時,則射頻電子標籤10本身係具有電池(並未顯示於第1圖中)以提供能量給訊號處理器104。射頻電子標籤10可以為被動式標籤、半被動式標籤以及主動式標籤中之任一者,但本發明之實施例以半被動式的射頻電子標籤為例,而射頻電子標籤中的空時碼編碼調變器105係透過空時區塊碼將回傳訊號RS加以編碼和調變。在某 些實施例中,射頻電子標籤10中天線亦可僅具有不同的極化方向,而不需要彼此正交。
第2圖係根據本發明之實施例所述的一射頻傳輸方法20之流程圖,上述方法可適用於一射頻辨識系統上,其中射頻辨識系統可以包括一讀取器和一射頻電子標籤。於步驟S21中,可以透過複數個天線而分別接收來自讀取器所發送之無線訊號,並分別產生一天線信號,其中上述天線之極化方向係彼此正交,以兩支天線為例,一支可以為水平極化天線,另一支天線則為一垂直極化天線,則其兩支天線的極化方向即為彼此正交,例如第1圖中所表示的第一天線101和第二天線102;接者,透過解調變器所包含的第一子解調變器1031和第二子解調變器1032,分別將上述天線信號加以解調變,以產生對應於各個子解調變器之經解調變的解調變訊號,因此,其將會具有複數個解調變訊號(於步驟S22中);接著,在步驟S23中,根據上述解調變訊號之特徵,例如根據解調變訊號的訊號能量大小或是所接收到的訊號品質來進行比較,選擇上述解調變訊號之一者或者是結合在解調變器中之第一子解調變器1031以及第二子解調變器1032所解調變的上述解調變訊號,並於訊號處理器104中進行訊號處理,以讀取資料並產生一回傳訊號;在步驟S24中,透過空時碼編碼調變器105並根據一空時區塊碼,來將上述回傳訊號加以編碼和調變,以產生一已編碼和已調變之回傳訊號;接著,透過各個天線分別將上述已編碼和已調變之回傳訊號,回傳至上述讀取器中(步驟S25中)。在某些實施例中,射頻電子標籤10 中天線亦可僅具有不同的極化方向,而不需要彼此正交。
第3圖係為根據本發明之實施例所述之一射頻辨識系統3,其中射頻辨識系統3包括有一讀取器30以及一射頻電子標籤31。於順向連結中,亦可為一讀取器30傳送訊號至一射頻電子標籤31的情況下。首先,上述讀取器30會發送一無線訊號WS至射頻電子標籤31。射頻電子標籤31中的複數個天線(其中該等複數個天線包括了一第一天線311和一第二天線312),會分別接收上述無線訊號WS,並且第一天線311和第二天線312會分別產生一第一天線信號AS1和一第二天線信號AS2,第一天線311和第二天線312之極化方向係彼此正交;一解調變器中(解調變器於射頻電子標籤31中)的第一子解調變器3131和第二子解調變器3132,會分別將第一天線信號AS1和第二天線信號AS2加以解調變,以產生對應之複數個解調變訊號DS1和DS2;於射頻電子標籤31中之一訊號處理器314,會根據解調變訊號DS1和DS2之特徵,來選擇解調變訊號DS1和DS2中之一者來進行訊號處理,以讀取讀取器30所發送的無線訊號WS中的資料。而於反向連結中,亦可為射頻電子標籤31傳送訊號至讀取器30的情況下。首先,訊號處理器314(於射頻電子標籤31中),在讀取了讀取器30所發送之無線訊號WS中的資料之後會回應所讀取的資料,因此將產生一回傳訊號RS;空時區塊編碼調變器315,會根據一空時區塊碼來將上述回傳訊號加以編碼和調變,以產生一已編碼和已調變之回傳訊號EMRS,其中透過使用空時區塊碼,將可有效地降低射頻電子標籤31在回送訊息 至讀取器30的途中之多重路徑傳輸,所產生的多重路徑干擾之影響;再透過第一天線311和第二天線312,分別將已編碼和已調變之回傳訊號EMRS傳送回至讀取器30中,其中第3圖中的功率接收器316與第1圖中的功率接收器106之功用相同。該讀取器30(但非僅限於此)包括有一第三天線301,以接收射頻電子標籤31中之第一天線311和第二天線312所分別傳送的已編碼和已調變回傳訊號EMRS;一通道估測器302,會根據透過第三天線301所接收的已編碼和已調變回傳訊號EMRS,來估測複數通道資訊以取得所估測的通道響應之大小;以及一最大比合併裝置303,其會根據上述已編碼和已調變之回傳訊號以及上述通道資訊,而透過最大相似估計(Maximum Likelihood estimation)演算作業,來處理上述已編碼和已調變之回傳訊號,以正確解出射頻電子標籤31所要回傳的訊號。在某些實施例中,射頻電子標籤31中天線亦可僅具有不同的極化方向,而不需要彼此正交。
第4-1、4-2圖係為根據本發明之實施例所述之空時區塊編碼之範例。假設要透過空時區塊碼以及兩根天線來將欲編碼的兩個符元s1、s2加以編碼,則本發明之空時區塊編碼方式係如下所述。首先,在t時的時候,可以透過第一天線傳送訊號s1,並於同一時間點上(亦為t時的時候)透過第二天線傳送訊號s2*,其中s2*係為s2的共軛複數。接著,於t+T時的時候(其中T為一個符元的時間長度),以第一天線來傳送訊號s2,並於同一時間點上(亦為t+T時的時候)以第二天線傳送訊號-s1*。例如,欲透過空時區塊 碼以及兩根天線來傳送的一連串符元為s1、s2、s3、s4、s5和s6,則傳輸方式如第4-2圖所示,於t時,透過第一天線傳送訊號s1並透過第二天線傳送訊號s2*,於t+T時(其中T為一個符元的時間長度),透過第一天線傳送訊號s2並透過第二天線傳送訊號-s1;於t+2T時,第一天線會傳送訊號s3並以第二天線傳送訊號s4,於t+3T時,第一天線會傳送訊號s4並以第二天線傳送訊號-s3*;於t+4T時,第一天線會傳送訊號s5並以第二天線傳送訊號s6*;於t+5T時,第一天線會傳送訊號s6並以第二天線傳送訊號-s5*。同時本發明設計一如第5圖所示之查詢表格,當欲傳送之符元{s1,s2}為{0,0}、{0,1}、{1,0}或{1,1}時,透過第5圖中的表格5-1~5-4則可快速查詢天線所要傳送的訊號。
以第3圖中的射頻電子標籤31,透過第一天線311和第二天線312來傳送兩符元s1、s2給讀取器30為例,當在t時的時候,讀取器30會接收經過第一通道的s1和第二通道的s2,其中第一通道的通道響應係被表示為h1且第二通道的通道響應係被表示為h2,則於t時,讀取器30會接收一訊號r1=r(t)=h1.s1+h2.(s2*)+n1(公式1),其中n1為於t時的高斯白雜訊,符號.表示為乘法,s2*係為s2的共軛複數;而當在t+T時的時候,則讀取器30會接收經過第一通道的s2和第二通道的-s1*,則於t+T時,讀取器30會接收一訊號t2=r(t+T)=h1.s2+h2.(-s1*)+n2(公式2),其中n2係為於t+T時的高斯白雜訊,符號.表示為乘法,s1*係為s1的共軛複數。首先,透過讀取器30中的通道估測器302估測出第一通道的通道響應h1以及第二通道的通道響應h2的大小,接著, 透過讀取器30中的最大比合併裝置303,來將所收到的訊號r(t)以及r(t+T)結合和處理,並利用通道估測器302所估測的通道響應h1以及h2,而透過最大相似估計演算作業,來估得射頻電子標籤31所傳送的s1、s2,其中於讀取器30所估得的訊號s1、s2在此表示為,故根據公式(1)和公式(2)之結合和處理,可得下列公式(3),以下表示為公式(3):
接著再將公式(1)和公式(2)代入公式(3),即可得公式(4),以下表示為公式(4):
故根據公式(4)的結果可知,利用透過空時區塊碼之編碼方式,可將途中多重路徑傳輸所產生的多重路徑干擾之影響轉換為助益,因此,可以有效的抵抗多重路徑傳輸所產生的干擾問題。
此外,不管是被動式還是半被動式電子標籤,都是利用反向散射技術來產生回傳的訊號。因此,反向散射技術在無線射頻辨識系統中,係扮演著一個非常重要的角色。 電子標籤的總散射場(Total scattering field)(ZL)與天線阻抗Z a 、電子標籤晶片負載Z L 之關係如公式(5)所示:
其中:(Za*)是天線阻抗與標籤晶片負載為共軛複數匹配時的散射場(Scattering field);I S(Za*)是天線阻抗與標籤晶片負載為共軛複數匹配時的端子電流(Terminal current);是標籤天線單位電流下的輻射場(Radiated field);Γ(ZL)是標籤晶片負載為ZL時的電壓反射係數(Voltage reflection coefficient),其中電壓反射係數Γ(ZL)與天線阻抗Z a 、電子標籤晶片負載Z L 之關係為Γ(ZL)=ZL-Za*/ZL+Za(公式6)。
本實施例的雙天線半被動式射頻辨識標籤,就是依據公式(6)設計及產生各種想要回傳的訊號。因此,根據第5 圖中的表格5-1~5-4可知,第一天線僅傳送的訊號為兩種,故空時區塊編碼調變器315只需要產生相位相差180°,且大小一樣的反向散射訊號S1,A1(S1,A1對應到訊號) 以及S2,A1(S2,A1對應到訊號)之負載Z1,A1以及Z2,A1即可; 而第二天線僅傳送的訊號為兩種,故空時區塊編碼調變器315只需要產生相位相差180°,且大小一樣的反向散射訊號S1,A2(S1,A2對應到1-j)以及S2,A2(S2,A2對應到-1+j)之負載Z1,A2以及Z2,A2,因此,第6-1圖係為根據本發明的實 施例所述之理想的反向散射訊號星座圖,並且第6-2圖係為根據本發明之實施例所述之相對於表格5-1~5-4的所要傳送的反向散射訊號。值得注意的是,對於第6-1圖所示的反向散射訊號S1,A1(S1,A1對應到訊號1+j)、S2,A1(S2,A1對應到訊號-1-j)、S1,A2(S1,A2對應到1-j)以及S2,A2(S2,A2對應到-1+j)而言,上述反向散射訊號在反向散射訊號星座圖對應之複數平面的實部及虛部之數值皆在-1.0~1.0之間的範圍,並且其絕對值大約為0.7(亦即1除以)。在此實施例中,第一 天線所傳送的反向散射訊號為以及,第二天線所傳送 的反向散射訊號為以及。詳細而言,如第6-2圖所示, 第一天線傳送只有兩種反射狀態之反向散射訊號,亦即 以及。第二天線傳送只有兩種反射狀態之反向散射訊號, 亦即以及
因此,根據上面說明書的敘述可以了解,空時區塊編碼調變器315僅需要控制第一天線與負載Z1,A1以及Z2,A1之間的切換,以及第二天線與Z1,A2以及Z2,A2之間的切換。例如,當要第一天線要傳送訊號為時,空時區塊編碼調變器315僅需要控制第一天線切換到負載Z1,A1,則第一天線 所送出的訊號即為;而當第一天線要傳送訊號為時,空時區塊編碼調變器315便控制第一天線切換到負載Z2,A1, 則第一天線所送出的訊號即為;而當第二天線要傳送訊 號為時,空時區塊編碼調變器315控制第二天線切換到 負載Z1,A2,則第二天線所送出的訊號即為;而當第二天 線要傳送訊號為時,空時區塊編碼調變器315便控制第 二天線切換到負載Z2,A2,則第二天線所送出的訊號即為。 上述方法即可有效地簡化了空時區塊編碼調變器315的編碼調變之技術,而僅須控制複數天線上的負載大小,即可簡單地送出已編碼和已調變之回傳訊號至讀取器30中,上述方法即可簡化空時區塊編碼調變器315之硬體,並以簡單的方法將回傳訊號加以編碼和調變。由此可知,第一天線傳送只有兩種反射狀態之已編碼和已調變的回傳訊號 以及,第二天線傳送只有兩種反射狀態之已編碼和已調 變的回傳訊號以及
本發明雖以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明的範圍,任何熟習此項技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可做些許的更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧射頻電子標籤
101、102‧‧‧天線
1031、1032‧‧‧子解調變器
104‧‧‧訊號處理器
105‧‧‧空時碼編碼調變器
106‧‧‧功率接收器
20‧‧‧射頻傳輸方法
S21、S22、S23、S24、S25‧‧‧步驟
3‧‧‧射頻辨識系統
30‧‧‧讀取器
301‧‧‧天線
302‧‧‧通道估測器
303‧‧‧最大比合併裝置
31‧‧‧射頻電子標籤
311、312‧‧‧天線
3131、3132‧‧‧子解調變器
314‧‧‧訊號處理器
315‧‧‧空時碼編碼調變器
316‧‧‧功率接收器
第1圖係根據本發明的實施例所述之一射頻電子標籤10的方塊圖。
第2圖係根據本發明的實施例所述之一射頻傳輸方法20之流程圖。
第3圖係根據本發明的實施例所述之一射頻辨識系統3,其中射頻辨識系統3包括了一讀取器30以及一射頻電子標籤31。
第4-1、4-2圖係根據本發明的實施例所述之空時區塊編碼之範例。
第5圖係根據本發明的實施例所述之查詢表格5-1~5-4。
第6-1圖係為根據本發明的實施例所述之理想的反向散射訊號星座圖。
第6-2圖係為根據本發明的實施例所述之相對於表格5-1~5-4的所要送的反向散射訊號。
10‧‧‧射頻電子標籤
101、102‧‧‧天線
1031、1032‧‧‧子解調變器
104‧‧‧訊號處理器
105‧‧‧空時碼編碼調變器
106‧‧‧功率接收器

Claims (33)

  1. 一種射頻電子標籤,其係適用於多重路徑傳輸下,其包括有:複數個天線,其等係分別接收一讀取器所發送之一無線訊號,並分別產生一天線信號,以及回傳只有兩種反射狀態之一已編碼和已調變之回傳訊號至上述讀取器,其中上述天線之極化方向係彼此正交;一解調變器,其會將上述天線信號加以解調變,以產生對應之複數解調變訊號;一訊號處理器,其會根據上述解調變訊號之特徵,來選擇上述解調變訊號中之一者,或是結合上述解調變訊號來進行訊號處理,以讀取資料並產生一回傳訊號;以及一空時碼編碼調變器,其會根據一空時碼而將上述回傳訊號加以編碼和調變,以產生上述只有兩種反射狀態之已編碼和已調變之回傳訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之射頻電子標籤,其中上述空時碼係為一空時區塊碼(Space-Time Block Code,STBC)。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之射頻電子標籤,其中上述空時碼係為一空時籬笆碼(Space-Time Trellis Code,STTC)。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之射頻電子標籤,其中上述解調變訊號之特徵,包括有信號能量大小以及訊號品質。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之射頻電子標籤,其中 上述解調變器係用以將上述天線訊號降頻為基頻訊號。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之射頻電子標籤,其中上述解調變器更可用以將上述天線訊號由類比訊號轉為數位訊號。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之射頻電子標籤,其中上述天線包括一第一天線以及一第二天線,且上述第一天線和上述第二天線之極化方向係相互正交。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之射頻電子標籤,其中上述第一天線係為一水平極化天線,且上述第二天線係為一垂直極化天線。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之射頻電子標籤,其中上述解調變器包括有一第一子解調變器以及一第二子解調變器,且上述第一子解調變器以及上述第二子解調變器,可以將上述天線信號加以解調變,以產生對應之上述解調變訊號。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之射頻電子標籤,其中上述空時碼編碼調變器,係利用反向散射技術來調變上述回傳訊號。
  11. 一種射頻傳輸方法,其係適用於一射頻辨識系統,上述射頻傳送方法包括有:透過複數個天線來分別接收一讀取器所發送之一無線訊號,並分別產生一天線信號,其中上述天線之極化方向係彼此正交;分別將上述天線信號加以解調變,以產生複數個解調變訊號; 根據上述解調變訊號之特徵,來選擇上述解調變訊號中之一者,或是結合上述解調變訊號來進行訊號處理,以讀取資料並產生一回傳訊號;根據一空時碼將上述回傳訊號加以編碼和調變,以產生只有兩種反射狀態之一已編碼和已調變之回傳訊號;以及透過上述天線而分別將上述只有兩種反射狀態之已編碼和已調變之回傳訊號回傳至上述讀取器中。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之射頻傳輸方法,其中上述空時碼係為一空時區塊碼(Space-Time Block Code,STBC)。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之射頻傳輸方法,其中上述空時碼係為一空時籬笆碼(Space-Time Trellis Code,STTC)。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之射頻傳輸方法,其中上述解調變訊號之特徵,包括有信號能量大小以及訊號品質。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之射頻傳輸方法,其中該解調變步驟係將上述天線信號降頻為基頻訊號。
  16. 如申請專利範圍第11項所述之射頻傳輸方法,其中該解調變步驟係進一步將上述天線信號由類比訊號轉為數位訊號。
  17. 如申請專利範圍第11項所述之射頻傳輸方法,其中其中上述天線包括有一第一天線以及一第二天線,且上述第一天線和上述第二天線之極化方向係相互正交。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之射頻傳輸方法,其中上述第一天線係為一水平極化天線,且上述第二天線係為一垂直極化天線。
  19. 如申請專利範圍第11項所述之射頻傳輸方法,其中上述編碼調變步驟包括有利用反向散射技術,來調變上述回傳訊號。
  20. 一種射頻辨識系統,其係適用於順向連結中,其包括有:一讀取器,其會發送一無線訊號;以及一射頻電子標籤,其包括有:複數個天線,其等會分別接收上述無線訊號,並分別產生一天線信號,其中上述天線之極化方向係彼此正交,並產生只有兩種反射狀態之一已編碼和已調變之回傳信號;一解調變器,其會將上述天線信號加以解調變,以產生對應之複數解調變訊號;以及一訊號處理器,其會根據上述解調變訊號之特徵,來選擇上述解調變訊號中之一者,或結合上述解調變訊號來進行訊號處理,以讀取上述讀取器所發送的上述無線訊號中的資料。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之射頻辨識系統,其中上述解調變訊號之特徵,包括有信號能量大小以及訊號品質。
  22. 如申請專利範圍第20項所述之射頻辨識系統,其中上述解調變器係用以將上述天線信號降頻為基頻訊號。
  23. 如申請專利範圍第20項所述之射頻辨識系統,其中上述解調變器係進一步用以將上述天線信號由類比訊號轉為數位訊號。
  24. 如申請專利範圍第20項所述之射頻辨識系統,其中上述天線包括一第一天線以及一第二天線,且上述第一天線和上述第二天線之極化方向係相互正交。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之射頻辨識系統,其中上述第一天線係為一水平極化天線,且上述第二天線係為一垂直極化天線。
  26. 如申請專利範圍第20項所述之射頻辨識系統,其中上述解調變器包括一第一子解調變器以及一第二子解調變器,且上述第一子解調變器以及上述第二子解調變器,會將上述天線信號加以解調變,以產生對應之上述解調變訊號。
  27. 一種射頻辨識系統,其係適用於反向連結中,其包括有:一射頻電子標籤,其包括:一訊號處理器,其會根據複數個解調變訊號之特徵,來選擇上述解調變訊號中之一者,或結合上述解調變訊號來進行訊號處理,以讀取資料且產生一回傳訊號;以及一空時碼編碼調變器,其會根據一空時碼來將上述回傳訊號加以編碼和調變,以產生只有兩種反射狀態之一已編碼和已調變之回傳訊號;以及複數個天線,其等會分別傳送上述只有兩種反射狀態之已編碼和已調變回傳訊號,其中上述天線之極化方向係 彼此正交;以及一讀取器,其包括有:一第三天線,其會接收上述天線所分別傳送的上述已編碼和已調變之回傳訊號;一通道估測器,其會根據上述已編碼和已調變之回傳訊號來估測複數通道資訊;以及一最大比合併裝置,其會根據上述已編碼和已調變回傳訊號以及上述通道資訊,來處理上述已編碼和已調變之回傳訊號。
  28. 如申請專利範圍第27項所述之射頻辨識系統,其中上述空時碼係為一空時區塊碼(Space-Time Block Code,STBC)。
  29. 如申請專利範圍第27項所述之射頻辨識系統,其中上述空時碼係為一空時籬笆碼(Space-Time Trellis Code,STTC)。
  30. 如申請專利範圍第27項所述之射頻辨識系統,其中上述解調變訊號之特徵,包括有信號能量大小以及訊號品質。
  31. 如申請專利範圍第27項所述之射頻辨識系統,其中上述天線包括一第一天線以及一第二天線,且上述第一天線和上述第二天線之極化方向係相互正交。
  32. 如申請專利範圍第31項所述之射頻辨識系統,其中上述第一天線係為一水平極化天線,且上述第二天線係為一垂直極化天線。
  33. 如申請專利範圍第27項所述之射頻辨識系統,其 中上述空時碼編碼調變器係利用反向散射技術,來調變上述回傳訊號。
TW098145471A 2009-12-29 2009-12-29 射頻電子標籤、射頻傳輸方法以及射頻辨識系統 TWI488123B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW098145471A TWI488123B (zh) 2009-12-29 2009-12-29 射頻電子標籤、射頻傳輸方法以及射頻辨識系統
US12/834,586 US20110156874A1 (en) 2009-12-29 2010-07-12 RFID Tags, RFIG Transmission Methods And RFID Devices

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW098145471A TWI488123B (zh) 2009-12-29 2009-12-29 射頻電子標籤、射頻傳輸方法以及射頻辨識系統

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201123018A TW201123018A (en) 2011-07-01
TWI488123B true TWI488123B (zh) 2015-06-11

Family

ID=44186799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098145471A TWI488123B (zh) 2009-12-29 2009-12-29 射頻電子標籤、射頻傳輸方法以及射頻辨識系統

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20110156874A1 (zh)
TW (1) TWI488123B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012211809A1 (de) * 2012-07-06 2014-01-09 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Anordnung zur relativen Lageerkennung von Stationen mittels Funkortung
KR20170017164A (ko) * 2015-08-05 2017-02-15 한국전자통신연구원 복수의 안테나를 구비한 무선 주파수 식별 태그
CN109428649B (zh) 2017-09-01 2021-07-16 华为技术有限公司 光信号传输系统及光信号传输方法
CN114399012B (zh) * 2019-04-17 2024-08-06 苹果公司 无线可定位标签
CN113792563B (zh) * 2021-09-24 2024-06-04 河北工业大学 一种双模射频识别传感器、系统及工作方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070152830A1 (en) * 2006-01-05 2007-07-05 Intel Corporation Using orthogonal antennas with RFID devices
US20070167139A1 (en) * 2005-09-07 2007-07-19 Fujitsu Limited Information access system and active-type contactless information storage device
WO2008027619A2 (en) * 2006-09-01 2008-03-06 Intermec Ip Corp. Rfid tag system with block coding, such as space-time block coding
TW200919992A (en) * 2007-07-24 2009-05-01 Corning Cable Sys Llc Multi-port accumulator for radio-over-fiber (RoF) wireless picocellular systems

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6236315B1 (en) * 1999-10-19 2001-05-22 Lucent Technologies Inc. Method and apparatus for improving the interrogation range of an RF tag
US6509836B1 (en) * 2000-03-31 2003-01-21 Georgia Tech Research Corporation Smart reflection antenna system and method
US7706458B2 (en) * 2001-04-24 2010-04-27 Mody Apurva N Time and frequency synchronization in Multi-Input, Multi-Output (MIMO) systems
GB2425922B (en) * 2005-05-03 2007-08-01 Motorola Inc Transmission of signalling information in an OFDM communication system
KR100744297B1 (ko) * 2006-02-17 2007-07-30 삼성전자주식회사 블루투스 디바이스를 검색 및 연결하기 위한 장치 및 방법
US20070244657A1 (en) * 2006-04-11 2007-10-18 Drago Randall A Methods and systems for testing radio frequency identification (RFID) tags having multiple antennas
US7724201B2 (en) * 2008-02-15 2010-05-25 Sierra Wireless, Inc. Compact diversity antenna system
KR101043835B1 (ko) * 2008-12-12 2011-06-22 주식회사 하이닉스반도체 듀얼 안테나를 포함하는 rfid 태그

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070167139A1 (en) * 2005-09-07 2007-07-19 Fujitsu Limited Information access system and active-type contactless information storage device
US20070152830A1 (en) * 2006-01-05 2007-07-05 Intel Corporation Using orthogonal antennas with RFID devices
WO2008027619A2 (en) * 2006-09-01 2008-03-06 Intermec Ip Corp. Rfid tag system with block coding, such as space-time block coding
TW200919992A (en) * 2007-07-24 2009-05-01 Corning Cable Sys Llc Multi-port accumulator for radio-over-fiber (RoF) wireless picocellular systems

Also Published As

Publication number Publication date
US20110156874A1 (en) 2011-06-30
TW201123018A (en) 2011-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106549692B (zh) 一种用于反向散射通信系统的信号接收方法
CN109462430A (zh) 多天线共生无线通信系统、信号传输及波束赋形优化方法
CN106921415A (zh) 一种用于环境反向散射通信系统的信号接收方法
US9973367B2 (en) Apparatuses, systems, and methods for communicating using MIMO and spread spectrum coding in backscatter of ambient signals
CN110635826B (zh) 一种多天线背向散射标签的通信方法及系统
TWI488123B (zh) 射頻電子標籤、射頻傳輸方法以及射頻辨識系統
US9514402B1 (en) Radio frequency identification (RFID) tag having multiple antennas
US7385511B2 (en) Carrierless RFID system
US8325042B1 (en) RFID tags with differential demodulators
CN104766032B (zh) 一种基于多接收天线同时识别多个标签的q参数实现方法
JP2009232372A (ja) 通信システム並びに通信装置
He et al. On the performance of MIMO RFID backscattering channels
CN111246493B (zh) 一种环境反向散射通信中基于标签的中继方法
He et al. A simple, high-performance space–time code for MIMO backscatter communications
US9514336B2 (en) Method and system for adaptive operation of a power amplifier of a radio frequency identification (RFID) reader device
Zheng et al. A space-time coding approach for RFID MIMO systems
Liu et al. Passive UHF RFID tag with backscatter diversity
US10069539B2 (en) Communication device, communication system, and communication method
CN104394106A (zh) 一种双衰落迭代信道估计方法
Smietanka et al. Modeling and simulation of MISO diversity for UHF RFID communication
US20230115786A1 (en) METHOD AND SYSTEM FOR LONG RANGE Wi-Fi BACKSCATTER COMMUNICATION
CN110177064B (zh) 一种基于环境反向散射通信系统低复杂度接收机设计方法
CN101021895A (zh) 一种提高射频识别系统通信可靠性的方法
CN108268807B (zh) 一种对低信噪比下超高频rfid信号的解调方法
CN105184355A (zh) 一种基于标签集的无源uhf rfid双天线标签

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees