[发明专利]用于在电感耦合的RFID中产生专用数据信道的装置

说明书

发明领域

本发明总体上涉及用于在电感或磁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装置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)波从读取器发送到多个标签。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，其在本文中指的是与其电感耦合线圈相关的耦合阻抗。由于互感耦合的原因，读取器能够检测到此改变，借此，源自读取器的RF信号能被修改并返回至该读取器，修改后的信号由标签来调制以传送编码数据。

图1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到读取装置103的数据传输。利用已有的电感耦合技术，通常处于RFID系统或网络中的多个标签中的每个标签在用于电感耦合的相同载波信号上发送RF信号。因此，来自各标签的电感耦合的RF信号在与给定读取装置/RFID网络相关的相同RF频谱内与其它标签的电感耦合RF信号重叠。

因此，当多个标签被相同的RFID读取装置激励，同时利用给定频率信道对返回至读取器的它们各自的、重叠的信号进行耦合时，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装置，其中标签通过改变状态之间的阻抗匹配来改变其耦合阻抗。然而，仍然存在由给定频率信道上重叠的修改的信号导致的标签冲突的不利影响。

发明内容

本发明提供了一种用于修改传入的射频(RF)信号的电感耦合装置。电感耦合装置包括电感元件、具有电耦合至电感元件的输出的可变阻抗电路以及至少一个低通Delta-Sigma(ΔΣ)调制器，该调制器耦合至可变阻抗电路并数字式控制可变阻抗电路的输出，其中，当根据可变阻抗电路的输出来调节电感元件的耦合阻抗时，修改传入的RF信号。

在一个实施例中，至少一个低通Delta-Sigma调制器的输出在至少两个状态间切换可变阻抗电路的输出以调节耦合阻抗Z。

在另一实施例中，施加至低通Delta-Sigma调制器的输入信号由将传入的射频信号偏移+/-ω₀的复合调制信号其中之一组成。

复合调制信号可以由GMSK、QPSK、nPSK、nQAM和OFDM信号中的任意信号组成。

在又一实施例中，电感耦合装置还包括至少一耦合至可变阻抗电路的第二低通Delta-Sigma调制器，其中可变阻抗电路的输出还数字式地受控于第二低通Delta-Sigma调制器。

在进一步的实施例中，输入至电感耦合装置的第一和第二低通Delta-Sigma调制器的输入信号分别包括同相(I)信号和正交(Q)信号。

附图说明

现在将仅参照下列附图示例性地描述本发明，其中：

图1示出了现有技术的电感耦合的RFID网络，其中在相同的频率信道中进行从标签到读取器的数据传输；

图2示出了一实施例中用于产生耦合至电感元件的可变阻抗的装置；

图3示出了一实施例中用于产生由数字信号源(例如直接数字式频率合成器)的频率偏移的IQ信号的装置；

图4示出了一实施例中用于产生由数字信号源(例如是直接数字式频率合成器)的频率偏移的OFDM信号的装置；