專利名稱：射頻識別系統(tǒng)中的信息傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線通信技術(shù)，具體說，涉及一種射頻識別系統(tǒng)中的信 息傳輸方法。
背景技術(shù)：
射頻識別(RFID， Radio Frequency Identify)系統(tǒng)包括標(biāo)簽和讀寫器。 是一種非接觸式的自動(dòng)識別技術(shù)，它通過射頻信號自動(dòng)識別目標(biāo)對象并獲取 相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可 識別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。
射頻識別系統(tǒng)包括無源射頻識別和有源射頻識別，兩者的本質(zhì)區(qū)別在標(biāo) 簽端。前者標(biāo)簽是從閱讀器發(fā)射波形中獲取能量，后者標(biāo)簽自身有能源供應(yīng)。 下面以無源RFID為例介紹RFID系統(tǒng)工作原理。
參照圖l所示，閱讀器通過調(diào)制射頻載波信號發(fā)送信息到一個(gè)或多個(gè)標(biāo) 簽。閱讀器將數(shù)據(jù)信息經(jīng)編碼、ASK調(diào)制后形成射頻載波信號，經(jīng)過無線 信道傳送給標(biāo)簽。閱讀器不停地向標(biāo)簽發(fā)送連續(xù)載波(CW), —方面通過 連續(xù)載波向標(biāo)簽提供能量，另一方面背射標(biāo)簽返回的信息。閱讀器和標(biāo)簽之 間的通信是半雙工的。
標(biāo)簽主要由天線系統(tǒng)、射頻單元、邏輯單元、存儲器等構(gòu)成，它從閱讀 器獲得的能量一部分被內(nèi)部電路消耗，另一部分通過天線發(fā)射出去。為了增 大閱讀器和標(biāo)簽之間的通信距離，在閱讀器靈敏度一定的條件下，就要求標(biāo) 簽天線盡可能發(fā)射更多的能量。所以在閱讀器發(fā)射功率、標(biāo)簽反射系數(shù)一定 的情況下，閱讀器發(fā)送信息的高電平分量盡量多，而標(biāo)簽端編碼信息中低電 平分量盡量多。標(biāo)簽接收到閱讀器的命令后，將要發(fā)送信息經(jīng)編碼、調(diào)制后 形成調(diào)制信號發(fā)送給閱讀器。在射頻識別通信中，通信是以幀的形式傳輸?shù)?，幀包括起始位、位同?碼、幀同步碼和數(shù)據(jù)等，起始位是為了更好的識別一幀的開始時(shí)刻，位同步 碼提供位同步時(shí)刻，幀同步碼提供數(shù)據(jù)的開始時(shí)刻。評價(jià)一個(gè)幀同步碼性能 的好壞指標(biāo)主要是自相關(guān)性能的好壞，另外還與幀同步碼的應(yīng)用環(huán)境有關(guān)。
參照圖2所示，給出了 ll位巴克碼波形圖。若用"1" 、 "0"分別表 示高電平和低電平，那么ll位巴克碼可以寫成10110111000。從波形上能 夠看出高低電平的個(gè)數(shù)分別為6和5，這樣會產(chǎn)生直流失衡；ll位巴克碼另 一個(gè)缺點(diǎn)是同步碼的位數(shù)是奇數(shù)，而每一個(gè)FM0符號會編成兩位，這樣FM0 需要偶數(shù)位的幀同步碼，巴克碼不能按照FM0編碼；另一個(gè)更為嚴(yán)重的問 題是11位巴克碼中含有三個(gè)連續(xù)的高電平，即B6、 B7、 B8,從上面無源 RFID的工作原理知，標(biāo)簽背射的信號的能量來自于閱讀器發(fā)射信號，為了 達(dá)到傳輸距離的要求，就要求標(biāo)簽端連續(xù)高電平的個(gè)數(shù)要盡量少， 一般不應(yīng) 多于兩個(gè)。
幀同步碼性能好壞的另一個(gè)主要準(zhǔn)則是幀同步碼的自相關(guān)性，自相關(guān)性 能越好越易實(shí)現(xiàn)幀同步。 一般用局部自相關(guān)函數(shù)計(jì)算幀同步碼的自相關(guān)性 能，對于幀同步碼組^,X2,…，xJ,它的局部自相關(guān)函數(shù)可以表示為
W) = |^+; (1) 從式(l)可得，對應(yīng)不同的j'值，就會有不同的自相關(guān)函數(shù)值。其中
計(jì)算方式是碼組成員XiO、i,2，…，")高電平對應(yīng)"r ，低電平對應(yīng)"-r，。 這樣，當(dāng)7=0時(shí)，i (力取值最大。自相關(guān)函數(shù)圖就是以/為橫軸，以w(/)為 縱軸所得到的圖形。
參照圖3所示，給出了幀同步碼識別器，可以將其看成一個(gè)滑動(dòng)相關(guān)器。 以11位巴克碼為例介紹其工作原理。識別器由11級移位寄存器、相加器和 判決器構(gòu)成。移位寄存器中已經(jīng)存在ll位巴克碼，當(dāng)ll位巴克碼從右向左 依次進(jìn)入時(shí)，按照(1)式計(jì)算，就會得到自相關(guān)函數(shù)值，當(dāng)ll位巴克碼完 全進(jìn)入移位寄存器時(shí)，自相關(guān)函數(shù)值最大，最大值為11。當(dāng)判決門限為8， 最后一位O進(jìn)入時(shí)，判決器輸出一幀同步脈沖，表示一幀的開頭。
參照圖4所示，是ll位巴克碼的自相關(guān)函數(shù)圖。可以看出，它的最大
5峰值為P=ll，次峰值(又稱為主旁瓣)為S=l。同步碼自相關(guān)性能的好壞
通常用"峰值同主旁瓣的比值"表示，即英文縮寫"P2SLR",它的單位為 分貝。11位巴克碼的自相關(guān)性能的計(jì)算式為P2SLR = 101ogl0(ll/l)= 10.4dB,在此例中，11位巴克碼的自相關(guān)性能為10.4dB。
參照圖5所示，給出了 18000-6A/B協(xié)議中標(biāo)簽到閱讀器方向FMO幀同 步碼波形。從波形上可以看出，碼字中連續(xù)高電平的個(gè)數(shù)最大值為2，分別 是C4， C5及C7， C8;這是它的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，碼字中高低電平個(gè)數(shù)不 同，分別為5和7，這樣由于幀同步碼中高低電平個(gè)數(shù)的不同，使得該碼字 不是一個(gè)O均值碼字，存在直流失衡，這是一個(gè)缺陷。
參照圖6所示，給出了 18000-6A/B協(xié)議中標(biāo)簽到閱讀器方向FM0幀同 步碼自相關(guān)函數(shù)圖。可以看出，自相關(guān)函數(shù)的峰值為P=12,旁瓣最大值S:4， 因此P2SLI^logi。(12/4)二4.77必。它的自相關(guān)性能僅為4.77dB,這是另一
個(gè)缺陷。
在現(xiàn)有的射頻設(shè)別標(biāo)準(zhǔn)18000-6A和18000-6B中，標(biāo)簽到閱讀器間的編 碼方式均為FM0編碼，其幀同步碼的自相關(guān)性能即峰值同旁瓣的比值僅為 4.77dB，并且高低電平碼字個(gè)數(shù)不同。它的自相關(guān)性能不好，并且存在直流 失衡，這是有待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種射頻識別系統(tǒng)中的信息傳輸方法， 提高了幀同步碼的自相關(guān)性能，解決了幀同步碼由于高低電平個(gè)數(shù)不等帶來 的直流失衡問題。
技術(shù)方案如下
一種射頻識別系統(tǒng)中的信息傳輸方法，標(biāo)簽接收到閱讀器的命令后，將 需要發(fā)送的信息經(jīng)編碼、調(diào)制后形成調(diào)制信號，將所述調(diào)制信號發(fā)送給閱讀 器，所述調(diào)制信號的幀格式包括幀同步碼，所述幀同步碼的高低電平的個(gè)數(shù) 相同，并且碼字中包括三個(gè)連續(xù)的極性相同的電平。
進(jìn)一步，所述幀同步碼由12位二進(jìn)制代碼構(gòu)成。進(jìn)一步，所述幀同步碼的編碼符號依次為VI VI V2 V2 V2 VI V2 V2 VI V2V1V1,所述V1和V2分別表示兩種電平。
進(jìn)一步，當(dāng)所述VI和V2分別表示高電平和低電平時(shí)，所述幀同步碼 的構(gòu)成為高高低低<氐高低低高{氐高高。
進(jìn)一步，當(dāng)V1， V2分別表示低電平和高電平時(shí)，所述幀同步碼的構(gòu)成 為低低高高高低高高低高低j氐。
進(jìn)一步，當(dāng)所述調(diào)制信號采用FM0編碼時(shí)，所述幀同步碼的編碼符號 依次為IIVIOI，其中，所述V表示違反FMO編碼規(guī)則。
進(jìn)一步，所述調(diào)制信號的幀格式包括幀起始位、位同步碼、幀同步碼、 數(shù)據(jù)信息和校驗(yàn)碼，其中，所述幀同步碼的結(jié)構(gòu)用于決定解析一幀數(shù)據(jù)的開 始時(shí)刻。
進(jìn)一步，所述3個(gè)連續(xù)高電平的幀同步碼用在標(biāo)簽到閱讀器方向時(shí)，標(biāo) 簽電路設(shè)置反相器，通過所述反相器將三個(gè)高電平轉(zhuǎn)化為低電平。
進(jìn)一步，所述幀同步碼適應(yīng)于有源射頻識別系統(tǒng)或者無源射頻識別系統(tǒng)。
有益效果
本發(fā)明克服了現(xiàn)有幀同步碼技術(shù)中自相關(guān)性能較低，不宜判決數(shù)據(jù)起始 時(shí)刻的缺點(diǎn)，通過重新定義幀同步碼的格式，提高了幀同步碼的自相關(guān)性能， 相比18000-A/B協(xié)議FM0幀同步碼，性能由4.77dB提高到7.78dB。
此外，還克服了現(xiàn)有幀同步碼中由于高低電平不等造成幀同步信號頻譜 中含有直流分量。相比18000-6A/B幀同步碼和11位巴克碼，本發(fā)明采用 12位幀同步碼，由于高低電平個(gè)數(shù)相同，幀同步碼頻譜中不含有直流成分。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的無源RFID系統(tǒng)原理圖2是現(xiàn)有技術(shù)中l(wèi)l位巴克碼波形圖3是現(xiàn)有技術(shù)中幀同步碼識別器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是現(xiàn)有技術(shù)中11位巴克碼的自相關(guān)函數(shù)圖5是現(xiàn)有技術(shù)中18000-6A/B協(xié)議中標(biāo)簽到閱讀器方向FM0幀同步碼 波形圖6是現(xiàn)有技術(shù)中18000-6A/B協(xié)議中FMO幀同步碼自相關(guān)函數(shù)圖7是本發(fā)明所采用的RFID系統(tǒng)的調(diào)制信號的幀結(jié)構(gòu)圖8本發(fā)明中的幀同步碼波形圖9本發(fā)明的幀同步碼自相關(guān)函數(shù)圖10本發(fā)明的幀同步碼表現(xiàn)形式之一的波形圖11本發(fā)明提出的幀同步碼的表現(xiàn)形式之二的波形圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明通過改造標(biāo)簽的調(diào)制信號中幀格式的幀同步碼，提高了幀同步碼 的自相關(guān)性能。
下面結(jié)合附圖對技術(shù)方案的實(shí)施做進(jìn)一步的詳細(xì)描述
參照圖7所示，本發(fā)明采用的RFID系統(tǒng)中的調(diào)制信號的幀格式，共有 五部分組成，包括幀起始位、位同步碼、幀同步碼、數(shù)據(jù)信息和校驗(yàn)碼。 其中幀同步碼的結(jié)構(gòu)決定了能否正確解析一幀凝:據(jù)的開始時(shí)刻。
參照圖8所示，是本發(fā)明提出的一種幀同步碼，它是一個(gè)12位幀同步
碼，依次用G1、 G2.....G12表示。幀同步碼的兩個(gè)極性分別用VI和V2
表示?？梢钥闯鯲I和V2的個(gè)數(shù)均為6個(gè)，該碼字不存在直流失衡。
由于碼字的個(gè)數(shù)是12位，是偶數(shù)，可以進(jìn)行FMO編碼。若編成FMO 符號，則編碼符號依次為"1" , "1" , "V" "1" ， "0" ， "1"。其 中"V"表示違反FMO編碼規(guī)則。
該編碼的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是碼字中G3、 G4、 G5是3個(gè)連續(xù)的極性相同(均 為V2)的電平，而且碼字中不包含3個(gè)連續(xù)的極性為VI的電平。這運(yùn)用 于標(biāo)簽到閱讀器的通信是有很大好處的。這是因?yàn)楫?dāng)V2的極性是低電平時(shí)， 位G3、 G4、 G5相當(dāng)于標(biāo)簽吸收能量，而不是背射能量。參照圖9所示，本發(fā)明提出的幀同步碼的自相關(guān)函數(shù)圖上可以看出，在 相關(guān)偏移量為0時(shí)，自相關(guān)函數(shù)取得最大值，最大值為P=12,旁瓣最大值 為S=2，因此P2SLR的值為7.78dB。其性能明顯優(yōu)于18000A/B協(xié)議中FMO
幀同步碼。
參照圖IO和圖ll所示，本發(fā)明分別給出的幀同步碼的兩種形式，這兩 種對應(yīng)的FMO編碼如圖8所示。
圖IO和圖8所示的幀同步碼是相同的，它的12位分別為L1、 L2.....
L12，其中V1的極性為正，V2的才及性為負(fù)。
圖11中的幀同步碼與圖10的幀同步碼極性剛好相反，12位依次為Hl、 H2.....H12,其中V1的極性為負(fù)，V2的極性為正。
這兩種幀同步碼都可以作為標(biāo)簽到閱讀器方向幀同步碼，其中圖11給 出的幀同步碼用在標(biāo)簽到閱讀器方向時(shí)，標(biāo)簽電路需加一個(gè)反相器，將H3、 H4、 H5由高電平轉(zhuǎn)化為低電平，這樣標(biāo)簽此時(shí)吸收能量而不是背射能量。
權(quán)利要求
1、一種射頻識別系統(tǒng)中的信息傳輸方法，標(biāo)簽接收到閱讀器的命令后，將需要發(fā)送的信息經(jīng)編碼、調(diào)制后形成調(diào)制信號，將所述調(diào)制信號發(fā)送給閱讀器，所述調(diào)制信號的幀格式包括幀同步碼，其特征在于，所述幀同步碼的高低電平的個(gè)數(shù)相同，并且碼字中包括三個(gè)連續(xù)的極性相同的電平。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻識別系統(tǒng)中的信息傳輸方法，其特征在 于，所述幀同步碼由12位二進(jìn)制代碼構(gòu)成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的射頻識別系統(tǒng)中的信息傳輸方法，其特征在 于，所述幀同步碼的編碼符號依次為VI VI V2 V2 V2 VI V2 V2 VI V2 VI VI，所述V1和V2分別表示兩種電平。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的射頻識別系統(tǒng)中的信息傳輸方法，其特征在 于，當(dāng)所述V1和V2分別表示高電平和低電平時(shí)，所述幀同步碼的構(gòu)成為 高高低低j氐高低^氐高低高高。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的射頻識別系統(tǒng)中的信息傳輸方法，其特征在 于，當(dāng)Vl, V2分別表示低電平和高電平時(shí)，所述幀同步碼的構(gòu)成為低低 高高高低高高低高j氐低。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的射頻識別系統(tǒng)中的信息傳輸方法，其特征在 于，當(dāng)所述調(diào)制信號采用FM0編碼時(shí)，所述幀同步碼的編碼符號依次為 11V101,其中，所述V表示違反FMO編碼規(guī)則。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻識別系統(tǒng)中的信息傳輸方法，其特征在 于，所述調(diào)制信號的幀格式包括幀起始位、位同步碼、幀同步碼、數(shù)據(jù)信 息和校驗(yàn)碼，其中，所述幀同步碼的結(jié)構(gòu)用于決定解析一幀數(shù)據(jù)的開始時(shí)刻。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的射頻識別系統(tǒng)中的信息傳輸方法，其特征在 于，所述3個(gè)連續(xù)高電平的幀同步碼用在標(biāo)簽到閱讀器方向時(shí)，標(biāo)簽電路設(shè) 置反相器，通過所述反相器將三個(gè)高電平轉(zhuǎn)化為低電平。
9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻識別系統(tǒng)中的信息傳輸方法，其特征在 于，所述幀同步碼適應(yīng)于有源射頻識別系統(tǒng)或者無源射頻識別系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種射頻識別系統(tǒng)中的信息傳輸方法，標(biāo)簽接收到閱讀器的命令后，將需要發(fā)送的信息經(jīng)編碼、調(diào)制后形成調(diào)制信號，將所述調(diào)制信號發(fā)送給閱讀器，所述調(diào)制信號的幀格式包括幀同步碼；所述幀同步碼的高低電平的個(gè)數(shù)相同，并且碼字中包括三個(gè)連續(xù)的極性相同的電平。本發(fā)明技術(shù)方案提高了幀同步碼的自相關(guān)性能，同時(shí)，解決了幀同步碼由于高低電平個(gè)數(shù)不等帶來的直流失衡問題。
文檔編號H04L29/06GK101425122SQ200710166070
公開日2009年5月6日 申請日期2007年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月1日
發(fā)明者劉朝陽, 張立堃, 立 王 申請人:中興通訊股份有限公司