无线微微蜂窝rfid系统和方法

专利名称：无线微微蜂窝rfid系统和方法
技术领域：
本发明主要涉及无线通信系统，特别涉及无线微微蜂窝通信系统和射频 识别(RFID)系统。
背景技术：
无线通信正迅速发展，伴随着对高速移动数据通信不断增长的需求。举 例来说，被称为"无线保真"或"WiFi"的系统和无线局域网(WLAN)正 应用于许多不同类型的区域中(咖啡店，机场，图书馆等)。无线通信系统 与称为"客户端"的无线设备进行通信，客户端必须驻留于无线范围或"蜂 窝覆盖区域"内，从而与接入点设备通信。
无线微微蜂窝系统
应用无线通信系统的一种方案包括使用"微微蜂窝"，这是具有从大约 数米直到大约20米半径范围的射频覆盖区域。由于微微蜂窝覆盖很小的区 域，因此通常每个微微蜂窝只有很少的用户(客户端)。这允许最小化无线 系统用户共享的RF带宽量。同样，微微蜂窝允许较小地区内的选择性无线 覆盖，否则，当由传统基站所产生的较大蜂窝覆盖时，这些较小地区的信号 强度就变差。
微微蜂窝由无线接入点设备产生并以其为中心，无线接入点设备包括可 操作地连接到天线的发射机/接收机。给定的微微蜂窝的大小取决于接入点设 备所发送的RF功率量、接收机灵敏度、天线增益和RF环境、以及无线客户 端设备的RF发射机/接收机灵敏度。客户端设备通常具有固定的RF接收灵 敏度，从而使上述接入点设备的特性能决定微微蜂窝的大小。
将多个接入点设备组合就产生覆盖称为"微微蜂窝覆盖区域"的区域的 微微蜂窝阵列。密集压縮的微微蜂窝阵列在整个微微蜂窝覆盖区域中提供了 高数据吞吐量。射频识别
射频识别(RFID)是一种使用RFID标签的远程识别技术，在RFID标 签中存储有信息。通过RFID标签和RFID标签读取器之间的RF通信，所储 存的信息能得到提取。通常的RFID系统使用RFID读取器(如手持式的)， 当将其放到与RFID标签足够近时，能读取标签所发出的RFID标签信号。R FID系统被用于库存管理和多种不同工业中的产品跟踪，也用于图书馆和医 院。
有三种主要的RFID标签类型。第一种类型是具有不带内部电源的微电 路(典型的是数字储存芯片)的无源标签。无源RFID标签由来自RFID标签 读取器的输入RF信号提供电源。RF信号为微电路提供足够的电源从而经由 电磁RF标签信号将RFID标签中储存的信息发送给RFID读取器。
第二种RFID标签类型是半无源的，包括微芯片和小型电源，从而使RFI D标签能产生较强的RF标签信号，形成较大的读取范围。第三种RFID标签 类型是有源的，类似于半无源型标签，具有自己的电源。有源RFID标签产 生输出RF标签信号并能对来自RF标签读取器的RF信号询问作出响应，或 周期性地产生自己的输出RF标签信号。
实现覆盖较大区域(如整个办公大楼)并以高分辨度跟踪多个物品的RF ID系统通常需要使用大量RFID标签读取器，并将它们连接到能处理从RFID 标签接收的数据的中央计算机。例如，前提是通过人们物理地携带RFID读 取器，并询问每个RFID标签，读取RPID标签是可以完成的。RFID的这种
传统方案是设备密集型和劳动力密集型的，并且实施和维护起来往往很昂
虫 贝。

发明内容
本发明的一个方面是一种无线微微蜂窝射频识别(RFID)系统，用于跟 踪一个或多个RFID标签，每个标签中都储存有信息。该系统包括由微微蜂 窝阵列组成的微微蜂窝覆盖区域，微微蜂窝阵列由一个或多个电-光(E-O) 接入点设备形成，每个接入点设备具有天线，且都适于将电RF信号转换为 光RF信号，反之亦然。该系统进一步包括具有一个或多个业务单元和RFID读取器单元的中央控制站。中央控制站通过RF光通信链路光连接到每个E-O
接入点设备。每个E-O接入点设备适于通过RF光通信链路接收并中继储存 在每个RFID标签中的信息到RFID读取器单元，所述RFID标签位于相应的 微微蜂窝中。
本发明的另一方面是一种无线微微蜂窝RFID系统，用于跟踪一个或多 个发射电磁RFID标签信号的RFID标签。该系统包括具有一个或多个业务单 元和一个或多个RFID读取器单元的中央控制站。RFID读取器单元的数量通 常取决于所要处理的RFID标签信号的体积。该系统还具有一个或多个E-O 接入点设备，因而形成一个或多个微微蜂窝，接入点设备光连接到中央控制 站，并适于将来自中央控制站的光RF业务信号转换为电磁RF业务信号，反 之亦然。每个E-O接入点设备适于(例如经由电-光转换器)接收来自相应微 微蜂窝中所存在的一个或多个RFID标签中的任何一个的电磁RFID标签信 号，并将相应的RFID光信号光发送给中央控制站。中央控制站适于将RFID 光信号转换为电RFID信号，该电RFID信号然后由一个或多个RFID读取器 单元接收。
本发明的另一个方面是一种无线微微蜂窝RFID方法。该方法包括在由 一个或多个微微蜂窝组成的微微蜂窝覆盖区域内定位一个或多个RFID标 签，标签中储存有信息，并在每一微微蜂窝中从定位在该微微蜂窝中的每个 RFID标签接收信息。该方法还包括将RFID标签信息光发送给远程的RFID 读取器单元。
本发明的其他特征和优点将在下面的详细说明中阐明，且对于本领域技 术人员来说，从说明书中得到或通过按本文所描述的方式实践本发明来认识 这些特征和优点，将是显而易见的，所述本文包括下面的详细说明、权利要 求、以及附图。
应当理解的是，前述大概描述和下面的详细描述呈现了本发明的实施 例，并意图提供用于理解如权利要求所要求保护的发明的性质和特点的总体 看法或框架。还包括有附图，以提供对本发明的进一步理解，并结合于本说 明书中并成为其一部分。附图与说明书一起举例说明了本发明的多个实施 例，并用于解释本发明的原则和操作。


图1为根据本发明的无线微微蜂窝RFID系统的典型实施例的示意图2为图1的系统的放大图，显示了一个典型的微微蜂窝及其相应的E-O接入点设备，还显示了微微蜂窝内计算机形式的典型无线客户端设备，以 及其上固定有RFID标签的物品；
图3为根据本发明的无线微微蜂窝RFID系统的典型实施例的详细示意 图，显示了通过相应光纤下行链路和上行链路可操作地连接到E-O接入点设 备的中央控制站的典型实施例细节；
图4为图3的系统的放大图，举例说明了使用波分复用(WDM)和单光 纤下行链路和单光纤上行链路以在E-O接入点设备和中央控制站之间提供双 向RF光通信链路的系统的典型实施例；以及
图5为图1的系统的典型应用的示意图，该系统被安排为监控沿确定的 路线移动的物品，如沿装配线移动。
具体实施例方式
现在对本发明的优选实施例进行详细的描述，这些实施例在相关附图中 得以举例说明。只要可以，附图中相同或近似的参数用于代表相同或相似的 部件。
图1为根据本发明的无线微微蜂窝RFID系统10的典型实施例的示意 图。系统IO包括中央控制站20 (也称为"头端")，在中央控制站20中进 行所有的网络管理和信号处理，并建立与外部网络如外部网络24的通信。中 央控制站20经由相应的RF光通信链路36可操作地连接到多个电-光(E-O) 接入点设备30。在一优选实施例中，RF光通信链路36包括光纤，如下面所 讨论的下行链路和上行链路光纤。E-O接入点设备30被安排为形成一个或多 个微微蜂窝40的阵列42，阵列42组成微微蜂窝覆盖区域44。
图2为图1的无线微微蜂窝RFID系统10的放大图，显示了单个微微蜂 窝40的举例及其相应的E-O接入点设备30。在一个典型实施例中，E-0接 入点设备30包括天线32，微微蜂窝40以其为中心。天线32电连接到接收电 信号并将其转换为光信号的电-光(E/0)转换器150，以及电连接到接收光 信号并将其转换为电信号的光-电(0/E)转换器170。在一个典型实施例中，每个E-O接入点设备30不按照传统WLAN接入点设备的方式那样参与 信号处理。相反，它们只用作如下文所详细描述的RF信号应答器。
微微蜂窝40中还显示了其上固定有RFID标签54的物品50。物品50是 被系统IO跟踪的任意物品。举例来说，RFID标签54可以是无源、半无源或 有源型RFID标签。在一个典型实施例中， 一个或多个RFID标签54及其相 应物品50位于微微蜂窝覆盖区域44内。微微蜂窝40中还显示了无线客户端 设备60，为了便于说明，其显示为计算机的形式。
图3为无线微微蜂窝RFID系统10的典型实施例的详细示意图，显示了 中央控制站20及形成微微蜂窝覆盖区域44的E-O接入点设备30的细节。在 一优选实施例中，RF光通信链路36是基于光纤的，且在一个典型实施例中 包括一个或多个光纤下行链路36D和一个或多个光纤上行链路36U。
在一个典型实施例中，中央控制站20包括多个业务单元90，业务单元9 0提供传统的无线蜂窝系统业务，例如蜂窝电话业务、用于数据通信的WIFI 等。为了便于说明，显示了两个业务单元90。每个业务单元90具有RF传输 线92及RF接收线94。中央控制站20中还包括为系统10提供RFID能力的 RFID读取器单元100。 RFID读取器单元100具有RF传输线102及RF接收 线104。
无线微微蜂窝RFID系统10进一歩包括可操作地连接到RFID读取器单 元100的控制器110。在一个典型实施例中，控制器IIO包括中央处理单元 (CPU) 112和用于储存数据的内存单元114，所述数据包括如下文描述的所 包含的RFID标签信息。CPU112适于(例如编程)处理RFID读取器单元11 0提供给控制器110的信息。在一个典型实施例中，控制器110是或包括可编 程计算机。
中央控制站20包扩第一 RF信号复用器单元120。 RF信号复用器单元12 O具有输入侧122和输出侧124。传输线92和102电连接到RF信号复用器单 元120的输入侧122。
在一个典型实施例中，RF信号复用器单元120包括第一 RF信号引导元 件(126)例如RF开关)，如下文所述，其允许通过RFID读取器单元100 与微微蜂窝40进行选择性通信。在一个例子中，选择性通信包括微微蜂窝4 0的连续通信(例如轮询)。同样，在一个典型实施例中，RF信号复用器单元120包括第二RF信号引导元件128 (例如RF开关)，其允许从每个微微 蜂窝40的单个天线32中辐射来自不同业务单元卯的不同RF业务信号(下 文中介绍)。
中央控制站20还包括具有输入侧132和输出侧134的第二 RF信号复用 器单元130。接收线94和104电连接到RF信号复用器单元130的输出侧13 4。
在一个典型实施例中，中央控制站20还包括多个电-光(E/0)转换器1 50，其将RF电信号转换为RF光信号。E/0转换器150电连接到RF信号复 用器单元120的输出端124，并光连接到光纤下行链路36D的输入端156。 中央控制站20还包括多个光-电(O/E)转换器170，其将RF光信号转换为 RF电信号。0/E转换器170电连接到RF信号复用器单元130的输入端132， 并光连接到光纤上行链路36U的输出端178。
在一个典型实施例中，中央控制站20包括RF信号复用器单元130和O/ E转换器170之间的放大器180，以放大上行链路RF电信号，如下文所论。 中央控制站20中还包括将业务单元90和RFID读取器单元100连接到一个或 多个外部网络24的外部网络链路200。
如下文所论，继续参考图3，在一个典型实施例中，每个接入点设备30 包括O/E转换器单元170和E/0转换器单元150。 O/E转换器170光连接到光 纤下行链路36D的各个输出端158。 E/O转换器150光连接到光纤上行链路3 6U的输入端176。 E/0转换器150和0/E转换器170都可操作地连接到其各 自的天线32。在一个典型实施例中，与E-0接入点设备30有关的光连接包 括额外的电子元件，例如放大器和滤波器(未显示)。
操作方法
参考图1至图3，微微蜂窝RFID系统10操作如下。在中央控制站20， 业务单元90产生经传输线92发送给复用器单元120的下行电RF业务信号S D。复用器单元120将下行电RF业务信号SD分配给与其电连接的E/O转换 器150， E/0转换器将这些信号转换为相应的下行光RF业务信号SD，。下行 光RF业务信号SD'通过光纤下行链路26D传输至E-O接入点设备30中其相 应的0/E转换器170，在其中，光信号被转换回下行电RF业务信号SD。随后下行电RF业务信号SD驱动相应的天线32，天线将下行电RF业务信号S D转换为对应于业务单元90所提供的特定业务(蜂窝电话，数据等)的相应 下行电磁RF业务信号250 (图2)。
假设目前下行电磁RF业务信号250代表数据，客户端60 (例如经由无 线卡，未显示)接收该数据，并处理该数据。客户端60还产生被天线32接 收的上行链路电磁RF业务信号260。天线32将上行链路电磁RF业务信号2 60转换为上行链路电RF业务信号SU。在E-0接入点设备30中是否使用信 号放大取决于微微蜂窝系统设计的细节。
E/0转换器150接收上行链路电RF业务信号SU并将其转换为上行链路 光RF业务信号SU，，通过光纤上行链路36U将其传输至中央控制站20中的 0/E转换器170。 0/E转换器170随后将上行链路光RF业务信号SU，转换上 行链路电RP业务信号SU，其被放大器180进行光放大并被转送给RF信号 复用器单元130。然后RF信号复用器单元130将来自不同微微蜂窝40的上 行链路电RF业务信号SU分配给相应的业务单元90，业务信号在其中得到 处理，如数字处理，并经由网络链路200被转送给外部网络24。
在一个典型实施例中，通过提供不同的业务(例如蜂窝电话业务，用于 数据通信的WiFi)，来自业务单元90的不同业务在RF信号层利用频率复用 与不同且独立的信号处理相结合。 一旦产生RF业务信号SD， RF信号引导 元件128就将其导向不同的E-O接入点设备30，从而允许从每个接入点设备 的单个天线32辐射不同的RF业务信号。中央控制站20中的相应业务单元9 0管理不同业务的各种信号处理。每个微微蜂窝40携带为特定微微蜂窝内每 个客户端60所指定的各种RF业务信号SD。
RFID功能
本发明的无线微微蜂窝RFID系统10包括RFID功能。在一个典型实施 例中，微微蜂窝覆盖区域44内的一个或多个RFID标签54中的某些或全部 标签需要用RFID询问信号来激活。通过RFID询问信号的激活促使RFID标 签54发射包含存储在该标签中的信息的电磁RFID标签信号。举例来说，在 无源RFID标签54中，电磁RFID询问信号中的能量用足够的能量激励RFID 标签中的微芯片(未显示)，以发送存储在该芯片的RFID标签储存部分中的{言息。
相应地，继续参考图3， RFID读取器单元100产生电RFID询问信号S I，并通过RFID传输线102将其发送给RF信号复用器单元120。在一个典型 实施例中，顺序地轮询微微蜂窝40，信号复用器单元120中的RF信号引导 126将RFID询问信号SI导向E/0转换器150。 E/O转换器150将电RF询问 信号SI转换为光RF询问信号SI'，通过相应的光纤下行链路36D将其传输 至相应的0/E转换器170。 0/E转换器170将光RF询问信号SI'转换回电RF 询问信号SI。电RF询问信号SI随后被导向相应的天线32，天线将电RF询 问信号转换为电磁RF询问信号300 (图2)。
电磁RF询问信号300促使微微蜂窝40中的每个RFID标签54发射电磁 RFID标签信号310。然后天线32接收该电磁RFID标签信号。假设现在所讨 论的是在微微蜂窝40中只存在单个RFID标签54，那么天线32将电磁RFID 标签信号310转换为电RFID标签信号ST并将其导向E/0转换器150，其将 该信号转换为光RFID标签信号ST'。光RFID标签信号ST'通过光纤上行链 路36U传输至相应的0/E转换器170，其将该光信号转换回电RFID标签信 号ST。随后电RFID标签信号ST传输至RF信号复用器单元130，其经由R F接收线104将该信号导向RFID单元100。然后RFID读取器单元100处理 电RFID标签信号ST，以提取出其中所含有的信息，例如标签号或所标记的 物品属性等。在已知信号导向元件126 (例如RF开关)的设置的情况下，R FID读取器单元100能够取得标签的位置，也就是RFID标签被读取的特定微 微蜂窝。在一个典型实施例中，RFID读取器单元100通过信号SC将RPID 标签信息传递给控制器110。控制器110在处理器112中处理该信息，随后 将结果储存在内存单元114中，或者仅仅将该信息直接储存在内存单元中， 例如以每个RFID标签54的历史日志的形式储存。
在一个典型实施例中，通过顺序地与每个微微蜂窝40通信而重复上述处 理。举例来说，上述步骤的实现，是通过RF信号引导元件126按顺序一次 一个地将RF询问信号SI导向与不同微微蜂窝40相关的不同E/0转换器15 0，由此覆盖定义了微微蜂窝覆盖区域44的微微蜂窝40阵列42。
在另一个典型实施例中，至少一个RFID标签54是产生电磁RFID标签 信号310的有源型标签，不必通过RFID询问信号来对该RFID标签54进行询问。对于这种类型的RFID标签54， RFID处理与上文所描述的相同，但没 有通过RFID读取器单元产生RFID询问信号300。相反，电磁RFID标签信 号310是由RFID标签来产生并发射的(例如周期性地)，并且被天线32收 到，天线将其转换为被中继到RFID读取器单元100的电RFID标签信号S T，如上所述。
如果多个RFID标签54位于给定的微微蜂窝40中，在一个典型实施例 中，RFID读取器单元100每次读取一个RFID标签。举例来说，这包括向外 发送RFID询问信号300给所有的RFID标签54，连同发送的有以特定比特 作为开始的标签号。如果有一个以上的RFID标签54作出响应，则RFID读 取器单元100使用RFID标签号中的下一个比特来区分这些RFID标签，直到 只有一个RFID标签作出响应。基于其特定的RFID标签号，微微蜂窝内其他 的RFID标签54在不同的时间被读取。
在一个典型实施例中，RFID标签信号ST具有与业务单元90相关的现有 无线通信业务信号SD相似的频率和幅度，从而使RFID业务能容易地与其他 微微蜂窝业务结合。
对于无线数据业务来说，每个微微蜂窝的各RF业务信号SD以高速高比 特速率与客户端60通信。但是，相比起来RFID处理就非常缓慢，因为在一 个典型实施例中，只有非常少的信息比特(例如1比特至月1千比特)在每 个RFID标签54和RFID读取器单元100之间交换。此外，在大多数情况 中，对于RFID通信，时间不是非常关键的。因此，本发明不需要每个微微 蜂窝40的各个RFID读取器单元保持与其相关微微蜂窝中的RPID标签54的 通信。相反，在一个典型实施例中，使用单个RFID读取器单元100，且系统 10使用与每个微微蜂窝40通信的单个RFID读取器单元100。在一个典型的 应用中，虽然其他的轮询速度可取决于特定应用来执行，但每个微微蜂窝40 每秒至每分钟被轮询一次。
在一个典型实施例中，用单个RFID读取器单元100在微微蜂窝40之间 进行RFID通信就太慢了，因此用两个或更多的RFID读取器单元IOO来和微 微蜂窝40的不同子集通信(图2)。举例来说，当需要盘点给定微微蜂窝40 中的大量RFID标签54 (例如数千或数万)时，且其中微微蜂窝阵列43由许 多微微蜂窝组成(如数百或数千)，则多个RFID读取器单元100可用于微微蜂窝RFID系统10中。
微微蜂窝RFID系统的优点
本发明的无线微微蜂窝RFID系统是非常灵活的，且与传统RFID系统相 比具有许多优点。例如，用于RFID标签读取的主要频率为微微蜂窝系统10 很容易支持的大约900MHZ到2.4GHZ范围内的频率，该系统通常运作于大 约800MHZ到6.0GHZ的频率范围内。
同样，本发明中所使用的优选的RFID发射和接收功率水平与现有无线 通信系统相当。在多种业务使用相同的频带的典型实施例中，——例如2.4G HZ上的WiFi和RFID标签读取——用来避免扩展时间段内的灾难性干扰的 技术得以使用，例如跳频和/或静态信道分配。
RFID系统升级是易于执行的，因为微微蜂窝的基础结构非常适于支持在 中央控制站20中作出改变。在本发明的一个典型实施例中，RFID读取器单 元100用于RFID标签写入，以添加或更新RPID标签54中的信息。RFID标 签写入允许改变对不同工作组、项目的物品分配或物品状态(如从"销售 中"至U "已售")。
记录RFID数据
在本发明的一个典型实施例中，系统IO轮询蜂窝覆盖区域44内的RFID 标签54，从而在与所标记的物品50相关的所有RFID标签的控制器110中保 持历史日志。由于微微蜂窝40相对较小，因此在任何给定的时间，系统10 在非常高的空间分辨度范围内知道微微蜂窝覆盖区域44中的所有物品50的 位置，如几米。在一个典型实施例中，RFID标签54的通信距离在物理上限 制为几米，由此定义了系统10的RFID位置分辨度。
无线微微蜂窝RFID系统10能够支持大量RFID标签54，特别是在控制 器110具有现代计算机处理能力的情况中。在一个典型实施例中，本发明包 括由RFID读取器单元IOO和控制器110进行的基于计算机的物品位置和/或 运动跟踪。
一个相关的典型实施例包括在一个或多个RFID标签54信息中储存与相 应的一个或多个物品移动的最后时间及其过去和当前位置有关的信息。在一个典型实施例中，系统io通过这样的方式来完成该功能，即控制器110将信 息提供给RFID读取器单元100， RFID读取器单元按照与RFID读取器单元 发出RF询问信号SI类似的方式将该信息发送给特定RFID标签54。在一个 典型实施例中，位置和时间信息随后用独立的RFID标签读取器350读出 (图2)，该读取器350不与微微蜂窝RFID系统IO相连，而是与中央数据 库356连接。与这种分散的纪录保存相反，所有信息储存在中央数据库356 中，在任何时候都可以通过独立的计算机网络(未显示)访问中央数据库。
将新的RFID标签引入微微蜂窝覆盖区域
在一个典型实施例中，RFID读取器单元100在下一个RFID轮询事件时 发现被引进微微蜂窝覆盖区域44的新的RFID标签54。在一个典型实施例 中，如果RFID标签54被毁坏，那么RPID读取器单元100和/或控制器110 适于产生警报，并从控制器110的内存单元112中储存的纪录中提供物品的 最后位置(或完整的跟踪历史)。
WDM方案
光纤下行链路和上行链路36D和36U (图3)具有很低的损耗和很大的 带宽。因此，中央控制站20实质上能与微微蜂窝覆盖区域44相距任意距 离。例如，在中央控制站20和E-O接入点设备30之间有几千米或甚至数十 千米都是支持的。
图4无线微微蜂窝RFID系统10的典型实施例的放大图，其显示了结合 光复用单元410和光分离单元420使用的E/0转换器150和O/E转换器17 0，还有单个光纤下行链路36U和单个光线下行链路36D。波分复用(WD M)的使用允许多个不同的E-O接入点设备30共享单个光纤，而不用使用图 3中所示的分离的光纤上行链路和下行链路。如果中央控制站20离微微蜂窝 覆盖区域44有许多千米远，则使用光纤下行链路和上行链路36D和36U的 WDM方案是十分有利的。本发明包括相关的WDM典型实施例，其采用增-减复用器和分离器(未显示)，而不是采用光复用和分离单元410和420。
重叠微微蜂窝微微蜂窝40实际上通常没有明显的界限。因此，可能发生多个微微蜂窝
40覆盖并读取同一个RFID标签54的情况。在该情况中，系统10可准确地 识别相应物品50的位置。如果两个或多个微微蜂窝40读取RF标签54，则 该标签必然位于多个微微蜂窝间的交点处。在一个典型实施例中，RF读取器 单元100 (或控制器110)因此适于(例如编程)说明微微蜂窝的重叠部分并 确定物品的位置。
其他应用
无线微微蜂窝RFID系统10的一种典型应用包括监控过程并支持过程控 制。在图5所示的典型实施例中，当相关物品50在定义的路径510上移动 时，例如在某过程的一条装配线上，系统10监控RFID标签54中所包含的 信息。当物品在路径510上移动时，RFID标签54中的该信息随着物品的状 态和/或位置的改变而改变。微微蜂窝40位于沿路径510的不同监控点处， 并收集与物品50的状态有关的信息，例如时间和位置信息，以及处理情况。
另一种典型应用包括高价值物品50的安全监控。当RFID标签54离开 确定的微微蜂窝位置时，则发出警报声(例如通过控制器110)。举例来 说，这种安全监控可用于监控艺术展中的艺术品，医院/诊所中的药品，核研 究所中的核草料，图书馆中的稀有书籍、地图和其他著作等。
另一种典型应用包括大楼门禁控制，借此，微微蜂窝40监控需要佩带R FID标签的人员的位置和移动(可以认为是本发明上下文中的"物品")。
对于本领域技术人员来说，显而易见的是，可以对本发明作出各种各样 的修改和变化，而不脱离本发明的精神和范围。因此，本发明倾向于覆盖所 提供的该发明的修改和变化，所述修改和变化是在附加的权利要求及其等效 物的范围内的。
权利要求
1. 一种用于跟踪一个或多个各存储有信息的RFID标签的无线微微蜂窝射频识别(RFID)系统，包括由一个或多个电-光(E-O)接入点设备形成的微微蜂窝的阵列组成的微微蜂窝覆盖区域，每个接入点设备具有天线且适于将电RF信号转换为光RF信号，反之亦然；具有一个或多个业务单元和RFID读取器单元的中央控制站，该中央控制站通过RF光通信链路光连接到每个E-O接入点设备；以及其中每个E-O接入点设备适于通过所述RF光通信链路接收并中继位于相应微微蜂窝内的每个RFID标签中储存的信息到所述RFID读取器单元。
2. 权利要求1的系统，进一歩包括可操作地连接到所述RFID读取 器单元并适于处理和/或储存RFID标签信息的控制器。
3. 权利要求1的系统，其中所述光通信链路包括上行链路和下行链 路光纤。
4. 权利要求3的系统，其中所述上行链路和F行链路光纤分别在各 自的末端连接各自的波分复用器和波分分离器。
5. 权利要求1的系统，其中所述控制站包括允许所述RFID读取器 单元每次与一个E-O接入点设备通信的RF信号引导元件。
6. —种用于跟踪一个或多个发射电磁RFID标签信号的RFID标签的 无线微微蜂窝射频识别(RFID)系统，包括具有一个或多个业务单元和一个或多个RFID读取器单元的中央控制站；一个或多个电-光(E-O)接入点设备，光连接到所述中央控制站并适于 将来自所述中央控制站的光RF业务信号转换为电磁RF业务信号，反之亦 然，由此形成一个或多个微微蜂窝，每个E-O接入点设备适于接收电磁RFI D标签信号并将相应的光RFID标签信号光发送给所述中央控制站，所述电 磁RFID标签信号来自相应微微蜂窝中存在的一个或多个RFID标签中的任意 一个；以及其中所述中央控制站适于将所述光RFID标签信号转换为电RFID标签信号，所述电RFID标签信号随后由所述一个或多个RFID读取器单元接收。
7. 权利要求6的系统，其中下行链路和上行链路光纤携带下行链路 和上行链路光RF信号，且其中所述一个或多个E-O接入点设备及所述中央 控制站包括可操作地连接到所述下行链路和光纤上行链路的电-光(E/O)转 换器和光-电(O/E)转换器，从而将下行链路和上行链路电RF信号转换为 下行链路和上行链路光RF信号，反之亦然。
8. 权利要求6的系统，其中所述中央控制站包括一个或多个电连接 到相应的一个或多个RFID读取器单元的RF信号引导元件，从而允许所述一 个或多个RFID读取器单元每次与一个E-O接入点设备通信。
9. 权利要求6的系统，其中所述中央控制站可操作地连接到外部网络。
10. 权利要求6的系统，其中至少一个RFID读取器单元适于产生提 供给一个或多个E-0接入点设备的RF询问信号，从而产生促使至少一个RFI D标签发射电磁RFID标签信号的电磁RF询问信号。
11. 权利要求6的系统，其中所述一个或多个RFID标签固定在相应 的一个或多个物品上。
12. 权利要求6的系统，其中所述RFID读取器单元适于储存所述电 RFID标签信号中所包含的信息。
13. 权利要求6的系统，进一步包括可操作地连接到所述RFID读取 器单元并适于处理和/或储存所述RFID读取器单元所提供的信息的控制器。
14. 一种无线微微蜂窝射频识别(RFID)方法，包括 在由一个或多个微微蜂窝组成的微微蜂窝覆盖区域内定位其中储存有信息的 一个或多个RFID标签；在每一微微蜂窝中接收来自定位在该微微蜂窝中的每个RFID标签的信 息；以及将所接收的RFID标签信息光发送到远程的RFID读取器单元。
15. 权利要求14的方法，包括产生促使至少一个RFID标签发射代表 储存于其中的信息的电磁RFID标签信号的电磁RFID询问信号。
16. 权利要求14的方法，包括将一个或多个RFID标签固定在相应的 一个或多个物品上。
17. 权利要求14的方法，包括每次一个微微蜂窝地在所述RFID读取 器单元和所述一个或多个微微蜂窝之间进行通信。
18. 权利要求14的方法，包括通过所述RFID读取器单元的操作来更 新所述一个或多个RFID标签中的至少一个标签中储存的信息。
19. 权利要求14的方法，包括安排所述一个或多个微微蜂窝，以便在 物品沿确定的路径移动时跟踪固定在物品上的RFID标签。
20. 权利要求14的方法，包括利用适于通过可操作地连接到中央控制 站的下行链路和上行链路光纤接收和发送光RF信号的接入点设备来形成每
全文摘要
无线射频识别(RFID)微微蜂窝系统包括光连接到一个或多个产生独立微微蜂窝的电-光(E-O)接入点设备的中央控制站。中央控制站包括提供传统无线蜂窝业务的业务单元，以及进一步包括一个或多个RFID读取器单元。E-O接入点设备适于从在相关微微蜂窝内的RFID标签接收电磁RFID标签信号，并发送光RFID标签信号到中央控制站，中央控制站将光RFID标签信号转换为电RFID标签信号，该电RFID标签信号然后由一个或多个RFID读取器单元接收。该系统允许快速读取微微蜂窝覆盖区域中的大量RFID标签，并允许储存信息。相对较小的微微蜂窝允许进行物品的高精度定位和位置跟踪，而不需要使用RFID读取器手动扫描RFID标签。
文档编号H04W88/08GK101443794SQ200780016788
公开日2009年5月27日 申请日期2007年5月8日 优先权日2006年5月8日
发明者理查德·S·沃德哈奈尔, 迈克尔·索尔, 马丁·N·伊斯顿 申请人:康宁光缆系统有限责任公司