專利名稱：具有信號消除器的射頻識別讀取器及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及射頻識別("RFID")電路領(lǐng)域以及方法的領(lǐng)域，并 且更具體地涉及用于具有一個精確感測電路以及一個信號消除器的 RFID讀取器的一種方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
射頻識別系統(tǒng)("RFID")用于廣泛的應(yīng)用中，并且為人員或物 體的跟蹤、識別以及驗證提供了便捷的機制。 一個RFID系統(tǒng)典型地 包括配置在一個設(shè)施中的多個選定位置上的一個或多個讀取器(通常 被稱為詢問器)。讀取器典型地被配置在所希望的位置上，以便控制 或接收關(guān)于帶有RFID標(biāo)簽(通常也被稱為標(biāo)志器或應(yīng)答器)或與其 相關(guān)聯(lián)的物體或人員的信息。例如，可以將讀取器配置為覆蓋入口和 出口、存貨控制點、交易終端以及類似的位置。每個讀取器能夠從多 個RFID標(biāo)簽接收信息，而每個標(biāo)簽典型地與一個物體或人員相關(guān)聯(lián)。 一個標(biāo)簽可以貼附于或嵌入與其關(guān)聯(lián)的一個物體中、或是給予某人的 證章、卡片或標(biāo)識的一部分。在該標(biāo)簽與讀取器之間傳遞的信號允許 該讀取器感測與該標(biāo)簽有關(guān)的信息。這種信息可以包括例如認(rèn)證或識 別信息，或者可以包括指令，例如有待在帶有該標(biāo)簽的物體上進行的 過程或運作的序列。
每個標(biāo)簽可以包括無線傳送到該讀取器的存儲的信息。標(biāo)簽攜帶 的信息典型地是在內(nèi)裝存儲器中，例如只讀存儲器("ROM")或非 易失性可編程存儲器，如電可擦除可編程只讀存儲器("EEPROM")， 并且信息量的范圍可在從一個比特到幾千比特或更多。單比特標(biāo)簽典 型地用作監(jiān)視裝置，例如防盜標(biāo)簽。數(shù)量達(dá)到幾個比特或幾十比特的 信息可以用作標(biāo)識符，例如該信息在證章或智能卡中可見到，而數(shù)量達(dá)上千比特的信息量可以包括一種便攜式數(shù)據(jù)文件，它用于識別、通 信或控制。例如，該讀取器可以從一個標(biāo)簽提取信息并將這種信息用 于識別、或者可以存儲或傳送該信息到一個責(zé)任方?？商娲兀?一個 數(shù)據(jù)文件可以包括一組指令，這可對過程或動作進行初始化或控制， 而不必借助于存儲在其他位置的信息或者與其相互協(xié)作。
一個標(biāo)簽典型地包括一個無線通信裝置，例如一個發(fā)射器或應(yīng)答 器，該無線通信裝置能夠?qū)⑺鎯Φ男畔o線傳輸?shù)皆撟x取器。該標(biāo) 簽可以獨立地或者響應(yīng)于從該讀取器接收的信號(例如一個詢問信 號)而傳輸信息。有源標(biāo)簽和無源標(biāo)簽在本領(lǐng)域都是公知的。 一個有 源標(biāo)簽具有內(nèi)裝電源，而無源標(biāo)簽可以在沒有內(nèi)部電源的情況下工 作，并且從該讀取器生成的場中獲取其運行功率。無源標(biāo)簽比有源標(biāo) 簽輕便得多并且更廉價，并且可以提供實際上無限的工作壽命。然而， 無源標(biāo)簽比起有源標(biāo)簽典型地具有更短的讀取范圍并且要求一個功 率較高的讀取器。無源標(biāo)簽還受限于它們存儲數(shù)據(jù)的容量以及它們在 電磁噪音環(huán)境中良好工作的能力。
一個無源標(biāo)簽典型地包括存儲器，該存儲器可以是只讀存儲器
("ROM")、非易失性可編程存儲器，如電可擦寫可編程只讀存儲 器("EEPROM")、或隨機存取存儲器("RAM")，這取決于對該 標(biāo)簽進行的用途。由一個無源標(biāo)簽所使用的可編程存儲器應(yīng)為非易失 性的，這樣在標(biāo)簽處于斷電狀態(tài)時數(shù)據(jù)不會丟失。當(dāng)標(biāo)簽不與讀取器 主動通信時，該標(biāo)簽處于斷電狀態(tài)。
無源RFID標(biāo)簽的一個常用的實施方式包括用于對從讀取器接 收并發(fā)送給讀取器的信號進行處理的模擬或數(shù)字電路，以及用于，例 如，通過電磁耦合同一個可兼容的讀取器進行通信的天線。該天線也 可以稱為線閨。通過電萬茲耦合進行的通信典型地涉及將數(shù)據(jù)疊加在一 個有節(jié)奏地變化的場或載波上，即利用該數(shù)據(jù)來對這種載波進行調(diào)
制。該栽波可適當(dāng)?shù)厥且环N正弦波。
為了從通過電磁耦合進行通信的一個無源標(biāo)簽或應(yīng)答器接收數(shù) 據(jù)，讀取器生成一個磁場，這典型地是采用電磁耦合到該應(yīng)答器天線的一個讀取器天線來進行。這種磁場在應(yīng)答器天線中感應(yīng)出一個電 壓，由此對應(yīng)答器供電。通過改變該發(fā)射場的一個參數(shù)可適當(dāng)?shù)貙?shù) 據(jù)發(fā)射到讀取器。這種參數(shù)可以是幅值、頻率或相位。
該無源標(biāo)簽通過改變該發(fā)射場上的負(fù)栽與該讀取器進行通信。負(fù) 載變化可以適當(dāng)?shù)赜绊戇@種場的幅值或相位。這種場的這些變化由該 讀取器天線感測，該天線響應(yīng)于這種場而生成一個調(diào)制的電流。隊該
電流進行分析(如被解調(diào))以便提取數(shù)據(jù)，之后，在由特定的RFID 系統(tǒng)設(shè)計所調(diào)用的方式中對該數(shù)據(jù)進行使用。
典型的現(xiàn)有技術(shù)讀取器利用 一個單一天線來生成電磁場 ("EM")，以發(fā)射數(shù)據(jù)并從該RFID應(yīng)答器("標(biāo)簽")接收數(shù)據(jù)。 如果使用一個單一天線，它必須恰當(dāng)?shù)卣{(diào)諧到工作頻率上。當(dāng)使用一 個單一天線或線圈用于RF信號的發(fā)射和接收時，這里出現(xiàn)了在RFID 讀取器的發(fā)射部分和接收部分之間的實質(zhì)性干擾的潛在可能性。甚至 在使用分離的發(fā)射和接收天線時，由于發(fā)射天線所引起的飽和，這里 出現(xiàn)了在RFID讀取器發(fā)射部分和接收部分之間的實質(zhì)性干擾的潛在 可能性。
因此，存在著對于一種系統(tǒng)和方法的需要，該系統(tǒng)和方法提供了 具有一個精確感測電路的RFID讀取器。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個方面，本發(fā)明提供了一種方法，該方法生成用于隔離一 個RFID讀取器的發(fā)射部分和接收部分的一種消除信號，該方法包括 從一個廣播發(fā)射信號生成一個本地參考信號、從一個遠(yuǎn)程裝置接收一 個接收信號、確定至少一個信號校正因數(shù)(例如， 一個幅值校正因數(shù))， 并且通過將該至少一個校正因數(shù)應(yīng)用到該本地參考信號來生成該消 除信號。該方法可以進一步包括將該消除信號與接收信號合并以使該 接收信號上的干擾和噪聲最小化或?qū)⑵涞窒簟?br> 根據(jù)另一個方面，本發(fā)明提供一個信號消除器，它包括被配置為 提供一個本地參考信號的一個信號拾取器、被配置為提供一個信號校正因數(shù)的至少一個信號校正器、被配置為通過將該至少一個信號校正 因數(shù)應(yīng)用到該本地參考信號上來控制一個消除信號的生成的一個信 號處理器、以及被配置為探測一個接收信號并將該接收信號的多個信 號參數(shù)提供給該信號處理器的一個檢測器。該信號消除器可以進一步 包括一個信號加法器，該加法器被配置為將該消除信號與該接收信號 合并。
根據(jù)另 一個方面，本發(fā)明提供了在通信系統(tǒng)中的 一種RFID讀取 器，該讀取器具有被配置為輸出一個廣播發(fā)射信號的一個發(fā)射部分、 被配置為接收一個接收信號的一個接收部分、以及一個信號消除器， 該信號消除器包括被配置為從一個廣播發(fā)射信號提供一個本地參考 信號的一個信號拾取器、被配置為提供一個信號校正因數(shù)的至少一個 信號校正器、被配置為通過將該至少 一個信號校正因數(shù)應(yīng)用到該本地 參考信號上來控制消除信號的生成的一個信號處理器、被配置以檢測 接收信號并將該接收信號的多個信號參數(shù)提供給該信號處理器的一 個檢測器。該RFID讀取器可以進一步包括被配置為將該消除信號與 該接收信號合并的一個信號加法器。


通過參見以下詳細(xì)說明并結(jié)合附圖進行考慮并將會更易于得到 對本發(fā)明及其附隨的優(yōu)點和特點的更加全面的理解，在附圖中類似的 附圖標(biāo)記指代類似的元件，并且在附圖中
圖l是根據(jù)本發(fā)明的原理所構(gòu)造的一個通信系統(tǒng)的框圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的原理所構(gòu)造的圖1中的通信系統(tǒng)的不同方面 的框圖3是根據(jù)本發(fā)明的原理所構(gòu)建的一個RFID讀取器的框圖；以
及
圖4是根據(jù)本發(fā)明的原理的 一 個信號消除器過程的流程圖。
具體實施方式
現(xiàn)在參見附圖，其中相同的附圖標(biāo)記指代類似的元件，在圖1
中示出了根據(jù)本發(fā)明的原理所構(gòu)造的 一 個示例性通信系統(tǒng)的圖并 且總體上標(biāo)為"10"。 通信系統(tǒng)IO提供在此所說明的實施方案之一電 子識別系統(tǒng)。進一步地，所說明的通信系統(tǒng)IO被配置為用于以下詳 細(xì)說明的背散射通信。其他通信協(xié)議可以用于其他實施方案。
所描述的通信系統(tǒng)10包括至少一個電子無線遠(yuǎn)程通信裝置16 和一個讀取器12。射頻通信可以發(fā)生在遠(yuǎn)程通信裝置16和讀取器12 之間，以便作為示例性應(yīng)用而用于識別系統(tǒng)和產(chǎn)品監(jiān)測系統(tǒng)中。
在此所說明的這些實施方案中，多個裝置16包括多個射頻識別 ("RFID")裝置。多個無線遠(yuǎn)程通信裝置16典型地與讀取器12進 行通信，但只有一個這樣的裝置16示于圖1中。
盡管多個通信裝置16可以用在通信系統(tǒng)10中，但在多個裝置 16本身之間典型地不存在通信。相反，該多個通信裝置16與讀取器 12進行通信。多個通信裝置16可以用在與讀取器12相同的場中，即 在讀取器12的通信范圍內(nèi)。相似地，多個讀取器12能夠在這些裝置 16之一或多個的附近。
在一個實施方案中，遠(yuǎn)程通信裝置16被配置為利用一種無線媒 體與讀取器12進行接口連接。更明確地講，在所說明的實施方案中， 通信裝置16與讀取器12之間的通信是通過一個電磁連接(例如一種 RF連接，例如以微波頻率)進行。讀取器12被配置為輸出多個前向 連接無線通信信號15。進一步地，讀取器12可運行用于響應(yīng)于前向 連接通信信號15的輸出從多個裝置16接收多個返回連接無線通信信 號17 (例如一個應(yīng)答信號)。根據(jù)上述內(nèi)容，前向連接通信信號和返 回連接通信信號是無線信號，如射頻信號。其他形式的電磁通信信號， 如紅外信號、聲音信號、以及類似信號也是可能的。
讀取器單元12包括類似于在多個裝置16中所實施的至少一個天 線14以及發(fā)射和接收電路。天線14包括連接到讀取器12的一個發(fā) 射/接收天線。在一個替代實施方案中，讀取器12可以具有分離的多 個發(fā)射和接收天線。在運行中，讀取器12通過天線14發(fā)射一個前向連接通信信號 15，例如一個詢問命令信號。通信裝置16可運行以接收來到的前向 連接信號15。在接收信號15時，通信裝置16是可運行的以通過傳輸 響應(yīng)返回連接通信信號17 (例如，響應(yīng)應(yīng)答信號)來進行回應(yīng)。以下 將更詳細(xì)地說明系統(tǒng)10的通信。
在一個實施方案中，利用唯一地識別或標(biāo)識正在進行發(fā)射的特定 裝置16的信息對響應(yīng)返回連接通信信號17 (例如響應(yīng)性應(yīng)答信號) 進行編碼，以便識別與通信裝置16相關(guān)聯(lián)的任何物體、動物或人員。 多個通信裝置16可以是附裝到物體或人員上的多個RFID標(biāo)簽，其 中利用與被附裝的物體或人員相關(guān)的信息對每個標(biāo)簽進行編程。該信 息可采取多種形式并且根據(jù)該信息所要滿足的需求可以是更加詳細(xì) 的或簡略的。例如，該信息可以包括商品識別信息，例如一個通用產(chǎn) 品代碼。 一個標(biāo)簽可以包括對于已經(jīng)授予該標(biāo)簽一個授權(quán)人員的識別 信息和保安許可信息。為了唯一地識別一個相關(guān)聯(lián)的物體或人員，一 個標(biāo)簽也可以具有一個唯一的序列號?？商娲?， 一個標(biāo)簽可以包括 與 一個物體或人相關(guān)的更詳細(xì)的信息，例如該物體或人的完整說明。
作為更進一步的示例性替代方案， 一個標(biāo)簽可以存儲一個單一比特， 以便在一個特定的讀取器處通過檢測一個物體或人員來提供進入和 離開的防盜控制或筒單跟蹤，而不必專門識別該物體或人員。
更確切地講，遠(yuǎn)程裝置16被配置為響應(yīng)于接收前向連接無線通 信15而在應(yīng)答連接通信17之內(nèi)輸出一個識別信號。讀取器12被配 置為在該應(yīng)答連接通信信號17 (例如返回信號)之內(nèi)接收并識別出該 識別信號。該識別信號可以被用于識別具體的發(fā)射通信裝置16。
參見圖2來解釋讀取器12的一個示例性實施方案。在本實施方 案中，用于合成射頻("RF，)信號(例如詢問RF信號)的無線信號 源102將一個RF信號輸出到一個讀取器的接收發(fā)送才幾100，該讀取 器總體上標(biāo)識為12。來自源102的詢問RF信號具有一個適合的頻率， 例如915MHz。當(dāng)無線信號源102通電時，接收發(fā)送才幾IOO將該詢問 RF信號(典型地，在利用一個信息信號調(diào)制該RF信號之后)通過天線14發(fā)射到一個通信裝置16上的一個適合的天線18上(例如一個 雙極天線)。通信裝置16與一個物體(未示出)相關(guān)聯(lián)并用于識別 該物體。
讀取器12可以進一步包括一個信號處理模塊104,該模塊可配 置為處理從通信裝置16接收的調(diào)制信號，這些調(diào)制信號由天線14接 收并傳遞給接收發(fā)送機100。信號處理模塊104可以包括一個消除模 塊200，該模塊被配置為生成一個消除信號以使一個反射的接收信號 的干擾和/或噪聲最小化或"置零"，如參見圖3進行的更詳細(xì)的說明。 在一個實施方案中，信號處理模塊104產(chǎn)生一個序列中的信號，該序 列具有識別通信裝置16的只讀存儲器("ROM" ) 122中1和0模式 的一種模式。例如，該接收并經(jīng)過處理的序列可以在讀取器12中與 一個希望的序列進行比較以確定被識別的物體是否正在被該讀取器 查找。
繼續(xù)參見圖2，對遠(yuǎn)程通信裝置16的一個實施方案進行解釋。 所說明的通信裝置16包括具有以下說明的接收器/發(fā)射器的一個調(diào)制 器120以及一個數(shù)據(jù)源，例如ROM 122，該數(shù)據(jù)源以一種單個的模 式提供二進制1和二進制0的序列來識別該物體。在本實施方案中， ROM 122中的二進制"l"使調(diào)制器120生成一個第一多個信號周期， 并且該只讀存儲器122中的二進制"0"使調(diào)制器120生成不同于該第 一多個信號的一個第二多個信號周期。這些多個信號周期由調(diào)制器 120按順序生成以表示識別該物體的二進制1和二進制0模式被引入 到雙極天線18，用于在讀取器12傳輸?shù)教炀€14。在另一個實施方案 中，通信裝置16可以具有分離的接收天線和發(fā)射天線。
通信裝置16可以進一步包括連接到調(diào)制器120的一個可任選電 源(未示出)以便為調(diào)制器120提供運行功率。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性RFID讀取器12的前端部， 該前端部可以合適地用作圖l和2的讀取器12。應(yīng)該注意到，圖3所 示的讀取器12是用于本發(fā)明的一個典型RFID詢問系統(tǒng)的一個示例 性讀取器12，并且此處公開的本發(fā)明并不限于RFID讀取器12的具體設(shè)計或類型。讀取器12包括一個消除模塊200、 一個RF源102， 該RF源經(jīng)由一個發(fā)射部分/路徑為天線14提供一個廣播發(fā)射信號， 也稱為詢問信號，例如一個RF無線連續(xù)波信號。該發(fā)射部分/路徑可 以包括功率放大器210、信號拾取部件208、可任選的循環(huán)器206以 及帶通濾波器204。
當(dāng)讀取器12的天線14被配置成一個接收發(fā)送機(即單體天線) 時，這就是在此使用單一天線即發(fā)射也接收通信信號(例如射頻信 號)，讀取器12的發(fā)射部分的信號和讀取器12的接收部分的信號之 間千擾的潛在可能性就非常高。在本實施方案中，天線14遍及一個 詢問區(qū)發(fā)出或廣播電磁射頻詢問信號以建立一個電磁場。由天線14 生成的電磁場可以恒定地存在于具有一個或多個遠(yuǎn)程通信裝置16的 情況中。如果不需要連續(xù)的詢問，電磁場可以間歇地被激活。由天線 14建立的詢問信號的電磁場激勵來自被詢問的遠(yuǎn)程通信裝置16的響 應(yīng)。進一步地，由天線14發(fā)出的RF能量的一部分被反射回到讀取器 12內(nèi)的接收模塊或天線14的接收發(fā)送機模塊上(或者在配置了分離 的發(fā)射和接收天線時的可任選的天線228的接收模塊)。這樣，在天 線14，檢測到從遠(yuǎn)程通信裝置16反射回的RF能量的一個累積幅值。
在另一個實施方案中，分離天線可以用于該發(fā)射部分/路徑中以 及該接收部分/路徑中，例如分別為天線14和228。甚至當(dāng)分離的天 線用于發(fā)射RF信號時，經(jīng)由發(fā)射天線14的RF信號廣播可以使接收 部分(例如天線228)的前端部達(dá)到飽和，以使得接收部分不再敏感， 并由此降低讀取器12與遠(yuǎn)程通信裝置16的無線通信的質(zhì)量。
可任選的循環(huán)器206是本領(lǐng)域所熟知的類型，并且它協(xié)助指引到 達(dá)和來自天線14的發(fā)射和接收的RF信號。更具體地，循環(huán)器206 將分離發(fā)射的和接收的RF信號，這提供了讀取器12的發(fā)射部分/路 徑和接收部分/路徑之間的一定程度的隔離。然而，由于非理想化的環(huán) 境，發(fā)射信號的一部分泄露或流入讀取器12的接收部分/路徑。在天 線14用于發(fā)射并接收通信信號的一個實施方案中，可任選的循環(huán)器 206被配置為基于信號傳播方向而將信號分離。盡管將可任選的循環(huán)器206顯示為與信號拾取部件208相分離，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識 到它可以整合到一個單一部件或模塊中并成為信號消除模塊200的一 部分。
在另 一個實施方案中， 一個可任選的切換器224可以用于將一個 可任選的天線228連接到讀取器12。切換器224提供將天線228所接 收的信號引導(dǎo)到消除模塊200用于處理和誤差校正。此外， 一個可任 選的帶通濾波器226被耦合到天線228上以濾除或消除由天線228接 收的信號上的帶外噪聲。
如圖3所示，提供了一個信號消除模塊200以改進讀取器12的 發(fā)射部分/路徑和接收部分/路徑之間的隔離。消除模塊200包括一個 信號拾取器208，例如一個耦合器、分裂器或其他類似裝置，該拾取 器被定位于可任選的循環(huán)器206和功率放大器210之間。在通信運作 過程中，信號拾取器208將廣播發(fā)射信號從功率放大器210傳遞到可 任選的循環(huán)器206和發(fā)射天線14上。信號拾取器208還將廣播發(fā)射 信號(例如本地參考信號)的一部分傳遞到衰減/增益部件212。本地 參考信號可以在讀取器12的接收部分上被用作一個消除信號的一部 分，例如調(diào)整的本地參考信號，其中隊一個或多個信號特性(例如本 地參考信號的幅值和相位)進行了調(diào)整。
衰減/增益部件212被配置為對一個信號特征(例如該本地參考 信號的幅值)進行調(diào)整以生成一個消除信號，例如一個經(jīng)調(diào)整的本地 參考信號。換言之，衰減/增益部件212提供了一個信號校正因數(shù)，例 如幅值校正因數(shù)，以用于生成信號消除器200的消除信號。在本實施 方案中，該衰減/增益部件212是降低本地參考信號的幅值或功率而沒 有明顯扭曲其波形的一個電子裝置。
此外，消除模塊200包括移相器214，該移相器提供對另一個信 號特征的調(diào)整，例如本地參考信號的相位，以便在消除信號和接收信 號在加法器220中合并時生成一個消除信號來消除該發(fā)射部分所反射 的發(fā)射信號的泄露信號。換言之，移相器214還提供一個信號校正因 數(shù)，例如一個相位校正因數(shù)，用于生成信號消除器200的消除信號。天線14處的接收或響應(yīng)的信號，例如調(diào)制的后向散射信號(也稱為 反射信號)可以穿過一個帶通濾波器("BPF") 204，該濾波器的功能 是濾除或消除接收信號上的帶外噪聲?？梢栽谘h(huán)器206和該信號加 法器220之間提供一個第二 BPF 222。該第二 BPF 222為反射的接收 信號提供進一步的過濾。加法器220的功能是將接收信號和消除信號 合并以消除、抵消反射的發(fā)射信號或使之最小化，并由此通過隔離讀 取器12的發(fā)射部分和接收部分來提高讀取器12的靈敏度?？梢詫⒓?法器220實現(xiàn)為一系列的RF裝置、 一個具有低損耗的定向耦合器、 一個具有低損耗的合成器、或類似RF裝置。此外，加法器220可以 是一個集成電路或一個電阻性安排。
消除器模塊200進一步包括檢測器電路218，該檢測電路位于加 法器220和信號處理器216 (例如數(shù)字信號處理器("DSP"))之間 的接收路徑中。檢測器電路218用于測量本地參考信號和反射的接收 信號的幅值和相位，并將此信息報告給信號處理器216進行處理。在 一個實施方案中，檢測器電路220是一個接收信號強度指示("RSSI") 檢測器，它被配置為測量接收到的無線信號的強度。信號處理器216 進而控制衰減/增益部件212和移相器214以調(diào)整消除信號(例如調(diào)整 本地參考信號)的增益和相位，以使反射的接收信號便最小化或"置 零"，同時維持來自遠(yuǎn)程通信裝置16的后向散射接收信號。
在一個實施方案中，信號處理器216可以執(zhí)行一種誤差最小化算 法以調(diào)整消除信號的增益和相位，該消除信號用于將不想要的反射的 接收信號最小化。該最小化算法可類似于最小均方("LMS")或信號 均衡法。眾所周知，LMS已知是利用最小操作(每次迭代)來使平方 殘差的期望值最小化，但是它需要大的迭代次數(shù)來收斂。在此情況中， 信號消除器可以采用一種"鎖相環(huán)路"("PLL，，)模式以降低或消除反 射的RF信號，同時維持來自通信裝置16的后向散射的接收信號。
例如，在從讀取器12發(fā)射的過程中，發(fā)射RF信號在信號拾取 部件208的端口處可以具有范圍在30至35dBm的信號強度，而反射 的RF信號可大致為20dBm。對反射的RF信號的幅值、頻率和相位進行測量并將其提供給信號處理器216，它用此數(shù)據(jù)來提供消除信號 以使反射的RF信號歸零或?qū)⑵涞窒?，同時維持從通信設(shè)備16接收的 后向散射接收信號。
在另一個實施方案中，可以通過使用一個信號延遲部件和一定量 的直接耦合將衰減/增益部件212和移相器214固定在設(shè)計中?？商娲?地，在制造時進行配置的一種可調(diào)設(shè)置可以被實施為對固定天線提供 反射的接收信號的充分校正或最小化，并且對可移動天線則到一個較 小的程度。
在一個實施方案中，可以在一個頻率混合器230的輸入端口處提 供矯正的和過濾的后向散射接收信號。頻率混合器230將一個頻率的 RF功率轉(zhuǎn)換成另一個頻率的功率。這允許接收的信號在RF頻率之外 的一個頻率上的放大。在此闡述的實施方案中，后向散射接收RF信 號和一個本地振蕩器("LO")信號是正弦的，并且混合器230的輸 出是這兩個輸入信號的和頻率以及差頻率。因此，混合器230的輸出 將是一個中間頻率("IF")。典型地，和頻或差頻是用一個濾波器來 濾除。[請?zhí)峁┹斎胝也ㄐ我约跋嚓P(guān)幅值和相位的至少 一個優(yōu)選的實 施方案/數(shù)值實例。此外，描繪在讀取器的接收部分中接收的波形和消 除模塊操作之后的結(jié)果信號的一個或多個圖示可能是有幫助的。
在一個實施方案中，由讀取器12發(fā)射和接收的信號以及由通信 裝置16發(fā)射和接收的信號是調(diào)制的擴展頻鐠信號，并且讀取器12發(fā) 送在某一中心頻率(例如2.44GHz)周圍擴展的一條命令。在讀取器 12發(fā)射該命令并且在期待響應(yīng)時，讀取器12切換到用于后向散射通 信的一個連續(xù)波("CW")模式。在該連續(xù)波模式中，讀取器12不發(fā) 射任何信息。相反，讀取器12發(fā)射一個射頻連續(xù)波信號。在所描述 的實施方案中，該連續(xù)波信號具有一個射頻2.44GHz載波信號。換言 之，讀取器12發(fā)射的連續(xù)波信號沒有被調(diào)制。在通信裝置16從讀取 器12接收前向連接通信后，通信裝置16處理該條命令。
如果通信裝置16在后向散射模式中工作，通信裝置16調(diào)制該連 續(xù)波信號，該信號而提供一個調(diào)制的連續(xù)波信號以傳輸響應(yīng)于前向通信信號15的接收的返回連接通信17。通信裝置16可以根據(jù)一個子載 波或調(diào)制信號來調(diào)制該連續(xù)波信號。由裝置16進行的調(diào)制包括該連 續(xù)波信號的選擇性反射。具體地，裝置16交替地反射或不反射來自 讀取器12的連續(xù)波信號以發(fā)送它的應(yīng)答?？商娲?，通信裝置16可 以在一個主動模式中進行通信。
從裝置16進行通信的該調(diào)制的連續(xù)波信號具有一個載波分量以 及由調(diào)制引起的圍繞該栽波分量的多個邊帶分量。更確切地說，從裝 置16輸出的調(diào)制連續(xù)波信號包括具有一個第一頻率(例如，2.44GHz) 的一個射頻連續(xù)波信號，也稱為一個載波分量，以及具有一個不同頻 率(例如，600kHz)的一個子栽波調(diào)制信號，并且它提供這些邊帶分 量。在本實施方案中，讀取器12利用接收天線228接收反射的和調(diào) 制的信號。
參見圖4的流程圖來討論讀取器12的消除模塊200的一個實施 方案的示例性運作模式。在步驟S402, —個信號拾取器208通過將廣 播發(fā)射信號的一部分傳遞到衰減/增益組件212來生成一個本地參考 信號。 一個接收天線228可被配置為從一個遠(yuǎn)程通信裝置16接收一 個調(diào)制的響應(yīng)信號(步驟S404)?；谒邮招盘柕膹姸然蚱湫盘柗?值，確定用于該本地參考信號的一個第一信號校正因數(shù)，例如一個幅 值校正因數(shù)(步驟S406)。此外，在步驟S408,根據(jù)來自遠(yuǎn)程通信 裝置16的接收信號的相位來確定一個第二信號校正因數(shù)，例如一個 相位校正因數(shù)。在步驟S410，將第一校正因數(shù)和第二校正因數(shù)應(yīng)用到 本地參考信號上以生成一個消除信號，該消除信號將與接收信號共享 一個載波頻率并且將近似地與接收信號的幅值相匹配。此外，可以確 定或計算相位校正因數(shù)以抵消與讀取器12的發(fā)射部分/路徑相關(guān)的接 收信號的反射部分，或使之最小化或"置零"，同時維持來自遠(yuǎn)程通信 裝置16的后向散射接收信號。因此， 一旦確定了消除信號的幅值和 相位，經(jīng)調(diào)整的消除信號和被調(diào)制的接收信號就由 一個加法器220合 并以使廣播發(fā)射信號的泄露最小化(步驟S412)。
本發(fā)明提供用于RFID讀取器的一種系統(tǒng)、裝置和方法，該讀取器具有一個精確感測電路以及一個信號消除器。
本發(fā)明可以由硬件、軟件或硬件與軟件的組合來實現(xiàn)。本發(fā)明的 方法和系統(tǒng)的一種實現(xiàn)方式可以在一個計算機系統(tǒng)中以集中式的形 式來實現(xiàn)或以不同元件分布在一些相互連接的計算機系統(tǒng)之間的分 布式的形式來實現(xiàn)。任何種類的計算機系統(tǒng)或被配置為用于執(zhí)行在此 所描述方法的其他設(shè)備均適合于實現(xiàn)在此所描述的這些功能。
本領(lǐng)域中熟練的技術(shù)人員將會理解，本發(fā)明不限于上面具體示出 和說明的內(nèi)容。此外，除非有相反的說明，應(yīng)注意到所有的附圖并未 按比例繪制。在不偏離本發(fā)明的范圍和精神的前提下，根據(jù)以上傳授 內(nèi)容可進行各種修改和變化，本發(fā)明的范圍和精神僅受到以下權(quán)利要 求的限制。
權(quán)利要求
1.在一個FRID讀取器中生成一個消除信號的一種方法，該方法包括從一個廣播發(fā)射信號生成一個本地參考信號；從一個遠(yuǎn)程裝置接收一個接收信號；確定至少一個信號校正因數(shù)；并且通過將該至少一個信號校正因數(shù)應(yīng)用到該本地參考信號上來生成該消除信號。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括將該校正信號與該接收 信號合并以使對該接收信號的干擾最小化。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該廣播發(fā)射信號是一個射頻 (RF)信號以及一個RF連續(xù)波信號之一。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該接收信號是一個調(diào)制的RF 信號與一個調(diào)制的RF連續(xù)波信號之一。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該至少一個信號校正因數(shù)是一 個幅值校正因數(shù)與 一個相位校正因數(shù)之一。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該至少一個信號校正因數(shù)包括 一個幅值校正因數(shù)以及一個相位校正因數(shù)。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中確定至少一個信號校正因數(shù)包 括測量該接收信號的幅值以及該接收信號的相位之一 。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中確定至少一個信號校正因數(shù)包括通過使用一個數(shù)字信號處理器執(zhí)行一個誤差最小化處理來確定一 個幅值校正因數(shù)和一個相位校正因數(shù)之一。
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中確定至少一個信號校正因數(shù)包 括利用 一個直接耦合部件來確定一個幅值校正因數(shù)。
10. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中確定至少一個信號校正因數(shù) 包括用 一個信號延遲線部件來確定一個相位校正因數(shù)。
11. 一種射頻識別(RFID)信號消除器，該信號消除器包括 一個信號拾取器，該信號拾取器被配置為提供一個本地參考信號；至少一個信號校正器，該至少一個信號校正器被配置為提供一個 信號校正因數(shù)；一個信號處理器，該信號處理器被配置為通過將該至少一個信號 校正因數(shù)應(yīng)用到該本地參考信號上來控制一個消除信號的生成；以及一個檢測器，該檢測器被配置為檢測一個接收信號并將該接收信 號的多個信號參數(shù)提供給該信號處理器。
12. 如權(quán)利要求11所述的信號消除器，進一步包括與該檢測器以 及該至少一個信號校正器進行通信的一個信號加法器，該信號加法器 被配置為將該消除信號與該反射的接收信號合并以使該接收信號上 的干擾最小化。
13. 如權(quán)利要求11所述的信號消除器，其中該信號拾取器是一個 定向耦合器以及一個信號分裂器之一。
14. 如權(quán)利要求11所述的信號消除器，其中該檢測器是一個接收 信號強度指示(RSSI)檢測器。
15. 如權(quán)利要求11所述的信號消除器，其中該信號加法器是一個 耦合裝置、 一個合并裝置以及一個電阻性安排電路之一。
16. —種RFID讀取器，該RFID讀取器包括 一個發(fā)射部分，該發(fā)射部分被配置為輸出一個廣播發(fā)射信號； 一個接收部分，該接收部分被配置為接收一個接收信號；以及 一個信號消除器，該信號消除器包括一個信號拾取器，該信號拾取器被配置為從該廣播發(fā)射信號提供 一個本地參考信號；至少一個信號校正器，該至少一個信號校正器被配置為提供用于 調(diào)整該本地參考信號的一個信號校正因數(shù)；一個信號處理器，該信號處理器被配置為通過將該至少一個信號 校正因數(shù)應(yīng)用到該本地參考信號上來控制一個消除信號的生成；以及一個檢測器，該檢測器被配置為檢測一個接收信號并且將該接收 信號的多個信號參數(shù)提供給該信號處理器。
17. 如權(quán)利要求16所述的RFID讀取器，其中該至少一個信號校 正器是一個衰減器，該衰減器被配置為提供用于調(diào)整該本地參考信號 的一個幅值校正因數(shù)。
18. 如權(quán)利要求16所述的RFID讀取器，其中該至少一個信號校 正器是一個相移器，該相移器被配置為提供用于調(diào)整該本地參考信號 的一個相移校正因數(shù)。
19. 如權(quán)利要求16所述的RFID讀取器，其中該至少一個信號校 正器是一個衰減器，該衰減器被配置為提供用于調(diào)整該本地參考信號 的一個幅值校正因數(shù)，以及一個相移器，該相移器被配置為提供用于 調(diào)整該本地參考信號的 一個相移校正因數(shù)。
20.如權(quán)利要求16所述的RFID讀取器，其中該至少一個信號校正因數(shù)是一個幅值校正因數(shù)以及一個相位校正因數(shù)之一。
全文摘要
用于在一個RFID讀取器中生成一個消除信號以便將一個RFID讀取器的一個發(fā)射部分和一個接收部分相隔離的一種方法、系統(tǒng)和設(shè)備，其中該RFID讀取器從一個廣播發(fā)射信號生成一個本地參考信號、從一個遠(yuǎn)程裝置接收一個接收信號、確定至少一個校正因數(shù)(例如一個幅值校正因數(shù))以生成一個消除信號。該方法、系統(tǒng)和設(shè)備可以進一步包括將一個消除信號與一個接收信號合以使該接收信號上的干擾和噪聲最小化或抵消掉。
文檔編號H04B1/52GK101517908SQ200780036067
公開日2009年8月26日 申請日期2007年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者J·F·阿利考特, R·F·德沃 申請人:傳感電子公司