專(zhuān)利名稱(chēng)：用于讀取從應(yīng)答器發(fā)送的信息的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于讀取從應(yīng)答器發(fā)送的信息的讀取器設(shè)備。此外，本發(fā)明涉及一種通信系統(tǒng)。此外，本發(fā)明涉及一種從讀取從應(yīng)答器發(fā)送的信 息的方法。除此之外，本發(fā)明還涉及一種程序單元。此外，本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。
背景技術(shù)：
自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的重要性越來(lái)越高，尤其是在服務(wù)部門(mén)、在后勤領(lǐng)域、在商業(yè)領(lǐng)域以 及在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。識(shí)別系統(tǒng)的其他應(yīng)用涉及對(duì)任何人和動(dòng)物的識(shí)別。具體地，諸如應(yīng)答器系統(tǒng)(例如，使用RFID標(biāo)簽的應(yīng)答器系統(tǒng))之類(lèi)的無(wú)接觸識(shí) 別系統(tǒng)適于以快速的方式來(lái)無(wú)線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)，而不用可能很麻煩的有線(xiàn)連接。這樣的系統(tǒng)具 體在高頻范圍內(nèi)利用電磁波的發(fā)射、反射/吸收。RFID技術(shù)的缺點(diǎn)是，當(dāng)多個(gè)門(mén)(gate)或讀取器要讀取多個(gè)標(biāo)簽時(shí)，可能出現(xiàn)不期 望的串?dāng)_。US 6，943，725公開(kāi)了一種用于對(duì)象(具體地，機(jī)動(dòng)車(chē)輛)的訪(fǎng)問(wèn)控制系統(tǒng)，所述訪(fǎng) 問(wèn)控制系統(tǒng)包括具有收發(fā)器設(shè)備的至少一個(gè)基站，發(fā)送寬帶調(diào)制詢(xún)問(wèn)信號(hào)；至少一個(gè)應(yīng) 答器，具有調(diào)制設(shè)備，以便將輔助載波信號(hào)調(diào)制到在與基站相距一定距離處接收到的詢(xún)問(wèn) 信號(hào)上并將其反映為碼調(diào)制響應(yīng)信號(hào)，所述輔助載波信號(hào)的頻率在有限數(shù)目個(gè)頻率位置之 間變化；以及評(píng)估設(shè)備，連接在收發(fā)器設(shè)備之后，相對(duì)于碼和距離來(lái)評(píng)估已改變的頻率位置 的邊帶中的響應(yīng)信號(hào)。US 2005/00U653公開(kāi)了一種分離(s印aration)確定系統(tǒng)，用于確定基站與應(yīng)答 器之間的分離，從而基站包括用于產(chǎn)生信號(hào)的振蕩信號(hào)源以及用于廣播信號(hào)的發(fā)送設(shè)備。 應(yīng)答器包括接收設(shè)備，用于接受來(lái)自基站的信號(hào)；振蕩器，用于產(chǎn)生與來(lái)自基站的信號(hào)相 位相干的信號(hào)；以及發(fā)送設(shè)備，用于廣播相位相干信號(hào)?；具€包括接收器設(shè)備，用于接收 來(lái)自應(yīng)答器的相位相干信號(hào)；以及分離確定設(shè)備，用于確定基站與應(yīng)答器之間的距離?？梢?改進(jìn)系統(tǒng)和組件，從而用接收到的信號(hào)來(lái)為應(yīng)答器中的振蕩器提供能量，以便產(chǎn)生準(zhǔn)相位 相干信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是以高精度從應(yīng)答器讀取信息。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供了根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求所述的一種用于讀取從應(yīng)答器發(fā)送 的信息的設(shè)備、一種通信系統(tǒng)、一種讀取從應(yīng)答器發(fā)送的信息的方法、一種程序單元以及一 種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例，提供了一種用于讀取從應(yīng)答器發(fā)射的信息的讀取器設(shè) 備(如，基站)，所述讀取器設(shè)備包括距離估計(jì)單元，適于基于從應(yīng)答器發(fā)送的反向散射信號(hào)的兩個(gè)邊帶的與傳播有關(guān)的特性差異，來(lái)估計(jì)讀取器設(shè)備與應(yīng)答器之間的(空間)距離 (具體地，響應(yīng)于讀取器設(shè)備發(fā)射初級(jí)電磁輻射束)。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種通信系統(tǒng)，包括一個(gè)或多個(gè)應(yīng)答器，用于 向讀取器設(shè)備發(fā)送信息；具有上述特征的一個(gè)或多個(gè)讀取器設(shè)備，用于讀取從應(yīng)答器發(fā)送 的信息。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種利用讀取器設(shè)備來(lái)讀取從應(yīng)答器發(fā)送的信 息的方法，所述方法包括基于從應(yīng)答器發(fā)送的反向散射信號(hào)的兩個(gè)邊帶的與傳播有關(guān)的 特性差異，來(lái)估計(jì)讀取器設(shè)備與應(yīng)答器之間的距離。根據(jù)本發(fā)明的另一示例實(shí)施例，提供了一種程序單元(例如，源代碼形式或可執(zhí) 行代碼形式的軟件例程)，所述程序單元在由處理器來(lái)執(zhí)行時(shí)適于實(shí)施或控制具有上述特 征的數(shù)據(jù)處理方法。根據(jù)本發(fā)明的另一示例實(shí)施例，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(例如，⑶、DVD、USB 棒、軟盤(pán)或硬盤(pán))，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序在由處理器 來(lái)執(zhí)行時(shí)，適于實(shí)施或控制具有上述特征的數(shù)據(jù)處理方法。可以根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例來(lái)執(zhí)行的數(shù)據(jù)處理可以由計(jì)算機(jī)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)(S卩，由軟 件來(lái)實(shí)現(xiàn))，或通過(guò)使用一個(gè)或多個(gè)特殊電子優(yōu)化電路來(lái)實(shí)現(xiàn)(即，以硬件來(lái)實(shí)現(xiàn))，或者以 混合形式來(lái)實(shí)現(xiàn)(即，利用軟件組件和硬件組件來(lái)實(shí)現(xiàn))。術(shù)語(yǔ)“距離”可以表示應(yīng)答器與讀取器設(shè)備之間的物理間隔。術(shù)語(yǔ)“反向散射信號(hào)的兩個(gè)邊帶的與傳播有關(guān)的特性差異”可以具體是指當(dāng)從應(yīng) 答器傳播回讀取器設(shè)備時(shí)，反向散射信號(hào)的兩個(gè)邊帶之間的頻率差與相應(yīng)電磁輻射束的其 他特性差異有關(guān)。不同頻率分量的不同傳播特性可以引起不同的延遲時(shí)間和不同的角度/ 相位特性等等。術(shù)語(yǔ)“讀取器設(shè)備”可以是指基站，所述基站適于發(fā)送電磁輻射束，以讀出應(yīng)答器 并檢測(cè)反射回的信號(hào)。這樣的讀取器設(shè)備可以是例如RFID讀取器。術(shù)語(yǔ)“應(yīng)答器”可以具體是指RFID標(biāo)簽或(例如無(wú)接觸)智能卡。更一般地，應(yīng) 答器可以是在被來(lái)自詢(xún)問(wèn)方的特殊信號(hào)所激活時(shí)可以自動(dòng)發(fā)送特定(例如，編碼的)數(shù)據(jù) 的設(shè)備(例如，包括芯片)。根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例，可以響應(yīng)于讀取器設(shè)備應(yīng)用刺激信號(hào)，基于應(yīng)答器的 反向散射信號(hào)的兩個(gè)邊帶的不同且與距離有關(guān)的傳播特性，來(lái)估計(jì)讀取器設(shè)備與故意和非 故意通信耦合的應(yīng)答器之間的距離，從而產(chǎn)生容易測(cè)量的參數(shù)，所述參數(shù)對(duì)于具有不同頻 率的兩個(gè)邊帶是不同的。當(dāng)從應(yīng)答器向讀取器設(shè)備傳播時(shí)，兩個(gè)邊帶的(被配置為在用于 為應(yīng)答器供電的刺激信號(hào)的載頻之上和之下)不同頻率值引起不同的可測(cè)量特性，如，兩 個(gè)邊帶的傳播相位和傳播延遲。當(dāng)這兩個(gè)不同的頻率分量從應(yīng)答器向讀取器設(shè)備傳播時(shí)， 可以在傳播期間強(qiáng)調(diào)這兩個(gè)頻率分量的不同傳播特性，從而允許精確且可靠地估計(jì)讀取器 設(shè)備與應(yīng)答器之間的相對(duì)空間布置。讀取器設(shè)備可以出于控制目的來(lái)使用這樣的位置/距 離信息。例如，可以使用距離信息來(lái)判定由于讀取器與應(yīng)答器之間的距離小于預(yù)定義的閾 值(例如，5m)，那么檢測(cè)到的在應(yīng)答器與讀取器之間的通信是否是故意的，以及相應(yīng)的通 信消息對(duì)于讀取器來(lái)說(shuō)是否有意義。如果測(cè)量到距離大于預(yù)定義的閾值，則讀取器設(shè)備可 以推斷讀取器設(shè)備與應(yīng)答器之間沒(méi)有打算通信。在當(dāng)不同通信信道之間可能出現(xiàn)不期望的串?dāng)_時(shí)，后一種情況可以出現(xiàn)多個(gè)讀取器設(shè)備和多個(gè)應(yīng)答器的布置中。在這種情況下，有利 的是，每個(gè)讀取器設(shè)備可以基于對(duì)相應(yīng)通信消息來(lái)源的空間距離的認(rèn)知來(lái)區(qū)分有效信號(hào)和 無(wú)效信號(hào)。附加地或備選地，還可以根據(jù)所測(cè)量的距離來(lái)控制讀取器設(shè)備與應(yīng)答器之間的 通信參數(shù)，例如以便根據(jù)檢測(cè)到的應(yīng)答器與讀取器之間的方位來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)射功率。根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例，提供了一種距離估計(jì)器，所述距離估計(jì)器用于基于與 頻率有關(guān)的標(biāo)簽反向散射特性來(lái)估計(jì)UHF(超高頻)應(yīng)答器與讀取器之間的距離。更具體 地，提供了一種通過(guò)利用離散時(shí)間正交子采樣估計(jì)來(lái)評(píng)估來(lái)自應(yīng)答器的反向散射信號(hào)的兩 個(gè)邊帶的到達(dá)延遲或到達(dá)角度，來(lái)評(píng)估讀取器與應(yīng)答器之間的距離的方法。根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例，提供了一種估計(jì)UHF RFID標(biāo)簽的輻射距離的方法。UHF 長(zhǎng)距離讀取器的特性可以使得讀取到相鄰門(mén)或大門(mén)(door)中的不期望的標(biāo)簽。由于標(biāo)簽 包含的智能不多以便更有效地利用源自讀取器輻射場(chǎng)的功率，反向散射調(diào)制器可以主要是 晶體管，所述晶體管根據(jù)要發(fā)送的數(shù)據(jù)來(lái)改變反射系數(shù)。這種反射系數(shù)變化影響雷達(dá)截面， 產(chǎn)生的反向散射信號(hào)可以由讀取器來(lái)檢測(cè)和解碼。反向散射信號(hào)可以主要是窄帶雙邊帶幅 度調(diào)制，根據(jù)鏈路頻率，與載頻之間有頻率偏移。在向讀取器傳回信號(hào)的過(guò)程中，由于上邊 帶和下邊帶的不同波長(zhǎng)，可以出現(xiàn)角度差異和不同的傳播延遲(以?xún)蓚€(gè)邊帶的到達(dá)延遲或 到達(dá)角度來(lái)編碼應(yīng)答器與讀取器之間的距離)。根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例，針對(duì)UHF RFID系統(tǒng)中的距離估計(jì)提供了一種改進(jìn)的反 向散射調(diào)制。由于基本反向散射調(diào)制，使得基于反向散射信號(hào)的距離估計(jì)具有一定程度的 復(fù)雜度。調(diào)制可以基于調(diào)制晶體管，所述調(diào)制晶體管在兩個(gè)專(zhuān)用狀態(tài)之間切換芯片阻抗。上 邊帶和下邊帶是實(shí)際信號(hào)，在UHF讀取器的接收部分將上邊帶和下邊帶分開(kāi)可能具有挑戰(zhàn) 性。用于反向散射調(diào)制的另一種改進(jìn)的方式源自于對(duì)正交調(diào)制器的使用。簡(jiǎn)言之，在這樣 的實(shí)施例中，上邊帶位于信號(hào)的實(shí)部，下邊帶位于信號(hào)的虛部。在備選配置中，下邊帶可以 位于信號(hào)的實(shí)部，上邊帶可以位于信號(hào)的虛部。在UHF讀取器的接收器處，可以使用相干接 收器來(lái)檢測(cè)復(fù)信號(hào)的上邊帶和下邊帶。此外，相位偏移檢測(cè)方法等也可以應(yīng)用于這樣的場(chǎng)景。在下文中將說(shuō)明讀取器設(shè)備的其他示例實(shí)施例。然而，這些實(shí)施例也可以應(yīng)用于 通信系統(tǒng)、方法、程序單元和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。距離估計(jì)單元可以適于基于從應(yīng)答器發(fā)送的反向散射信號(hào)的兩個(gè)邊帶的到達(dá)時(shí) 間差來(lái)估計(jì)讀取器設(shè)備與應(yīng)答器之間的距離。兩個(gè)邊帶的不同發(fā)射頻率可以引起在應(yīng)答器 反射相應(yīng)分量與到達(dá)讀取器設(shè)備之間的不同的延遲。因此，可以在讀取器設(shè)備中執(zhí)行與時(shí) 間有關(guān)的測(cè)量，以允許分別估計(jì)兩個(gè)邊帶的到達(dá)時(shí)間，或交替地估計(jì)兩個(gè)到達(dá)時(shí)間之間的 時(shí)間差。距離估計(jì)單元可以附加地或備選地適于基于從應(yīng)答器發(fā)送的反向散射信號(hào)的兩 個(gè)邊帶的相位差(或相位偏移)來(lái)估計(jì)讀取器設(shè)備與應(yīng)答器之間的距離。由于兩個(gè)邊帶的 不同傳播特性和不同頻率以及不同的反射特性，這兩個(gè)邊帶的相位特性可以互不相同。本 發(fā)明的實(shí)施例可以使用這樣的差異來(lái)推斷讀取器設(shè)備與應(yīng)答器之間的距離。在實(shí)施例中，可以例如通過(guò)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的濾波器(例如，帶通濾波器)來(lái)確定反射信 號(hào)的特性和它們之間的差異。距離估計(jì)單元可以適于基于離散時(shí)間正交子采樣估計(jì)來(lái)確定讀取器設(shè)備與應(yīng)答器之間的距離。具體地，在應(yīng)答器中實(shí)現(xiàn)正交調(diào)制器可以允許以相對(duì)高的精度來(lái)確定應(yīng)答 器相對(duì)于讀取器設(shè)備的空間位置。距離估計(jì)單元可以適于基于從應(yīng)答器發(fā)送的復(fù)反向散射信號(hào)的實(shí)部和虛部的分 離來(lái)估計(jì)讀取器設(shè)備與應(yīng)答器之間的距離。假定由應(yīng)答器來(lái)執(zhí)行相應(yīng)的調(diào)制，那么可以為 兩個(gè)邊帶之一分派復(fù)傳遞函數(shù)的實(shí)部，而向另一邊帶分派復(fù)傳遞函數(shù)的虛部。這可以允許 利用直接數(shù)學(xué)過(guò)程來(lái)精確地以高精度分離不同的分量，從而在確定距離時(shí)進(jìn)一步提高分辨率。距離估計(jì)單元可以包括相干接收器，所述相干接收器用于基于信號(hào)的實(shí)部與虛部 的分離來(lái)估計(jì)讀取器設(shè)備與應(yīng)答器之間的距離。在反向散射信號(hào)沒(méi)有虛部的情況下，可以實(shí)現(xiàn)頻率選擇濾波器，以基于兩個(gè)邊帶 的不同波長(zhǎng)來(lái)將這兩個(gè)邊帶分開(kāi)?？梢蕴峁┐_定(或判定)單元，所述確定(或判定)單元適于基于所評(píng)估的距離 來(lái)確定(或判定)反向散射信號(hào)是否屬于讀取器設(shè)備與應(yīng)答器之間的通信。判定標(biāo)準(zhǔn)可以 是檢測(cè)到的距離是小于/等于(信號(hào)的接受)還是大于(信號(hào)的拒絕)預(yù)定義的閾值。在 存在多種讀取器設(shè)備和多種應(yīng)答器的情況下，可能重要的是，讀取器設(shè)備確定從具體應(yīng)答 器接收到的通信消息是否確實(shí)與當(dāng)前通信系統(tǒng)有關(guān)。讀取器設(shè)備與應(yīng)答器之間的距離可以 是易于確定的且可靠的參數(shù)，該參數(shù)指示讀取器設(shè)備接收到的信號(hào)是否確實(shí)源自所分派的 應(yīng)答器。讀取器設(shè)備可以包括解碼單元，所述解碼單元適于僅當(dāng)確定單元先前確定反向散 射信號(hào)屬于讀取器設(shè)備與應(yīng)答器之間的通信時(shí)，對(duì)反向散射信號(hào)中編碼的信息進(jìn)行解碼。 在實(shí)施例中，解碼單元僅在成功識(shí)別或認(rèn)識(shí)到特定信號(hào)確實(shí)是發(fā)往當(dāng)前讀取器設(shè)備之后開(kāi) 始解碼。這可以節(jié)省處理能力并且可以避免不必要地處理不是發(fā)往讀取器設(shè)備的信號(hào)。具體地，讀取器設(shè)備可以被適配為超高頻(UHF)長(zhǎng)距離讀取器設(shè)備。具體在這樣 的場(chǎng)景下，可能重要的是讀取器設(shè)備對(duì)屬于讀取器設(shè)備的信號(hào)與來(lái)自與該讀取器設(shè)備不相 關(guān)的其他應(yīng)答器的信號(hào)加以區(qū)分。相應(yīng)的載頻可以在例如840MHz與960MHz之間。然而， 這僅僅是示例，其他實(shí)施例可以使用其他頻率，例如50MHz。兩個(gè)邊帶可以被布置為相對(duì)于中心頻率(即，讀取器設(shè)備所產(chǎn)生的載頻)而對(duì)稱(chēng)。 這兩個(gè)邊帶中，一個(gè)邊帶可以低于該中心頻率，而另一個(gè)邊帶可以高于該中心頻率。因此， 可以基于該信息來(lái)清楚地區(qū)分來(lái)自其他信號(hào)的邊帶。通過(guò)以下描述的實(shí)施例的示例，本發(fā)明的上述方面和其他方面將顯而易見(jiàn)，將參 考這些實(shí)施例的示例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的上述方面和其他方面。


以下將參考示例實(shí)施例來(lái)更詳細(xì)描述本發(fā)明，然而本發(fā)明不限于這些示例實(shí)施 例。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的通信系統(tǒng)。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的反向散射信號(hào)的頻率分布，所述反向散射信 號(hào)的頻率分布作為確定應(yīng)答器與讀取器設(shè)備之間的距離的基礎(chǔ)。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的讀取器設(shè)備。
具體實(shí)施例方式圖中的說(shuō)明是示意性的。在不同附圖中，類(lèi)似或相同的單元具有相同的附圖標(biāo)記。在下文中，參考圖1，將說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的通信系統(tǒng)100。通信系統(tǒng)100包括用于讀取從應(yīng)答器120發(fā)送的信息的讀取器設(shè)備110。盡管當(dāng) 前場(chǎng)景中只有應(yīng)答器120打算與讀取器設(shè)備110通信，然而在不期望的環(huán)境下(例如，在存 在多個(gè)應(yīng)答器和讀取器設(shè)備的環(huán)境中)不打算與讀取器設(shè)備110通信的應(yīng)答器130也會(huì)對(duì) 讀取器設(shè)備110發(fā)射的電磁輻射進(jìn)行反向散射。如以下將說(shuō)明的，這會(huì)在不同通信信道之 間產(chǎn)生不期望的串?dāng)_。本發(fā)明的實(shí)施例允許讀取器設(shè)備110區(qū)分源自(打算與讀取器設(shè)備110通信的) 應(yīng)答器120的信號(hào)與源自(不打算與讀取器設(shè)備110通信的)應(yīng)答器130的信號(hào)。如以下 將更詳細(xì)說(shuō)明的，作為用于進(jìn)行這種區(qū)分的標(biāo)準(zhǔn)，可以考慮以下不同的距離應(yīng)答器120與 讀取器設(shè)備110的距離Cl1，和應(yīng)答器130與讀取器設(shè)備110的距離d2。通信系統(tǒng)110適于執(zhí)行對(duì)基站110與相應(yīng)應(yīng)答器120、130之間的距離屯、d2的測(cè) 量。反向散射應(yīng)答器120、130不具有它們自己的電源，而是由從讀取器設(shè)備110接收到的 經(jīng)過(guò)預(yù)先放大或沒(méi)有經(jīng)過(guò)預(yù)先放大的電磁信號(hào)來(lái)供電并反射該電磁信號(hào)。例如，可以使用 對(duì)距離屯、d2的認(rèn)知來(lái)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)控制或確定接收到的信號(hào)是否是實(shí)際發(fā)往讀取器設(shè)備110 而非發(fā)往另一讀取器設(shè)備的。讀取器設(shè)備110包括振蕩器單元118，振蕩器單元118用于產(chǎn)生具有特定頻率 (即，例如925MHz的載頻)的振蕩信號(hào)。振蕩器單元118的輸出連接至發(fā)送天線(xiàn)122，發(fā)送 天線(xiàn)122利用載頻發(fā)射電磁輻射束124。在所描述的實(shí)施例中，發(fā)送天線(xiàn)122是與接收天線(xiàn) 126分開(kāi)提供的。在備選實(shí)施例中，發(fā)送天線(xiàn)122也可以用于接收。在讀取器110的控制單元134的控制下，可以觸發(fā)振蕩單元118產(chǎn)生振蕩，所連接 的發(fā)送天線(xiàn)122發(fā)送電磁輻射束124，所述電磁輻射束IM可以是超高頻波束。控制單元 Π4可以是微處理器或中央處理單元(CPU)。讀取器設(shè)備110還包括適于與輸出單元134 雙向通信的輸入/輸出單元136。輸入/輸出單元136可以包括諸如小鍵盤(pán)、按鈕、操縱桿 等輸入元件，還可以包括諸如液晶顯示器(IXD)等用于向用戶(hù)顯示與讀取器設(shè)備110的操 作有關(guān)的信息的顯示單元。應(yīng)答器120包括收發(fā)天線(xiàn)138，收發(fā)天線(xiàn)138適于接收由發(fā)送天線(xiàn)122發(fā)射的電 磁輻射束124。應(yīng)答器120的控制單元142可以是具有處理能力尤其是調(diào)制能力的微處理 器?？刂茊卧?42還可以訪(fǎng)問(wèn)用于存儲(chǔ)信息的可選的存儲(chǔ)單元144，例如EEPR0M。根據(jù)在 應(yīng)答器120被詢(xún)問(wèn)和電源信號(hào)IM激活之后要從應(yīng)答器120發(fā)送至讀取器設(shè)備110的通信 消息，在接收到的信號(hào)1 被天線(xiàn)138反射或重新發(fā)射之前，應(yīng)答器120的反射晶體管可以 處理/調(diào)制接收到的信號(hào)124。據(jù)此，響應(yīng)信號(hào)146可以從應(yīng)答器120被反射并且可以傳播 回讀取器設(shè)備110。實(shí)際上并不打算與讀取器設(shè)備110通信的應(yīng)答器130具有與應(yīng)答器120類(lèi)似的結(jié) 構(gòu)。盡管圖中未示出，然而應(yīng)答器120、130可以包括或可以不包括附加的振蕩器。本發(fā)明的發(fā)明人已意識(shí)到，應(yīng)答器120、130的反射特性包括針對(duì)反向散射信號(hào)
8146的兩個(gè)邊帶的不同反射特性。這兩個(gè)邊帶可以具有不同的頻率，因此在反向散射特性 方面有所不同。更具體地，在接收天線(xiàn)126的位置處兩個(gè)邊帶的到達(dá)時(shí)間可以是不同的。 到達(dá)時(shí)間之間的時(shí)間間隔的定量范圍取決于相應(yīng)應(yīng)答器120、130(—方面)與讀取器設(shè)備 110 (另一方面)之間的距離(^、屯。此外，反向散射信號(hào)146的相位偏移對(duì)于兩個(gè)邊帶是不 同的，并且可以由接收天線(xiàn)1 來(lái)檢測(cè)。頻率選擇性濾波器單元1 可以允許將兩個(gè)邊帶 分開(kāi)以用于后續(xù)獨(dú)立或單獨(dú)的分析?；趯?duì)兩個(gè)邊帶的評(píng)估，讀取器設(shè)備110的距離估計(jì) 單元112可以根據(jù)下述數(shù)學(xué)分析方案，基于響應(yīng)信號(hào)146的評(píng)估來(lái)確定應(yīng)答器120、130中 相應(yīng)的一個(gè)應(yīng)答器的距離屯、d2。更具體地，可以由系統(tǒng)100來(lái)執(zhí)行離散時(shí)間正交子采樣估計(jì)以確定距離值。還可 以評(píng)估反向散射信號(hào)146的兩個(gè)邊帶的相位差，以獲得表示距離Cl1或d2的信息。在實(shí)施例中，可以適配系統(tǒng)100，使得可以分析具有實(shí)部和虛部的虛數(shù)反向散射信 號(hào)146，從而將實(shí)部和虛部之一分派給第一邊帶，而將其他信號(hào)分派給另一邊帶。因此，將復(fù) 方向圖的兩個(gè)分量分開(kāi)可以允許將信號(hào)分量分開(kāi)，從而允許得到距離信息?？梢詫⒕嚯x估計(jì)單元112所確定的距離信息提供給確定單元或判定單元114，所 述確定單元或判定單元114適于確定反向散射信號(hào)146是屬于讀取器設(shè)備110與應(yīng)答器 120之間的預(yù)期通信的，還是屬于另一讀取器設(shè)備與另一應(yīng)答器之間的通信而不是發(fā)往讀 取器設(shè)備110的。所評(píng)估的距離值Cl1或d2可以用作判定應(yīng)答器120是否仍然在讀取器設(shè) 備110范圍內(nèi)的判定標(biāo)準(zhǔn)(如在應(yīng)答器130的情況下一樣)。僅當(dāng)確定單元114已確定檢測(cè)到的信號(hào)146與所分派的應(yīng)答器120相對(duì)應(yīng)時(shí)，所 連接的解碼單元116才開(kāi)始對(duì)信號(hào)進(jìn)行解碼以便得到信息，例如，包含在反射信號(hào)146中的 標(biāo)識(shí)或其他數(shù)據(jù)內(nèi)容信息。在實(shí)施例中，應(yīng)答器120附著到例如超市中的要購(gòu)買(mǎi)的商品，該 信息可以是應(yīng)答器120附著到的商品的價(jià)格。在該示例中，可以將另一應(yīng)答器130附著到 商品，該商品沒(méi)有被購(gòu)買(mǎi)者購(gòu)買(mǎi)，而是由在與讀取器設(shè)備110所在的付款臺(tái)不同的另一付 款臺(tái)前排隊(duì)的另一購(gòu)買(mǎi)者購(gòu)買(mǎi)。因此，通信系統(tǒng)100起到距離估計(jì)器的作用，所述距離估計(jì)器用于基于反向散射 信號(hào)來(lái)檢測(cè)UHF應(yīng)答器120與讀取器110之間的距離。UHF長(zhǎng)距離讀取器的特性可以導(dǎo)致讀取到門(mén)或大門(mén)附近的不期望的標(biāo)簽。本發(fā)明 的實(shí)施例檢測(cè)應(yīng)答器與讀取器之間的距離，以確定一個(gè)讀取器的所需讀取量。由于標(biāo)簽包含較少的智能以便于省電，所以反向散射調(diào)制器主要是根據(jù)所需脈沖 串來(lái)改變反射系數(shù)的晶體管。這種反射系數(shù)變化影響雷達(dá)截面，得到的散射信號(hào)由讀取器 來(lái)檢測(cè)和解碼。散射信號(hào)主要是窄帶雙邊帶幅度調(diào)制的，根據(jù)鏈路頻率與載頻Qci之間有 頻率偏移Δ ω1()在將信號(hào)傳播至讀取器的過(guò)程中，由于上邊帶與下邊帶的不同波長(zhǎng)使得將 會(huì)出現(xiàn)角度差。窄帶信號(hào)特性具有例如導(dǎo)頻音，這是協(xié)議的特征。以數(shù)學(xué)方式表達(dá)的調(diào)制讀數(shù)如下(t表示時(shí)間)sm(m0t) sin(^r) = — {cos[(似0 — mt)/]—cos[( 0 + )/]}現(xiàn)在將執(zhí)行以下替換=COtl-CO1= ω3 and ω0+ω: = ω,在自由空間中，向讀取器的回傳(函數(shù)S)可以表達(dá)為
權(quán)利要求
1.一種用于讀取從應(yīng)答器(120)發(fā)送的信息的讀取器設(shè)備(110)，所述讀取器設(shè)備 (110)包括-距離估計(jì)單元(112)，適于基于從應(yīng)答器(120)發(fā)送的反向散射信號(hào)的兩個(gè)邊帶的與 傳播有關(guān)的特性差異，來(lái)估計(jì)讀取器設(shè)備(110)與應(yīng)答器(120)之間的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀取器設(shè)備(110)，其中，距離估計(jì)單元(112)適于基于從應(yīng) 答器(110)發(fā)送的反向散射信號(hào)的兩個(gè)邊帶的到達(dá)時(shí)間的差異，來(lái)估計(jì)讀取器設(shè)備(110) 與應(yīng)答器(120)之間的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀取器設(shè)備(110)，其中，距離估計(jì)單元(112)適于基于從應(yīng) 答器(120)發(fā)送的反向散射信號(hào)的兩個(gè)邊帶的相位差，來(lái)估計(jì)讀取器設(shè)備(110)與應(yīng)答器 (120)之間的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀取器設(shè)備(110)，其中，距離估計(jì)單元(112)適于基于離散 時(shí)間正交子采樣估計(jì)，來(lái)估計(jì)讀取器設(shè)備(110)與應(yīng)答器(120)之間的距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀取器設(shè)備(110)，其中，距離估計(jì)單元(112)適于基于從應(yīng) 答器(120)發(fā)送的反向散射信號(hào)的實(shí)部和虛部的分離，來(lái)估計(jì)讀取器設(shè)備(110)與應(yīng)答器 (120)之間的距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的讀取器設(shè)備(110)，其中，距離估計(jì)單元(11 包括相干接 收器，用于基于從應(yīng)答器(120)發(fā)送的信號(hào)的實(shí)部和虛部的分離，來(lái)估計(jì)讀取器設(shè)備(110) 與應(yīng)答器(120)之間的距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀取器設(shè)備(110)，包括確定單元(114)，適于基于所評(píng)估 的距離來(lái)確定反向散射信號(hào)是否屬于讀取器設(shè)備(110)與應(yīng)答器(120)之間的通信。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的讀取器設(shè)備(110)，包括解碼單元(116)，適于當(dāng)確定單元 (114)確定反向散射信號(hào)屬于讀取器設(shè)備(110)與應(yīng)答器(120)之間的通信時(shí)，對(duì)反向散射 信號(hào)中編碼的信息進(jìn)行解碼。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀取器設(shè)備(110)，所述讀取器設(shè)備(110)被適配為UHF長(zhǎng) 距離讀取器設(shè)備。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀取器設(shè)備(110)，其中，所述兩個(gè)邊帶被布置為相對(duì)于讀 取器設(shè)備(110)所產(chǎn)生的載頻而對(duì)稱(chēng)。
11.一種通信系統(tǒng)(100)，包括-應(yīng)答器(120)，用于向讀取器設(shè)備(110)發(fā)送信息；-根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀取器設(shè)備(110)，用于讀取從應(yīng)答器(120)發(fā)送的信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的通信系統(tǒng)(100)，其中，應(yīng)答器(120)包括射頻識(shí)別標(biāo)簽和 無(wú)接觸芯片卡之一。
13.一種利用讀取器設(shè)備(110)來(lái)讀取從應(yīng)答器(120)發(fā)送的信息的方法，所述方法包括-基于從應(yīng)答器(120)發(fā)送的反向散射信號(hào)的兩個(gè)邊帶的與傳播有關(guān)的特性差異，來(lái) 估計(jì)讀取器設(shè)備(110)與應(yīng)答器(120)之間的距離。
14.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中存儲(chǔ)有利用讀取器設(shè)備(110)來(lái)讀 取從應(yīng)答器(120)發(fā)送的信息的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序在由處理器來(lái)執(zhí)行時(shí)，適于 實(shí)施或控制根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法。
15. 一種利用讀取器設(shè)備(110)來(lái)讀取從應(yīng)答器(120)發(fā)送的信息的程序單元，所述程 序單元在由處理器來(lái)執(zhí)行時(shí)適于實(shí)施或控制根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法。
全文摘要
一種用于讀取從應(yīng)答器(120)發(fā)射的信息的讀取器設(shè)備(110)，所述讀取器設(shè)備(110)包括距離估計(jì)單元(112)，適于基于從應(yīng)答器(120)發(fā)送的反向散射信號(hào)的兩個(gè)邊帶的與傳播有關(guān)的特性差異，來(lái)估計(jì)讀取器設(shè)備(110)與應(yīng)答器(120)之間的距離。
文檔編號(hào)G01S13/84GK102077115SQ200980125543
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2009年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月2日
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