[发明专利]用于在采用带通调制的电感耦合的RFID系统中产生专用数据信道的方法及装置

说明书

本发明涉及数据传输领域，公开了一种装置和方法。该装置包括电感元件、可变阻抗电路和带通Δ∑调制电路。该调制电路接收Δ∑调制输入信号并包括电耦合至控制输入的Δ∑调制输出，用于根据Δ∑调制输入信号数字控制可变阻抗电路从而还控制电感元件的耦合阻抗。该方法包括：产生频率偏移信号；通过混合信息信号与频率偏移信号产生ΔΣ调制输入信号；通过带通ΔΣ调制电路接收ΔΣ调制输入信号以及通过ΔΣ调制输出数字控制可变阻抗电路，从而根据ΔΣ调制输入信号还控制耦合至可变阻抗电路的输出的电感元件的耦合阻抗。由此，根据ΔΣ调制输入信号通过数字控制的可变阻抗电路和电感元件的耦合阻抗修改输入射频信号。

本申请是申请日为2012年6月11日，申请号为201280073516.8，名称为“用于在采用带通调制的电感耦合的RFID系统中产生专用数据信道的方法及装置”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明总体上涉及用于在采用带通调制的电感耦合的射频通信网络中产生专用数据传输信道的方法及装置。

背景技术

射频识别(RFID)系统通常用于定位并跟踪包括读取器和至少一个无线终端或者标签的近场通信网络中的物品。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)波从读取器发送到标签。可利用电感耦合借助于两个电路之间的互感将能量从一个电路(例如导电天线线圈及相关电路)传输到另一个电路。标签中所感应出的电压能够被整流并用于向标签电路供电。RFID网络可包括标签和读取器，其中，标签和读取器利用它们的电感耦合天线(或者天线线圈)间的这种电感耦合来交换信息。为了使信息能够从标签传递到读取器，标签电路会改变负载或者使负载发生变化，该负载在本文中指的是与电感耦合线圈或者元件相关的耦合阻抗。由于互感耦合的原因，读取器能够检测到此改变，借此，标签能修改源自读取器的 RF信号以传送编码数据。

图1a描述了现有技术的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到读取器103的数据传输。在利用已有的电感耦合技术时，通常处于RFID系统或网络中的多个标签中的每个标签利用修改后的载波信号发送RF信号。因此，来自各标签的修改后的RF信号在与 RFID网络中的给定读取器相关的相同RF频谱内与其它标签的修改后的RF 信号重叠。

因此，当多个标签被相同的RFID读取器激励，同时利用给定频率信道对返回至读取器的它们各自的、重叠的信号进行修改时，在RFID系统中会发生标签冲突。这样，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重。当同时产生的信号发生冲突时，读取器不能区分这些信号。标签冲突会使读取器混淆，产生数据传输错误，并通常会降低RFID系统或网络内的数据吞吐量。

已提出了许多系统来对个体标签进行隔离。例如，在一种专门减少冲突错误的技术中，当读取器意识到已发生标签冲突时，该读取器会发送特殊的“间隙脉冲”信号。当接收到此信号时，各标签会询问随机数计数器以确定发送其数据前要等待的间隔。由于各个标签得到唯一的数字间隔，因此标签会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，通过利用例如相移键控(PSK)和幅移键控(ASK)这样的信号调制方案来对标签所接收到的信号进行调制并将调制后的信号电感耦合至读取器，其中标签通过改变状态之间的阻抗匹配来改变其相关的阻抗。然而，当使用这些已知的信号调制方案时，仍然存在由给定频率信道上重叠的修改后的信号导致的标签冲突的不利影响。

此外，在RFID网络的读取器环境下，尤为相关的是读取器中DC偏移量的影响以及读取器的相位噪声的影响。

在电感耦合的RFID系统中，基础线圈(underlying coils)由它们的物理尺寸和结构确定。已熟知的是，等效的变压器能替代两个线圈的耦合系统。这两个线圈之间的关系由磁场(B)和基础值(underlying value)给出，以表示此关系即为互感(M)和/或耦合因子(k)。