CN103218643A - 一种电子标签读写器的基带处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电子标签读写器的基带处理方法，包括如下步骤：进行模拟部分处理，控制可变增益放大器向模数转换器输出未失真的模拟信号；系统对每路的模拟信号进行2N过采样送入数字处理电路，该数字处理电路对采样数据进行数字滤波；对I路和Q路采样值的绝对值进行比较，根据比较结果进行相应处理获得数据，存储过采样数据并存储所用通道及其数据的极性；对存储的过采样数据进行抽取，提取所有的原始接收数据；根据编码规则，对提取的原始接收数据进行校验和解码，正确的解码数据上传至其它部分处理，通过本发明，可避免过零造成通信失败的问题，提高读写器通信效率。
Description
技术领域
本发明属于混合电路领域，涉及一种基带处理方法，具体为一种电子标签读写器的基带处理方法。
背景技术
目前电子标签技术迅猛发展，按电子标签是否使用电源可以分为有源、半有源和无源三种，除2.4GHz频段的有源电子标签使用频移键控调制(FSK)以外，其他标签均使用幅度键控调制(ASK)，即编码后的数据和命令经过幅度调制加载到中心载波上以降低标签芯片的解调难度和功耗，电子标签经简单的幅度检波后得到读写器发射的数据或命令，根据协议要求，将需要返回的数据编码后通过反向散射的方式以ASK调制返回给读写器，读写器对接收到的反向散射信号进行解调并处理。
图1为现有技术中读写器基带处理部分的框架结构图。现有技术中考虑到不同距离时返回信号相位的差异，一般采用正交解调来提高解调的成功率，接收信号RX分两路进入I/Q两路下变频器(下变频器I及下变频器Q)，锁相环输出的本振信号经0°/90°移相后分别送入I/Q两路下变频器的本振端口，两路I/Q基带信号分别经滤波(滤波器I/Q)、放大(可变增益放大器I/Q)和模数变换(ADC-I及ADC-Q)后进入数字处理电路11进行数字处理，现有技术中数字处理采用如下方法：分别计算两路I/Q基带信号的能量，选择能量高的一路进行解调，整个返回期间都选择该路；或者将两路信号进行合成，能量高的权重高，能量低的权重低，合成后再处理。上述单次返回期间固定选择一路的方法在读写器和标签相对静止时是很有效地方法，但是当读写器和标签不是相对静止或者有物体在两者通信范围内移动造成传输路径有变化时效果不好，有时甚至存在无法正确获得所需数据的情况，具体表现为读卡失败，尤其是在读写器和标签相对运动很快，比如高速公路收费时很容易因附着在车辆上的标签高速运动而不能成功通信，其根本原因在于读写器和标签相对运动时，由于多普勒频移I/Q两路信号在单次数据返回期间存在过零现象，如图2所示，返回数据I/Q均有过零问题，这种情况下选择任何一路都有错误，即使加权处理也是错误的。
发明内容
为克服上述现有技术存在的读写器与标签相对运动时两路信号返回存在过零现象导致读卡失败问题，本发明之目的在于提供一种电子标签读写器的基带处理方法，其通过对I、Q两路信号采用动态加权的方法来避免过零造成通信失败的问题，提高了通信效率。
为达上述及其它目的，本发明提出一种电子标签读写器的基带处理方法，包括如下步骤：
步骤一，进行模拟部分处理，控制可变增益放大器向模数转换器输出未失真的模拟信号；
步骤二，系统对每路的模拟信号进行2N过采样送入数字处理电路，该数字处理电路对采样数据进行数字滤波；
步骤三，对I路和Q路采样值得绝对值进行比较，根据比较结果进行相应处理获得数据，存储过采样数据并存储所用通道及其数据的极性；
步骤四，对存储的过采样数据进行抽取，提取所有的原始接收数据；
步骤五，根据编码规则，对提取的原始接收数据进行校验和解码，正确的解码数据上传至其它部分处理。
进一步地，于步骤三中，根据比较结果进行相应处理获得数据的步骤包括如下步骤：
若Max(|I|，|Q|)/Min(|I|，|Q|)＞1+ε，则保留Max(|I|，|Q|)对应的通道的数值并存储所用通道及其数据的极性；
若1-ε≤Max(|I|，|Q|)/Min(|I|，|Q|)≤1+ε，则对I/Q进行加权处理，绝对值高的权重q高，绝对值低的权重(1-q)低，存储过采样数据并存储所用通道及其数据的极性，其中，ε是一个属于0～0.2的较小数据。
进一步地，q取0.5～0.7之间的值。
进一步地，存储(m+1)×2N个过采样数据(m≥2)以保证存储的过采样数据足够提取两个原始数据。
进一步地，步骤四还包括如下步骤：
接收开始时，提取第一个原始数据，连续2N±DN1个高电平可以提取出第一个数据；
然后将这2N±DN1移出寄存器，将后续(m+1)×2N个过采样数据依次移进存储器，连续2N±DN2个过采样数据可以提取出第二个数据，其中m≥2，依次类推，直至提取完所有原始接收数据。
进一步地，于步骤一中，对模拟基带进行基本滤波滤除高低频干扰并保持群延时平稳，控制可变增益放大器向ADC输出未失真的模拟信号；
进一步地，N≥4。
进一步地，于步骤二中，所得数字信号等效为一个被多普勒频移信号调制的信号。
与现有技术相比，本发明一种电子标签读写器的基带处理方法分别对I/Q两路进行解调，动态计算I/Q两路的能量，当某路能量较高时选择该路输出作为解调输出，当两路能量接近时，采用加权算法，当前选择的信道权重略高为q(q取0.5～0.7之间)，另一信道权重为1-q，并且对每条命令的返回均进行动态选择，实现了采用动态加权来避免过零造成通信失败的目的，提高了读写器与电子标签的通信效率。
附图说明
图1为现有技术中读写器基带处理部分的框架结构图；
图2为现有技术的基带处理部分的工作波形示意图；
图3为本发明一种电子标签读写器的基带处理方法的步骤流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
图3为本发明一种电子标签读写器的基带处理方法的步骤流程图。
步骤301，模拟电路处理。对模拟基带进行基本滤波滤除高低频干扰并保持群延时平稳，控制可变增益放大器向ADC输出未失真的模拟信号。
步骤302，系统对每路的模拟信号进行2N过采样送入数字处理电路(N≥4，视系统资源确定)，数字处理电路对采样数据进行数字滤波进一步祛除毛刺，所得数字信号等效为一个被多普勒频移信号调制的信号。
步骤303，对I/Q采样值的绝对值|I|/|Q|进行比较：若Max(|I|，|Q|)/Min(|I|，|Q|)＞1+ε，则保留Max(|I|，|Q|)对应的通道的数值并存储所用通道及其数据的极性，此时表明，保留的数据的幅度在顶点附近，数据不存在混叠而可能存在混叠的那一路数据被丢弃；若1-ε≤Max(|I|，|Q|)/Min(|I|，|Q|)≤1+ε，此时说明，两路数据都是正确的，不存在过零问题，则对I/Q进行加权处理，绝对值高的权重q(q取0.5～0.7之间)高，绝对值低的权重(1-q)低，存储过采样数据并存储所用通道及其数据的极性，这里，ε是一个较小数据如0～0.2，其主要作用是祛除过采样数据的平缓波动；
步骤304，存储(m+1)×2N个过采样数据(m≥2)以保证存储的过采样数据足够提取两个原始数据，在接收开始时，提取第一个原始数据(第一个原始数据总是高电平)，连续2N±DN1个高电平可以提取出第一个数据(DN1＜＜2N)，然后将这2N±DN1移出寄存器，将后续(m+1)×2N个过采样数据(m≥2)依次移进存储器，连续2N±DN2个过采样数据可以提取出第二个数据(DN2＜＜2N)，依次类推，直至提取完所有接收数据，此数据是标签发射回来的已编码数据；因为数据是按原始位被逐个解调出来的，每一位数据总是正确的，不像简单保留I/Q数据那样不能处理过零问题。
步骤305，根据编码规则，对步骤304存储的编码数据进行校验和解码，正确的解码数据上传至其它部分处理。
显而易见的，返回数据速率越高或者说返回数据速率与相对运动引起的多普勒频移频率比值越大，过零问题越轻，否则越严重，因此应在系统处理能力范围内尽可能提高返回数据速率。
综上所述，本发明一种电子标签读写器的基带处理方法分别对I/Q两路进行解调，动态计算I/Q两路的能量，当某路能量较高时选择该路输出作为解调输出，当两路能量接近时，采用加权算法，当前选择的信道权重略高为q(q取0.5～0.7之间)，另一信道权重为1-q，并且对每条命令的返回均进行动态选择，本发明通过采用动态加权来避免过零造成通信失败的问题，提高了读写器与电子标签的通信质量。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
Claims (8)
1.一种电子标签读写器的基带处理方法，包括如下步骤：
步骤一，进行模拟部分处理，控制可变增益放大器向模数转换器输出未失真的模拟信号；
步骤二，系统对每路的模拟信号进行2N过采样送入数字处理电路，该数字处理电路对采样数据进行数字滤波；
步骤三，对I路和Q路采样值得绝对值进行比较，根据比较结果进行相应处理获得数据，存储过采样数据并存储所用通道及其数据的极性；
步骤四，对存储的过采样数据进行抽取，提取所有的原始接收数据；
步骤五，根据编码规则，对提取的原始接收数据进行校验和解码，正确的解码数据上传至其它部分处理。
2.如权利要求1所述的一种电子标签读写器的基带处理方法，其特征在于，于步骤三中，根据比较结果进行相应处理获得数据的步骤包括如下步骤：
若Max(|I|，|Q|)/Min(|I|，|Q|)＞1+ε，则保留Max(|I|，|Q|)对应的通道的数值并存储所用通道及其数据的极性；
若1-ε≤Max(|I|，|Q|)/Min(|I|，|Q|)≤1+ε，则对I/Q进行加权处理，绝对值高的权重q高，绝对值低的权重(1-q)低，存储过采样数据并存储所用通道及其数据的极性，其中，ε是一个属于0～0.2的较小数据。
3.如权利要求3所述的一种电子标签读写器的基带处理方法，其特征在于：q取0.5～0.7之间的值。
4.如权利要求2所述的一种电子标签读写器的基带处理方法，其特征在于：存储(m+1)×2N个过采样数据(m≥2)以保证存储的过采样数据足够提取两个原始数据。
5.如权利要求4所述的一种电子标签读写器的基带处理方法，其特征在 于，步骤四还包括如下步骤：
接收开始时，提取第一个原始数据，连续2N±DN1个高电平可以提取出第一个数据；
然后将这2N±DN1移出寄存器，将后续(m+1)×2N个过采样数据依次移进存储器，连续2N±DN2个过采样数据可以提取出第二个数据，其中m≥2，依次类推，直至提取完所有原始接收数据。
6.如权利要求1所述的一种电子标签读写器的基带处理方法，其特征在于：于步骤一中，对模拟基带进行基本滤波滤除高低频干扰并保持群延时平稳，控制可变增益放大器向ADC输出未失真的模拟信号。
7.如权利要求1所述的一种电子标签读写器的基带处理方法，其特征在于：N≥4。
8.如权利要求1所述的一种电子标签读写器的基带处理方法，其特征在于：于步骤二中，所得数字信号等效为一个被多普勒频移信号调制的信号。
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