CN106503601B

CN106503601B - 一种uhf读写器载波对消方法、装置和读写器

Info

Publication number: CN106503601B
Application number: CN201610870470.2A
Authority: CN
Inventors: 王志华; 黄学胜
Original assignee: Shenzhen Genvict Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Genvict Technology Co Ltd
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2016-09-29
Publication date: 2019-05-10
Anticipated expiration: 2036-09-29
Also published as: CN106503601A

Abstract

本申请提供了一种UHF读写器载波对消方法、装置和读写器，其中方法包括：选取预设同向分量和预设正交分量合成原始抵消信号；采用最速下降法对所述预设同向分量和所述预设正交分量进行修正，直至求得最佳同向分量和最佳正交分量；采用所述最佳同向分量和所述最佳正交分量合成最佳抵消信号用于抵消泄露的载波信号。采用本方法，提高了抵消的准确性，减少了计算量，可以快速高效找到最佳抵消点。

Description

一种UHF读写器载波对消方法、装置和读写器

技术领域

本申请涉及UHF通信领域，尤其涉及一种UHF读写器载波对消方法、装置和读写器。

背景技术

如今，在射频收发机系统中，普遍存在载波泄漏到发射机输出端口造成干扰的情况。载波泄漏一般是由于器件或工艺本身的不理想造成的，如混频器射频端口和本振端口的隔离度有限等。

UHF(Ultra High Frequency,超高频射频识别)读写器电路由于接收器受到干扰，信号接收灵敏度会下降，影响读取性能；载波控制方法的关键点,一是抵消的准确性，即是否找到的是最佳抵消点；二是算法的效率，在一些环境变化较快的场合，几乎每个频点的每次读卡都需要重新进行抵消，抵消算法执行的时间太长势必影响整体识别速率。每进行一个点的扫描，要等待DAC输出稳定、幅度和相位调整电路工作稳定、加法器工作稳定以及ADC稳定等一系列的电路稳定过程，需要占用时间开销较大，影响读卡速度。

发明内容

为解决上述问题，本申请提供了一种UHF读写器载波对消方法，包括：

S101:选取预设同向分量和预设正交分量合成原始抵消信号；

S102:采用最速下降法对所述预设同向分量和所述预设正交分量进行修正，直至求得最佳同向分量和最佳正交分量；

S103:采用所述最佳同向分量和所述最佳正交分量合成最佳抵消信号用于抵消泄露的载波信号。

进一步的，所述选取预设同向分量和预设正交分量合成原始抵消信号步骤具体为：

S201:以同向分量和正交分量的衰减值分别作为坐标系的X轴和Y轴建立坐标系；

S202:在所述坐标系的第一象限、第二象限、第三象限和第四象限分别选取对应的第一测试点、第二测试点、第三测试点和第四测试点；

S203:根据所述第一测试点、所述第二测试点、所述第三测试点和所述第四测试点所对应的衰减值分别生成第一抵消信号、第二抵消信号、第三抵消信号和第四抵消信号；

S204:从所述第一抵消信号、所述第二抵消信号、所述第三抵消信号和所述第四抵消信号中选择抵消效果最优的作为预设抵消信号；

S205:所述预设抵消信号所对应的同向分量和正交分量即为所述预设同向分量和所述预设正交分量。

进一步的，所述同向分量的衰减范围为N到-N，所述正交分量的衰减范围为M到-M，则所述第一测试点、第二测试点、第三测试点和第四测试点的坐标分别为(N/2,M/2)、(-N/2,M/2)、(-N/2,-M/2)、(N/2,-M/2)，其中所述N、M为任意正数。

进一步的，所述采用最速下降法对所述预设同向分量和所述预设正交分量进行修正，直至求得最佳同向分量和最佳正交分量步骤具体为：

S301:以所述预设同向分量和所述预设正交分量所对应的测试点作为测试基准点，则所述测试基准点的坐标为(A、B)；

S302:步进选取步骤,根据所述测试基准点选取测试步进L；

S303:组建测试组,其中测试组包括(A,B)、(A-L,B)、(A+L,B)、(A,B-L)、(A,B+L)、(A-L,B-L)、(A-L,B+L)、(A+L,B-L)、(A+L,B+L)，其中A、B为测试基准点的横坐标和纵坐标，当测试基准点变化时，A、B值也随之变化，同理步进L也随之变化；

S304:从所述测试组中选取抵消效果最优的点替换为所述测试基准点，此时所述测试基准点为所述测试组中抵消效果最优的点；

S305:判断是否满足预设条件，若满足，则执行步骤S306；若不满足，则执行步骤S302；

S306:判断所述测试基准点所对应的同向分量和正交分量即为最佳同向分量和最佳正交分量

进一步的，所述判断是否满足预设条件：

判断所述测试基准点所对应的抵消信号的抵消效果是否达到预设极值，若达到，则满足预设条件，若达不到，则不满足预设条件；或，

判断执行所述步进选取步骤是否达到预设次数，若达到，则满足预设条件，若没达到，则不满足预设条件。

进一步的，所述抵消效果最优具体为：泄漏载波的标志信号电压Vs最低。

再一方面，本发明还提供了一种用于UHF读写器的载波抵消装置，包括：

选取模块1，用于选取预设同向分量和预设正交分量合成原始抵消信号；

修正模块2，用于采用最速下降法对所述预设同向分量和所述预设正交分量进行修正，直至求得最佳同向分量和最佳正交分量；

合成模块3，用于采用所述最佳同向分量和所述最佳正交分量合成最佳抵消信号抵消泄露的载波。

进一步的，所述选取模块1包括：

坐标系建立模块11，用于以同向分量和正交分量的衰减值分别作为坐标系的X轴和Y轴建立坐标系；

测试点选取模块12，用于在所述坐标系的第一象限、第二象限、第三象限和第四象限分别选取对应的第一测试点、第二测试点、第三测试点和第四测试点；

抵消信号生成模块13，用于根据所述第一测试点、所述第二测试点、所述第三测试点和所述第四测试点所对应的衰减值分别生成第一抵消信号、第二抵消信号、第三抵消信号和第四抵消信号；

选择模块14,用于从所述第一抵消信号、所述第二抵消信号、所述第三抵消信号和所述第四抵消信号中选择抵消效果最优的作为预设抵消信号；

确定模块15，用于将所述预设抵消信号所对应的同向分量和正交分量作为所述预设同向分量和所述预设正交分量。

进一步的，所述修正模块2包括：

基准点确定模块21，用于以所述预设同向分量和所述预设正交分所对应的测试点作为测试基准点，则所述测试基准点的坐标为(A、B)；

步进选取模块22，用于根据所述测试基准点选取测试步进L；

测试组选取模块23，用于组建测试组,其中测试组包括(A,B)、(A-L,B)、(A+L,B)、(A,B-L)、(A,B+L)、(A-L,B-L)、(A-L,B+L)、(A+L,B-L)、(A+L,B+L)，其中A、B为测试基准点的横坐标和纵坐标，当测试基准点变化时，A、B值也随之变化，同理步进L也随之变化；

基准点替换模块24，用于从所述测试组中选取抵消效果最优的点替换为所述测试基准点，此时所述测试基准点为所述测试组中抵消效果最优的点；

判断模块25，用于判断是否满足预设条件，若满足，则判断所述测试基准点所对应的同向分量和正交分量即为最佳同向分量和最佳正交分量；若不满足，则运行所述步进选取模块。

在一方面，本发明还提供了一种UHF读写器，用于和电子车标进行通信，包括如上所述的装置。

采用本方法，可以在UWB停车场中对没有安装UWB车载单元的车辆进行管理，减少了改造成本，有利于系统的推广。同时由于增加了对目标车辆和UWB标签是否分离的判断，增强了定位的准确性，拓展了UWB停车场的适用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的一种UHF读写器载波对消方法的流程图；

图2为本申请实施例公开的一种选取预设同向分量和预设正交分量合成原始抵消信号的流程图；

图3为本申请实施例公开的一种采用最速下降法求得最佳同向分量和最佳正交分量的流程图；

图4为本申请实施例公开的一种用于UHF读写器的载波抵消装置的模块图；

图5为本申请实施例公开的一种选取模块的模块图；

图6为本申请实施例公开的一种修正模块的模块图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

通过理论以及实际测试可知，泄漏载波功率Ps与泄漏载波的标志信号电压Vs一一对应，且正相关，因此本方案中抵消效果越好即为Vs越低越好。本算法是根据泄漏载波的标志信号电压Vs，调节衰减器的衰减值，再测量Vs，不断进行反馈调节，从而得到一个最佳抵消泄漏载波功率。具体如下：

S101：选取预设同向分量和预设正交分量合成原始抵消信号；

可以理解的，载波抵消是通过对同向分量和正交分量的相位及强度进行调整，合成与接收的泄漏载波信号反相等幅的抵消信号后，相加达到抵制泄漏载波的目的。因此先选取预设同向分量和预设正交分量合成原始抵消信号以便以原始抵消信号为基准开始寻找最佳抵消信号。

S102：采用最速下降法对所述预设同向分量和所述预设正交分量进行修正，直至求得最佳同向分量和最佳正交分量；

可以理解的，本算法是根据泄漏载波的标志信号电压Vs，调节抵消信号，再测量Vs，不断进行反馈调节，从而得到一个最佳抵消信号用于抵消泄漏载波。此问题实质上是一个多变量无约束最优解问题，对于此类问题，最速下降法是一种最优化求极值的方法，其思想就是在当前区域先找到局部极小值，然后向当前区域上当前点对应梯度(或者是近似梯度)的反方向的规定步长距离点进行迭代搜索。

采用本方法，提高了抵消的准确性，与现有遍历方式相比，减少了计算量，可以快速高效找到最佳抵消点。

再一个实施例中，步骤S101：所述选取预设同向分量和预设正交分量合成原始抵消信号具体为：

可以理解的，X轴和Y轴相互垂直，同向分量和正交分量均不衰减也不增强时为原点，其中衰减值可以是衰减器可以调节的档位，也可以是衰减的信号强度。进一步的衰减值可以为正，也可以为负，也就是说，同向分量和正交分量的强度既可以消弱，也可以增强。

通过理论以及实际测量绘图可知，在此坐标系中的四个象限中，各点所对应的Vs值整体是单调的，因此通过在每个象限抽取测试点，对比各测试点的Vs大小，就可以得到整体Vs较小的象限，也就是最佳抵消信号所对应的测试点在的象限。通过这种比较特异点的方法，可以更快找到最佳抵消点。

可以理解的，在本发明中，测试点所对应的坐标为同向分量和正交分量的衰减值，此时测试点对应的抵消信号即为衰减后的同向分量和正交分量合成的。因此在本方案中，测试点的坐标、对应的测试点、对应的抵消信号实质上是等价的。在此坐标系中，其他点、对应坐标及对应信号也是等价的。

S204：从所述第一抵消信号、所述第二抵消信号、所述第三抵消信号和所述第四抵消信号中选择抵消效果最优的作为预设抵消信号；

S205：所述预设抵消信号所对应的同向分量和正交分量即为所述预设同向分量和所述预设正交分量。

容易想到的，所述同向分量的衰减范围为N到-N，所述正交分量的衰减范围为M到-M，则所述第一测试点、第二测试点、第三测试点和第四测试点的坐标分别为(N/2,M/2)、(-N/2,M/2)、(-N/2,-M/2)、(N/2,-M/2)，其中所述N、M为任意正数。

采用本方法，与现有的方案相比，可以快速确定最优抵消信号所处的象限，极大的减少了所需的时间。

再一个实施例中，步骤102：所述采用最速下降法对所述预设同向分量和所述预设正交分量进行修正，直至求得最佳同向分量和最佳正交分量具体为：

容易理解的，测试基准点的坐标A、B为预设正交分量和预设同向分量的值，若在上一实施例中，求得预设同向分量和预设正交分量分别N/2、M/2，则A＝N/2，B＝M/2。

S302：步进选取步骤：根据所述测试基准点选取测试步进L；

容易理解的，如果一直按照固定步进去搜索，整个搜索过程可能会不收敛，而且搜索时间较长。因此在搜索过程中，需要根据当前状态进行调节搜索步进。具体的，通过给Vs分级，根据硬件参数及实时测量的测试基准点所对应的反馈，调整搜索步进。

S304:从所述测试组中选取抵消效果最优的点替换为所述测试基准点，此时所述测试基准点为所述测试组中抵消效果最优的点，其中抵消效果最优具体为：泄漏载波的标志信号电压Vs最低；

S305:判断是否满足预设条件，若满足，则执行步骤S306；若不满足，则执行步骤S302。

S306:判断所述测试基准点所对应的同向分量和正交分量即为最佳同向分量和最佳正交分量。

进一步的，所述判断是否满足预设条件：

容易理解的，当测试基准点所对应的抵消信号的抵消效果达到了误差允许的范围内，由于UHF读写器速度要求较高，因此可以直接采用该测试基准点所对应的同向分量和正交分量即为最佳同向分量和最佳正交分量；

可以理解的，每搜索一次即执行一次步进选取步骤，均需要重新组建测试组并搜索测试组内的最优测试点，需要消耗大量时间，因此若要保证在预定的时间内完成，还可以建立最大搜索次数，每搜索一次最大搜索次数减一，当搜索次数为0时，判断执行所述步进选取步骤达到预设次数，此时的测试基准点所对应的同向分量和正交分量即为最佳同向分量和最佳正交分量。

采用本方法，载波对消完成时间可以小于25ms，标识信号电压Vs可以小于900mV，提高了抵消的准确性，减少了计算量，可以快速高效找到最佳抵消点。

在一个实施例中，本发明还提供了一种用于UHF读写器的载波抵消装置，包括：

其中所述选取模块1包括：

所述修正模块2包括：

步进选取模块22，用于根据所述测试基准点选取测试步进L；

本发明还提供了一种包括如上所述载波抵消装置的UHF读写器，用于和电子车标进行通信。

本实施例方法所述的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算设备可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机，服务器，移动计算设备或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种UHF读写器载波对消方法，其特征在于，包括：

选取预设同向分量和预设正交分量合成原始抵消信号，以所述原始抵消信号为基准开始寻找最佳抵消信号；

根据泄漏载波的标志信号电压Vs，采用最速下降法对所述预设同向分量和所述预设正交分量进行修正，直至求得最佳同向分量和最佳正交分量；

采用所述最佳同向分量和所述最佳正交分量合成最佳抵消信号用于抵消泄露的载波信号；

其中，所述选取预设同向分量和预设正交分量合成原始抵消信号步骤具体为：

以同向分量和正交分量的衰减值分别作为坐标系的X轴和Y轴建立坐标系；

在所述坐标系的第一象限、第二象限、第三象限和第四象限分别选取对应的第一测试点、第二测试点、第三测试点和第四测试点；

根据所述第一测试点、所述第二测试点、所述第三测试点和所述第四测试点所对应的衰减值分别生成第一抵消信号、第二抵消信号、第三抵消信号和第四抵消信号；

从所述第一抵消信号、所述第二抵消信号、所述第三抵消信号和所述第四抵消信号中选择抵消效果最优的作为预设抵消信号；

所述预设抵消信号所对应的同向分量和正交分量即为所述预设同向分量和所述预设正交分量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述同向分量的衰减范围为N到-N，所述正交分量的衰减范围为M到-M，则所述第一测试点、第二测试点、第三测试点和第四测试点的坐标分别为(N/2,M/2)、(-N/2,M/2)、(-N/2,-M/2)、(N/2,-M/2)，其中所述N、M为任意正数。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述采用最速下降法对所述预设同向分量和所述预设正交分量进行修正，直至求得最佳同向分量和最佳正交分量步骤具体为：

以所述预设同向分量和所述预设正交分量所对应的测试点作为测试基准点，则所述测试基准点的坐标为(A、B)；

步进选取步骤：根据所述测试基准点选取测试步进L；

组建测试组,其中所述测试组包括(A,B)、(A-L,B)、(A+L,B)、(A,B-L)、(A,B+L)、(A-L,B-L)、(A-L,B+L)、(A+L,B-L)、(A+L,B+L)；

从所述测试组中选取抵消效果最优的点替换为所述测试基准点，此时所述测试基准点为所述测试组中抵消效果最优的点；

判断是否满足预设条件，若满足，则判断所述测试基准点所对应的同向分量和正交分量即为最佳同向分量和最佳正交分量；若不满足，则执行所述步进选取步骤。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述判断是否满足预设条件：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述抵消效果最优具体为：泄漏载波的标志信号电压Vs最低。

6.一种用于UHF读写器的载波抵消装置，其特征在于，包括：

选取模块，用于选取预设同向分量和预设正交分量合成原始抵消信号；

修正模块，用于根据泄漏载波的标志信号电压Vs，采用最速下降法对所述预设同向分量和所述预设正交分量进行修正，直至求得最佳同向分量和最佳正交分量；

合成模块，用于采用所述最佳同向分量和所述最佳正交分量合成最佳抵消信号抵消泄露的载波；

其中，所述选取模块包括：

坐标系建立模块，用于以同向分量和正交分量的衰减值分别作为坐标系的X轴和Y轴建立坐标系；

测试点选取模块，用于在所述坐标系的第一象限、第二象限、第三象限和第四象限分别选取对应的第一测试点、第二测试点、第三测试点和第四测试点；

抵消信号生成模块，用于根据所述第一测试点、所述第二测试点、所述第三测试点和所述第四测试点所对应的衰减值分别生成第一抵消信号、第二抵消信号、第三抵消信号和第四抵消信号；

选择模块,用于从所述第一抵消信号、所述第二抵消信号、所述第三抵消信号和所述第四抵消信号中选择抵消效果最优的作为预设抵消信号；

确定模块，用于将所述预设抵消信号所对应的同向分量和正交分量作为所述预设同向分量和所述预设正交分量。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述修正模块包括：

基准点确定模块，用于以所述预设同向分量和所述预设正交分所对应的测试点作为测试基准点，则所述测试基准点的坐标为(A、B)；

步进选取模块，用于根据所述测试基准点选取测试步进L；

测试组选取模块，用于组建测试组,其中所述测试组包括(A,B)、(A-L,B)、(A+L,B)、(A,B-L)、(A,B+L)、(A-L,B-L)、(A-L,B+L)、(A+L,B-L)、(A+L,B+L)，其中A、B为测试基准点的横坐标和纵坐标，当测试基准点变化时，A、B值也随之变化，同理步进L也随之变化；

基准点替换模块，用于从所述测试组中选取抵消效果最优的点替换为所述测试基准点，此时所述测试基准点为所述测试组中抵消效果最优的点；

判断模块，用于判断是否满足预设条件，若满足，则判断所述测试基准点所对应的同向分量和正交分量即为最佳同向分量和最佳正交分量；若不满足，则运行所述步进选取模块。

8.一种UHF读写器，用于和电子车标进行通信，其特征在于，包括如权利要求6-7任一项所述的装置。