专利名称：在基于磁场的低频无线通信中配置物理层的方法，以及存储执行该方法的程序的计算机 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在基于磁场的低频无线通信中配置物理层的方法，以及存储执行该方法的程序的计算机可读记录介质，更具体的，本发明涉及一种能够有效的支持应用于恶劣环境的基于磁场的低频无线通信的、在基于磁场的低频无线通信中配置物理层的方法，以及存储执行该方法的程序的计算机可读记录介质。
背景技术：
众所周知，射频识别(RFID)是普通的基于计算的技术，其中，将识别信息输入到标签，即，非常小的半导体，并且使用无线频率读取、跟踪和控制具有这种标签的物体、动物和/或人。基于标签是使用它们自己的能量还是使用从由读写器接收到的无线电波获得的能量工作，将该RFID技术归类为主动类型、被动类型或半主动类型。此外，基于应用领域或识别距离，可使用等于或低于135KHz的频带中的低频(LF)、13. 56MHz频带中的高频(HF)、 433. 92MHz或860_960MHz频带中的超高频(UHF)、或者2. 45GHz频带中的微波射频。在这些技术中，RFID技术基于磁场使用等于或低于135KHZ的频带中的低频(LF)工作，因此它可抵抗周围环境的干扰，从而它可有效的用于识别地下物体，例如，石油管道、或者由土或混凝土覆盖的水管/污水管、或者各种类型的恶劣环境(例如，水、金属、或者灾难环境中) 中的物体。在IS0/IEC 18000-2(以下称为“传统技术”)中详细的规定了其中的物理(PHY) 层(即，其中的空中接口)的规范。图1是示出了在用于传统低频无线通信的接口方法中、从主机发送到从机的一般请求格式的帧配置的图，图2是示出了在用于传统低频无线通信的空中接口方法中、从从机发送到主机的一般响应格式的帧配置的图。根据用于传统低频无线通信的空中接口方法，主机与从机的数据包格式、编码方法和数据速率不同，其中使用了被动标签。首先，当主机(例如RFID读写器)向标签(即，从机)发送命令时，使用了在图1 中示出的一般请求格式。在这种情况下，脉冲间隔编码(PIE)用作数据编码方法，并且平均数据速率大约为5. llcbps。相反，当从机向图1的命令发送响应时，使用在图2中示出的一般响应格式。将读写器的每个命令归类为列表命令或者国际标准命令。当向列表命令发送响应时，使用以21ApS编码的双模式数据。相反，当向国际标准命令发送响应时，使用以 4kbps编码的曼彻斯特编码。此外，传统技术定义了两种类型的标签，包括A类型的FDX标签和B类型的HDX标签。通常由读写器为A类型的标签提供能量，包括在标签和读写器的通信期间由读写器为 A类型的标签提供能量，然而，由读写器在除了标签和读写器之间的通信之外的期间为B类型的标签提供能量。A类型的标签使用曼彻斯特编码和幅移键控(ASK)调制作为数据编码和调制方法，然而，B类型的标签使用不归零(NRZ)编码和频移键控(FSK)调制。如上所述，因为主机和从机之间的数据速率被固定为单一值，并且数据编码和调制方法也是固定的，不允许选择，所以传统的技术不能积极地适应周围通信环境并进行有效的通信。此外，传统技术是有问题的，原因在于，因为从机(例如，标签)被定义为被动类型，所以响应帧的长度受到限制；并且因为不可能向主机(例如，读写器)进行主动通信，所以应用领域受到限制。
发明内容
技术问题从而，考虑到发生在现有技术中的上述问题，作出了本发明，并且本发明的目的是提供一种在基于磁场的低频无线通信中配置物理层的方法以及存储执行该方法的程序的计算机可读记录介质，该方法可支持主机和从机之间的合适的数据包格式、编码和调制，以在应用于恶劣环境的、基于磁场的低频无线通信中，使用根据周围环境变化的数据速率和编码方法进行无线通信。技术方案为了实现上述目的，本发明提供了一种在基于磁场的低频无线通信中配置物理层的方法，其中，每个主机和从机之间交换的请求帧和响应帧中包括的有效载荷字段的数据速率和编码方法可根据周围的通信环境而在预定的范围内变化。在上面的配置中，可将请求帧和响应帧配置为相同的格式。每个请求帧和响应帧都包括前导字段、头字段和有效载荷字段。同时，前导字段可包括固定的16比特序列。可对前导字段以llAps的数据速率进行曼彻斯特编码，然后进行二进制相移键控(BPSK)调制。同时，头字段可包括指示有效载荷字段的数据速率和编码信息的区域、指示有效载荷字段的数据长度的区域和头检查序列(HCQ。可对头字段以llcbps的数据速率进行曼彻斯特编码，然后进行二进制相移键控(BPSK)调制。同时，有效载荷字段可包括0-255字节的数据区域和2字节的帧检查序列。可选择 1、2或41cbpS的数据速率的曼彻斯特编码或2、4或Slibps的数据速率的不归零电平(NRZ-L) 编码中的一个对有效载荷字段进行编码，然后进行BPSK调制。此外，可对NRZ-L编码的结果进行扰频，然后进行BPSK调制。有益效果根据本发明的一种在基于磁场的低频无线通信中配置物理层的方法，以及存储执行该方法的程序的计算机可读记录介质可支持主机和从机之间的合适的包格式、编码和调制，以在应用于恶劣环境的基于磁场的低频无线通信中，使用根据周围环境变化的数据速率和编码方法进行无线通信，从而改进了通信性能和效率。
图1是示出了在用于传统低频无线通信的接口方法中、从主机发送到从机的一般请求格式的帧配置的图；图2是示出了在用于传统低频无线通信的空中接口方法中、从从机发送到主机的一般响应格式的帧配置的图；图3是示出了根据本发明的在基于磁场的低频无线通信中配置物理层的方法中的主机和从机之间的双向通信的格式的帧配置的图4是示出了图3中所示出的前导字段的帧配置的图；图5是示出了图3中所示出的有效载荷字段的帧配置的图；图6是示出了可用于本发明的方法的曼彻斯特编码和NRZ-I编码的图；图7是示出了可用于本发明的扰频器的框图；图8是示出了本发明的方法中的编码和调制前导的过程的图；图9是示出了本发明的方法中的编码和调制头的过程的图；以及图10是示出了本发明的方法中的编码和调制过程的图。
具体实施例方式下面将参照附图详细描述根据本发明的在基于磁场的无线通信中配置物理层的方法的优选实施方式。图3是示出了根据本发明的在基于磁场的低频无线通信中配置物理层的方法中的主机和从机之间的双向通信的格式的帧配置的图，图4是示出了图3中所示出的前导字段的帧配置的图，以及图5是示出了图3中所示出的有效载荷字段的帧配置的图。首先，如图3所示，根据在基于磁场的低频无线通信中配置物理层的方法，将在主机和从机之间传送的双向通信帧优选配置为格式相同。因为从主机发送到从机的通信帧的长度很长，所以优选的将从机(例如，标签)实现为能够使用其本身的能量工作的主动类型的从机。显然， 可将该从机实现为被动类型的从机或者半主动类型的从机，该半主动类型的从机能够根据数据的长度可变的作为主动类型的从机或者被动类型的从机工作。返回参照图3，通信帧可顺序的包括前导字段、头字段和有效载荷字段。在此，前导字段与传统的一般请求格式或一般响应格式的帧起始(SOF)字段执行相同的功能。前导字段被配置为从最低有效位(LSB)到最高有效位(MSB)的序列。前导包括12比特的序列 “000000000000” 和 4 比特的序列 “1010”。接下来，如图3所示，头字段可包括总共3字节。头字段可被配置为从LSB到MSB 的序列，并且头字段可包括以下内容例如，3比特的数据速率和编码信息区域、8比特的有效载荷数据长度区域、5比特的保留区域和8比特的头检查序列(HCS)。在头字段中，8比特的有效载荷数据长度区域以字节为单位表示包括在有效载荷中的数据的长度。例如，HCS 可包括8比特的循环冗余校验(CRC)。最后，有效载荷字段可包括最大为255字节的数据区域，例如，可包括用于保护数据区域的2字节的帧检查序列。当数据的长度为0时，显然也不会包括帧检查序列。如下面的表1所示，使用3比特来表示上述前导字段、头字段和有效载荷字段的数据速率和编码方法，并且该3比特可支持表示8种方法。表 权利要求
1.一种在基于磁场的低频无线通信中配置物理层的方法，其中，主机和从机之间交换的每个请求帧和响应帧中包括的有效载荷字段的数据速率和编码方法能够根据周围通信环境在预定的范围内变化。
2.如权利要求1所述的方法，其中，该请求帧和响应帧被配置为相同的格式。
3.如权利要求2所述的方法，其中，该请求帧和响应帧的每个包括前导字段、头字段和有效载荷字段。
4.如权利要求3所述的方法，其中，以llcbps的数据速率对该前导字段进行曼彻斯特编码，并且随后进行二进制相移键控调制。
5.如权利要求4所述的方法，其中，该头字段包括指示该有效载荷字段的数据速率和编码信息的区域、指示该有效载荷字段的数据长度的区域以及头检查序列(HCS)。
6.如权利要求5所述的方法，其中，以llcbps的数据速率对该头字段进行曼彻斯特编码，并且随后进行二进制相移键控(BPSK)调制。
7.如权利要求6所述的方法，其中，该有效载荷字段包括0-255字节的数据区域和2字节的帧检查序列。
8.如权利要求7所述的方法，其中，可选择1、2或lbps的数据速率的曼彻斯特编码或2、4或SlAps的数据速率的NRZ-L编码中的一个对该有效载荷字段进行编码，并且随后进行BPSK调制。
9.如权利要求8所述的方法，其中，对NRZ-L编码的结果进行扰频，并随后进行BPSK调制。
10.一种计算机可读记录介质，其存储用于执行权利要求1到9中的任何一个提出的方法的程序。
全文摘要
本发明涉及一种基于无线磁场通信的低频带中配置物理层的方法，以及包括执行该方法的程序的计算机可读记录介质。该方法支持主机和从机之间的合适的包格式、编码模式和调制模式，以使得能够根据在低频带的外围的环境以不同的数据速率或编码模式，基于应用到恶劣环境的无线磁场通信进行无线通信。本发明的方法的特征在于根据外围的通信环境，在预设的范围内改变有效承载字段的数据速率和编码方式，其中，有效承载字段包括在主机和从机之间的请求帧和响应帧中。在以上所提到的配置中，该请求帧和响应帧能够被配置为相同的格式，并且该请求帧和响应帧分别包括前导字段、头字段和有效载荷字段。
文档编号H04L12/28GK102257767SQ200980151637
公开日2011年11月23日 申请日期2009年5月26日 优先权日2008年12月23日
发明者元允载, 林承玉, 金善熙 申请人:电子部品研究院