專利名稱：選擇一個或多個應(yīng)答器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過基站從多個應(yīng)答器中選擇一個或多個、尤其是基于反向散射的應(yīng)答器的方法，其中在一個第一選擇層面(Auswahlebene)中進(jìn)行由基站控制的第一選擇程序，在該程序中這些應(yīng)答器各產(chǎn)生一個隨機數(shù)，該基站預(yù)給出編號的時隙，其隨機數(shù)相應(yīng)于一個時隙的編號的每個應(yīng)答器在該時隙中向該基站發(fā)送一個識別信號，及選擇應(yīng)答器，條件是當(dāng)除了它無其它的應(yīng)答器在該相同的時隙內(nèi)發(fā)送識別信號時。
背景技術(shù)：
這種選擇方法也被稱為反碰撞方法，它例如使用在無接觸的識別系統(tǒng)中或所謂的射頻識別(RFID)系統(tǒng)中。這種系統(tǒng)通常由一個基站或一個閱讀裝置及多個同時位于基站作用范圍中的應(yīng)答器或遠(yuǎn)程傳感器組成。當(dāng)只在一個或一組應(yīng)答器與基站之間將傳送數(shù)據(jù)時，必需在相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳送前執(zhí)行一個這樣的選擇方法。
基本上在這方面區(qū)分為隨機性的及確定性的(deterministischen)選擇方法。關(guān)于無論是確定性的選擇方法還是隨機性的選擇方法的詳細(xì)描述可在Klaus Finkenzeller著的教科書“RFID手冊”(2002年，HANSER出版社，第3版)中看到，尤其參見章節(jié)7.2-多路存取方法。
隨機性的方法與確定性的方法相反，不是以單值的、所謂唯一的識別標(biāo)記(U-ID)為前提，它的結(jié)構(gòu)例如被描述在標(biāo)準(zhǔn)ISO 15963中。這種U-Ids的配給主要由與制造者相關(guān)的各種機構(gòu)來作出，例如由EAN/UCC或IATA。該配給也可由制造者自己來作出。因此總地在一個開式系統(tǒng)中—其中任意制造者的應(yīng)答器可位于基站的作用區(qū)域中，不總能保證U-ID的單值性。隨機性的方法即使在該情況下也可實現(xiàn)選擇。這種隨機性的方法的例子為所謂的ALOHA方法，基于時隙的或有時隙的ALOHA方法及動態(tài)的基于時隙的ALOHA方法。
ALOHA方法是一種應(yīng)答器控制的、隨機性的方法，其中各應(yīng)答器在時間上錯開地發(fā)送待由它傳送的數(shù)據(jù)。該時間的錯開通?；谠趹?yīng)答器中產(chǎn)生的隨機數(shù)來調(diào)節(jié)。當(dāng)多個應(yīng)答器在相同時隙內(nèi)發(fā)送了識別信號時，將出現(xiàn)所謂的碰撞(Kollision)。這通常阻礙了基站無誤地接收所發(fā)送的數(shù)據(jù)。
在基于時隙的ALOHA方法中碰撞的概率與簡單的ALOHA方法相比明顯地減小。它是一種由基站控制的隨機性的方法，其中應(yīng)答器僅在確定的同步時刻、即開始數(shù)據(jù)傳送的時刻上有效。為此基站預(yù)給定編號的時隙(或Slots)及應(yīng)答器各產(chǎn)生一個隨機數(shù)，其中其隨機數(shù)相應(yīng)于時隙編號的每個應(yīng)答器在該時隙中向基站發(fā)送一個識別信號。為了導(dǎo)入選擇方法基站通常向應(yīng)答器發(fā)送一個指令，通過該指令指示選擇程序的開始。在接收該指令后在應(yīng)答器中存儲相應(yīng)的、例如事先在應(yīng)答器中計算的隨機數(shù)。當(dāng)在一個時隙內(nèi)僅一個應(yīng)答器發(fā)送識別信號時，該應(yīng)答器可在該時隙內(nèi)被選擇或可由基站通過發(fā)送認(rèn)可信號來選擇。然后基站可在該應(yīng)答器上進(jìn)行例如寫和/或讀操作。當(dāng)多個應(yīng)答器在同一時隙內(nèi)發(fā)送識別信號時，將出現(xiàn)碰撞。基站根據(jù)位編碼可直接地或延遲地識別這種碰撞及跳過相應(yīng)的時隙及試圖用其中不出現(xiàn)碰撞的時隙來工作，或通過向應(yīng)答器發(fā)送一個相應(yīng)的指令導(dǎo)入新的選擇程序。因為應(yīng)答器通常產(chǎn)生及存儲新的隨機數(shù)，存在著現(xiàn)在不再出現(xiàn)碰撞的可能性。
碰撞的概率取決于基站作用區(qū)域中的應(yīng)答器的數(shù)目及所提供的時隙的數(shù)目。因為應(yīng)答器的數(shù)目可很強地波動，時隙數(shù)目的靜態(tài)確定可導(dǎo)致一些問題。如果時隙數(shù)目過小，則碰撞概率大為增加。如果時隙數(shù)目過大，則相應(yīng)地出現(xiàn)多個時隙其中無應(yīng)答器傳送數(shù)據(jù)。因此對于該選擇方法在這兩種情況下所需的時間均大為增加。為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)通過量的優(yōu)化，在其中應(yīng)答器傳送數(shù)據(jù)的時隙數(shù)目最好選擇得大致等于應(yīng)答器的數(shù)目。
為了解決該問題，有動態(tài)基于時隙的ALOHA方法，其中可提供的時隙數(shù)目可通過基站控制。例如基站可用小數(shù)目的時隙導(dǎo)入一個選擇方法。當(dāng)在此情況下通常出現(xiàn)碰撞時，基站可導(dǎo)入一個新的選擇方法，其中時隙的數(shù)目增高，由此使碰撞概率減小。但對于該動態(tài)方法所需的時間相對大，因為時隙的最佳數(shù)目的調(diào)節(jié)可能占用很多時間。此外由于其復(fù)雜性需要相應(yīng)高的電路成本。
為了產(chǎn)生用于隨機性的方法的隨機數(shù)已公知各種方法。例如可將應(yīng)答器復(fù)位與第一符號被接收的時刻之間的時間用作為隨機數(shù)計算的基礎(chǔ)。其它方法是使來自應(yīng)答器的兩個不同存儲區(qū)域的數(shù)彼此結(jié)合，以便獲得隨機數(shù)，其中為了更精細(xì)還可在計算中將一個接收的數(shù)據(jù)計算在內(nèi)。另外的方法是使用一個線性反饋移位寄存器來產(chǎn)生隨機數(shù)，它例如可用一個不精確的時鐘脈沖源(Taktversorgung)工作。
確定性的選擇方法通?；诙M(jìn)制的搜索方法或所謂的二進(jìn)制搜索算法及假定對基站作用范圍中的每個應(yīng)答器分配有一個單值的識別位串。該識別位串通常通過在其制造時被分配的唯一識別標(biāo)記(U-ID)來構(gòu)成。但是基于開式系統(tǒng)中多個U-ID識別標(biāo)記U-ID的單值性不總能被保證。
在US 5 856 788中描述了一種其中借助其單值的、靜態(tài)分配的識別位串與一個選擇位串的逐位比較來選擇應(yīng)答器的選擇方法。這里用半雙工的方法進(jìn)行選擇，其中各個應(yīng)答器傳送它的識別位串的一個位及接著基站借助傳送的位值傳送一個選擇位。應(yīng)答器借助一個比較判據(jù)將它的識別位串的相應(yīng)位與所屬的選擇位相比較。在此情況下該比較判據(jù)是一個“相等”運算符，即讓其識別位串的相應(yīng)位與選擇位相一致的應(yīng)答器保持有效。由于半雙工方法，直到應(yīng)答器被選擇需要相對多的時間。
在2002年2月1日頒布的標(biāo)準(zhǔn)(Norm)ISO WD 18000-6Mode3中描述了一種選擇方法，其中也是借助一個單值的識別位串來進(jìn)行。該選擇方法以全雙工方法工作，由此減小選擇持續(xù)時間。這里也借助其單值的、靜態(tài)分配的識別位串來選擇應(yīng)答器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所基于的技術(shù)問題是提供開始部分所述類型的方法，它對于由基站從多個應(yīng)答器中選擇一個或多個應(yīng)答器，在應(yīng)答器中存在一個單值的、靜態(tài)分配的U-ID不是強制的必要條件，及即使在基站的作用范圍中應(yīng)答器的數(shù)目很強地波動也可實現(xiàn)對一個或多個應(yīng)答器節(jié)省時間的選擇。
按照本發(fā)明提出一種通過基站從多個應(yīng)答器中選擇一個或多個、尤其是基于反向散射的應(yīng)答器的方法，其中在一個第一選擇層面中進(jìn)行由基站控制的一個第一選擇程序，在該程序中這些應(yīng)答器各產(chǎn)生一個隨機數(shù)，基站預(yù)給出編號的時隙，其隨機數(shù)相應(yīng)于一個時隙的編號的每個應(yīng)答器在該時隙中向該基站發(fā)送一個識別信號，及選擇應(yīng)答器，條件是當(dāng)除了它無其它的應(yīng)答器在該相同的時隙內(nèi)發(fā)送識別信號時，當(dāng)多個應(yīng)答器在同一時隙中發(fā)送識別信號時，為了在該時隙內(nèi)進(jìn)行選擇，在一個第二選擇層面中進(jìn)行由該基站控制的、另一隨機性的、確定性的或確定性-隨機性混合的選擇程序。
這例如根據(jù)基于時隙的ALOHA方法在第一選擇層面內(nèi)實現(xiàn)地址分配，其中時隙數(shù)目與傳統(tǒng)的基于時隙的ALOHA方法相比較可保持比較小。還存在一種可能性，即第一選擇層面中的時隙數(shù)目恒定地選擇或動態(tài)地與位于基站作用區(qū)域中的應(yīng)答器的數(shù)目相適配。由于第一選擇層面的隨機性特性在應(yīng)答器中存在一個單值的、靜態(tài)分配的識別位串或U-ID不是強制的必要條件。
第二選擇層面也可在基站的作用范圍中應(yīng)答器的數(shù)目很強地波動時實現(xiàn)一個或多個應(yīng)答器的選擇。當(dāng)與時隙數(shù)目相比在基站作用范圍中應(yīng)答器較少時，即當(dāng)一個時隙內(nèi)沒有碰撞出現(xiàn)或由基站識別到，在第一選擇層面中僅進(jìn)行具有相對小數(shù)目時隙的隨機性的ALOHA方法。這可實現(xiàn)應(yīng)答器節(jié)省時間的選擇。但當(dāng)在一個時隙內(nèi)出現(xiàn)碰撞時，即當(dāng)在基站作用范圍內(nèi)具有與時隙數(shù)目相比較多的應(yīng)答器時，第二選擇層面可通過使用與第一選擇層面無關(guān)的、另一隨機性的、確定性的或確定性-隨機性混合的選擇程序?qū)崿F(xiàn)選擇。
在一個進(jìn)一步構(gòu)型中，第二選擇層面的隨機性的選擇程序是一個ALOHA方法，尤其可為基于時隙的ALOHA方法。在相應(yīng)時隙中有效的應(yīng)答器、即其隨機數(shù)相應(yīng)于當(dāng)前時隙編號的應(yīng)答器為此產(chǎn)生及存儲另一隨機數(shù)及參加另一基于時隙的ALOHA方法，該方法歸在第一選擇程序內(nèi)或歸在相應(yīng)的時隙內(nèi)進(jìn)行。
在另一個進(jìn)一步構(gòu)型中，第二選擇層面的確定性的選擇程序是一個二進(jìn)制的搜索方法。這可實現(xiàn)第二選擇層面中一個或一組應(yīng)答器的快速選擇。
在另一個進(jìn)一步構(gòu)型中，對于確定性的選擇程序在各應(yīng)答器中準(zhǔn)備一個識別位串；由基站向應(yīng)答器逐位地傳送選擇位串；在各個應(yīng)答器中借助可預(yù)給定的比較判據(jù)進(jìn)行識別位串及選擇位串的相應(yīng)位之間的逐位比較及根據(jù)比較結(jié)果對一個選擇位分配一個位價及根據(jù)其選擇位的位價(Wertigkeit)來選擇相應(yīng)的應(yīng)答器。這可實現(xiàn)節(jié)省時間的選擇，因為該選擇逐位地進(jìn)行及直到選擇進(jìn)行前不必要傳送完整的位串。有利地，在相應(yīng)應(yīng)答器中產(chǎn)生隨機數(shù)位串及準(zhǔn)備這樣的位串作為識別位串，該位串包括隨機數(shù)位串。這即使當(dāng)通過其U-ID不能區(qū)分應(yīng)答器時，也可在第二選擇層面中實現(xiàn)應(yīng)答器的選擇。
在另一個進(jìn)一步構(gòu)型中，為了檢驗是否在同一時隙內(nèi)多于一個的應(yīng)答器發(fā)送了識別信號，由基站接收的識別信號至少逐位地由基站傳送回這些應(yīng)答器；在這些應(yīng)答器中檢驗由基站發(fā)送的識別信號是否與由相應(yīng)的應(yīng)答器發(fā)送的識別信號相一致。當(dāng)不一致時，相應(yīng)的應(yīng)答器在該時隙內(nèi)不再參加該選擇程序。當(dāng)基站有誤地未識別出碰撞時，將以此方式防止應(yīng)答器錯誤地被選擇。
在另一個進(jìn)一步構(gòu)型中，為了從一個應(yīng)答器向基站傳送識別信號，使用了3相1-型(3Phasel-Typ)編碼，如在ISO WD 18000-6Mode3中所描述的。這可使基站識別一個碰撞的位的位置。
在另一個進(jìn)一步構(gòu)型中，借助一個時鐘脈沖控制的、線性的反饋移位寄存器來產(chǎn)生該第一選擇層面的隨機數(shù)和/或該第二選擇層面的隨機數(shù)或隨機數(shù)位串，在一些具有與一個平均功率消耗相比增高的應(yīng)答器的功率消耗的階段期間，使移位寄存器的時鐘脈沖源無效。這可實現(xiàn)應(yīng)答器功率消耗峰值的減小及由此提高基站與應(yīng)答器之間的作用范圍。有利地，在該基站與應(yīng)答器之間數(shù)據(jù)傳送期間使時鐘脈沖源無效。這將提高通信的作用距離。
在另一個進(jìn)一步構(gòu)型中，時鐘脈沖源借助一個可控的邏輯門電路變?yōu)闊o效，該邏輯門電路連接在一個時鐘脈沖源單元與移位寄存器之間。這可作到一種能簡單地實現(xiàn)的時鐘脈沖源的有效及無效。
在另一個進(jìn)一步構(gòu)型中，第一選擇層面的隨機數(shù)及第二選擇層面的隨機數(shù)或隨機數(shù)位串借助一個時鐘脈沖控制的、線性的反饋移位寄存器來產(chǎn)生。這減小了所需的芯片面積，由此，與對每個隨機數(shù)配置一個移位寄存器的實施形式相比減小了制造成本。此外減小了功率消耗，使基站與應(yīng)答器之間可跨越的距離增大。
在另一個進(jìn)一步構(gòu)型中，移位寄存器的位數(shù)的第一部分被分配給第一選擇層面的隨機數(shù)及移位寄存器的位數(shù)的剩余部分被分配給第二隨機數(shù)或隨機數(shù)位串。這可實現(xiàn)兩個隨機數(shù)的同時產(chǎn)生。
在另一個進(jìn)一步構(gòu)型中，借助移位寄存器來產(chǎn)生及存儲第一選擇層面的隨機數(shù)。接著第二選擇層面的隨機數(shù)或隨機數(shù)位串借助該移位寄存器來產(chǎn)生并與第一選擇層面的隨機數(shù)分開地被存儲。在進(jìn)入相應(yīng)的選擇層面時才觸發(fā)移位寄存器內(nèi)容的讀出以獲得隨機數(shù)。由此使移位寄存器的整個寬度供隨機數(shù)使用。
在另一個進(jìn)一步構(gòu)型中，移位寄存器在產(chǎn)生第一選擇層面的隨機數(shù)后用減小的時鐘脈沖工作。這將減小功率消耗及由此提高作用距離。
在另一個進(jìn)一步構(gòu)型中，當(dāng)用于第二選擇層面的隨機數(shù)或隨機數(shù)位串的數(shù)值范圍不夠時，則通過第二選擇層面的隨機數(shù)或隨機數(shù)位串與應(yīng)答器專用數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)合產(chǎn)生另一隨機數(shù)。該另一隨機數(shù)則可用于第二選擇層面。
本發(fā)明的有利實施形式被表示在附圖中及在下面描述。其中附圖概要地表示


圖1具有兩個選擇層面的選擇方法的流程圖，圖2在一個示范選擇情況中圖1的選擇方法的時間順序圖，及圖3借助一個線性反饋移位寄存器產(chǎn)生隨機數(shù)的原理裝置的電路框圖。
具體實施例方式
圖1表示通過具有兩個選擇層面的基站從多個應(yīng)答器中選擇一個或多個基于反向散射的應(yīng)答器的方法的流程圖。圖2表示在一個示范選擇情況中圖1的選擇方法的相應(yīng)時間順序的示意圖，在該示范選擇情況中三個應(yīng)答器TR1至TR3位于基站BS的作用范圍中，它們相繼地被選擇。
在圖1的步驟10中開始在第一選擇層面中的選擇方法。為此典型地由基站BS向應(yīng)答器TR1至TR3發(fā)送一個圖2中所示的指令20，通過它指示一個選擇程序的開始。在接收到指令20后，在應(yīng)答器TR1至TR3中各產(chǎn)生或計算隨機數(shù)及接著存儲它們以及將一個內(nèi)部時隙編號計數(shù)器置為初始值。
在圖1的步驟11中基站BS等待應(yīng)答器TR1至TR3的回答及如果一個識別信號被發(fā)送時則接收它。在圖2中這通過一個等待/接收時間間隔21來表示。
應(yīng)答器TR1至TR3將它們的內(nèi)部時隙編號計數(shù)器的值與存儲的隨機數(shù)相比較及當(dāng)一致時發(fā)送一個其U-ID形式的識別信號。在圖2所示的選擇情況下僅是應(yīng)答器TR1具有屬于第一時隙的隨機數(shù)。于是應(yīng)答器TR1用“3相1型”編碼在第一時隙內(nèi)的反向散射時間間隔22中將其U-ID傳送給基站?；窘邮赵揢-ID及借助編碼識別不發(fā)生任何碰撞，即無其它的應(yīng)答器與TR1同時地傳送U-ID。應(yīng)答器TR2及TR3保持無效，因為它們的隨機數(shù)與瞬時的時隙編號不一致，及等待基站的、引入下個時隙的指令。
應(yīng)答器TR1現(xiàn)在作為被選擇的應(yīng)答器，其中到最終的選擇還要進(jìn)行另外的步驟，例如由基站向應(yīng)答器傳送一個認(rèn)可信號。在圖1的步驟12中，基站BS與應(yīng)答器TR1進(jìn)行雙向通信及可在被選擇的應(yīng)答器TR1上進(jìn)行例如寫操作和/或讀操作。在圖2中它通過一個通信時間間隔23來表示。
由于相位漂移及差別很大的電平，尤其在應(yīng)答器TR1至TR3與基站BS之間距離大的情況下盡管有適合的編碼也會發(fā)生未被基站BS識別的碰撞的出現(xiàn)。為了識別碰撞除了適合的編碼外存在著在圖2中未示出的可能性，即將由基站BS接收的U-ID作為認(rèn)可信號通過基站傳送回應(yīng)答器TR1至TR3。在相應(yīng)的應(yīng)答器TR1至TR3中則檢驗由基站BS發(fā)送的識別信號或U-ID是否與由應(yīng)答器TR1至TR3發(fā)送的識別信號相一致。當(dāng)在一個應(yīng)答器確定出不存在一致性時，它將不繼續(xù)參加該時隙中的瞬時選擇程序。當(dāng)相一致時，該相應(yīng)的應(yīng)答器被選擇。
在步驟12中與應(yīng)答器TR1的通信結(jié)束后，在圖1的步驟13中基站BS向應(yīng)答器TRI至TR3傳送“下個時隙”指令，這些應(yīng)答器基于該指令使其內(nèi)部時隙編號接收器遞增。在圖2中這相應(yīng)于一個時間間隔24。變換地，基站BS也可將當(dāng)前時隙編號傳送給應(yīng)答器TR1至TR3。在先被選擇的應(yīng)答器TR1不再參加該選擇程序。當(dāng)基站BS想結(jié)束該選擇方法時，它在步驟13中向應(yīng)答器TR1至TR3發(fā)送一個對它們指出該選擇方法結(jié)束的指令，來取代“下個時隙”指令。它們則轉(zhuǎn)換到一個相應(yīng)的工作狀態(tài)。
當(dāng)該選擇方法繼續(xù)進(jìn)行時，圖1的流程圖中程序返回到步驟11，即基站BS等待應(yīng)答器TR2及TR3的回答及如果一個識別信號被發(fā)送時則接收它。在圖2中這通過一個新的等待/接收時間間隔21來表示。
因為在圖2中所示的選擇狀態(tài)中應(yīng)答器TR2及TR3具有相同的隨機數(shù)，它們在接著“下個時隙”指令24后在所屬的反向散射時間間隔22中同時地發(fā)送各自的U-ID，由此在位位置(Bitposition)上形成碰撞，它們的位值(Bit-Werte)不一致?；净谖痪幋a識別該碰撞及不是到步驟12而是分支到圖1的步驟14。
在圖1的步驟14中基站BS將一個圖2中所示的指令25發(fā)送給應(yīng)答器TR1至TR3，通過該指令指示第二選擇層面的選擇程序的開始。
在步驟15中，將在第二時隙內(nèi)進(jìn)行所轉(zhuǎn)換的第二選擇程序，其中該程序涉及一個隨機性的、確定性的或一個確定性-隨機性混合的選擇程序。
作為隨機性的方法，例如可使用一個簡單的ALOHA方法，一個基于時隙或基于動態(tài)時隙的ALOHA方法。在接收到“開始”指令25后，在此情況下在應(yīng)答器TR2及TR3中各重新產(chǎn)生或計算出隨機數(shù)及接著存儲它們以及使一個內(nèi)部的副時隙編號計數(shù)器置成初始值。然后在上層基于時隙的ALOHA方法的一個時隙內(nèi)進(jìn)行所轉(zhuǎn)換的ALOHA方法。
作為確定性的方法，例如可使用一個傳統(tǒng)的二進(jìn)制搜索方法。對此適合的例子是在以上引證的2002年2月1日頒布的標(biāo)準(zhǔn)ISO WD18000-6Mode3中所述的選擇方法，其中借助U-ID進(jìn)行選擇。
作為確定性-隨機性混合的選擇方法，如這里對于第二選擇層面可使用的，被描述在本申請人的一個未在先公開的德國專利申請DE 10336 308 A1中，它的全部內(nèi)容將結(jié)合于此作為本申請內(nèi)容的參考。在此情況下借助識別位串來進(jìn)行選擇，該識別位串包括一個靜態(tài)的部分或一個U-ID及一個基于在應(yīng)答器中產(chǎn)生的隨機數(shù)的動態(tài)部分。為了選擇在各個應(yīng)答器中準(zhǔn)備好一個這樣的識別位串，通過基站逐位地向應(yīng)答器傳送一個選擇位串，在各個應(yīng)答器中借助預(yù)給定的比較判據(jù)進(jìn)行識別位串及選擇位串的相應(yīng)位之間的逐位比較及根據(jù)比較結(jié)果對一個選擇位分配一個位價。將根據(jù)其選擇位的位價來選擇相應(yīng)的應(yīng)答器。
在圖2中所示的第二選擇程序是一個確定性的選擇程序及根據(jù)ISO WD 18000-6Mode3來進(jìn)行。為此基站BS在一個時間間隔26中逐位地傳送選擇位串，及應(yīng)答器TR2在反向散射時間間隔22中以全雙工的工作方式向基站散射回它的與選擇位串一致的識別位串。因此應(yīng)答器TR2被選擇。因為應(yīng)答器TR3的識別位串與選擇位串不一致，它在反向散射時間間隔22a中僅向基站傳送回它的識別位串的一部分。該反向散射將在一個時刻上被中斷，在該時刻選擇位串的位與其識別位串的一個所屬位不相一致。應(yīng)答器TR3保持無效。變換地，除了獨立選擇外還有一個可能性，即選擇應(yīng)答器的組，也就是說，在此情況下同時地選擇TR2及TR3。在選擇后進(jìn)行未示出的、應(yīng)答器TR2與基站之間的雙向數(shù)據(jù)傳送。
對于接著的、應(yīng)答器TR3的選擇，基站BS在確定性的選擇程序內(nèi)重新傳送一個未示出的開始指令，它導(dǎo)入一個第二確定性的選擇過程。因為應(yīng)答器TR2已經(jīng)在前面的選擇過程中被選擇，它不再參加以下的選擇過程。
基站BS現(xiàn)在逐位地傳送一個選擇位串及應(yīng)答器TR3以全雙工的工作方式向基站散射回它的與選擇位串一致的識別位串。在選擇后進(jìn)行未示出的、應(yīng)答器TR3與基站之間的雙向數(shù)據(jù)傳送。
接著在圖1的步驟13中基站向應(yīng)答器TR1至TR3發(fā)送“下個時隙”指令，這些應(yīng)答器基于該指令使其內(nèi)部的時隙編號接收器遞增。在圖2中這相應(yīng)于一個時間間隔24。因為在圖示的選擇狀態(tài)中在基站BS的作用范圍中不存在其它應(yīng)答器，在下個時隙中它接收不到任何其它的識別信號。當(dāng)所有時隙被操作后，基站BS通過發(fā)送一個相應(yīng)指令來結(jié)束該選擇方法。
所述的選擇方法，即使當(dāng)基站的作用范圍中的應(yīng)答器數(shù)目很強波動時，也可實現(xiàn)節(jié)省時間地通過基站從多個應(yīng)答器中選擇一個或多個應(yīng)答器，其中在應(yīng)答器中存在一個單值的、靜態(tài)分配的U-ID不是強制的必要條件。
圖3表示組合在一個應(yīng)答器TR中的、用于產(chǎn)生隨機數(shù)的原理裝置的電路框圖。該裝置包括一個時鐘脈沖發(fā)生器TG，一個可控的邏輯門電路LG，一個控制單元SE及一個時鐘脈沖控制的線性反饋移位寄存器SR，該移位寄存器SR輸出隨機數(shù)。該移位寄存器在初始化過程中由控制單元SE施加一個復(fù)位信號，通過該信號使移位寄存器取得一個確定的初始值。
時鐘脈沖發(fā)生器TG用于提供移位寄存器SR的時鐘脈沖源。邏輯門電路LG被連接在時鐘脈沖發(fā)生器TG與移位寄存器SR或移位寄存器SR的時鐘脈沖輸入端之間。邏輯門電路LG被施加一個時鐘脈沖釋放信號TF，該信號由控制單元SE提供。當(dāng)時鐘脈沖釋放信號TF達(dá)到一個釋放電平時，時鐘脈沖發(fā)生器TG的時鐘脈沖信號到達(dá)移位寄存器上，即它的時鐘脈沖源有效及以該時鐘脈沖源的時鐘產(chǎn)生連續(xù)的隨機數(shù)。當(dāng)時鐘脈沖釋放信號TF達(dá)到一個阻斷電平時，時鐘脈沖信號與移位寄存器SR斷開連接，即它的時鐘脈沖源無效及不會產(chǎn)生新的隨機數(shù)。當(dāng)時鐘脈沖源無效時，該裝置的功率消耗極大地下降。
控制單元SE這樣地控制邏輯門電路LG，即在具有與一個平均功率消耗相比增高的應(yīng)答器TR的功率消耗的階段期間使移位寄存器SR的時鐘脈沖源無效。具有增高的功率消耗的階段尤其出現(xiàn)在基站與應(yīng)答器TR之間的數(shù)據(jù)傳送期間。
當(dāng)在第二選擇層面中使用隨機性的或確定性-隨機性混合的選擇程序時，則需要產(chǎn)生第二隨機數(shù)或隨機數(shù)位串。借助圖3中所示的裝置可作到不僅產(chǎn)生第一選擇層面的隨機數(shù)，而且也產(chǎn)生第二選擇層面的隨機數(shù)或隨機數(shù)位串，其中為了這些隨機數(shù)的產(chǎn)生僅需要單個移位寄存器SR。這與其中對于每個選擇層面配置一個產(chǎn)生隨機數(shù)的移位寄存器的實施方式相比減小了所需的芯片面積及由此減小了制造成本。此外減小了功率消耗，由此使基站與應(yīng)答器TR之間可跨越的距離增大。
在使用僅一個移位寄存器SR產(chǎn)生兩個不同的隨機數(shù)的一個第一變型的情況下，該移位寄存器的位數(shù)大于用于產(chǎn)生第一選擇層面的隨機數(shù)的移位寄存器的位數(shù)。
當(dāng)使用具有8位寬度的移位寄存器SR時，例如該移位寄存器SR的5位可分配給第一選擇層面的隨機數(shù)及該移位寄存器SR的3位分配給第二選擇層面的隨機數(shù)。借助第一選擇層面的5位可在第一選擇層面內(nèi)區(qū)分直至32個不同的時隙及借助第二選擇層面的3位可對直至8個不同的應(yīng)答器尋址，其中應(yīng)注意，不可移位寄存器SR的所有位同時為零。
當(dāng)對于第二選擇層面的隨機數(shù)的數(shù)值范圍不夠時，則可通過第二選擇層面的隨機數(shù)與應(yīng)答器專用數(shù)據(jù)的邏輯連接產(chǎn)生另一隨機數(shù)，它作為用于第二選擇層面的隨機數(shù)。該應(yīng)答器專用數(shù)據(jù)可涉及來自應(yīng)答器的一個存儲區(qū)域的數(shù)據(jù)，它借助第二選擇層面的隨機數(shù)尋址。邏輯連接可涉及任何的邏輯運算，例如一個與、或運算和/或異或運算。
在所述方法中移位寄存器SR一直被施加時鐘脈沖源，直至該第一選擇層面的選擇方法由基站通過發(fā)送一個相應(yīng)的指令被導(dǎo)入為止。在該指令被接收后該移位寄存器的二進(jìn)制數(shù)的內(nèi)容被讀出及分成第一層面的隨機數(shù)及第二層面的隨機數(shù)，即這些隨機數(shù)被同時產(chǎn)生。接著使該移位寄存器SR無效，由此減小功率消耗。
在一個變型的實施形式中當(dāng)指令接收后由移位寄存器產(chǎn)生第一選擇層面的隨機數(shù)，從移位寄存器中讀出并存儲它，其中移位寄存器的整個寬度供該隨機數(shù)使用。接著移位寄存器SR的時鐘脈沖源保持有效，直到需要第二選擇層面的另一隨機數(shù)為止。然后從移位寄存器取出第二選擇層面的隨機數(shù)及與第一選擇層面的隨機數(shù)分開地存儲，由此使移位寄存器的整個寬度也供第二層面的隨機數(shù)使用。因此該方案提高了可提供的第一及第二層面的隨機數(shù)的數(shù)值范圍，但與同時產(chǎn)生隨機數(shù)相比在功率消耗方面是不利的。為了減小功率消耗，移位寄存器在產(chǎn)生第一隨機數(shù)后可用減小的時鐘脈沖繼續(xù)工作或當(dāng)與基站通信期間斷開時鐘脈沖源。
權(quán)利要求
1.通過一個基站(BS)從多個應(yīng)答器(TR1，TR2，TR3)中選擇一個或多個、尤其是基于反向散射的應(yīng)答器的方法，其中在一個第一選擇層面中進(jìn)行由基站(BS)控制的一個第一選擇程序，在該程序中-這些應(yīng)答器(TR1，TR2，TR3)各產(chǎn)生一個隨機數(shù)，-該基站(BS)預(yù)給出編號的時隙，-其隨機數(shù)相應(yīng)于一個時隙的編號的每個應(yīng)答器在該時隙中向該基站發(fā)送一個識別信號，及-選擇應(yīng)答器(TR1)，條件是當(dāng)除了它無其它的應(yīng)答器在該相同的時隙內(nèi)發(fā)送識別信號時，其特征在于-當(dāng)多個應(yīng)答器(TR2，TR3)在同一時隙中發(fā)送識別信號時，為了在該時隙內(nèi)進(jìn)行選擇，在一個第二選擇層面中進(jìn)行由該基站(BS)控制的、另一隨機性的、確定性的或確定性-隨機性混合的選擇程序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于該第二選擇層面的隨機性的選擇程序是一個ALOHA方法，尤其是一個基于時隙的ALOHA方法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于該第二選擇層面的、確定性的選擇程序是一個二進(jìn)制的搜索方法。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的方法，其特征在于對于該第二選擇層面的、確定性的選擇程序-在這些應(yīng)答器中各準(zhǔn)備一個識別位串，-由該基站向所述應(yīng)答器逐位地傳送一個選擇位串，-在所述相應(yīng)的應(yīng)答器中借助一個可預(yù)給定的比較判據(jù)進(jìn)行該識別位串及該選擇位串的相應(yīng)位之間的逐位比較及根據(jù)比較結(jié)果對一個選擇位分配一個位價，及-根據(jù)其選擇位的位價來選擇相應(yīng)的應(yīng)答器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于準(zhǔn)備一個這樣的位串作為識別位串，該位串包括一個為此在該相應(yīng)的應(yīng)答器中產(chǎn)生的隨機數(shù)位串。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的方法，其特征在于-為了檢驗是否在該同一時隙內(nèi)多于一個的應(yīng)答器發(fā)送了識別信號，由基站接收的該識別信號至少部分地由基站傳送回這些應(yīng)答器，-在這些相應(yīng)的應(yīng)答器中檢驗由該基站發(fā)送的該識別信號是否與由相應(yīng)的應(yīng)答器發(fā)送的識別信號相一致，及-當(dāng)不一致時，該相應(yīng)的應(yīng)答器在該時隙內(nèi)不再參加該選擇程序。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的方法，其特征在于為了從一個應(yīng)答器向基站傳送該識別信號使用了3相1-型編碼。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的方法，其特征在于借助一個時鐘脈沖控制的、線性的反饋移位寄存器(SR)來產(chǎn)生該第一選擇層面的隨機數(shù)和/或該第二選擇層面的隨機數(shù)或隨機數(shù)位串，在一些具有與一個平均功率消耗相比增高的應(yīng)答器的功率消耗的階段期間，使移位寄存器的時鐘脈沖源無效。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于在該基站(BS)與所述應(yīng)答器(TR1，TR2，TR3)之間數(shù)據(jù)傳送期間使該移位寄存器(SR)的時鐘脈沖源無效。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的方法，其特征在于該移位寄存器(SR)的時鐘脈沖源借助一個可控的邏輯門電路(LG)變?yōu)闊o效，該邏輯門電路連接在一個時鐘脈沖源單元(TG)與該移位寄存器之間。
11.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的方法，其特征在于該第一選擇層面的隨機數(shù)及該第二選擇層面的隨機數(shù)或隨機數(shù)位串借助一個時鐘脈沖控制的、線性的反饋移位寄存器(SR)來產(chǎn)生。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于該移位寄存器的位數(shù)的一個第一部分被分配給該第一選擇層面的該隨機數(shù)及該移位寄存器的位數(shù)的剩余部分被分配給該第二隨機數(shù)或隨機數(shù)位串。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于借助該移位寄存器來產(chǎn)生及存儲該第一選擇層面的隨機數(shù)，及接著該第二選擇層面的隨機數(shù)或隨機數(shù)位串借助該移位寄存器來產(chǎn)生并與該第一選擇層面的隨機數(shù)分開地被存儲。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于該移位寄存器在產(chǎn)生該第一選擇層面的所述隨機數(shù)后用減小的時鐘脈沖工作。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14中一項的方法，其特征在于當(dāng)用于該第二選擇層面的隨機數(shù)或隨機數(shù)位串的數(shù)值范圍不夠時，則通過該第二選擇層面的隨機數(shù)或隨機數(shù)位串與該應(yīng)答器專用數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)合產(chǎn)生另一隨機數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過基站從多個應(yīng)答器中選擇一個或多個應(yīng)答器的方法，其中在第一選擇層面中進(jìn)行由基站控制的第一選擇程序，在該程序中應(yīng)答器各產(chǎn)生一個隨機數(shù)；基站預(yù)給出編號的時隙；其隨機數(shù)相應(yīng)于一個時隙編號的每個應(yīng)答器在該時隙中向基站發(fā)送一個識別信號；及選擇應(yīng)答器，條件是當(dāng)除了它無其它的應(yīng)答器在該相同的時隙內(nèi)發(fā)送識別信號時。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)多個應(yīng)答器在同一時隙中發(fā)送識別信號時，為了在該時隙內(nèi)進(jìn)行選擇，在一個第二選擇層面中進(jìn)行由基站控制的、另一隨機性的、確定性的或確定性－隨機性混合的選擇程序。其應(yīng)用例如為基于應(yīng)答器的識別系統(tǒng)及遠(yuǎn)程傳感器。
文檔編號G06K7/00GK1610418SQ200410087729
公開日2005年4月27日 申請日期2004年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月21日
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