專利名稱：干擾保護的制作方法
發(fā)明
背景技術：
及其最顯著特征二十世紀七十年代中期以來，包括識別設備(還稱為數(shù)據(jù)載體、護衛(wèi)式存儲器、卡或標識符標記)，通過以含有邊帶的信息形式對入射微波信號進行編碼、調制和反射，從識別設備發(fā)送信息，而無需進一步對識別設備提供能量的自動識別系統(tǒng)在本技術領域內(nèi)是已知的。這種RFID系統(tǒng)(射頻識別系統(tǒng))涉及“后向散射技術”，并且特別通用于微波波段(例如915MHz、2.45MHz和5.8MHz)。2.45GHz也是可以用于其它輻射源(例如RFDC鏈路(射頻數(shù)據(jù)通信鏈路))的頻帶。這意味著會出現(xiàn)RFDC系統(tǒng)引起的干擾問題。
本發(fā)明提供的RFID系統(tǒng)不僅抗這些RFDC系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾，而且抗產(chǎn)生比識別消息短的并且與識別消息不同步的干擾的其它系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾。
與RFID不同，RFDC利用位于發(fā)送鏈路兩端的微波發(fā)射機工作。RFDC系統(tǒng)通常采用擴頻技術，其中為了抵消其它系統(tǒng)產(chǎn)生的衰落效應和干擾/擾動，根據(jù)控制方式，在不同微波頻率發(fā)送RFDC消息，并且其中頻率在不同數(shù)值(所謂跳頻)之間跳躍。
此外，RFID還根據(jù)擴頻技術運行，因此本發(fā)明還可以應用用于將這種系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾降低到最低，并且還可以應用用于對產(chǎn)生比RFID系統(tǒng)的識別消息短的干擾的任何其它系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾進行抑制。
目前的識別系統(tǒng)存在的一個問題是，它們對從可以自由應用于許多應用中、例如2.45GHz頻帶內(nèi)的、RFID系統(tǒng)的接收機頻率發(fā)送信號的信源產(chǎn)生的干擾靈敏度高。干擾源例子包括所謂藍牙鏈路、基于802.11標準的系統(tǒng)、包括所謂下行鏈路的RFID系統(tǒng)(即為了激活數(shù)據(jù)和/或將數(shù)據(jù)發(fā)送到識別設備，將短微波脈沖發(fā)送到識別設備的系統(tǒng))、包括利用以某種方法調制的微波信號從閱讀器的微波發(fā)射機獲得能量的無電池識別設備的RFID系統(tǒng)、雷達站、微波爐、報警系統(tǒng)中的個人檢測器、自動門開啟器、視頻發(fā)送鏈路等。
本發(fā)明涉及運行于微波波段并適于抑制主要由根據(jù)采用跳頻方式的所謂擴頻技術或直接序列方式運行的通信系統(tǒng)和/或識別系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾，和/或由以固定頻率或跳頻發(fā)送微波信號的任何其它系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾的識別設備和/或識別閱讀器或識別讀取/寫入器，其中對該信號進行調制，其中識別設備接收、利用其一側或兩側的信息邊帶調制閱讀器發(fā)送的微波信號，而無需給所述信號進一步提供能量就可以將信息邊帶反射回閱讀器，其中例如通過在所述識別設備的數(shù)據(jù)消息內(nèi)包括數(shù)據(jù)校驗和，識別設備的數(shù)據(jù)內(nèi)容包括冗余位，其中至少連續(xù)兩次不改變地重復識別設備的消息，其中識別設備消息的時長比預期干擾的時長長，以致只有部分所述消息波干擾，其中如果校驗和/冗余位控制過程指出該消息已被干擾，則在對至少兩個相繼消息進行比較時，閱讀器確定消息之間哪個數(shù)據(jù)位出現(xiàn)偏差，并且在將該消息中間存儲到閱讀器后，利用試錯法替代消息之間的這些偏差位，直到校驗和/冗余位控制過程給出可接受結果，并立即將該消息作為正確消息記錄(register)，或者，如果在對所有可能組合試錯之后，仍未獲得正確結果，則繼續(xù)對后續(xù)消息數(shù)據(jù)內(nèi)容的所有可能組合進行測試。
本發(fā)明的特征還在于，讀取/寫入器是可以發(fā)送脈動微波信號的單元；其特征還在于，根據(jù)所謂擴頻技術，利用跳頻，特定實施例的讀取/寫入器在不同頻率值之間改變其頻率；其特征還在于，在其它實施例中，根據(jù)CRC方法，通過進行校驗和計算，所述單元進行冗余校驗；并且其特征還在于，通過替換其識別消息內(nèi)的受擾部分，只檢驗冗余校驗失敗的消息。典型實施例的說明現(xiàn)在，將參考典型實施例對本發(fā)明進行說明，其中

圖1示出所謂后向散射型RFID系統(tǒng)；圖2示出位于干擾區(qū)內(nèi)的RFID系統(tǒng)；圖3示出兩個連續(xù)識別消息；
圖4示出擴頻RFDC系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾；圖5示出如何重構受擾消息；圖6示出此重構過程的技術方案。
圖1示出通過微波信號3互聯(lián)的讀取器1和識別設備。讀取器包括通過天線5輻射識別設備天線14的微波振蕩器4。利用根據(jù)識別設備的電子單元內(nèi)的數(shù)據(jù)的信息，識別設備2的電子單元7接收、編碼、調制以及反射讀取器輸出的信號，并由此產(chǎn)生讀取器的所謂識別消息8。
可以在識別設備內(nèi)對這些消息的數(shù)據(jù)內(nèi)容預編程，或者例如通過微波或通過接觸裝置(未示出)，或者以某種其它方式對這些消息的數(shù)據(jù)內(nèi)容進行編程。
將識別消息8發(fā)送到讀取器內(nèi)的接收機天線6。然而，為了簡潔，無需象圖中所示的那樣將接收機單元與發(fā)射機天線5分離。通過將該信號與天線5發(fā)送的部分信號混合，讀取器1內(nèi)的混合器9將通過天線6從識別設備接收的微波信號轉換到基帶以重構識別消息8，并將所述消息發(fā)送到讀取器的計算部分10。
例如，根據(jù)典型方法，利用串行通信，通過通信信道13，可以利用識別設備的數(shù)據(jù)和其它信息。
在此說明的系統(tǒng)的重要功能是對識別消息進行冗余校驗。例如，如果識別設備所在位置接近其極限范圍，則發(fā)送到天線6的信號僅勉強超過系統(tǒng)的噪聲電平，并且消息內(nèi)的某位會出錯，即8b中的重構消息與8a中的識別設備發(fā)送的消息不完全一致。
將這種錯誤報告超縱坐標(superordinate)系統(tǒng)是非常不適合的。例如，無意中將高速行駛的自動識別火車轉換到鐵路的側線，或者無意中使被自動但是錯誤識別的停車客戶為其它人付款等。這種類型的錯誤稱為替換錯誤，并且利用所述冗余校驗可以避免這種錯誤。在此說明書中，盡管僅說明了冗余校驗方法、校驗和方法，但是同樣可以應用其它幾種方法。
校驗和計算是根據(jù)假定消息8不僅含有待發(fā)送的數(shù)據(jù)11，而且相應信息被編碼為校驗和12，并且根據(jù)例如CRC16或CRC32的某個公式計算校驗和，然后校驗和被編程到識別設備內(nèi)以包括該消息。
利用所述公式，通過將計算部分11的內(nèi)容與校驗和部分12進行比較，讀取器的計算部分10可以區(qū)別正確消息與錯誤消息。計算部分10拒絕校驗和與數(shù)據(jù)不同的消息，因此這些消息不能通過數(shù)據(jù)信道13報告給超縱坐標系統(tǒng)。例如，這樣就消除了所謂替換錯誤，即由于噪聲引起失真，盡管事實上是錯誤的，但是仍將錯誤消息作為正確消息報告的這種錯誤。這是已知技術，在此說明是為了說明本發(fā)明。
圖2示出存在干擾時的上述類型的RFID系統(tǒng)，其中標號21表示通過微波與一個或多個其它發(fā)射機(未示出)進行通信的RFDC發(fā)射機。然而，標號21還可以表示其所發(fā)射的微波對識別設備1與讀取器2(還包括其它RFID系統(tǒng))之間的通信產(chǎn)生干擾的其它各種設備。
然而，為了說明問題，假定所示發(fā)射機2是2.45GH的、基于所謂藍牙標準的RFDC發(fā)射機，更具體地說，是在根據(jù)CEPT和其它機構所允許的2400MHz-2480MHz頻帶內(nèi)進行通信的RFDC發(fā)射機，還假定所述頻帶為基于IEEE802.11的數(shù)據(jù)通信標準，并且對于各識別系統(tǒng)，RFID系統(tǒng)在CEPT接受的2446MHz-2454MHz頻帶，即所謂AVI頻帶工作。
現(xiàn)在，識別設備輸出的信號4與RFDC發(fā)射機輸出的信號5競爭。如果識別設備位于極限范圍內(nèi)，例如距離讀取器10米，則從理論上說，信號5產(chǎn)生的干擾顯著，即使RFDC發(fā)射機21距離讀取器較遠，例如100米。本發(fā)明用于使RFID系統(tǒng)能抗這些干擾。
圖3示出具有相同數(shù)據(jù)字段33和校驗和字段34的兩個連續(xù)RFID消息31和32。然而，這兩個消息被部分干擾，具體地說，在間隔35和36被干擾。例如，間隔35表示數(shù)據(jù)字段33內(nèi)總共100位中的10個受擾位。
圖4示出如何出現(xiàn)圖3所示的擾動或干擾的。
在此實施例中，假定RFID系統(tǒng)運行于RFID頻帶41，例如，RFID頻帶41的帶寬為2450MHz的8MHz。以讀取器設置的此頻帶內(nèi)的頻率，更具體地說，以接近其一邊或兩邊的所述頻率，以邊帶形式或者以含有消息數(shù)據(jù)的邊帶形式，發(fā)送識別消息31和32。顯然，RFID發(fā)射機的頻率隨時在RFID頻帶內(nèi)的不同頻率之間跳躍，此所謂擴頻技術。然而，由于這不影響本發(fā)明原理，所以為了簡潔，假定所示的RFID系統(tǒng)以固定頻率運行。
還假定對讀取器的接收機進行優(yōu)化以以最佳可能方式接收上述信息邊帶，即接收機頻帶僅具有以最佳方式發(fā)送消息要求的那么寬。例如，如果該帶寬為100KHz，則該消息的數(shù)據(jù)發(fā)送速率為同一個數(shù)量級。
假定圖4所示的RFDC發(fā)射機根據(jù)擴頻技術工作、具有頻帶44內(nèi)的跳頻，頻帶44包括RFID頻帶，其中頻率在例如80MHz帶寬內(nèi)的80個不同信道之間跳躍。RFDC鏈路繼續(xù)以較高數(shù)據(jù)發(fā)送速率(例如以每個單獨信道占據(jù)寬度為1MHz的頻率間隔的速率)發(fā)送數(shù)據(jù)，其中根據(jù)模式45、46、47、48等，RFDC發(fā)射機一直以跳頻進行發(fā)送。
圖4示出了發(fā)生的并被本發(fā)明保護的干擾事件，其中所示的RFDC頻率47與RFID消息31一致。
不利用本發(fā)明，上述冗余校驗會將消息31作為替換錯誤拒絕，并且還會因為校驗和計算的不一致，而拒絕后續(xù)的消息。RFID鏈路完全被RFDC鏈路阻塞。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明的測試過程，圖6示出實現(xiàn)該測試過程的設備。
圖3所示的、起始含有相同數(shù)據(jù)33和校驗和34的消息31和32，其中有幾位35和36根據(jù)圖4被干擾導致兩個消息被拒絕。
根據(jù)上述說明進行標準冗余校驗的處理器61還對相繼消息之間的偏差進行校驗以確定消息之間的可能差別。將輸入的未收到消息存儲到存儲體62供處理器61繼續(xù)進行處理。
例如，如果現(xiàn)在對受擾消息31和32的逐位進行比較，則處理器會發(fā)現(xiàn)兩個出現(xiàn)偏差的不確定區(qū)域51和52。然而，該處理器仍得出兩個消息相同的結論，因為兩個校驗和34相同?？赡艹霈F(xiàn)擾動事件或干擾事件。
然后，通過利用另一種位模式36替換消息31內(nèi)的偏差區(qū)或偏差區(qū)域52，處理器61測試第一事件55，但是在冗余校驗時，會將該消息翻譯為錯誤，因為這樣改變的消息55現(xiàn)在含有位于53和54的錯誤。
然后，通過利用消息32內(nèi)的相應數(shù)據(jù)替換偏差區(qū)或偏差區(qū)域51，處理器測試事件56，并將由此發(fā)現(xiàn)這樣改變的消息56與冗余校驗一致。因此，接收該消息。所以，僅在濾除由不同干擾源，例如藍牙型RFDC系統(tǒng)產(chǎn)生的擾動或干擾時，計算部分10才進行接收。
根據(jù)本發(fā)明，處理器61可以具有幾種不同的形式，例如門電路陣列形式，并且不必含有軟件。優(yōu)選采用硬件解決方案處理簡單干擾事件，因為可以非常迅速實現(xiàn)該解決方案。
為了處理復雜干擾事件，處理器61可以包括具有強大數(shù)學功能的信號處理器，因為這有助于采用高級計算算法來抑制干擾。例如，會出現(xiàn)消息含有在幾個位置上的擾動的情況，其中大量消息被連續(xù)干擾，并且其中還需要對校驗和內(nèi)的擾動進行處理等。
上述實施例僅局限于說明如何濾除干擾、擾動。此外，還利用簡單例子說明濾除這些干擾、擾動的技術，在RFID系統(tǒng)在幾種不同應用互相很好一致的頻段，例如所謂ISM頻段(工業(yè)、科技和醫(yī)學)、2.45GHz的頻段內(nèi)運行時希望采用該技術。
此外，所示的例子僅說明RFID系統(tǒng)，在RFID系統(tǒng)中，讀取器發(fā)送非調制微波信號，這可以是識別設備含有用于對其內(nèi)部邏輯定時的連續(xù)振蕩電路以及與識別設備天線相連的調制電路的情況。
在另一個實施例中，例如，通過發(fā)送識別設備內(nèi)的電路檢測到的脈動微波信號，并由此例如啟動識別設備內(nèi)的振蕩器以將時鐘數(shù)據(jù)轉發(fā)到與識別設備天線相連的調制電路，讀取器可被用于激活識別設備。
在又一個實施例中，讀取器發(fā)送脈動微波信號以將數(shù)據(jù)發(fā)送到識別設備，從而將該數(shù)據(jù)存儲到識別設備的存儲器內(nèi)和/或用于控制所述設備的功能。因此，有時還將讀取器稱為讀取/寫入器。
權利要求
1.一種適合運行于微波波段、用于抑制主要由采用跳頻形式的所謂擴頻技術或所謂的直接序列的通信系統(tǒng)和/或識別系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾和/或由以固定頻率或跳頻發(fā)送微波信號的任何其它系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾的識別設備和/或識別閱讀器，其中對該信號進行調制，并且識別設備接收閱讀器發(fā)送的微波信號，其中識別設備適于調制位于微波信號一邊或兩邊的信息邊帶并將信息邊帶反射回閱讀器，而無需對所述信號重新提供能量，其中例如，由于識別設備內(nèi)的數(shù)據(jù)消息包括數(shù)據(jù)校驗和，所以識別設備的數(shù)據(jù)內(nèi)容包括冗余位，其中識別設備適于至少連續(xù)兩次不改變地重復所述消息，以及其中識別設備消息的時長比預期干擾長，以致只有部分所述消息被干擾，其特征在于，如果作為至少對兩個相繼消息進行比較的結果，對所述消息進行的校驗和校驗/冗余校驗指出該消息被嚴重干擾，則閱讀器確定消息之間哪個數(shù)據(jù)位出現(xiàn)偏差；其特征還在于，通過進行測試直到校驗和校驗/冗余校驗提供可接受結果，閱讀器適于替換所述消息之間的這些偏差位，此后所述閱讀器記錄該消息作為正確消息。
2.根據(jù)權利要求1所述的設備或閱讀器，其特征在于，如果對所有可能組合進行了測試并且結果仍不正確，則閱讀器繼續(xù)對后續(xù)消息數(shù)據(jù)內(nèi)容的所有可能組合進行此測試過程。
3.根據(jù)上述任一權利要求所述的設備或閱讀器，其特征在于，讀取/寫入器還適于發(fā)送脈動微波信號。
4.根據(jù)上述任一權利要求所述的設備或閱讀器，其特征在于，根據(jù)所謂擴頻技術，通過跳頻，讀取/寫入器適于在不同頻率值之間改變其頻率。
5.根據(jù)上述任一權利要求所述的設備或閱讀器，其特征在于，根據(jù)CRC方法，利用校驗和計算實現(xiàn)冗余校驗。
6.根據(jù)上述權利要求之任一所述的設備或閱讀器，其特征在于，通過替換其識別消息中的受擾部分，僅對冗余校驗失敗的消息進行測試。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種加強所謂RFID系統(tǒng)干擾保護的方法，其中識別設備發(fā)送的所謂識別消息比所計算的擾動的預期干擾的持續(xù)時間長，其中例如消息含有校驗和形式的冗余位。識別設備重復發(fā)送該消息，并進行冗余校驗。如果冗余校驗內(nèi)存在任何偏差，例如在對消息的數(shù)據(jù)內(nèi)容進行檢驗和校驗時發(fā)現(xiàn)存在不一致，則在后續(xù)處理過程中，對后續(xù)消息進行逐位校驗，其中假定先前被拒絕消息之間的任何偏差是由于外部干擾產(chǎn)生的并例如通過根據(jù)所謂CRC方法進行校驗和校驗，依次進行替換直到冗余校驗給出可接受結果。
文檔編號H04B1/713GK1408100SQ00816778
公開日2003年4月2日 申請日期2000年11月1日 優(yōu)先權日1999年11月8日
發(fā)明者斯戴芬·岡納森 申請人:塔格馬斯特股份公司