UNIDAD DE TRANSPONDEDOR.

Procedimiento para transmitir datos desde una tarjeta de chip con unidad de transpondedor (1) hacia un aparato lector (100),

para el que se transmiten datos de transpondedores mediante la modulación de un campo, de modo que la unidad de transpondedor (1), en un segundo modo de funcionamiento, realiza una modulación de carga para transmitir los datos al aparato lector (100), caracterizado porque la unidad de transpondedor (1), en un primer modo de funcionamiento, genera por sí misma un campo de transpondedor (20) modulado y lo emite como señal reconocible para el aparato lector (100) como modulación de carga realizada por un transpondedor del campo (100) del aparato lector, a fin de transferir los datos al aparato lector (100)

La presente invención se refiere a una unidad de transpondedor que se integra, por ejemplo como transpondedor, en tarjetas de chip, documentos de valor o teléfonos móviles, refiriéndose también a un procedimiento para la transferencia de datos entre la unidad de transpondedor y un aparato lector/transpondedor, así como a un sistema que comprende dicha unidad y el aparato lector.

Los transpondedores se utilizan, por ejemplo, en sistemas RFID ("Radio-Frequency-Identification"). Tradicionalmente, tanto la alimentación de energía de un sistema RFID como el intercambio de datos entre el transpondedor y un aparato lector se realizan utilizando campos magnéticos o electromagnéticos. Los transpondedores RFID poseen un circuito electrónico y, según la gama de frecuencias, una bobina de antena (p. ej., 13,56 MHz) o una antena electromagnética (p. ej., 868 MHz). Mediante la antena se puede extraer del campo del aparato lector la energía necesaria para el funcionamiento del transpondedor, así como realizar la transmisión de datos.

Hasta una cierta distancia entre el aparato lector y el transpondedor, también denominada alcance de la energía, el transpondedor puede extraer del campo del aparato lector una cantidad de energía aún suficiente para el funcionamiento autónomo de su circuito. Los alcances de energía típicos de tales sistemas son de aproximadamente 10 cm para la ISO 14443 y de hasta 1 metro para los sistemas compatibles con la ISO 15693.

El radio de acción dentro del cual es posible una comunicación en el sistema mediante transmisión de datos se puede aumentar utilizando transpondedores activos, es decir, transpondedores con su propia alimentación de energía. La alimentación de energía de un transpondedor activo, por ejemplo, en forma de una batería, hace funcionar el circuito electrónico del mismo. A su vez, los transpondedores sin alimentación de energía propia se denominan transpondedores pasivos.

Los sistemas RFID, por ejemplo para diferentes tipos de acoplamiento, así como una modulación de carga utilizando un soporte auxiliar en sistemas RFID de acoplamiento inductivo, se describen, en especial, en la Sección 3.2 del "RFID-Handbuch" ("Manual RFID") de Klaus Finkenzeller.

Para una comunicación inalámbrica sencilla y rápida entre dos aparatos, las empresas Philips y Sony han desarrollado una tecnología de transmisión inductiva, conocida como NFC ("Near Field Communication", "Comunicación de campo próximo"). Esta tecnología se incorpora, por ejemplo, en teléfonos móviles o en PDAs, para posibilitar una comunicación entre los aparatos o con un ordenador. El acoplamiento de los dos aparatos se realiza mediante bobinas y la frecuencia portadora, igual que en los sistemas RFID, es 13,56 MHz. Tal como se describe con más detalle en la norma NFC ECMA 340, en los sistemas NFC existe un modo de comunicación activo y un modo de comunicación pasivo. En el modo de comunicación activo, dos unidades NFC generan alternadamente su propio campo RF como portador de señales, es decir, ajustados el uno al otro, igual que en un sistema tradicional de telefonía móvil, conmutan ida y vuelta entre el funcionamiento de emisión y el de recepción. En cambio, en el modo pasivo, las dos unidades NFC se deben poner de acuerdo sobre cuál de las unidades actúa como aparato de lectura y genera un campo que luego puede influir en la otra unidad mediante modulación de carga. Principalmente debido a los pequeños diámetros de antena empleados, con los sistemas NFC, en especial en el modo pasivo, sólo son posibles distancias de comunicación reducidas.

Incluso en los transpondedores activos existe el problema de que la transmisión de datos del transpondedor al aparato lector está limitada por las señales, que son cada vez más débiles a medida que aumenta la distancia entre el aparato lector y el transpondedor. Por ello, por ejemplo, en los sistemas de acoplamiento inductivo que transfieren datos al aparato lector según el principio de la modulación de carga, generalmente no se pueden obtener alcances superiores a 1 a 2 metros, tampoco con transpondedores activos. En cambio, en los sistemas RFID que trabajan según el principio de la retrodispersión ("Backscatter") se consiguen habitualmente distancias de comunicación de 10 metros.

Por ejemplo, en el área de la técnica militar de radares, los documentos US 6.624.780 B1 ó GB 2380628 A dan a conocer que una unidad emite una señal que simula, para una estación de radar, una determinada característica de la unidad.

El documento US2003/0169152 describe un aparato lector que puede presentarse como unidad de modulación de carga, o bien como aparato lector, sin requerir un modulador de carga.

El documento EP 1280099 Al se refiere a un circuito con función de tarjeta y de lector de tarjetas. Dependiendo del estado de carga de una batería, se elige la batería o un rectificador como fuente de alimentación de energía del circuito.

El documento DE 19800565 Al muestra un sistema tradicional que consta de un transpondedor y una estación base en la que se emplea un procedimiento de modulación de carga modificado para el intercambio inalámbrico de datos.

Por ello, el objeto de la invención, en comparación con los sistemas de modulación de carga convencionales con transpondedores activos o pasivos, es aumentar el alcance de la transferencia de datos en un sistema que comprende un aparato lector/transpondedor y una unidad de transpondedor.

**(Ver fórmula)**

Este objetivo se consigue mediante las características de las reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones dependientes de ellas se exponen configuraciones ventajosas y perfeccionamientos de la invención. Las reivindicaciones quedan acotadas respecto al documento EP1280099.

Un aspecto de la presente invención es que la unidad de transpondedor emite la señal de forma tal que el aparato lector la percibe como una modulación de carga del campo del aparato lector.

Según la invención, una unidad de transpondedor emite una señal para un aparato lector/transpondedor, la cual, mediante una modulación de su propio campo, se puede comunicar con los transpondedores mediante transpondedor, de forma que un transpondedor convencional puede reconocer la señal como una modulación. En lugar de realizar una modulación de carga o de retrodispersión del campo de un aparato lector, la propia unidad de transpondedor emite un campo que, para el aparato lector, simula una modulación del campo del aparato lector hecha por un transpondedor. Una unidad de transpondedor, según la invención, comprende medios para emitir la señal adecuadamente modulada. Como consecuencia de ello, el alcance total del sistema ya no está limitado por el alcance de comunicación del aparato lector, sino que queda ampliado hasta el alcance de emisión de la unidad de transpondedor.

En una configuración ventajosa, la unidad de transpondedor RFID posee una alimentación de energía propia, como mínimo, una antena para transferir señales desde y/o hacia un aparato lector, así como un circuito electrónico. El circuito electrónico de la unidad de transpondedor, según la invención, comprende un emisor que consta de un oscilador y un modulador.

En una primera alternativa, el modulador comprende un modulador anular. El oscilador está acoplado a la batería y se ha previsto para suministrar una señal de oscilador al modulador anular. Además, la señal de datos que se genera en un módulo de control de la unidad de transpondedor o bien que se aporta desde el exterior a la unidad de transpondedor, se suministra al modulador anular a través de una segunda entrada. La señal de datos se puede modular con una subportadora antes de ser facilitada al modulador anular. Es característico del modulador anular que realiza una modulación DSB ("Double-Side-Band-Modulation", "modulación en doble banda lateral") y que se puede emplear independientemente de la forma de la señal de datos (analógica o digital).

El modulador anular puede estar configurado como modulador anular analógico o digital. En una forma de realización como modulador anular digital se realiza preferentemente un enlace lógico XOR entre una señal de frecuencia de portadora y una señal modulada de subportadora. Es especialmente ventajoso llevar al modulador anular digital una señal de frecuencia de portadora vinculada a la señal de datos mediante una puerta AND.

En una segunda alternativa, el... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para transmitir datos desde una tarjeta de chip con unidad de transpondedor (1) hacia un aparato lector (100), para el que se transmiten datos de transpondedores mediante la modulación de un campo, de modo que la unidad de transpondedor (1), en un segundo modo de funcionamiento, realiza una modulación de carga para transmitir los datos al aparato lector (100), caracterizado porque la unidad de transpondedor (1), en un primer modo de funcionamiento, genera por sí misma un campo de transpondedor (20) modulado y lo emite como señal reconocible para el aparato lector (100) como modulación de carga realizada por un transpondedor del campo (100) del aparato lector, a fin de transferir los datos al aparato lector (100).

2. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de transpondedor (1), dependiendo de la magnitud de la tensión inducida en la antena (3), emplea el primero o el segundo modos de funcionamiento.

3. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque en la unidad se realizan las siguientes etapas:

recepción de una señal de entrada del aparato lector (100);

desmodulación de la señal de entrada, para extraer de la señal de entrada datos recibidos; y

conducción de los datos extraídos a un dispositivo de mando (5), después de lo cual se generan en el dispositivo de mando (5) los datos a transmitir al aparato lector (100).

4. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque comprende una etapa de conducción de los datos a transferir y de una señal de oscilador, generada en la unidad mediante un oscilador (8), a un modulador anular (9) para generar en la unidad de transpondedor (1) la señal de salida, de modo que la señal del modulador anular (9) se transmite al aparato lector mediante una antena (3).

5. Procedimiento, según la reivindicación 4, caracterizado porque se conduce al modulador anular la señal del oscilador y una señal generada con los datos a transmitir mediante la modulación de una subportadora de una frecuencia determinada.

6. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque comprende las siguientes etapas en la unidad de transportador (1):

conducción de una señal de subportadora modulada con los datos a transmitir, y de una señal de oscilador generada por un oscilador (8) situado en la unidad de transpondedor (1), a un modulador en la unidad de transpondedor (1);

vinculación lógica de la señal subportadora modulada y de la señal de oscilador mediante el modulador; y

transmisión de la señal de salida del modulador mediante una antena (3) al aparato lector (100).

7. Procedimiento, según la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque la señal de subportadora modulada mediante los datos a transmitir se introduce en la unidad de transportador.

8. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado por una etapa de generación de la frecuencia de la señal subportadora mediante división de la frecuencia de la señal de oscilador.

9. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque en la unidad de transpondedor los datos a transmitir se conducen, a elección, a un modulador de carga o a un circuito destinado a generar la señal de salida.

10. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque posee una etapa de limitación, mediante un limitador de tensión, de una tensión inducida por el aparato lector (100) en la antena (3) de la unidad de transpondedor.

11. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque comprende una etapa de amplificación de la señal antes de la transmisión de la misma al aparato lector (100).

12. Unidad de transpondedor en una tarjeta de chip destinada a la transmisión de datos a un aparato lector (100), al que se transmiten datos de transpondedores mediante modulación de un campo del aparato lector, con medios para la modulación de carga del campo del aparato lector, para transmitir al aparato lector los datos en un segundo modo de funcionamiento, caracterizada porque posee medios destinados a generar y emitir un campo de transpondedor (20) modulado como señal, la cual puede ser reconocida por el aparato lector (100) como una modulación de carga del campo (110) del aparato lector realizada por un transpondedor para transmitir al aparato lector los datos en un primer modo de funcionamiento.

13. Unidad de transpondedor, según la reivindicación 12, caracterizada porque la unidad está adaptada para que, dentro de un alcance de comunicación (KR) normal, dentro del cual el aparato lector (100) puede

intercambiar datos con transpondedores activos (300), el aparato lector utilice el segundo modo de funcionamiento, y para que fuera del alcance de comunicación normal (KR) utilice el primer modo de funcionamiento.

14. Unidad de transpondedor, según la reivindicación 12 ó 13, caracterizada porque comprende, como mínimo, una antena (3) para transmitir señales desde y/o hacia el aparato lector (100), un receptor (4) para desmodular una señal transmitida por el aparato lector (100) a fin de extraer de ella los datos, y un circuito electrónico preparado para procesar los datos extraídos y generar los datos a enviar al aparato lector (100).

15. Unidad de transpondedor, según una de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizada porque posee una alimentación de energía (2) propia.

16. Unidad de transpondedor, según una de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizada porque comprende un modulador de carga y un dispositivo de conmutación preparado para conmutar entre el modulador de carga y un módulo de circuito, según la magnitud de la tensión inducida en la antena (3), para generar la señal de salida.

17. Unidad de transpondedor, según la reivindicación 16, caracterizada porque el dispositivo de conmutación conmuta automáticamente del módulo de circuito al modulador de carga cuando la tensión inducida supera un valor predeterminado.

18. Unidad de transpondedor, según una de las reivindicaciones 12 a 17, caracterizada porque comprende un oscilador (18) para generar una señal de oscilador, y un modulador (9; 53, 59; 63, 64, 69) preparado para modular la señal de oscilador mediante los datos a enviar y generar a partir de ellos la señal de salida.

19. Unidad de transpondedor, según la reivindicación 18, caracterizada porque posee un componente electrónico (11; 53; 63, 64) para modular una señal subportadora con una frecuencia determinada mediante los datos a enviar generados en el elemento de control (5), para conducir al modulador (9) los datos a enviar en forma de una señal subportadora modulada.

20. Unidad de transpondedor, según una de las reivindicaciones 18 ó 19, caracterizada porque el modulador, como modulador de frecuencia portadora, comprende un modulador anular o un modulador ASK.

21. Unidad de transpondedor, según una de las reivindicaciones 18 a 20, caracterizada porque la unidad de transpondedor está adaptada para conseguir una supresión de una señal de frecuencia portadora en beneficio de la señal subportadora modulada con los datos a transmitir.

22. Unidad de transpondedor, según una de las reivindicaciones 12 a 21, caracterizada porque posee un limitador de tensión para limitar una tensión inducida en la antena (3).

23. Unidad de transpondedor, según una de las reivindicaciones 12 a 22, caracterizada porque posee un dispositivo para su desactivación temporal.

24. Sistema para la transmisión de datos que comprende una tarjeta de chip con unidad de transpondedor, según una de las reivindicaciones 12 a 23, y un aparato lector/transpondedor (100).

25. Sistema, según la reivindicación 24, en el que el aparato lector/transpondedor (100) es una unidad NFC.