有源发送标签的方法和电路的制作方法_2

文档序号:9204267阅读:来源:国知局
图2中所表示的重叠两个正弦波信号的三个情况促成技术问题的解决 方案,该技术问题为:如何在具有微弱的接收询问器信号的相位和频率的所述发送信号的 副载波的每个半周期内执行有源发送标签的发送信号的相位和频率的匹配,有源发送标签 的发送信号精确地具有微弱的询问器信号的相位和频率,在根据在发送信号的副载波的半 周期之间的过渡处具有反转相位的协议ISO 14443 B通信时,以及在根据采用更高发送比 特率(诸如212kb/s、424kb/s或者848kb/s)的具有所述相位反转的协议ISO 14443 A通 信时,或者在根据有源发送标签发送长数据帧的具有所述相位反转(例如FELICA)的其它 协议通信时,标签的发送信号ts的相位和频率应该基于询问器信号的相位和频率。
[0023] 应该考虑到有源发送标签或者在副载波的所有半周期期间或者至少在它们中的 一半的期间进行发送,因此标签的发送信号在所有时间内或者在至少相当长的时间部分内 重叠微弱询问器信号。
[0024] 在(最初)没有标签的发送信号U'ts (虚线)时,在标签的发送期间,在标签的天 线中,询问器的电磁场在标签的天线中感应的信号u' as (点划线)叠加在所述标签的发送 信号U' ts上。在(最初)没有感应的询问器信号时,标签的发送信号U' ts具有时间演化 11'七8 =六8;[11(01:)。所述信号11'&8具有时间演化1148=3 5如((01:^),其中&〈〈六并且 Φ为关于所述标签的发送信号U' ts的感应的信号的相移。
[0025] 在标签同时接收询问器信号和进行发送时,标签的天线处的所得到的信号U(连 续线)关于标签的发送信号u' ts没有相移(δ = 0),并且仅在相移φ=〇和φ=π处(分别 为第一窗口和第二窗口)改变振幅A :U= (A±a)sin (Ot),而在相移φ=土π/2处(第三窗 口)所得到的信号U关于标签的发送信号U'ts相移δ = 土a/A,并且振幅没有改变:U = Α??η(〇η+δ)。因此,相移δ为相移φ的量度。
[0026] 对于等于0的所述相移φ和与0不同的所述相移φ,在图3中表示接近指代所述 相位反转的点PhInv的所述三个信号的时间演化。关于标签的发送信号U' ts,甚至关于通 过在反转点PhInv之前和之后建立所述相移φ的差获得的它的加倍的值所得到的信号U的 相移S能够被选择为一个量,在根据在发送信号中的副载波的半周期之间的过渡处具有 相位反转的通信协议ISO 14443 B生成用于通信的发送信号ts时,以及在根据对于具有 212kb/s、424kb/s或848kb/s的更高比特率的发送的在发送信号中的副载波的半周期之间 的过渡处具有相位反转的通信协议ISO 14443 A生成用于通信的发送信号ts时,或者在根 据有源发送标签使用所述相位反转进行发送所依照的其它通信协议(例如FELICA)生成用 于通信的发送信号ts时,能够基于该量进行调节。
[0027] 由任何已知方法开始执行用于询问器和有源发送标签之间的高频通信的本发明 的方法,例如用于在有源发送标签开始发送时在发送的开始处将标签的发送信号ts的相 位与询问器信号进行匹配的专利申请PCT/SI2012/000024中公开的方法。
[0028] 在位于询问器的辐射场中的有源发送标签开始发送数据帧之前,它首先观测作为 那时由询问器感应的信号的天线信号as的相位(图4)。此时,有源发送标签还不生成用于 发送信号ts的一系列高频波包
[0029] 有源发送标签然后开始使用所述发送信号ts通过激发它自己的天线A来以高频 波包的序列的形式生成和发送数据帧,该发送信号ts与直到那时出现的天线信号as同步, 即发送信号ts具有关于所述天线信号as的同一频率和恒定期望相移。
[0030] 在发送的开始处,发送信号ts的相位被设置为关于直到那时出现的所述天线信 号as的偏移选定的第一相移。所述第一相移的值优选设置为零。发送信号ts通过匹配电 路被传导至标签天线A。
[0031] 根据本发明,有源发送标签以以下方式发送数据帧:有源发送标签每次在副载波 半周期的结束处根据通信协议发送具有发送信号ts的副载波的半个周期的长度的并且具 有反转的相位的高频波包。
[0032] 在数据帧发送期间在具有一个副载波半周期的长度的时间间隔中,有源发送标签 将天线信号as的相位关于发送信号ts的相位的偏移检测为第二相移。
[0033] 根据本发明,有源发送标签根据先前的副载波半周期中所检测的所述第二相移控 制每次在进入副载波的随后的半周期的过渡之后生成高频波包。
[0034] 另一方面,有源发送标签以以下方式控制生成高频波包:所述第二相移在进入随 后的副载波半周期的过渡处保持恒定绝对值。优选地,所述第二相移在所述过渡处保持为 零。
[0035] 另一方面,有源发送标签可以计算副载波的当前半周期的所述第二相移和先前的 副载波半周期的所述第二相移之间的差。现在以以下方式控制高频波包的生成:所述第二 相移之间的差在进入随后的副载波半周期的过渡处保持恒定绝对值。优选地,所述第二相 移之间的所述差应该保持为零。
[0036] 以下任何通信协议能够被用来执行本发明的方法:根据该通信协议,在副载波半 周期之间的过渡处反转相位。
[0037] 通信协议ISO 14443 B(根据该协议,在副载波半周期之间的过渡处反转相位)为 这样的协议(图1窗口 4)。在根据该通信协议发送数据帧期间,有源发送标签没有这样的 时间窗口 :该时间窗口没有任其支配的发送,在该时间窗口期间有源发送标签将能够如根 据本领域的情况那样检测所述第一相移。
[0038] 在副载波半周期之间的过渡处具有相位反转并且用于具有212kb/s、424kb/s或 者848kb/s的比特率的发送的通信协议ISO 14443 A或者协议FELICA也合适作为用于执 行本发明的方法的协议。
[0039] 用于与询问器进行的有源发送标签的高频通信的本发明的电路也可以是基于专 利申请PCT/SI2012/000024中公开的已知电路。
[0040] 在该已知电路中,来自标签天线A的天线信号as通过衰减和直流电压限定电路 Att/DC以及可变增益放大器VGA被传导入数字转换器Dig。由控制信号gcs调整所述增益。
[0041] 来自数字转换器Dig的输出的数字化的天线信号das已经在有源发送标签开始发 送数据帧之前被传导至相位频率比较器C的输入,相位频率比较器C观测由询问器的辐射 场引起的所述天线信号as的相位。由设置第一相移的相移控制信号pscs控制相位频率比 较器C。
[0042] 相位频率比较器C以某方式控制压控振荡器VCO以开始生成发送信号ts。在数据 帧发送的开始处,关于天线信号as以所观测的第一相移来偏移它。
[0043] 发送信号ts以高频波包的序列的形式通过输出放大器OA和匹配电路被传导至天 线A。
[0044] 借助于限定标签的发送的开始和结束的发送开启信号tos来控制输出放大器OA 和衰减及直流电压限定电路Att/DC两者。在开始数据帧的发送之前,关于由振幅测量电路 AMC所测量的天线信号as的强度设置输出放大器OA的增益。
[0045] 本发明的有源发送标签以以下方式发送数据帧:它产生和发送每个具有发送信号 ts的一个副载波半周期的长度、每次在副载波半周期的结束处根据通信协议反转所述波包 的相位的尚频波包。
[0046] 所述通信协议能够为任何以下通信协议:根据该通信协议,在副载波半周期之间 的过渡处反转相位。
[0047] 根据本发明,数字转换器Dig的输出和放大器OA的输出连接至相移检测器PDD的 输入端子,相移检测器PDD可以为混和电路。在有源发送标签的发送期间在具有一个副载 波半周期的长度的时间间隔中,相移检测器PDD检测相位天线信号as的相位关于发送信号 ts的相位的偏移并且产生第二相移的信号。
[0048] 来自相移检测器TOD的输出的
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