[发明专利]用于在反向散射射频识别系统中产生专用数据信道的方法和装置

说明书

技术领域

本发明大体上涉及一种用于在反向散射射频通信网络中产生专用数据传输信道的方法和装置。

背景技术

射频识别(RFID)系统通常用于对近场通信网络中的物品进行定位和跟踪，其中该近场通信网络包括读取装置和至少一个无线终端或标签。在给定的RFID网络或系统中，将含有载波信号的激励时变电磁射频(RF)波从读取器传输到标签。标签使用反向散射技术来将读取器的RF信号反射回到读取器，在此期间对该信号进行调制以进行编码并传输数据。

图1示出了现有技术的RFID系统，在该系统中，在相同的频率信道或频谱104上进行从标签101a-c到读取装置103的数据传输。通过使用所建立的反向散射技术，RFID系统或网络中多个标签的每个标签通常在相同的经反向散射的载波信号上发送RF信号。因此，来自每个标签的经反向散射的RF信号在与给定读取装置/RFID网络相关联的相同RF频谱内与其他标签的RF信号重叠。

因此，当多个标签被相同的RFID读取器激励，并且多个标签同时将它们各自的重叠信号反射回到使用给定频率信道的读取器中时，RFID系统中就会发生标签冲突。因此，每当在同一RF场中必须同时读取大量标签时，标签冲突问题就会加剧。当同时产生的信号相冲突时，读取器无法区分这些信号。标签冲突使读取器发生混淆，产生了数据传输错误，并通常会减少RFID系统或网络内的数据吞吐量。

已提出了各种系统来对个体标签进行隔离。例如，在一种专门降低冲突错误的技术中，当读取器认识到已经发生标签冲突时，该读取器会发送特殊的“间隙脉冲”信号。在接收到该信号时，每个标签询问随机数计数器以确定在发送其数据之前要等待的间隔。由于每个标签都得到唯一数目的间隔，因此标签能在不同时间发送它们的数据。然而，就数据吞吐率而言，仍然存在对整个RFID系统性能的不利影响。

目前已知的是，通过使用诸如相移键控(PSK)和幅移键控(ASK)这样的信号调制方案来对标签所接收的信号进行调制并将调制的信号以反向散射方式再次辐射到读取器，其中标签通过改变各状态之间的阻抗匹配来改变其反射系数。然而，仍然存在由给定频率信道上的经反向散射信号的重叠所导致的标签冲突的不利影响。

发明内容

本发明提供一种用于反向散射传入的射频(RF)信号的天线装置。所述天线装置包括能根据天线的反射系数特性来反向散射传入的RF信号的天线、具有与所述天线电连接的输出端的可变阻抗电路以及至少一个低通Delta-Sigma(ΔΣ)调制器，所述调制器耦接于所述可变阻抗电路并以数字方式控制所述可变阻抗电路的输出，其中基于所述可变阻抗电路的输出来调节所述天线的反射系数(Γ)。

在一个实施例中，至少一个低通Delta-Sigma调制器的输出在两种状态之间切换所述可变阻抗电路的输出，以调节反射系数。

在另一实施例中，施加于所述低通Delta-Sigma调制器的输入信号由相对于传入的射频信号偏移了+/-ω_o的复合调制信号中的一个信号构成。

所述复合调制信号可以由GMSK、QPSK、nPSK、nQAM和OFDM信号中的任一项构成。

在又一实施例中，所述天线装置还至少包括耦接于所述可变阻抗电路的第二低通Delta-Sigma调制器，其中所述可变阻抗电路的输出还由所述第二低通Delta-Sigma调制器以数字方式控制。

在又一实施例中，传送至所述天线装置的第一和第二低通Delta-Sigma调制器的输入信号分别包括同相(I)信号和正交(Q)信号。

附图说明

下面仅参考以下附图通过举例对本发明进行描述，其中：

图1示出了现有技术的RFID系统，其中从标签到读取器的数据传输执行在相同的频率信道上；

图2示出了在一个实施例中用于产生针对反向散射的变化阻抗的装置；

图3示出了在一个实施例中用于产生由数字信号源(如直接数字合成器)的频率偏移的IQ信号的装置；

图4示出了在一个实施例中用于产生由数字信号源(如直接数字合成器)的频率偏移的OFDM信号的装置；

图5a示出了在一个实施例中基于IQ信号输入来产生交织的SSB信号的调制装置；

图5b示出了使用图5a的调制装置所产生的SSB信号的代表性输出信号；

图6示出了RFID系统的实施例，其中通过从标签到读取器的反向散射来在专用频率信道上进行数据传输；

图7示出了在一个实施例中用于产生QAM信号的装置；