专利名称：用于识别标记的对象命名网络基础设施及其运行方法
技术领域：
本发明一般地涉及计算机网络，更具体地说，本发明涉及用于识别标记的对象命名计算机网络基础设施，以及运行该对象命名计算机网络基础设施以识别与特定识别标记相关的对象的方法。
背景技术：
商业上用于识别功能的各种条形码和磁条以及用于阅读它们的各种装置为我们所熟悉。通常，通过利用阅读器刷(swiping)其上具有磁条的卡，例如信用卡，读磁条。还可以利用接触或邻近探测装置读磁条，其中诸如停车卡或出入卡的卡放在阅读器上，或者靠近阅读器。通常，利用“光枪”读条形码，以读取代码并识别与该特定代码有关的项目。条形码和磁条是当前可以选择的识别系统，因为它们价廉。
然而，由于它们可以编码的数据量较少，而且由于它们固有的可读性限制限制了使用条形码和磁条的应用。这样一种可读性限制是可以读取它们的距离。二者均是短距离系统，它们要求阅读器接触或者非常靠近条形码或磁条，以便解码数据。它们还受到，为了正确解码数据，在阅读器与条形码或磁条之间不能存在障碍物的限制。阅读器相对于条形码或磁条的取向也可能产生严重的可读性问题。如果阅读装置不正确对准或者保持不正确的角度，则不能读取编码信息。由于这些问题，如果要求高阅读精度，每次单独读取操作均要求操作员手动扫描。条形码和磁条的各种局限性妨碍它们用于可以机械阅读的广阔应用领域，机械阅读需要在多达几米的阅读范围内高度可靠阅读和完全自动阅读。
射频识别(“RFID”)标记是另一种现有技术识别装置。当询问时，RFID标记反射或者转发射频信号，以使编码的识别号码返回询问器。RFID标记的一个良好例子是它们用于高速公路费或过桥费收费站，其中RFID标记位于用户的车辆上，以在车辆通过通行费收费点时，响应询问信号。与计算机相连的阅读装置对该标记识别号码进行处理，然后，利用解码信息将通行费计在用户的信用卡账上。
现有技术的RFID标记装置有两种基本类型一种含有微芯片，一种不含有微芯片。实际上，在某种程度上，这两种类型在成本和性能方面的主要差别在于，它们仅在适当用途方面互相存在竞争。一般地说，与无芯片标记相比，芯片标记成本更高，但是具有较高的数据处理能力。例如，当订购量低于1百万时，芯片标记通常不用于每个低于约1美元单位成本的情况，而许多无芯片标记却投入每个低于20美分成本，即使订购量少至10万个。
大多数RFID标记比磁条和条形码具有较长可靠范围。通常，可以询问RFID标记，而不存在条形码和磁条已经被证明存在的严重视线问题和取向问题。尽管芯片标记的确比磁条和条形码系统的范围大，但是可以可靠使用它们的范围仍是一个限制因素。
迄今为止，芯片标记是这两种RFID标记中的最普遍形式。芯片标记包括4个单元或特征(1)计算机微芯片；(2)用于将无线电信号变换为计算机数据信号，并反变换为无线电信号的电路；(3)天线；以及(4)用于对芯片电路系统提供DC功率的装置。在低成本RFID芯片标记中，头两个特征被部分或全部集成到一个微芯片上，这种集成要求在标记性能(阅读范围、位数等)方面实现某种平衡。特征的这种组合还产生特定集成电路(IC)成本和/或设计方面的平衡，以在一个IC上同时容纳数字电路系统和射频电路系统。利用低射频(RF)工作频率，可以部分弥补这些设计冲突的平衡，但是这样又需要非常大、非常昂贵的天线。
芯片标记的最可怕问题是，需要DC功率对芯片电路系统供电。将与成本、尺寸以及重量方面的制约有关的各种环境问题结合在一起通常要求标记不具有电池，或其它机载电源。唯一可用的通用解决方案是通过在标记内将从标记阅读器信号接收的RF功率变换为DC功率，获得DC功率。相关技术领域内的技术人员将没有电池或其它电源的标记称为“无源”标记，而将含有电池或其它电源的标记称为“有源”标记。对芯片标记提供DC功率的无源方法要求更有效的标记天线(即，大尺寸、高成本)，而且要求阅读器具有更高的发射功率电平。它还要求附加部件，这些附加部件或者增加微芯片的成本，或者增加标记的成本，该附加部件还导致标记尺寸增大。无源供电芯片标记的最重要限制是，对标记的阅读范围的严重限制，因为其强度足以对标记供电的信号只能从标记阅读器天线扩展一个短距离。因此，尽管芯片标记控制了RFID市场，但是其高成本和有限阅读范围结合在一起妨碍了它们有效替代条形码或磁条。
“无芯片”RFID标记不含有微芯片，但是它代之以依靠磁性材料或无晶体管的薄膜电路存储数据。无芯片RFID标记的主要优点是，其成本较低。无芯片标记的缺点在于，它们的范围有限，而且仅含有有限数量的信息。这些问题的严重性妨碍了市场认同无芯片标记，尽管它们具有低成本潜力。
在2000年，传统RFID系统和服务的全球市场约为5亿美元。该市场主要是每个通常花费约1美元至数十美元的芯片标记。尽管无芯片标记的销售不好，但是它们吸引了许多潜在用户的注意力，因为它们具有低成本的潜力。在自动识别市场上，在非常低成本的条形码与较高性能的RFID芯片标记之间存在巨大鸿沟。整个市场正在呼吁一种填补该鸿沟的技术方案。
可以填补该鸿沟的任何新型自动识别技术的关键特征是(1)在以大批量制造时，每个标记的成本在1美分至10美分之间；(2)可靠阅读，而无需操作员手动扫描；(3)可靠阅读，而在标记与标记阅读器之间不要求视线(即，即使标记被划伤，或者被覆盖污物、或者位于包装的错误侧面等，仍可以可靠阅读)；(4)可靠阅读范围至少为1至2米；以及(5)标记数据容量约为100位。这种标记对于邮政当局、航空公司和机场、公共交通当局、动物饲养员、畜牧业、投递业务、具有大量供应链的任何业务、特别是保持清单或快速处理移动的消费品的业务等极感兴趣。这些均是其中高定价标记不可行，特别是其中标记是一次性的或者标记是随产品一起销售的应用。
现有技术识别系统的这些限制和问题是限制它们普遍应用的主要因素。尽管现有技术识别系统通常与计算机和计算机网络相连，但是访问这种现有技术装置提供的识别信息的要求却非常有限。总之，分布和使用这种识别信息受到该装置固有的局限性的限制。本领域需要一种可靠、定价经济的小型识别标记，在该标记上，可以编码基本识别数据，可以在足够大范围阅读该识别数据，而且该识别数据可以用于各种环境和各种应用。正如在此描述的那样，最近已经开发了这种装置和用于这种装置的阅读器，而且最近将有市售。可以利用基本识别数据编码这些识别标记，而且可以在足够大范围内读取这些识别标记，以便用于各种环境和各种应用。
因为，利用综合确定事件，这种识别标记可以用于识别非常大量的对象，有助于普遍访问可以由这种标记产生的数据和其它信息的系统是必需的。可以由这种新识别技术产生的信息量和数据量使得当前构造的因特网被使用不足，因为为了获得相关信息而访问因特网的速度慢。
因此，在本技术领域需要一种用于识别标记的对象命名计算机网络基础设施以及一种运行该对象命名计算机网络基础设施的方法。
发明内容
为了解决现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种用于响应关于对象名称的询问的对象命名网络基础设施和方法。在一个实施例中，该基础设施包括(1)一个中央对象名称服务器，其连接到计算机网络，并构成第一分层；以及多个外围对象名称服务器，其连接到所述计算机网络，并构成第二分层，通过指示一个询问系统改而询问位于第二分层的外围对象名称服务器之一，所述中央对象名称服务器响应从所述询问系统接收的对象名称询问，所述外围对象名称服务器之一或者利用对象名称响应该询问，或者指示所述询问系统改而询问构成第三分层的另外的外围对象名称服务器。
因此，本发明引入了一种对象命名网络基础设施，调节该对象命名网络基础设施，以提供与结构化地址空间相关的名称。与当今的域名服务(DNS)(必须处理任意地址空间分配)不同，分层分布本发明，可以显著减少要求中央对象名称服务器处理的业务量。相反，如果询问系统高速缓存了正确的外围对象名称服务器的地址，则外围对象名称服务器可以直接从询问系统接收询问。
在本发明的又一个实施例中，对象名称询问包括与对象名称相关的唯一代码。在将要描述和说明的实施例中，对象名称询问包括从识别标记获得的96位数字。在一个有关但是独立的实施例中，对象名称询问包括从表面声波识别标记获得的信息。
在本发明的一个实施例中，询问系统包括用于存储所述对象名称的对象名称高速缓存器，在将对象名称询问引导到中央对象名称服务器之前，询问系统将对象名称询问引导到高速缓存器。与DNS不同，即使部分地址也可以支持询问系统，从而避免询问中央对象名称服务器或更低分层。
在本发明的一个实施例中，第二分层的至少一些外围对象名称服务器与相应对象制造商相关。因此，波音公司(Boeing)可以具有用于它所制造的所有对象(飞机和部件)的外围对象名称服务器。
在本发明的一个实施例中，集中分配第二分层的外围对象名称服务器的地址空间。这样可以保持地址空间的总体分配顺序并原封不动，因此，可以使先前高速缓存的询问引导进一步询问的方向，从而尽可能避开更高的服务器分层。
在本发明的一个实施例中，相应对象制造商分配第三分层的另外外围对象名称服务器的地址空间。因此，波音公司(Boeing)可以对其每个部门分配第三分层上的外围对象名称服务器，从而减少其第二分层外围对象名称服务器的过高业务量。
在本发明的一个实施例中，询问系统与标记阅读器相联系。在其工作过程中，作为其一部分工作，标记阅读器可以读取许多标记，利用本发明的基础设施，识别具有这些标记的对象名称。当然，相关技术领域内的熟练技术人员明白，询问系统可以独立于标记阅读器，或者作为其它机器的一部分。
在本发明的一个实施例中，计算机网络是因特网。然而，相关技术领域内的熟练技术人员明白，任何计算机网络均可以形成本发明的基础设施可以工作的适当环境。
上面非常广泛地概括说明了本发明的优选特征和替换特征，因此本技术领域内的熟练技术人员可以更好地理解下面对本发明所做的详细说明。下面将描述构成本发明权利要求的主题的、本发明的其它特征。本技术领域内的熟练技术人员应该明白，他们容易以公开原理和具体实施例为基础，设计或者修改用于实现本发明同样目的其它结构。本技术领域内的熟练技术人员还应该明白，这种等效结构落在本发明的实质范围内。
为了更全面理解本发明，现在，将结合附图进行以下说明，附图包括图1示出根据本发明构造的对象命名网络基础设施的一个实施例的方框图；图2示出本发明可以有利采用的SAW识别标记的实施例；图3示出其中可以利用传统PPM发送数据的时间间隔的4个脉冲位置的数字PPM的例子；图4示出传统四态数字PPM的脉冲位置的实施例的例子；图5示出具有显著重叠的容许脉冲位置的例子；图6示出其中有限检测边缘的状态数量增加到5倍的脉冲的一个实施例的细节；图7A和7B示出其中附加移相为+90°的重叠脉冲的实部和虚部；
图8示出其中利用非90°的相位增量显著改善正态(correct state)与邻态(neighboring state)之间的区别，其中容许脉冲间隔是Tmin/5，而相邻容许态(allowed state)之间的相差采用78.5°的实施例；图9示出可以与PTSK一起使用MPGK的最小脉冲间隔规则的实施例；图10示出用于列出当在其跳跃因数为4的21个间隙的组中使用3个反射器时存在的286种可能状态的表；图11示出用于列出具有10间隙、两个反射器以及36种可能布局的SAW RFID标记的各状态的表；图12示出用于列出在每组4个反射器、每组20个间隙、跳跃因数为3、相邻间隙±90°之间的相位增量被分割为两个子组以及每组只有每个特定相位的一个反射器情况下，SAW RFID标记输出的一子组状态的表；以及图13示出用于描述根据本发明响应询问对象名的方法的一个实施例的流程图。
具体实施例方式
首先参考图1，图1示出根据本发明构造的对象命名网络基础设施100的一个实施例的方框图。与计算机网络110相连的是中央对象名称服务器120，它构成对象命名网络基础设施100的第一分层130。构成基础设施100的第二分层150的外围对象名称服务器140也连接到计算机网络110。构成第三分层170的另外的外围对象名称服务器160也与网络110相连或耦合。
在所示的实施例中，通过指示询问系统180改而询问185(未示出)第二分层150内的多个外围对象名称服务器140之一，中央对象名称服务器120响应从询问系统180接收的对象名称询问185。外围对象名称服务器140或者利用对象名称响应(未示出)询问185，或者指示询问系统180改而询问185构成第三分层170的另外的外围对象名称服务器160。
在所示的基础设施100的实施例中的询问系统180包括用于保存对象名称的对象名称高速缓存器190。在该实施例100中，在将该询问引导到中央对象服务器120之前，询问系统180将对象名称询问185存储到高速缓存器190。
尤其可以调节所示的对象命名网络基础设施100，以提供与结构化地址空间相关的名称。与当今在因特网内实现的域名服务(DNS)不同(必需对任意地址空间分配进行处理)，本发明的分层分布显著减少要求中央对象名称服务器120处理的业务量。相反，如果询问系统180在对象名称高速缓存190内具有正确的外围对象名称服务器140的地址，则外围对象名称服务器140可以从询问系统180直接接收询问185。
在本发明的一个实施例中，对象名称询问185包括从表面声波(SAW)识别标记得到的信息。如上所述，可以结合与结构化地址空间相关的命名对象，有利使用所示的基础设施100。当与在此描述的基础设施100一起使用时，SAW识别标记特别有用，原因有许多，但是主要因为这种标记的高数据能力允许结构化地址空间。在与本发明共同转让的Hartmann提交的标题为“Surface Acoustic WaveIdentification Tag Having Enhanced Data Content And Method ofOperation And Manufacture Thereof”的第10/024,624号美国专利申请中对SAW识别标记进行了详细描述，在此引用作为参考。在与本发明共同转让的Hartmann提交的标题为“Reader For a HighInformation Capacity Saw Identification Tag and Method of useThereof”的第10/066,249号美国专利申请中对用于阅读SAW识别标记的Saw识别标记阅读器进行了详细描述，在此引用作为参考。相关技术领域内的普通技术人员明白，尽管采用具有SAW识别标记的所示基础设施100具有有利方面，但是本发明可以有效用于其它对象命名系统或识别系统，而无论它是现在已知的还是将来开发的，而且仍属于本发明的预期范围。
为了更好地理解所示的基础设施100，研究一种商用系统，其中系统内的每个对象具有与其相连或耦合、具有唯一识别代码或识别号码的识别装置(例如SAW识别标记)。这种识别代码或识别号码可以仅在有关商用系统内是唯一的，或者如果所使用的识别装置是SAW识别标记或具有足够大数据容量的其它识别标记，则它可以是全球唯一的。正如在此描述的那样，根据Hartmann描述的本发明构造的SAW识别标记装置可以在其上解码全球唯一识别号码。实际上，SAW识别标记的数据容量足够大，以便编码几个不同信息字段，该字段可以包括例如含有关于标记制造商的信息的字段、行业识别字段、纠错字段、对象识别号码字段等等。
参考图2，图2示出本发明可以有利采用的SAW识别标记200的实施例。SAW标记200的衬底210的一端是换能器220，该换能器220响应SAW识别标记阅读器输出的询问信号，产生具有已知频率和振幅的信号。该信号作为表面声波(SAW)在衬底210下面传播。该衬底上是根据脉冲位置和相位位置定位或排列的一组或多组230间隙240。此外，位于衬底210上的还有大量编码反射器250，以将一部分SAW信号反射回换能器220，作为返回信号。根据间隙240内的脉冲位置和相位位置，排列这些编码反射器，以便反射的返回信号在其内编码全球唯一信号。然后，SAW识别标记阅读器检测该返回信号，然后，解码该返回信号，以发现对该SAW识别标记200分配的全球唯一识别号码。为了详细说明SAW识别标记200的这些以及其它特征，其参考上面提到的专利申请。
为了理解反射器220的排列如何产生返回信号以利用足够数据编码全球唯一号码，对有关信号调制方法进行研究是有帮助的。在传统脉冲位置调制(PPM)中，通过将数据流分割为单独采样值，可以编码数据流，其中单脉冲用于发送包含在采样内的信息。在预定时间间隔内改变该单脉冲的时间位置可以发送该采样内的信息。后续时间间隔内的单脉冲同样可以用于发送后续采样值内的信息。
现在参考图3，图3示出其中可以利用传统PPM发送数据的时间间隔的4个脉冲位置的数字PPM的例子。在这种情况下，要发送的采样是数字的，而且具有4个可能值之一。所示的是4个可能波形，它们名义上包括其时间位置可以以4个时间定位或脉冲位置为中心的相同单脉冲波形。为了确保从相邻脉冲位置出来的边缘在任何选择的脉冲的峰值为0，脉冲位置之间要求的最小时间间隔为Tmin。当然，可以使用比Tmin宽的脉冲间隔，而不影响解码PPM信号的能力，然而，如果脉冲位置比Tmin更靠近，则更难以将一个脉冲位置与其相邻脉冲位置无歧义区别开。利用阅读器分别在4个可能峰值脉冲位置采样PPM波形并选择最大的一个采样可以解码传统PPM。相关技术领域内的普通技术人员容易明白，必须利用本技术领域内公知的大量同步方法之一使解调过程同步。
4个可能脉冲位置表示2个二进制数据。单脉冲占据的后续一组4个脉冲位置表示另外2个二进制数据。所需数量的序列组4个脉冲位置可以用于表示含有许多位信息的要求数据字。
PPM调制是基于SAW器件的标记的有利调制方法，因为(1)位于SAW衬底上的SAW反射器容易产生并编程单脉冲，(2)各种脉冲时间位置与可能SAW反射器的空间位置直接有关，(3)数据位的数量大于用于减少标记插入损耗的信号脉冲的数量以及(4)对于所有可能标记识别号码，SAW反射器的数量保持固定，这样可以合理减少丢失的标记，同时对于任何标记识别过程，保持一致脉冲振幅。然而，对SAW标记使用PPM也具有局限性，这些局限性包括(1)PPM数据密度低，这样就增加了芯片尺寸(并因此提高了成本)；(2)低数据密度与SAP芯片的最大实际尺寸结合在一起产生实际标记位数的上限；以及(3)PPM SAW标记内的各种反射器之间的多跳(multi-bounce)反射器产生不希望的脉冲，该脉冲可能干扰PPM脉冲串的后面部分。
在图3中，Tmin表示用于定义以任何可能脉冲位置为中心的时间长度的间隙。相邻间隙的集表示组。所示的是一组4个间隙，这4个间隙具有表示2个二进制数据位的4个状态。如果使用4组4个间隙，则存在256个可能状态(或者组合)，由4状态×4状态×4状态×4状态＝256状态得出。这相当于8位数据(或者比一组多4倍的数据)。这256个状态(8位数据)占据全部16个间隙。如果这16个间隙组合为一个组，并采用传统PPM方法，则一个脉冲占据16个间隙之一。16个可用状态(4位数据)比在分别具有4个间隙的4个单独组中使用同样16个间隙获得的256个状态小得多。
如果不考虑传统PPM概念，而使一个组中具有多个脉冲，则可以显著增加状态数。例如，如果使16个间隙的一个组中具有4个脉冲，则存在1,820个状态，这比利用4组4个间隙的更传统PPM可用的256个状态(同样占用16个间隙)多得多。此外，如果在16个间隙的组中使用8个脉冲，则有12,870个可用状态，这是更大的改善。如果在16个间隙的组中有7个、8个或9个脉冲，则可以有35,750个状态，与在同一个空间内使用传统PPM获得的8位数据相比，这相当于15位以上的数据。
如果使一个组内具有多个脉冲，则它不适合描述诸如PPM的调制格式。这种方法的更适当名称是每组键控多脉冲(MPGK)，其中键控等效于调制。MPGK存在几个可能的重要变型。(1)将要发送的数据流分割为一个或者多个单独采样值；(2)使用一个(即多个)以上脉冲发送给定的采样值；(3)在被分割为时隙的时间间隔内发送一个以上的脉冲，各时隙名义上是相邻的，但是不必相邻；(4)包括时间间隔的时隙集构成间隙组；以及(5)以预定方式在间隙组中分布多个脉冲，以表示包含在单独采样值中的信息。各组可以改变间隙数和/或占据的间隙数。所有间隙均不必相同(允许不等的间隙宽度、脉冲振幅等)，而且各时隙也无需必须彼此相邻。可以这样定义单组，以致它仅有固定数目的被占用间隙，或者，作为一种选择，它可以包括不定数目的被占用间隙。一个数据消息可以包括一种以上的组(例如标题可以是一种组，实际数据可以是第二种组以及检错/纠错单词可以是第三种组)。所有这些变型在SAW RFID标记中均具有特定用途。
现在参考图4，图4示出示出传统四态数字PPM的脉冲位置的实施例的例子。在其最简单实现中，与传统PPM相同，该调制方法每组使用单脉冲。图4所示的例子是具有Tmin的4个间隙的组中的容许脉冲位置为容许脉冲峰值位置的时间分离的简单图解表示。在PPM中，在该组中，仅发送这些脉冲之一，而且如果在容许峰值位置进行解调采样，则3个这种采样基本是0，而且正确采样具有单位振幅。如果解调期间的采样不与峰值位置正确同步，则“正脉冲”位置开始降低，而相邻位置的振幅却变得大于0。然而，仍可以正确解调该信号。如果系统内还存在噪声，则不正确解调的概率会升高，因为该定时误差。然而，如果定时误差小，则可以忽略该降质。从理论上说，如果信噪比足够低，只要定时误差小于Tmin/2，仍可以成功解调该信号。
即使脉冲被部分覆盖仍可以成功区分单脉冲的两个可能位置的能力可以用于提高数据密度，其代价是牺牲信噪比灵敏度。通过以一个容许脉冲位置的边缘覆盖相邻脉冲位置的峰值的方式，使容许脉冲位置更靠近，可以提高数据密度。
现在参考图5，图5示出具有显著重叠的容许脉冲位置的例子。与图4所示的5个单位相比，容许脉冲间隔被降低到一个单位。在这种情况下，间隙宽度等于Tmin/5，并因此可以表示状态数量增加到5倍。很少使用这种增加数据密度的方法，因为用于区别相邻脉冲位置的检测边缘显著减小。
现在参考图6，图6示出其中有限检测边缘的状态数量增加到5倍的脉冲的一个实施例的细节。为了利用图6所示的严重覆盖脉冲解调信号，需要在所有可能脉冲位置的峰值位置(即，在图6所示水平轴的所有整数位置)采样收到的信号。从图6可以看出，与相邻脉冲位置的区别特别糟糕，但是对于下一个相邻脉冲、第三相邻脉冲等，这种区别在提高。本发明提供了一种新颖调制格式，如在此所述。以这样的方式修改容许脉冲，以致每个脉冲不仅具有不同时间位置，而且在每个相邻脉冲之间具有附加相位阶跃。例如，如果在每个相邻脉冲之间增加±90°的相位阶跃，则t＝0(时间等于0)时的脉冲等于0°，t＝1时的脉冲等于±90°，t＝2时的脉冲等于±180°，t＝3时的脉冲等于±270°，t＝1时的脉冲等于±360°，等等。
现在参考图7A和7B，图7A和7B示出其中附加移相为+90°的重叠脉冲的实部和虚部。因为在所示的实施例中使用90°的相位倍增(phase multiple)，所以奇数编号脉冲(1、3、5等)具有等于0的实部，而偶数编号脉冲具有等于0的虚部。可以采用宽范围的相角，其中许多相角可以比该特定90°产生更好或相同的性能。例如，步进角的改变可以超过±20°，而不显著降低性能。为了解调图7A所示的信号，需要SAW识别标记阅读器在峰值位置采样接收信号的实部(t＝0、1、2等)，并以这样的方式将采样信号从一个时隙移相到下一个时隙，以致如果它出现在该时隙位置，它与该脉冲的预期相位相同。
现在参考图8，图8示出其中利用非90°的相位增量显著改善正态(correct state)与邻态(neighboring state)之间的区别，其中容许脉冲间隔是Tmin/5，而相邻容许态(allowed state)之间的相差采用78.5°的实施例。在图8中，为了说明对于各种相角，显著提高正态与邻态之间的区别，选择非90°的相位增量。更重要的是，与上面在图6中示出的没有相移的相同容许脉冲间隔相比，图8示出急剧改善。在状态数方面，与具有容许脉冲间隔Tmin的更传统的PPM相比，图6以及图7和图8所示的情况具有相同的约5倍改善。但是，如果没有相移(参考图6)，检测的最小边缘仅为0.067，而如果有相移(参考图7和8)，邻态的检测边缘是0.81，这与具有接近单位检测边缘的更传统PPM非常类似。
在另一个实施例中，脉冲调制的调制在于，以公知的方式，同时位移脉冲通信信号的相位和时间位置。下面将该实施例称为同时相移时移键控(PTSK)，其中键控等效于调制。尽管在此所做的讨论仅考虑均匀间隔时移和均匀间隔相移，但是相关技术领域内的普通技术人员明白，也可以实现非均匀间隔的时移或相移。
在该实施例中，数据流(1)被分割为一个或者多个单独采样值；(2)至少利用一个脉冲发送给定采样值；(3)以被分割为时隙的时间间隔，至少发送一个脉冲，该时隙名义上相邻，但不必相邻；(4)包括时间间隔的时隙集构成一组间隙；(5)每个间隙具有唯一相移和唯一时间位置；以及(6)该至少一个脉冲以预定方式包括在该组间隙内，以表示包含在单独采样值内的信息。各组可以改变间隙的数量和/或被占用的间隙的数量，而且仍属于本发明范围。此外，可以这样定义单组，以致它仅有固定数目的被占用间隙，或者，作为一种选择，它可以包括不定数目的被占用间隙。此外，一个数据消息可以包括一种以上的组(例如标题可以是一种组，实际数据可以是第二种组以及检错/纠错单词可以是第三种组)。所有这些变型在SAW RFID标记中均具有特定用途，而且均在本发明的预期范围内。
还可以将多脉冲组键控与同时相移时移键控(MPG/PTSK)组合在一起。在MPGK中，在一组中使用多个脉冲，但是Tmin分离脉冲位置。在PTSK中，采用每组一个脉冲，但是允许容许脉冲位置显著小于Tmin。将这两种组合在一起要求注意特定微小细节。在MPGK情况下，可以同时占用两个相邻间隙，因为，如上所述，脉冲边缘不重叠任何相邻脉冲的峰值(与图3所示的传统PPM相同)。然而，如果在使用大重叠脉冲时，允许同时占用两个相邻或更邻近的脉冲(如图6所示)，则在脉冲之间可能存在强码元间干扰，而且可能导致在脉冲之间出现显著相移的两个位置之间几乎全部消除的情况(例如，图7和图8)。如果MPGK调制方法要与PTSK方法成功组合在一起，就必须解决该潜在干扰问题。
解决该干扰问题的主要方法是，在与PTSK一起使用MPGK时，采用最小脉冲间隔原则。一种一般使用原则是，尽管容许脉冲位置具有比Tmin小得多的时间分离，但是在特定波形中，包括在该波形内的任意两个有效脉冲均必须始终具有比Tmin小的最小间隔。
现在参考图9，图9示出可以与PTSK一起使用MPGK的最小脉冲间隔规则的实施例。在该例中，根据最小脉冲间隔原则，在t＝0，选择波形中的一个脉冲，而阻止下一个脉冲位于t＝1、2、3和4，但是允许在位置t＝5、6、7等出现脉冲。(请注意为了简洁起见，省略了脉冲间隙之间的PTSK相移。)请注意，在其中Tmin等于5个间隙的选择脉冲之间，必须至少跳跃4个脉冲。在更一般情况下，如果间隙宽度等于Tmin/N，则可以定义跳跃因数等于N-1。可以采用更大的跳跃因数，而且在特定情况下是有利的(例如，在具有强外部干扰的工作环境下)。在其它情况下，稍小的跳跃因数也是有利的，但是在大多数情况下确保最小间隔等于Tmin似乎是最佳选择。
用于解决当PTSK与MPGK组合在一起时占用的两个相邻间隙的潜在干扰问题的另一种方法基于，当间隙之间的相移是±90°时，在相邻间隙之间产生的正交性(请参考上面在图6中所示的例子)。如果相位充分接近±90°，则任何给定间隙内的脉冲不干扰两个相邻间隙之任一。在这种情况下，所有奇数编号间隙完全独立于所有偶数编号间隙。然而，如果这些相邻间隙之间的间隔更接近Tmin，则脉冲仍可以干扰其第二、第四、第六等最近邻近脉冲。在这种特殊“正交最近邻近脉冲”情况下，用于分析取舍的有效方法是，将间隙分割为两个正交的子组(I和Q)。然后，如果需要，对每个子组分别应用图9所示的Tmin最小间隔原则。
通常，与MPGK组合使用PTSK的该实施例的特征在于，在相邻间隙内的各脉冲之间存在显著重叠。根据以上描述的PTSK和MPGK，可以获得该实施例的各种变型。然而，将PTSK与MPGK组合在一起应该考虑到需要提供用于避免产生潜在码元间干扰效应的装置，当使用与相邻间隙具有显著重叠的脉冲时，可能产生这种干扰效应。由于该方法综合了上述两个实施例的特征，所以基本上可以将它称为MPG/PTSK(即，与同时相移时移键控结合的多脉冲)。
现在参考图10，图10示出用于列出当在其跳跃因数为4的21个间隙的组中使用3个反射器时存在的286种可能状态的表。这是其中在每组21个间隙，跳跃因数为4以及相邻间隙之间的相位增量在75°至105°之间情况下，SAW RFID标记具有每组3个反射器的SAWRFID标记的单组的例子。相邻间隙之间的相位增量与上面结合图7和图8所述的相位增量相同。相邻脉冲之间的5次重叠要求跳跃因数为4。显然，286个状态足以编码相当于8位数据的256个状态。该特定变型的组大小与结合具有同样数据位的图4描述的组大小几乎相同。然而，它的两个主要优点在于，它仅利用3个SAW反射器代替4个SAW反射器，其次，它不易受到诸如短径、多径信号传输的公共传输失真效应以及其它脉冲拖尾效应的影响。
现在参考图11，图11示出用于列出具有10个间隙、两个反射器以及36种可能布局的SAW RFID标记的各状态的表。该表是从其中SAW RFID标记具有每组4个反射器、每组20个间隙、跳跃因数为3以及相邻间隙之间的相位增量为±90°，其中该组被分割为两个子组的情况中提取的。该例子与其中将4个相异相位状态分割为两个每个分别为10个间隙的子组的上述例子相当类似。可以认为每个子组的跳跃因数分别为1。该例子与先前例子的唯一差别在于，两个同相反射器(+I和-I)可以具有相同的符号，或相反的符号。该例子的主要优点是，利用每个子组36个状态，可以实现每组总共10位，这比先前例子的8位要好。该例子的缺点是，寄生反射可能比先前例子以及对脉冲拖尾效应的一般敏感性更糟糕。
现在参考图12，图12示出用于列出在每组4个反射器、每组20个间隙、跳跃因数为3、相邻间隙±90°之间的相位增量被分割为两个子组以及每组只有每个特定相位的一个反射器情况下，SAW RFID标记输出的一子组状态的表。该表是由其中使用4个被分割为10个间隙的2个子组的相异相位状态的先前例子获得的，每个子组的跳跃因数为1。在每组中，仅使用每个特定相位的一个反射器。
现在参考图13，图13示出用于描述根据本发明响应1300询问对象名的方法的一个实施例的流程图。在该方法的一个实施例中，对象名询问包括与对象名有关的唯一代码。在又一个实施例中，响应1300的方法基于根据识别标记获得96位数字，以形成对象名询问。在又一个实施例中，响应1300的方法基于根据SAW识别标记获得信息，以形成对象名询问。
如果图13图解示出的本发明实施例基于根据对SAW识别标记200编码的96位数字获得的唯一代码，则它是与图2所示、具有位于衬底210上的12组230的21个间隙240的SAW标记类似的SAW标记200。如果SAW标记200具有位于每组230内的3个反射器250(采用跳跃因数4以及在75°至105°范围内的、相邻间隙之间的相位增量)，则每组存在可能的286个状态。正如对图10所描述和所示的那样，显然，这286个状态足以编码相当于8位数据必需的256个状态。因此，如果存在12个组的间隙240，每组230编码8位数据，则96位数字可以容易地容纳在SAW识别标记200内。相关技术领域内的熟练技术人员明白，该96位数字提供大量地址空间。
可以将SAW识别标记200上的96位地址空间分割为大量表示各种编址方案的字段，所有这些均在本发明的预期范围内。例如，一部分地址空间可以被称为“制造商字段”，在该字段可以编码关于标记本身的信息和数据，例如，制造数据和防伪代码。地址空间内的其它字段可以用于其它功能，例如用于提供关于使用标记或序列标记以识别对象的商业或各商业的信息的“客户字段”。在本发明的一个实施例中，例如，该方法有助于利用地址空间集中分配第二分层的外围对象名称服务器。在又一个实施例中，地址空间用于第三分层的另外外围对象名称服务器。简而言之，存在用于中央特许的大量空间，以将地址空间分配给大量功能。这种中央特许可以按照要开发的协议或保持地址空间的总体分配顺序并原封不动的任何其它结构化系统分配这种空间。
图13所示的响应1300的方法提供了一种对象询问系统，该对象询问系统首先将对象名称询问1310送到对象询问系统保存的对象名称高速缓存1320。首先询问对象名称高速缓存1320，以检验在首先存入该询问1310之前，关于识别标记及其对象的信息是否已经在该高速缓存1320内。如果高速缓存1320不含有信息，则将询问送到中央对象名称服务器1320(构成第一分层)，然后，中央对象名称服务器1320将询问1310送到外围对象名称服务器1340之一(构成第二分层)。如果对象名称高速缓存1320具有可用信息，则不将询问1310送到外围对象名称服务器1340之一，而跳跃第一分层。如果外围对象名称服务器1340具有对象名称，则它利用该名称响应该询问1310。如果该外围对象名称服务器1340没有该名称，则不将该询问1310送到另外外围对象名称服务器1350(构成第三分层)，以提供对象名称。
在应用图13所示的例子时，考虑到维护中央对象名称服务器的识别标记制造商，例如SAW识别标记的制造商，该中央对象名称服务器具有关于该制造商为其制造识别标记的所有客户的数据。该信息是关于构成第一分层的中央对象名称服务器的，而且利用计算机网络或网络(该计算机网络可以通过因特网)，可以使用该信息。如果指定该识别标记被诸如汽车或飞机制造业的特定行业或用户使用，则对标记编码的字段就这样指出。行业或客户可以维护含有关于对其附加了或连接了标记的对象的识别信息的外围对象名称服务器。该外围对象名称服务器还连接到计算机网络(可以是因特网)，而且构成第二分层。在某些情况下，行业或客户可以提供附加对象命名级。例如，大型汽车制造商可以具有对对象分配不同识别号码的大量不同设施，例如大量部件制造设施和组装工厂。这种设施和工厂也可以维护构成第三分层的另外外围对象名称服务器。
以汽车业为例，假定维修店利用识别标记阅读器识别对汽车部件编码的全球唯一号码，而且该维修店希望附加对象识别信息，例如制造年限。利用图13所示的用于响应1300的方法，使用对象询问系统的维修店可以建立询问1310。对象询问系统保持对象名称高速缓存1320，首先询问该对象名称高速缓存1320，以检验在对象询问系统首先将询问1310送到该高速缓存前，关于该识别标记的信息是否已经位于该高速缓存内。如果该高速缓存没有关于询问1310的信息，则对象询问系统将询问1310送到中央对象名称服务器1330(例如，识别标记制造商)，该中央对象名称服务器1330是对象命名基础设施的第一分层。然后，中央对象名称服务器1330使用标记的“客户字段”提供的信息，以将询问1310送到汽车制造商维护的外围对象名称服务器1340。这样就建立了或者利用对象名称响应询问1310，或者将代替询问1310的询问1310送到另外外围对象名称服务器1350，另外外围对象名称服务器1350构成提供该对象名称的第三分层。
如果对象名称保存在首先询问的对象名称高速缓存内，而且将第一响应送到外围对象命名服务器，甚或送到另外对象命名服务器，而不送到中央对象名称服务器，则这表示与现有技术系统相比，在效率方面得到显著提高。例如，如果在首先分配标记供特定行业或客户使用时，将“客户字段”自动高速缓存到询问系统中，则情况是这样。还可以利用该高速缓存存储先前询问的信息。如果该高速缓存具有足够数据，则可以将该询问直接送到正确分层，而跳跃中间分层。这应该与当今的DNS不同，当今的DNS必须处理任意地址空间分配，而且要求每次查询均要经过第一分层。在此描述的对象命名基础设施可以显著降低要求中央对象名称服务器处理的业务量。与DNS不同，即使部分地址也可以支持询问系统，从而避免询问中央对象名称服务器或更低分层。通过保持地址空间的总体分配顺序并原封不动，可以使先前高速缓存的询问引导进一步询问的方向，从而尽可能避开更高的服务器分层。
虽然对本发明进行了详细描述，但是本技术领域内的熟练技术人员应该明白，在本发明的实质范围内，他们可以以最广泛的形式对本发明进行各种各样的修改、替换和变更。
权利要求
1.一种对象命名网络基础设施，包括一个中央对象名称服务器，其连接到计算机网络，并构成第一分层；以及多个外围对象名称服务器，其连接到所述计算机网络，并构成第二分层，通过指示一个询问系统改而询问位于所述第二分层的所述外围对象名称服务器之一，所述中央对象名称服务器响应从所述询问系统接收的对象名称询问，作为一种选择，所述外围对象名称服务器的所述之一利用对象名称响应所述询问，或者指示所述询问系统改而询问构成第三分层的另外的外围对象名称服务器。
2.根据权利要求1所述的基础设施，其中所述对象名称询问包括与所述对象名称相关的唯一代码。
3.根据权利要求1所述的基础设施，其中所述对象名称询问包括从识别标记得到的96位数字。
4.根据权利要求1所述的基础设施，其中所述对象名称询问包括从表面声波识别标记得到的信息。
5.根据权利要求1所述的基础设施，其中所述询问系统包括用于存储所述对象名称的对象名称高速缓存器，在将所述对象名称询问引导到所述中央对象名称服务器之前，所述询问系统将所述对象名称询问引导到所述高速缓存器中。
6.根据权利要求1所述的基础设施，其中所述第二分层的至少一些所述外围对象名称服务器与相应对象制造商相关。
7.根据权利要求1所述的基础设施，其中集中分配所述第二分层的所述外围对象名称服务器的地址空间。
8.根据权利要求1所述的基础设施，其中由相应对象制造商分配所述第三分层的所述另外的外围对象名称服务器的地址空间。
9.根据权利要求1所述的基础设施，其中所述询问系统与标记阅读器相联系。
10.根据权利要求1所述的基础设施，其中所述计算机网络是因特网。
11.一种用于响应关于对象名称的询问的方法，该方法包括起初将所述询问引导到一个中央对象名称服务器，该中央对象名称服务器与计算机网络相连，并构成第一分层；以及然后，改而引导所述询问到外围对象名称服务器之一，该外围对象名称服务器连接到所述计算机网络，并构成第二分层；以及作为一种选择，利用对象名称响应所述询问，或者改而引导所述询问到构成第三分层的另外的外围对象名称服务器。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述对象名称询问包括与所述对象名称相关的唯一代码。
13.根据权利要求11所述的方法，该方法进一步包括从识别标记获得96位数字，以形成所述对象名称询问。
14.根据权利要求11所述的方法，该方法进一步包括从表面声波识别标记获得信息，以形成所述对象名称询问。
15.根据权利要求11所述的方法，其中所述询问系统包括用于存储所述对象名称的对象名称高速缓存器，所述方法进一步包括在起初将所述询问引导到所述中央对象名称服务器之前，首先将所述对象名称询问引导到所述高速缓存器。
16.根据权利要求11所述的方法，其中所述第二分层的至少一些所述外围对象名称服务器与相应对象制造商相关。
17.根据权利要求11所述的方法，该方法进一步包括集中分配所述第二分层的所述外围对象名称服务器的地址空间。
18.根据权利要求11所述的方法，该方法进一步包括由相应对象制造商分配所述第三分层的所述另外的外围对象名称服务器的地址空间。
19.根据权利要求11所述的方法，其中所述询问系统与标记阅读器相联系。
20.根据权利要求11所述的方法，其中所述计算机网络是因特网。
21.一种对象命名网络基础设施，包括一个中央对象名称服务器，其连接到因特网，并构成第一分层；以及多个外围对象名称服务器，其连接到因特网，与相应对象制造商相关，并构成第二分层，通过指示一个询问系统改而询问位于所述第二分层的所述外围对象名称服务器之一，所述中央对象名称服务器响应从所述询问系统接收的对象名称询问，作为一种选择，所述外围对象名称服务器的所述之一利用对象名称响应所述询问，或者指示所述询问系统改而询问构成第三分层的另外的外围对象名称服务器。
22.根据权利要求21所述的基础设施，其中所述对象名称询问包括与所述对象名称相关的唯一代码。
23.根据权利要求21所述的基础设施，其中所述对象名称询问包括从识别标记得到的96位数字。
24.根据权利要求21所述的基础设施，其中所述对象名称询问包括从表面声波识别标记得到的信息。
25.根据权利要求21所述的基础设施，其中所述询问系统包括用于存储所述对象名称的对象名称高速缓存器，在将所述对象名称询问引导到所述中央对象名称服务器之前，所述询问系统将所述对象名称询问引导到所述高速缓存器。
26.根据权利要求21所述的基础设施，其中集中分配所述第二分层的所述外围对象名称服务器的地址空间。
27.根据权利要求21所述的基础设施，其中由所述相应对象制造商分配所述第三分层的所述另外的外围对象名称服务器的地址空间。
28.根据权利要求21所述的基础设施，其中所述询问系统与标记阅读器相联系。
全文摘要
一种用于响应关于对象名称的询问的对象命名网络基础设施和方法。在一个实施例中，该基础设施包括(1)一个中央对象名称服务器，其连接到计算机网络，并构成第一分层；以及(2)多个外围对象名称服务器，其连接到所述计算机网络，并构成第二分层，通过指示一个询问系统改而询问位于第二分层的外围对象名称服务器之一，所述中央对象名称服务器响应从所述询问系统接收的对象名称询问，所述外围对象名称服务器之一利用对象名称响应该询问，或者指示该询问系统改而询问构成第三分层的另外的外围对象名称服务器。
文档编号G06K17/00GK1630864SQ02828357
公开日2005年6月22日 申请日期2002年12月26日 优先权日2002年1月30日
发明者克林顿·S.·哈特曼, 威廉·C.·邦纳 申请人:射频表面声波元件公司