[发明专利]射频识别系统中用有源负载调制通信的方法和发射机电路

说明书

用于在射频识别系统中使用有源负载调制进行通信的方法和发射机电路。在一个实施例中，一种用于在射频识别RFID系统中使用有源负载调制进行通信的方法，包括以下步骤：从读取器设备接收具有载波频率的载波信号(Sc)，生成调制信号(Smod)，发射发送信号(Sout)的突发，以及在突发的结束时使发送信号(Sout)衰减。此外，规定了一种用于在RFID系统中使用有源负载调制进行通信的发射机电路(T)，该发射机电路(T)包括用于生成衰减的发送信号(Sout)的装置(E1、E2、E3)。

技术领域

本申请涉及一种用于在射频识别(RFID)系统中使用有源负载调制进行通信的方法和发射机电路。

背景技术

特别是，本申请的领域是在13.56MHz下操作的RFID系统，这通常被称为高频RFID(HF RFID)。这些系统中的通信通过在RFID 读取器线圈与RFID标签线圈之间的磁性或电感耦合来实现。传统上， RFID标签是无源设备。它们通常由集成电路(IC)和附接到其端子的线圈组成。与集成电容器一起，这个线圈形成一个谐振电路，该谐振具有接近13.56MHz的谐振。由于无源RFID标签不包含电源，读取器磁场不仅用于将数据发送到标签，而且还为RFID标签提供电源。然而，由于感应功率不充足，标签无法通过有源发射应答读取器。因此，现有技术的无源RFID标签通过借助于所谓的调制器开关接通和关断与它的线圈并联连接的负载而与RFID读取器通信。术语负载调制通常用于这种通信。这个通信中常用的标准是ISO/IEC 14443。HF RFID系统的工作范围从几个cm变化到1m，取决于读取器使用的协议和发射的功率。根据ISO 14443标准的系统是最广泛使用的HF RFID系统，使用信用卡大小的RFID标签，该系统的工作范围可达到 10cm。这种系统被用于非接触支付、票务、访问控制和类似的应用。

HF RFID系统的物理特性是这样的：传统标签被供应的范围和读取器可以检测由负载调制产生的信号的范围大致相同。这意味着即使向RFID标签供应外部电源，标签到读取器通信的范围也不能被显著改善。

市场上强烈需求实现具有非常小尺寸的RFID标签。一个典型的应用是将RFID标签功能集成到移动电话中，作为具有小天线的嵌入式应用或在插入到电话中的卡中，例如微型SD卡或SIM卡。在这些应用中，RFID标签天线的大小非常小，使得无源RFID标签IC的使用带来在非常短的操作范围中的最好情况。如前所述，增加操作范围的解决方案是通过另一种技术来提供电源并且代替负载调制，该技术增加了标签到读取器方向上的通信范围。一种可能性是通过有源发射来代替负载调制。有源负载调制(ALM)是用于这种调制的术语。

为了生成标签应答，ALM设备生成与从读取器接收到的输入字段频率同步的信号。使用子载波信号，借助于数字幅度调制(也称为幅移键控)生成要发射的信号。两种不同类型的发射是可能的：根据第一类型，发射仅在调制器开关在无源负载调制设备中将被开启的时间期间是有源的。在ISO 14443标准的情况下，这相当于第一半个子载波周期。在第二种类型中，在标签应答的两个部分中发射是有源的，该两个部分为当无源负载调制设备的调制器开关将被开启时的部分以及其将被关闭时的部分。在调制器开关将被关闭的时间期间，与从读取器接收的信号相比，以相反的相位发送信号。在ISO/IEC 14443 标准中，这相当于在第二半个子载波周期期间发送相反相位的信号。

例如，在ISO投稿tf2n723_Active_Transmission_PICC_to_PCD中描述了上面列出的两种发射技术。不同术语被用以指代两种模式。在本申请中，表达AND TX模式被用于仅在第一半个子载波周期期间的发射(即上面所述的第一类型)，并且表达XOR TX模式被用于上面所描述的第二类型。

在同一时间周期期间，XOR TX模式在RFID读取器上生成的信号是AND TX模式的两倍，因为在XOR TX模式下信号以相反的相位发送，而在AND TX模式下则不发射。因此，一般在AND TX模式下生成的信号不够强的应用中或在需要增加操作范围的情况下采用XOR TX模式。