專利名稱：射頻識(shí)別詢問器裝置的無(wú)線電通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過使用無(wú)線電波的吸收和反射來執(zhí)行與RFID (射頻識(shí)別)標(biāo)簽的反向散射無(wú)線電通信的RFID詢問器裝置的無(wú)線電通信方法。
背景技術(shù)：
任何RFID標(biāo)簽以預(yù)定比特率傳輸由同步部分、響應(yīng)數(shù)據(jù)部分和錯(cuò)誤檢測(cè)部分組成的信號(hào)。同步部分包含前同步碼數(shù)據(jù)。美國(guó)專利第6，501，807號(hào)公開了一種RFID詢問器裝置，其將裝置中預(yù)設(shè)的前同步碼數(shù)據(jù)與裝置已經(jīng)接收到的信號(hào)的前同步碼數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并且在信號(hào)的前同步碼數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的前同步碼數(shù)據(jù)相同的情況下確定接收到的信號(hào)是來自RFID標(biāo)簽的信號(hào)。 在常規(guī)RFID詢問器裝置中，將預(yù)設(shè)的前同步碼數(shù)據(jù)與任何接收到的信號(hào)的前同步碼數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。裝置已經(jīng)接收到的信號(hào)不可避免地包含噪聲。噪聲的一部分可能會(huì)與預(yù)設(shè)的前同步碼數(shù)據(jù)相同。在這種情況下，接收到的信號(hào)將被誤認(rèn)為是來自RFID標(biāo)簽的信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種RFID詢問器裝置的無(wú)線電通信方法，所述RFID詢問器裝置對(duì)RFID標(biāo)簽傳輸詢問數(shù)據(jù)，在經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后接收來自所述RFID標(biāo)簽的響應(yīng)數(shù)據(jù)，其特征在于，所述RFID詢問器裝置在接收前同步碼數(shù)據(jù)的規(guī)定的低位比特時(shí)設(shè)置時(shí)間窗口 ，所述前同步碼數(shù)據(jù)添加到來自所述RFID標(biāo)簽的響應(yīng)數(shù)據(jù)的頭部；將所述前同步碼數(shù)據(jù)的規(guī)定的低位比特作為前同步碼識(shí)別數(shù)據(jù)；以及將在所述時(shí)間窗口內(nèi)接收到的數(shù)據(jù)與所述前同步碼識(shí)別數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而確定接收到的數(shù)據(jù)是否是來自所述RFID標(biāo)簽的所述前同步碼數(shù)據(jù)。 本發(fā)明的一個(gè)目的是提供能夠防止由于噪聲而引起的錯(cuò)誤的前同步碼數(shù)據(jù)的檢測(cè)的RFID詢問器裝置，從而提高識(shí)別RFID標(biāo)簽的精確度。 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種具有讀取器功能并通過使用無(wú)線電波的吸收和反射來執(zhí)行與RFID標(biāo)簽的反向散射無(wú)線電通信的RFID詢問器裝置。該RFID詢問器裝置包括配置成向RFID標(biāo)簽傳輸命令的傳輸部；配置成從RFID標(biāo)簽接收RF信號(hào)的接收部；配置成在接收到前同步碼數(shù)據(jù)時(shí)設(shè)置時(shí)間窗口的時(shí)間窗口設(shè)置部，其中的前同步碼數(shù)據(jù)被添加到響應(yīng)于命令而從RFID標(biāo)簽傳輸?shù)捻憫?yīng)數(shù)據(jù)的頭部以及存儲(chǔ)前同步碼識(shí)別數(shù)據(jù)的識(shí)別數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部。RFID詢問器裝置將在時(shí)間窗口內(nèi)接收到的數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)在識(shí)別數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部中的前同步碼識(shí)別數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而確定接收到的數(shù)據(jù)是否與從RFID標(biāo)簽傳輸?shù)那巴酱a數(shù)據(jù)相同。
本發(fā)明另外的目的和優(yōu)點(diǎn)將在下面的說明書中闡述，并且在某種程度上根據(jù)說明 書將變得明顯，或者可以通過實(shí)踐本發(fā)明來了解。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)可通過下文中特別 指出的手段和組合來實(shí)現(xiàn)和獲得。


包括在說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的附圖，示出了本發(fā)明的實(shí)施例，與上面 給出的總體說明和下面給出的實(shí)施例的詳細(xì)說明一起，用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1是顯示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的RFID詢問器裝置的配置的框圖；
圖2是顯示出第一實(shí)施例中設(shè)置的I信號(hào)前同步碼檢測(cè)部和解碼部的框圖；
圖3A是顯示出如果在第一實(shí)施例中使用的識(shí)別數(shù)據(jù)為12比特?cái)?shù)據(jù)，則前同步碼 數(shù)據(jù)可具有的模式的示意圖； 圖3B是顯示出應(yīng)用于第一實(shí)施例中的圖3A中所示的前同步碼數(shù)據(jù)的12比特識(shí) 別數(shù)據(jù)的示意圖； 圖3C是顯示出如果前同步碼數(shù)據(jù)被設(shè)置在第一實(shí)施例中的時(shí)間窗口內(nèi)，則該前 同步碼數(shù)據(jù)可具有的模式的示意圖； 圖3D是顯示出在第一實(shí)施例中被接收到的并且包含噪聲的數(shù)據(jù)可具有的模式的 示意圖； 圖3E是顯示出如果在第一實(shí)施例中沒有設(shè)置時(shí)間窗口，則接收到的數(shù)據(jù)可具有 的模式的示意圖； 圖4A是顯示出如果在第一實(shí)施例中使用的識(shí)別數(shù)據(jù)為18比特?cái)?shù)據(jù)，則前同步碼 數(shù)據(jù)可具有的模式的示意圖； 圖4B是顯示出應(yīng)用于第一實(shí)施例中的圖4A中所示的前同步碼數(shù)據(jù)的18比特識(shí) 別數(shù)據(jù)的示意圖； 圖4C是顯示出如果18比特前同步碼數(shù)據(jù)被設(shè)置在第一實(shí)施例中的時(shí)間窗口內(nèi)， 則該18比特前同步碼數(shù)據(jù)可具有的模式的示意圖； 圖5是顯示出關(guān)于已經(jīng)預(yù)設(shè)的時(shí)間窗口 TW，在RFID標(biāo)簽和根據(jù)第一實(shí)施例的 RFID詢問器裝置之間進(jìn)行的數(shù)據(jù)通信的圖；并且 圖6是解釋本發(fā)明的第二實(shí)施例中設(shè)置的控制部中執(zhí)行的前同步碼檢測(cè)處理的 流程圖。
具體實(shí)施例方式(第一實(shí)施例) 圖1是顯示出包括正交解調(diào)器的RFID詢問器裝置的配置的框圖。RFID詢問器裝 置包括控制部1、傳輸部2、接收部3、接收數(shù)據(jù)處理部4、外部接口部5、環(huán)行器6、低通濾波 器(LPF)7和天線8。 RFID詢問器裝置經(jīng)由外部接口部5從外部主設(shè)備接收數(shù)據(jù)并向外部 主設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)。 傳輸部2由編碼部21、調(diào)幅器22、鎖相環(huán)裝置(PLL) 23、帶通濾波器24和功率放大 器25組成。 傳輸部2從控制部1接收傳輸信號(hào)。在傳輸部2中，該信號(hào)被輸入到編碼部21。編碼部21對(duì)從控制部1輸出的傳輸信號(hào)進(jìn)行編碼。 編碼部21將傳輸信號(hào)編碼成例如曼徹斯特碼或FM0碼。曼徹斯特碼通過編碼系統(tǒng)獲取，其中如果數(shù)據(jù)為O則數(shù)據(jù)在比特的中央上升，如果數(shù)據(jù)為l則數(shù)據(jù)在比特的中央下降。換言之，如果數(shù)據(jù)為0，則代碼從0變?yōu)?，并且當(dāng)數(shù)據(jù)為1時(shí)，代碼從1變?yōu)?。 FMO碼通過編碼系統(tǒng)獲取，其中代碼在每個(gè)比特的邊沿處被反轉(zhuǎn)，并且如果數(shù)據(jù)為O，甚至在比特的中央也被反轉(zhuǎn)。 PLL 23供應(yīng)本地載波信號(hào)至調(diào)幅器22。調(diào)幅器22利用從編碼部21供應(yīng)的傳輸信號(hào)來調(diào)制本地載波信號(hào)的幅度。帶通濾波器24從幅度已經(jīng)經(jīng)過調(diào)幅器22調(diào)制的傳輸信號(hào)中過濾掉不必要的頻率成分。功率放大器25對(duì)已經(jīng)經(jīng)過帶通濾波器24的傳輸信號(hào)進(jìn)行放大。 傳輸部2被連接到環(huán)行器6。在功率放大器25中被放大的信號(hào)從環(huán)行器6經(jīng)由低通濾波器7供應(yīng)到天線8。天線8以無(wú)線電波的形式輻射信號(hào)。 接收部3被連接到環(huán)行器6。接收部3由第一和第二混頻器31和32、兩個(gè)低通濾波器33和34、兩個(gè)二進(jìn)制編碼電路35和36、90°移相器37和上述PLL 23組成。
接收部3通過所謂的直接轉(zhuǎn)換系統(tǒng)處理接收信號(hào)，在直接轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，載波成分直接從接收信號(hào)中被去除。 天線8已從RFID標(biāo)簽接收到的任何RF信號(hào)，從天線8經(jīng)由低通濾波器7被供應(yīng)到環(huán)行器6。 RF信號(hào)然后從環(huán)行器6被供應(yīng)到接收部3。在接收部3中，來自環(huán)行器6的信號(hào)被供應(yīng)到第一混頻器31和第二混頻器32。 第一混頻器31從PLL 23接收本地載波信號(hào)。第二混頻器32接收從PLL 23供應(yīng)的并且相位由90。移相器37移動(dòng)90。的信號(hào)。 第一混頻器31混合接收信號(hào)和本地載波信號(hào)，從而生成具有與本地載波信號(hào)同相匹配的成分的同相信號(hào)(I信號(hào))。第二混頻器32混合接收信號(hào)和通過將本地載波信號(hào)的相位移動(dòng)90°而獲得的信號(hào)，從而生成具有與本地載波信號(hào)正交的成分的正交相位信號(hào)(Q信號(hào))。 低通濾波器33從第一混頻器31接收I信號(hào)，從I信號(hào)中濾掉不必要的高頻成分，并輸出編碼后的數(shù)據(jù)。低通濾波器34從第二混頻器32接收Q信號(hào)，從Q信號(hào)中濾掉不必要的高頻成分，并輸出編碼后的數(shù)據(jù)。二進(jìn)制編碼電路35將來自低通濾波器33的I信號(hào)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制信號(hào)。二進(jìn)制編碼電路36將來自低通濾波器34的Q信號(hào)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制信號(hào)。
接收數(shù)據(jù)處理部4具有同步時(shí)鐘發(fā)生部411、時(shí)間窗口設(shè)置部412、前同步碼檢測(cè)部413、解碼部414和響應(yīng)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢測(cè)部415，這些全部都專用于I信號(hào)。接收數(shù)據(jù)處理部4還具有同步時(shí)鐘發(fā)生部421、時(shí)間窗口設(shè)置部422、前同步碼檢測(cè)部423、解碼部424和響應(yīng)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢測(cè)部425，這些全部都專用于Q信號(hào)。 由二進(jìn)制編碼電路35生成的I信號(hào)從接收部3被供應(yīng)到同步時(shí)鐘發(fā)生部411、前同步碼檢測(cè)部413、解碼部414和響應(yīng)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢測(cè)部415。由二進(jìn)制編碼電路36生成的Q信號(hào)從接收部3被供應(yīng)到同步時(shí)鐘發(fā)生部421、前同步碼檢測(cè)部423、解碼部424和響應(yīng)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢測(cè)部425。 專用于I信號(hào)的同步時(shí)鐘發(fā)生部411始終生成與來自二進(jìn)制編碼電路35的二進(jìn)制信號(hào)同步的時(shí)鐘信號(hào)。時(shí)鐘信號(hào)被供應(yīng)到控制部1、前同步碼檢測(cè)部413、解碼部414和響應(yīng)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢測(cè)部415。專用于Q信號(hào)的同步時(shí)鐘發(fā)生部421始終生成與來自二進(jìn)制編 碼電路36的二進(jìn)制信號(hào)同步的時(shí)鐘信號(hào)。該時(shí)鐘信號(hào)被供應(yīng)到控制部1、前同步碼檢測(cè)部 423、解碼部424和響應(yīng)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢測(cè)部425。 專用于I信號(hào)的時(shí)間窗口設(shè)置部412在前同步碼檢測(cè)部413獲取I信號(hào)的前同步 碼數(shù)據(jù)時(shí)設(shè)置時(shí)間窗口 。專用于Q信號(hào)的時(shí)間窗口設(shè)置部422在前同步碼檢測(cè)部423獲取 Q信號(hào)的前同步碼數(shù)據(jù)時(shí)設(shè)置時(shí)間窗口 。 專用于I信號(hào)的前同步碼檢測(cè)部413將存在于I信號(hào)的頭部處的前同步碼數(shù)據(jù)， 與在時(shí)間窗口設(shè)置部412所設(shè)置的時(shí)間窗口內(nèi)預(yù)設(shè)的前同步碼識(shí)別數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而檢 測(cè)包括在I信號(hào)中的前同步碼數(shù)據(jù)。專用于Q信號(hào)的前同步碼檢測(cè)部423將存在于Q信號(hào) 的頭部處的前同步碼數(shù)據(jù)，與在時(shí)間窗口設(shè)置部422所設(shè)置的時(shí)間窗口內(nèi)預(yù)設(shè)的前同步碼 識(shí)別數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而檢測(cè)包括在Q信號(hào)中的前同步碼數(shù)據(jù)。在檢測(cè)到包括在I信號(hào)中 的前同步碼數(shù)據(jù)時(shí)，前同步碼檢測(cè)部413輸出檢測(cè)信號(hào)至控制部1。在檢測(cè)到包括在Q信號(hào) 中的前同步碼數(shù)據(jù)時(shí)，前同步碼檢測(cè)部423輸出檢測(cè)信號(hào)至控制部1。 圖2是顯示出檢測(cè)和解碼前同步碼數(shù)據(jù)的接收系統(tǒng)的框圖。圖2中所示的接收系 統(tǒng)被配置成接收I信號(hào)。用于接收Q信號(hào)的接收系統(tǒng)具有與圖2中所示的接收系統(tǒng)相同的配置。 同步時(shí)鐘發(fā)生部411具有數(shù)字PLL電路4111。同步時(shí)鐘發(fā)生部411生成與I信號(hào) 同步的時(shí)鐘信號(hào)，其中的I信號(hào)是從二進(jìn)制編碼電路35輸入的二進(jìn)制信號(hào)。
RFID標(biāo)簽具有響應(yīng)數(shù)據(jù)和附在響應(yīng)數(shù)據(jù)頭部的前同步碼數(shù)據(jù)。前同步碼數(shù)據(jù)具有 這樣的模式其每0. 5T就發(fā)生改變，其中的0. 5T是與RFID標(biāo)簽的傳輸速率相對(duì)應(yīng)的周期 T的一半。因此，數(shù)字PLL電路4111生成周期為O. 5T(即，與RFID標(biāo)簽的傳輸速率相對(duì)應(yīng) 的周期T的一半)的時(shí)鐘信號(hào)。 同步時(shí)鐘發(fā)生部411供應(yīng)由數(shù)字PLL電路4111生成的時(shí)鐘信號(hào)至前同步碼檢測(cè) 部413和解碼部414。 前同步碼檢測(cè)部413由識(shí)別數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部4131、移位寄存器4132、和比較器4133組 成，所有這些都專用于前同步碼數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部4131存儲(chǔ)用于設(shè)置前同步碼的前同步碼 識(shí)別數(shù)據(jù)。比較器4133被設(shè)置為判定裝置。與從數(shù)字PLL電路4111供應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)同步， 移位寄存器4132獲取I信號(hào)，S卩，從二進(jìn)制編碼電路35輸入的二進(jìn)制信號(hào)。比較器4133 把在時(shí)間窗口設(shè)置部412所設(shè)置的時(shí)間窗口內(nèi)在移位寄存器4132中獲取的比特?cái)?shù)據(jù)，與上 述前同步碼識(shí)別數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而確定前同步碼數(shù)據(jù)是否存在。 解碼部414由二分頻電路4141、二輸入異或電路4142、D型觸發(fā)器4143、移位寄存 器4144、計(jì)數(shù)器4145和數(shù)據(jù)寄存器4146組成。異或電路4142具有反相輸出端。
二分頻電路4141接收從數(shù)字PLL電路4111供應(yīng)的并且具有0. 5T的周期的時(shí)鐘 信號(hào)。然后電路4141將該時(shí)鐘信號(hào)的頻率二等分，從而生成具有周期T的時(shí)鐘信號(hào)。異或 電路4142以兩個(gè)比特為單位，提取在移位寄存器4132中移位的比特?cái)?shù)據(jù)，因此生成輸入到 其中的信號(hào)的異邏輯和(exclusive logic sum) 。 D型觸發(fā)器4143供應(yīng)異或電路4142的 輸出至D輸入端。觸發(fā)器4143還供應(yīng)來自二分頻電路4141的時(shí)鐘信號(hào)至CLK端。利用該 電路配置，如果比特為[O，O]或[1，1]，則D型觸發(fā)器4143把存儲(chǔ)在移位寄存器4132中的 每?jī)蓚€(gè)比特解碼成"l"，并且如果比特為[l，O]或
，則把存儲(chǔ)在移位寄存器4132中的每?jī)蓚€(gè)比特解碼成"0"。 解碼后的數(shù)據(jù)從D型觸發(fā)器4143被供應(yīng)到移位寄存器4144。計(jì)數(shù)器4145計(jì)算 構(gòu)成解碼后的數(shù)據(jù)的數(shù)位。數(shù)據(jù)寄存器4146在每次預(yù)定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)被輸入到移位寄存器 4144時(shí)獲取該數(shù)據(jù)。由此獲得的數(shù)據(jù)被輸出到控制部1。 前同步碼模式、前同步碼識(shí)別數(shù)據(jù)和時(shí)間窗口之間的關(guān)系將參考圖3A至3E進(jìn)行 說明。 圖3A顯示出前同步碼數(shù)據(jù)Dl可具有的模式。前同步碼數(shù)據(jù)Dl為20比特?cái)?shù)據(jù)， "10101010110100100011"。 設(shè)置成存儲(chǔ)前同步碼識(shí)別數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部4131存儲(chǔ)前同步碼數(shù)據(jù)Dl的低12 位比特，即"110100100011"。這些12個(gè)比特或識(shí)別數(shù)據(jù)P1，將在圖3B中顯示為黑點(diǎn)，如果 它們被應(yīng)用于圖3A中所示的前同步碼數(shù)據(jù)。 圖3B中所示的虛線指示時(shí)間窗口設(shè)置部412為前同步碼數(shù)據(jù)Dl設(shè)置的時(shí)間窗口
TW1。如圖3B所示，與識(shí)別數(shù)據(jù)Pl相對(duì)應(yīng)的模式存在于時(shí)間窗口 TW1內(nèi)。 前同步碼數(shù)據(jù)D1的較高位比特在由二進(jìn)制編碼電路35接收到的信號(hào)上升時(shí)是不
穩(wěn)定的。這就是為什么前同步碼數(shù)據(jù)D1的較低位比特被用作識(shí)別數(shù)據(jù)P1的原因。 與從來自RFID標(biāo)簽的信號(hào)中提取的I信號(hào)相對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制信號(hào)，被輸入到前同步
碼檢測(cè)部413的移位寄存器4132。移位寄存器4132接收二進(jìn)制信號(hào)，同時(shí)逐比特地對(duì)信號(hào)
進(jìn)行移位。在移位寄存器4132接收到頭20個(gè)比特時(shí)，比較器4133在時(shí)間窗口設(shè)置部412
所設(shè)置的時(shí)間窗口 TW1內(nèi)，將移位寄存器4132中的數(shù)據(jù)與識(shí)別數(shù)據(jù)P1進(jìn)行比較。更準(zhǔn)確
地，比較器4133將移位寄存器4132中的低12位比特與識(shí)別數(shù)據(jù)Pl進(jìn)行比較。如果這些
比特與構(gòu)成比較器4133的比特相同，則確定接收到的信號(hào)是前同步碼數(shù)據(jù)D1。然后跟隨在
前同步碼數(shù)據(jù)Dl后的數(shù)據(jù)，作為來自RFID標(biāo)簽的響應(yīng)數(shù)據(jù)被接收。 圖3C顯示出如果前同步碼數(shù)據(jù)在時(shí)間窗口 TW1內(nèi)被接收，則該同步碼數(shù)據(jù)可具有 的模式。作為圖3C中指示的白點(diǎn)，與識(shí)別數(shù)據(jù)P1相同的數(shù)據(jù)存在于時(shí)間窗口 TW1內(nèi)。因 此，來自RFID標(biāo)簽的前同步碼數(shù)據(jù)在這種情況下被正確地檢測(cè)。 圖3D顯示出被接收到的并且包含噪聲的前同步碼數(shù)據(jù)的模式。在這種情況下，存 在于時(shí)間窗口TW1內(nèi)的模式不同于與識(shí)別數(shù)據(jù)P1相對(duì)應(yīng)的模式。因此確定前同步碼數(shù)據(jù) 錯(cuò)誤。 圖3E顯示出在沒有設(shè)置時(shí)間窗口 TW1時(shí)，接收到的信號(hào)可具有的模式。該信號(hào)包 含噪聲。圖3E中所示的白點(diǎn)與識(shí)別數(shù)據(jù)P1—致。由于時(shí)間窗口TW1沒有被設(shè)置，所以這 些白點(diǎn)不被檢測(cè)為前同步碼數(shù)據(jù)。因此，跟隨在白點(diǎn)后的信號(hào)也不被檢測(cè)為來自RFID標(biāo)簽 的響應(yīng)數(shù)據(jù)。 上面已經(jīng)解釋了 I信號(hào)的前同步碼數(shù)據(jù)如何被檢測(cè)。Q信號(hào)的前同步碼數(shù)據(jù)以相 同的方式被檢測(cè)。 接收到的信號(hào)可取決于其相位而被反轉(zhuǎn)。因此期望如果移位寄存器4132 中的低12位比特與識(shí)別數(shù)據(jù)Pl的反轉(zhuǎn)模式(inverted pattern)相同，或者PI'= "001011011100"，則確定移位寄存器4132中韻低12位比特是前同步碼數(shù)據(jù)。
如上所述，低12位比特被用作識(shí)別數(shù)據(jù)。然而，識(shí)別數(shù)據(jù)可由任何其它比特構(gòu)成。
圖4A至4C顯示出前同步碼數(shù)據(jù)的低18位比特被用作識(shí)別數(shù)據(jù)的情況。S卩，具有圖4A中所示的模式的前同步碼數(shù)據(jù)D1的低18位比特，即"10101011010010001 l"，被用作 識(shí)別數(shù)據(jù)P2。 該識(shí)別數(shù)據(jù)P2的模式將在圖4B中顯示為黑點(diǎn)，如果這些黑點(diǎn)被應(yīng)用于圖4A中所 示的前同步碼數(shù)據(jù)D1。在這種情況下，由時(shí)間窗口設(shè)置部412為前同步碼數(shù)據(jù)D1設(shè)置的時(shí) 間窗口 TW2，比由圖4B中的虛線指示的時(shí)間窗口 TW1寬。即，取決于用于確定前同步碼是否 與前同步碼識(shí)別數(shù)據(jù)相同的比特?cái)?shù)目，時(shí)間窗口的寬度發(fā)生變化。 圖4C顯示出如果前同步碼數(shù)據(jù)在時(shí)間窗口 TW2內(nèi)被接收到，則該前同步碼數(shù)據(jù)可 具有的模式。在這種情況下，與識(shí)別數(shù)據(jù)P2( ="101010110100100011")相同的數(shù)據(jù)存在 于由白點(diǎn)指示的時(shí)間窗口 TW2內(nèi)。因此，可檢測(cè)來自RFID標(biāo)簽的正確的前同步碼數(shù)據(jù)。
構(gòu)成識(shí)別數(shù)據(jù)的比特的數(shù)目因此被增加，從而進(jìn)一步降低了將包含噪聲的信號(hào)錯(cuò) 誤地檢測(cè)為前同步碼數(shù)據(jù)的可能性。這可更可靠地防止前同步碼數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤檢測(cè)。
將解釋在時(shí)間窗口設(shè)置部412和422中設(shè)置時(shí)間窗口 TW的方法。更準(zhǔn)確地，此處 將解釋如何為I信號(hào)設(shè)置時(shí)間窗口。應(yīng)注意，對(duì)Q信號(hào)以相同的方式設(shè)置時(shí)間窗口。
圖5示出了關(guān)于已經(jīng)被預(yù)設(shè)的時(shí)間窗口 TW，在RFID標(biāo)簽和RFID詢問器裝置之間 進(jìn)行的數(shù)據(jù)通信。 本實(shí)施例利用反向散射方案作為無(wú)線電通信方案。反向散射方案使用從RFID詢 問器裝置的傳輸部2傳輸?shù)臒o(wú)線電波的吸收和反射，以使RFID詢問器裝置可實(shí)現(xiàn)與RFID 標(biāo)簽的無(wú)信電通信。 當(dāng)RFID詢問器裝置向RFID標(biāo)簽傳輸詢問命令時(shí)，RFID標(biāo)簽響應(yīng)該命令。在時(shí)間 段A中，RFID標(biāo)簽正確地響應(yīng)該命令，從而發(fā)送正確的響應(yīng)至RFID詢問器裝置。在時(shí)間段 B中，多個(gè)RFID標(biāo)簽同時(shí)響應(yīng)，從而導(dǎo)致響應(yīng)的沖突。 RFID標(biāo)簽對(duì)詢問命令的響應(yīng)時(shí)間Tl'是已知的，并且響應(yīng)時(shí)間Tl'的波動(dòng)也是已
知的。響應(yīng)時(shí)間T1'如下給出 Tl，MIN<Tr<Tl，MAX . (1) 在例如現(xiàn)在實(shí)際上是全球標(biāo)準(zhǔn)的EPC Global, Class 1， Generation 2的情況下， 如果傳輸速率為40kbps，則響應(yīng)時(shí)間Tl'的最小值T1'MIN為238ii sec，并且響應(yīng)時(shí)間Tl' 的最大值T1' MAX為262ii sec。 前同步碼檢測(cè)部413具有對(duì)于傳輸系統(tǒng)的延遲時(shí)間TD1和對(duì)于接收系統(tǒng)的延遲時(shí) 間TD2，二者由于數(shù)字信號(hào)的處理而產(chǎn)生。延遲時(shí)間TD1和延遲時(shí)間FD2是已知的，因?yàn)樗?們是設(shè)計(jì)值。因此，在前同步碼檢測(cè)部413結(jié)束詢問命令的傳輸后，為了接收來自RFID標(biāo) 簽的前同步碼數(shù)據(jù)而需要的時(shí)間Tl如下給出
Tl = TD1+T1， MIN+TD2 . (2)
時(shí)間窗口 TW如下確定 TW = 0. 5TXN+ (Tl，恵-Tl， MIN) . (3) 其中N為構(gòu)成在應(yīng)用時(shí)間窗口TW時(shí)使用的前同步碼識(shí)別數(shù)據(jù)的比特的數(shù)目，并且 0. 5T為采樣周期。 SP，基于為RFID標(biāo)簽預(yù)設(shè)的響應(yīng)時(shí)間的最小值T1'MIN和最大值T1'MAX的時(shí)間， 已經(jīng)被加到時(shí)間窗口 TW中。更具體地，等于響應(yīng)時(shí)間的最大和最小值T1' MAX和Tl' MIN 之間的差的時(shí)間，被加到時(shí)間窗口 TW中。
因此，時(shí)間窗口 TW1如下給出，如果圖3A中所示的前同步碼數(shù)據(jù)D1的低12位比 特(即N = 12)被用作識(shí)別數(shù)據(jù)Pl，則
TW1 = 0. 5TX 12+ (Tl， MAX-T1， MIN) 在圖4A中所示的前同步碼數(shù)據(jù)D2的低18位比特(即，N = 18)被用作識(shí)別數(shù)據(jù) P2的情況下的時(shí)間窗口 TW2如下給出
TW1 = 0. 5TX 18+ (Tl， MAX-T1， MIN) 時(shí)間窗口 TW不需要絕對(duì)符合等式(3)。其可比等式(3)中定義的大。然而，如果 其過大，則將噪聲檢測(cè)為前同步碼數(shù)據(jù)的可能性會(huì)增加。因此多于必要的擴(kuò)展是不期望的。
在RFID詢問器裝置已經(jīng)傳輸了詢問命令后，經(jīng)過時(shí)間T1和時(shí)間11的總和時(shí)，開 啟時(shí)間窗口TW。時(shí)間T1是裝置為了從RFID標(biāo)簽接收前同步碼數(shù)據(jù)而需要的時(shí)間。時(shí)間tl 通過將采樣周期0.5T乘以前同步碼數(shù)據(jù)比特的數(shù)目和前同步碼識(shí)別數(shù)據(jù)比特的數(shù)目(N) 之間的差而被獲得。如果前同步碼數(shù)據(jù)包含20比特，則時(shí)間tl為
tl = (20-N) XO. 5T RFID詢問器裝置檢測(cè)到前同步碼數(shù)據(jù)的時(shí)間是時(shí)間(Tl+tl)和時(shí)間窗口 TW的總 和。即，裝置在其已經(jīng)傳輸了詢問命令后經(jīng)過(Tl+tl+TW)時(shí)，檢測(cè)到前同步碼數(shù)據(jù)。
在時(shí)間段A中，RFID詢問器裝置在傳輸了詢問命令后經(jīng)過(Tl+tl+TW)時(shí)，檢測(cè)到 來自RFID標(biāo)簽的前同步碼數(shù)據(jù)，然后輸出前同步碼檢測(cè)信號(hào)至控制部1。在時(shí)間段B中，來 自多個(gè)RFID標(biāo)簽的信號(hào)相互沖突，從而生成噪聲，并且在時(shí)間窗口 TW中確定前同步碼數(shù)據(jù) 是錯(cuò)誤的。 在如上所述配置的RFID詢問器裝置中，控制部1輸入詢問命令至傳輸部2。傳輸 部2經(jīng)由環(huán)行器6和低通濾波器7供應(yīng)詢問命令至天線8。天線8傳輸詢問命令。在控制 部1輸入詢問命令的時(shí)間和天線8傳輸詢問命令的時(shí)間之間存在時(shí)間延遲TD1。
如果在此時(shí)萬(wàn)一有任何RFID標(biāo)簽響應(yīng)了 RFID詢問器裝置，則其接收來自RFID詢 問器裝置的詢問命令。在經(jīng)過時(shí)間Tl'后，RFID標(biāo)簽傳輸響應(yīng)數(shù)據(jù)至RFID詢問器裝置。
當(dāng)RFID詢問器裝置在天線8處從RFID標(biāo)簽接收到響應(yīng)數(shù)據(jù)時(shí)，接收部3經(jīng)由低 通濾波器7和環(huán)行器6接收響應(yīng)數(shù)據(jù)。在接收部3中，響應(yīng)數(shù)據(jù)被輸入到第一和第二混頻 器31禾口 32。 第一混頻器31輸出I信號(hào)。I信號(hào)經(jīng)由低通濾波器33被供應(yīng)到二進(jìn)制編碼電路
35。 二進(jìn)制編碼電路35將I信號(hào)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制I信號(hào)。二進(jìn)制I信號(hào)被輸入到同步時(shí)鐘 發(fā)生部411、前同步碼檢測(cè)部413、解碼部414和響應(yīng)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢測(cè)部415，所有這些都專用 于I信號(hào)。 第二混頻器32輸出Q信號(hào)。Q信號(hào)經(jīng)由低通濾波器34被供應(yīng)到二進(jìn)制編碼電路
36。 二進(jìn)制編碼電路36將Q信號(hào)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制Q信號(hào)。二進(jìn)制Q信號(hào)被輸入到同步時(shí)鐘 發(fā)生部421、前同步碼檢測(cè)部423、解碼部424和響應(yīng)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢測(cè)部425，所有這些都專用 于Q信號(hào)。 專用于I信號(hào)的前同步碼檢測(cè)部413檢測(cè)添加到響應(yīng)數(shù)據(jù)的頭部的前同步碼數(shù) 據(jù)，其中的響應(yīng)數(shù)據(jù)是在由專用于I信號(hào)的時(shí)間窗口設(shè)置部412設(shè)置的時(shí)間窗口 TW內(nèi)被接 收的。然后，前同步碼檢測(cè)部413將由此檢測(cè)到的前同步碼數(shù)據(jù)與已經(jīng)存儲(chǔ)的前同步碼識(shí) 別數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。
專用于Q信號(hào)的前同步碼檢測(cè)部423檢測(cè)添加到響應(yīng)數(shù)據(jù)的頭部的前同步碼數(shù) 據(jù)，其中的響應(yīng)數(shù)據(jù)是在由專用于Q信號(hào)的時(shí)間窗口設(shè)置部422設(shè)置的時(shí)間窗口 TW內(nèi)被接 收的。然后，前同步碼檢測(cè)部423將由此檢測(cè)到的前同步碼數(shù)據(jù)與已經(jīng)存儲(chǔ)的前同步碼識(shí) 別數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。 時(shí)間窗口 TW在RFID詢問器裝置結(jié)束傳輸詢問命令至RFID標(biāo)簽時(shí)開始，并且在此 后經(jīng)過時(shí)間段(Tl+tl)時(shí)結(jié)束。如果前同步碼識(shí)別數(shù)據(jù)由前同步碼數(shù)據(jù)的低12位比特組 成，則添加到接收到的響應(yīng)數(shù)據(jù)的前同步碼數(shù)據(jù)的低12位比特將落在時(shí)間窗口 TW內(nèi)。
將存在于時(shí)間窗口 TW中的數(shù)據(jù)與前同步碼識(shí)別數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。如果從RFID標(biāo)簽 接收到的響應(yīng)數(shù)據(jù)是正確的數(shù)據(jù)，則在時(shí)間窗口 Tw內(nèi)的數(shù)據(jù)將與前同步碼識(shí)別數(shù)據(jù)相同。 在這種情況下，RFID詢問器裝置確定已經(jīng)從RFID標(biāo)簽接收到響應(yīng)數(shù)據(jù)。
然而，如果從RFID標(biāo)簽接收到的響應(yīng)數(shù)據(jù)包含噪聲并且因此是不正確的數(shù)據(jù)，則 時(shí)間窗口 TW內(nèi)的數(shù)據(jù)會(huì)以很高的概率不與前同步碼識(shí)別數(shù)據(jù)相同。在這種情況下，RFID詢 問器裝置不做出如下確定已經(jīng)從RFID標(biāo)簽接收到響應(yīng)數(shù)據(jù)。 因此可在本實(shí)施例中防止由于噪聲而引起的前同步碼數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤檢測(cè)。這可提高
識(shí)別RFID標(biāo)簽的準(zhǔn)確度。(第二實(shí)施例) 將說明本發(fā)明的第二實(shí)施例，其中，在第一實(shí)施例中使用的接收數(shù)據(jù)處理部4以 軟件的形式被包含，并且執(zhí)行程序來確定是否存在前同步碼數(shù)據(jù)。除了接收數(shù)據(jù)處理部4 被包含在控制部l中，第二實(shí)施例與第一實(shí)施例相同。因此，并未附上第二實(shí)施例的框圖， 并且將不對(duì)第二實(shí)施例的配置進(jìn)行說明。 控制部1執(zhí)行程序，從而檢測(cè)前同步碼，如圖6的流程圖中所示。首先，控制部1 在步驟S1中設(shè)置計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值n為"l"。然后，計(jì)時(shí)器在步驟S2中開始測(cè)量時(shí)間T。在 步驟S3中，控制部1確定是否T《(Tl+tl+TW)。 如果T《(Tl+tl+TW)，則在步驟S4中控制部1將接收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。 在步驟S5中，控制部1確定存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)是否與預(yù)設(shè)的前同步碼識(shí)別數(shù)據(jù)相同。
如果數(shù)據(jù)不與預(yù)設(shè)的前同步碼識(shí)別數(shù)據(jù)相同，則處理返回到步驟S3。此后，步驟 S3至S5被重復(fù)。 控制部1可在步驟S5中確定存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)是否與預(yù)設(shè)的前同步碼識(shí)別數(shù)據(jù)相 同。如果情況是這樣，則控制部1在步驟S6中確定是否T > (Tl+tl)。
如果在步驟S6中T^ (Tl+tl)，則控制部l確定在時(shí)間窗口TW內(nèi)數(shù)據(jù)與前同步碼 識(shí)別數(shù)據(jù)相同，然后終止檢測(cè)前同多碼的處理。換言之，發(fā)現(xiàn)接收到的數(shù)據(jù)包含來自RFID 標(biāo)簽的前同步碼數(shù)據(jù)。控制部l然后執(zhí)行獲取跟隨在前同步碼數(shù)據(jù)后的響應(yīng)數(shù)據(jù)的處理。 此處將不對(duì)該處理進(jìn)行解釋。 即使發(fā)現(xiàn)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)與前同步碼識(shí)別數(shù)據(jù)相同，控制部1也會(huì)確定還沒有檢 測(cè)到前同步碼數(shù)據(jù)，除非T^ (Tl+tl)。 S卩，控制部l確定數(shù)據(jù)在時(shí)間窗口TW外部，并且不 將該數(shù)據(jù)識(shí)別為前同步碼數(shù)據(jù)。處理然后返回到步驟S3。 如果由計(jì)時(shí)器測(cè)量的時(shí)間T增加到超過(Tl+tl+TW)而同時(shí)沒有前同步碼數(shù)據(jù)被 檢測(cè)到，則控制部1確定還沒有檢測(cè)到前同步碼數(shù)據(jù)。在這種情況下，控制部1在步驟S7 中確定計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值n是否達(dá)到了預(yù)定值N。除非n = N，否則控制部1在步驟S8中將計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值n增加l。然后，在步驟S9中，控制電路1重置計(jì)時(shí)器中的時(shí)間T。處理然 后返回到步驟S2。步驟S2至S5和步驟S6被重復(fù)。 即使計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值n達(dá)到了值N，也可能沒有檢測(cè)到前同步碼數(shù)據(jù)。在這種情況 下，控制部1確定不存在前同步碼數(shù)據(jù)要檢測(cè)，并且終止檢測(cè)前同步碼的處理。
為了也通過使用軟件來檢測(cè)前同步碼數(shù)據(jù)，設(shè)置時(shí)問窗口 TW，并確定存儲(chǔ)器中的 數(shù)據(jù)是否與時(shí)問窗口 TW內(nèi)的前同步碼識(shí)別數(shù)據(jù)相同。因此，如果接收信號(hào)不是來自RFID標(biāo) 簽的正確的響應(yīng)數(shù)據(jù)，而是包含噪聲的數(shù)據(jù)，則會(huì)以很高的概率沒有檢測(cè)到前同步碼數(shù)據(jù)。 因此能夠防止由于噪聲而引起的前同步碼的錯(cuò)誤檢測(cè)。這可提高識(shí)別RFID標(biāo)簽的精確度。
為了檢測(cè)前同步碼數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)是否與時(shí)間窗口 TW內(nèi)的前同步碼識(shí)別 數(shù)據(jù)相同，并不僅僅只進(jìn)行一次確定，而是進(jìn)行若干次確定。因此，即使由于來自RFID標(biāo)簽 的響應(yīng)數(shù)據(jù)包含暫時(shí)的噪聲而沒有檢測(cè)到前同步碼，也能夠最終檢測(cè)到前同步碼。這樣， RFID詢問器裝置能夠可靠地接收從RFID標(biāo)簽傳輸?shù)捻憫?yīng)數(shù)據(jù)。 在上述實(shí)施例中，傳輸部2和接收數(shù)據(jù)處理部4是彼此獨(dú)立工作的組件。然而，可
將接收數(shù)據(jù)處理部4包含到傳輸部2中，以便可以提供更大的傳輸部。 本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員將會(huì)很容易發(fā)現(xiàn)本發(fā)明另外的優(yōu)點(diǎn)和改型。因此，本發(fā)明
在其最寬的方面中不限于本文所示出和描述的具體細(xì)節(jié)和代表性實(shí)施例。因此，可以做出
各種改型而不會(huì)脫離如所附權(quán)利要求及其等效物定義的一般性發(fā)明概念的精神或范圍。
權(quán)利要求
一種RFID詢問器裝置的無(wú)線電通信方法，所述RFID詢問器裝置對(duì)RFID標(biāo)簽傳輸詢問數(shù)據(jù)，在經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后接收來自所述RFID標(biāo)簽的響應(yīng)數(shù)據(jù)，其特征在于，所述RFID詢問器裝置在接收前同步碼數(shù)據(jù)的規(guī)定的低位比特時(shí)設(shè)置時(shí)間窗口，所述前同步碼數(shù)據(jù)添加到來自所述RFID標(biāo)簽的響應(yīng)數(shù)據(jù)的頭部；將所述前同步碼數(shù)據(jù)的規(guī)定的低位比特作為前同步碼識(shí)別數(shù)據(jù)；以及將在所述時(shí)間窗口內(nèi)接收到的數(shù)據(jù)與所述前同步碼識(shí)別數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而確定接收到的數(shù)據(jù)是否是來自所述RFID標(biāo)簽的所述前同步碼數(shù)據(jù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的RFID詢問器裝置的無(wú)線電通信方法，其特征在于，所述時(shí)間窗 口將以下時(shí)間作為所述時(shí)間窗口的開始時(shí)即，在從對(duì)所述RFID標(biāo)簽已經(jīng)傳輸詢問數(shù)據(jù)后 直到接收來自所述RFID標(biāo)簽的前同步碼數(shù)據(jù)為止所經(jīng)過的時(shí)間上，加上將采樣周期乘以 所述前同步碼數(shù)據(jù)比特的數(shù)目和所述前同步碼識(shí)別數(shù)據(jù)比特的數(shù)目之間的差值而獲得的 時(shí)間。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的RFID詢問器裝置的無(wú)線電通信方法，其特征在于，所述時(shí) 間窗口基于所述前同步碼識(shí)別數(shù)據(jù)比特的數(shù)目和采樣周期。
4. 如權(quán)利要求3所述的RFID詢問器裝置的無(wú)線電通信方法，其特征在于，在所述時(shí) 間窗口上附加等于預(yù)定的來自所述RFID標(biāo)簽的響應(yīng)時(shí)間的最大值和最小值之間的差的時(shí) 間。
全文摘要
一種RFID詢問器裝置的無(wú)線電通信方法，所述RFID詢問器裝置對(duì)RFID標(biāo)簽傳輸詢問數(shù)據(jù)，在經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后接收來自所述RFID標(biāo)簽的響應(yīng)數(shù)據(jù)，其特征在于，所述RFID詢問器裝置在接收前同步碼數(shù)據(jù)的規(guī)定的低位比特時(shí)設(shè)置時(shí)間窗口，所述前同步碼數(shù)據(jù)添加到來自所述RFID標(biāo)簽的響應(yīng)數(shù)據(jù)的頭部；將所述前同步碼數(shù)據(jù)的規(guī)定的低位比特作為前同步碼識(shí)別數(shù)據(jù)；以及將在所述時(shí)間窗口內(nèi)接收到的數(shù)據(jù)與所述前同步碼識(shí)別數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而確定接收到的數(shù)據(jù)是否是來自所述RFID標(biāo)簽的所述前同步碼數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G06K7/00GK101706866SQ200910262218
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2007年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月31日
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