基于自适应反向差分算法的RFID反向信号接收方法，用于解决被动式RFID标签系统中，低阶交流耦合电路放电时间过慢，造成反向信号的畸变，使其不能被接收机有效识别的问题。该方法先利用(1)交流耦合电容滤除前向大信号，再通过(2)反向差分单元根据(5)自适应单元的控制消除隔直电容放电过程对反向小信号的畸变影响，最后通过(6)解调单元，实现反向信号的解调。在反向差分单元中，分别利用(3)延时单元、(4)算术平均单元、(5)自适应单元消除反向小信号自相关性、噪声干扰、系统差异性的影响，并通过(7)闭环反馈过程获得RFID反向信号的先验特征信息，实现(2)反向差分单元的使能/关闭控制。本方法应用于各种被动式RFID标签系统，利用低复杂度方法，改善反向小信号的解调成功率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及射频识别(RFID)系统领域，并特别涉及基于读卡器先发言(RFT)模式的RFID通信系统。适用于反向信号接收机设计，基于低阶交流耦合电路设计，利用自适应反向差分算法，将RFID反向接收信号中，有用小信号与无用大信号进行分离。本方法解决了传统低阶交流耦合电路充放电时间慢，不满足RFID反向信号响应速率要求，造成RFID反向信号畸变的问题，并避免了高阶交流耦合电路设计复杂度。
技术介绍
RFID通信系统越来越多的应用于各行各业，尤其是RFT模式的RFID通信系统以其低功耗、低成本、易部署特征，飞速占据了 RFID行业的主流。RFT模式是指读卡器向标签发送不间断的载波(CW)信号作为能量激励信号，发起通信，标签响应该激励并反馈反向信号。由于读卡器发送的CW信号，作为能量激励始终不间断，它便与标签反馈的反向信号相互叠加。因此，RFID读卡器接收机需要对该叠加信号共同进行解调与译码。RFT模式采用无源标签，因此标签反馈的反向信号能量很小，而CW信号为有源大信号，两者的功率比约为30dB-50dB。从而造成，叠加信号中无用大信号严重影响RFID反向接收机的效率，与接收灵敏度。因此，为了提高系统接收能力，RFT模式的RFID通信系统必须先抑制CW信号，提取小信号，并进行放大，才可以有效进行解调与译码。通常利用电容隔离直流的原理，采用交流耦合电路抑制CW信号。在理论上，该方案可以有效的抑制CW信号，分离出反向小信号。但是交流耦合电路存在充放电响应时间， 当该响应时间大于标签反馈反向信号的时间时，反向信号被严重失真无法解调。通常RFID 系统标签反馈反向信号的时间是1微秒，该时间是低阶交流耦合电路所无法达到的。因此， 为了设计出满足小于标签反馈反向信号响应时间的交流耦合电路，必须不断增加电路的复杂度，最直接的方法既是采用高阶交流耦合电路。但是当系统交流耦合电路阶数逐渐增加时，不仅会造成电路成本过于高昂，也会造成电路隔直曲线由单调曲线变为震荡曲线。由于 RFID采用(ASK)与包络检波解调方式，该震荡会造成信号包络的畸变失真，使系统无法正确解调。因此，目前主要采用的方法为利用复杂的高阶电路实现隔直曲线近似单调的快速响应交流耦合电路，其实现难度与成本是十分巨大的，这便是RFID读卡器价格高昂的重要原因之一。总之，目前的各种方法都是通过增加电路复杂度，去加快电路响应速度，避免隔直曲线发生震荡。割裂了接收机电路与解调算法两者之间的关系，不可避免的具有一定的局限性。同时，随着RFID通信技术的不断发展，会有更快的响应时间、更强的CW信号激励的应用需求，该解决方案仍未能给出一个有效地通用解决方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是现有的RFID接收机消除交流耦合电路充放电过慢影响的方法，都是不断增加电路复杂度，存在一定局限性。因此，需要一种从RFID接收机整体层面考虑，采用低成本，易部署的电路实现技术，将接收电路与接收算法相互结合的接收机设计方法，以提高标签读取成功率。本专利技术的技术方案为基于自适应反向差分算法的RFID反向信号接收方法，利用简单交流耦合电路消除RFID反向信号中的大信号部分，自适应算法模块跟踪大信号的缓慢放电过程，最后利用差分算法从原始信号中消除大信号缓慢放电对RFID反向信号造成的畸变，实现提取小信号的方法。定义反向基带信号fBB(t)fBB(t) = fCff(t)+fEFID(t)式中fcw(t)和fKFID(t)分别为CW波信号即无用大信号，RFID反向小信号，定义反向基带信号fBB(t)为两者的叠加，即附图说明图1-上图。对于RFID接收机来说，fEFID(t)为有用信号，fcw(t)为无用信号。RFID反向射频信号经过射频下变频后，fCff(t)是直流信号，因此通过交流耦合电路可以滤除该信号。但由于交流耦合电容存在充放电响应时间，使其不能完全滤除CW信号，因此会残留一个慢变的信号，即fKE(t)。因此，fBB(t)经过交流耦合电路后， 变为fAC(t)定义为fAC(t) = fEE(t)+fEFID(t)式中fKE(t)为CW波信号经过交流耦合电路的残留信号，该信号干扰有用信号 fEFID(t)的解调。在本方法中，选用一阶电容电路实现对fCT(t)的抑制，而避免选择高成本复杂电路。因此，fKE(t)可以建立数学模型特征为⑴信号初始幅度为CW波大信号；(2)信号单调递减；(3)递减至小信号能量；(4)由于采用一阶电容电路，放电时间不可忽略。利用上述数学模型，交流耦合信号fAe(t)可以描述为图1-下图，图中单调缓慢递减的信号为 fKE(t)，其上叠加的抖动小信号为fKFID(t)信号。在RFID系统中，fEE(t)的起始部分包含了大信号，而fKFID(t)始终为小信号，通常两者的能量差约为30dB。因此，可以将交流耦合信号fAe(t)与大信号残余能量fKE(t)的短时平均值视为近似相等，即本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于自适应反向差分算法的RFID反向信号接收方法，其特征是利用自适应算法，对经过交流耦合后的RFID反向信号，进行CW波残余大信号分量估计。然后，自适应算法控制反向差分算法滤除RFID反向信号中CW波残余大信号分量，充分保留RFID反向小信号，提高系统译码解调成功率的方法。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述CW波残余大信号，为反向信号经过交流耦合电路获得畸变信号。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述CW波残余大信号分量的估计方...
【专利技术属性】
技术研发人员：张志华，高飞，李雨翔，
申请(专利权)人：北京中科国技信息系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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