[发明专利]用于数据传输的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于从（例如）便携设备传输信息到写入和/或读 取模块的方法，涉及执行这种方法的系统，涉及数据传输设备以及写入和/ 或读取模块。

背景技术

在发送器和接收器之间存在多个信道用于传输信息信号，特别 是数字信号。这种信道电容性（更精确地为：电容/电阻性）耦合在便携式 设备与写入和读取模块之间。这种耦合的应用在经由人体作为传输媒介而被 实现时具有更特别的意义。例如在美国专利4591845、美国专利5914701和 美国专利5796827中公开了相应的系统。用户携带一个便携设备。当用户一 触摸与读取和写入模块耦合的触摸表面或者直接临近该触摸表面时，信息就 开始流动。例如，可以从该便携设备传输唯一的访问码到写入和读取模块。

对于实际应用，特别是对于广义上的访问控制，产生了下述 需求，该需求总体上还没有任何一个现有系统能够满足，并且这些需求直 到现在仍然妨碍了这种类型的信息传输的商业突破。

A、信噪比：仅在传输信号具有较大幅度时才有可能得到理想的信噪 比。存在于高阻人体并且由电子设备施加的电势波动为几个100mV的绝对 值，其范围最大至1MHz。然而，用于传输系统的较大信号幅度（即，人体 上的高压）是用户难以承受的。因此该方法也在不理想的信噪比情况下发 挥功用。

B、便携设备的廉价元件：尽管最简单的无源元件足以用于例如RFID 信息传输，但是用于电容性传输的便携设备必须包括具有电压源的有源发 送器，并且存在和接收器同步问题。然而，精确的时钟发生器（晶振或类 似物）较为昂贵，并且使用不很精确的时钟发生器会带来同步时的技术难 度。

C、速度：包括同步的全部信息传输过程应该最多持续几秒，更好的 是低于一秒，最好是基于应用的不同最多300ms或者200ms。

在美国专利5914701中已经提出应用用于信息传输的直接序 列扩频调制法。使用该方法，可以降低噪声灵敏度（更具体地其意味着降 低干扰灵敏度），这就有可能同时启动多个发送器，其中每一发送器具有 其自己的调制码（扩频码）。实际上，扩频方法本身已经公知有一段时间， 正如所知，其适于降低信号的干扰倾向，并且用于以接收器专用方式编码 该信号。但是也存在一些缺陷：写入和/或读取模块的计算困难和便携设 备的同步难度都比较显著。上述文件美国专利5914701并没有提示不牺牲 需求B和C时如何实现同步。此外，基于该应用，如果有可能多个便携设 备与写入和/或读取模块同时通信，这也是不利的。例如，对于“安全访 问控制”的应用，应该确保由写入和/或读取模块接收的数据仅产生自位 于直接临近该模块的操作表面并且例如触摸该表面的用户。

发明内容

根据现有技术，本发明的目的是提供一种用于信息传输的方 法，使用该方法可以克服现有技术中的缺陷，并且至少部分满足A到C的 要求。优选地，本方法的优点在于经由人体的电容性体内信息传输，并且 可以确保由写入和/或读取模块接收的数据产生自位于直接临近该模块的 用户所携有的便携设备。

通过下述操作可以实现该目的：要被传输的数据由（通常用 户所持的便携式）设备表示为数字信号，并且通过扩频方法将该信号转变 为超宽带信号，经由用户人体或者以直接方式的电容性和/或电阻性地传 输到写入和/或读取模块。

经由人体的电容性和/或电阻性信号传输将被理解为发送器 和接收器之间的信号传输，其中经过发送器接口，信号可以从发送器被耦 合到人体，并且从人体耦合到接收器接口。通过人体的耦合主要以电阻性 方式实现。发送器和接收器接口之间的耦合基于不同情况主要是电容性或 者主要是电阻性或者二者组合。当接口包括由人体直接接触的电极时，实 现接口和人体之间的主要是电阻性的耦合，否则，通常是电容性元件占主 导。经由电容性和/或电阻性耦合的这种类型的信号传输也称为体内信号 传输。体内信号传输在文献（特别是美国专利5914701）中主要由电容性 耦合来建模。

对于信息传输，超宽带被定义为中心频率的至少20％的带宽 频率范围或至少500MHz的应用。超过100MHz的传输频率具有缺陷或不能 根据本发明的方法实现，所以此后所述“超宽带”是指“中间传输频率的 至少20%”，即情况可以是“载频的至少20%”。