CN106874815A

CN106874815A - 一种基于rssi检测多阅读器邻道干扰的实现方法

Info

Publication number: CN106874815A
Application number: CN201710073530.2A
Authority: CN
Inventors: 潘梁生; 杨益起
Original assignee: ZTE Intelligent IoT Technology Co Ltd
Current assignee: ZTE Intelligent IoT Technology Co Ltd
Priority date: 2017-02-10
Filing date: 2017-02-10
Publication date: 2017-06-20

Abstract

本发明公开了一种基于RSSI检测多阅读器邻道干扰的实现方法，包括：用阅读器的FPGA算法模块实现RSSI算法，阅读器在每轮开始识别阶段，标签会有一段上电时间T_on；在T_onS时间内通过RSSI算法求得N个RSSI瞬时值，进行平均得到RSSI的平均值；将RSSI的平均值作为比较单元的输入信号，与识别系统设置的阈值作比较，判断是否通过中央处理单元调用分配子信道的算法。本发明所述的一种基于RSSI检测多阅读器邻道干扰的实现方法，用以检测阅读器是否受到其他阅读器干扰，并将本发明的检测结果作为LBT(先侦后听)的侦听内容。

Description

一种基于RSSI检测多阅读器邻道干扰的实现方法

技术领域

本发明属于检测领域，尤其是涉及一种基于RSSI检测多阅读器邻道干扰的实现方法。

背景技术

在阅读器的部署过程中，无源RFID(射频识别)标签可以对射频范围内的任何一个或多个阅读器做出反应。无源标签的这种宽带特点给多阅读器的部署带来了挑战。在UHFRFID(大规模密集射频识别)阅读器部署的应用场所，同一时间同一断面内可能部署多台阅读器，这种情况下，阅读器与标签之间很容易因为信道邻近而造成通信干扰，进而降低标签识读效率，严重情况下甚至会导致标签无法读取。

在这种情况下，针对已通过密集环境认证的ISO-180006C阅读器，通常采用两种方法来降低自我干扰，这两种方法分别为跳频(FH)技术和先听后说(LBT)同步技术。根据FCC47 CFG Ch.1 Part 15，美国采用的是跳频技术。根据ETSI EN 302 208-1，大部分欧洲国家采用的是LBT同步技术。但是这两种方案在我国并行不通，因为我国对道路电磁环境的要求与欧美国家的标准并不相符。另外，在“自助芯”的战略环境下，结合我国自身情况，现已制定了符合本国情况的国家标准和行业标准。因此在这样的前提下，上述两种方法依然难以解决密集阅读器环境下的邻道干扰问题。在复杂的道路环境下，通过将先听后说技术和跳频扩频技术相结合的方式，提供了解决邻道干扰难题的有效途径。具体的实现方法是，通过网络将所有的阅读器互联起来，这些阅读器由中央处理单元统一控制，以此来统一阅读器的配置并且实现严格的同步。即所有阅读器在同一时刻开始“侦听”信道上的内容，并在侦听周期结束之后，将侦听到的内容上报至中央处理单元。中央处理单元会根据上报之后的内容，为所有RFID阅读器动态的分配通信子信道，从而大大优化了信道的频谱利用率。

本发明主要针对的就是LBT的“侦听”内容，基于RSSI，提出一种新的检测干扰能量的实现算法，用于判断所侦听信道的干扰情况。在前向发送过程中，若反向没有干扰信号，则与本振信号经过混频器后，直接变换到模拟基带I/Q信号，再经过一系列的放大、滤波、ADC变换后由逻辑进行解调。若反向存在干扰信号，则与本振信号混频之后会产生多余的频率分量。当这些频率等于或接近中频时，就会通过基带放大器和滤波器，引起接收端的信号干扰，影响有用信号的正常接收。

本发明的具体原理是，在已有FPGA(现场可编程门阵列)基础上实现RSSI算法，然后利用求模算法计算出能量，并且将该能量与系统设置的阈值作比较，最后中央处理单元根据比较结果判断是否调用动态分配子信道的算法。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于RSSI检测多阅读器邻道干扰的实现方法，以LBT侦听的内容作为阅读器是否工作的依据，在此基础上由中央处理单元动态的分配子信道，解决同一断面部署多台阅读器引起的邻道干扰问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于RSSI检测多阅读器邻道干扰的实现方法，包括：

用阅读器的FPGA算法模块实现RSSI算法，阅读器在每轮开始识别阶段，标签会有一段上电时间T_on；

在T_onS时间内通过RSSI算法求得N个RSSI瞬时值，进行平均得到RSSI的平均值；

将RSSI的平均值作为比较单元的输入信号，与识别系统设置的阈值作比较，判断是否通过中央处理单元调用分配子信道的算法。

进一步的，所述RSSI算法为：利用加法器单元、乘法器单元获得对应载波I、Q两路信号的平方和，通过对数格式转换单元求得对应的RSSI值。

进一步的，所示FPGA算法模块包括乘法器单元、加法器单元、IIR滤波器单元、对数格式数据转换单元、比较单元。

进一步的，所述对数格式数据转换单元采用查表法。

进一步的，所述IIR滤波器单元的公式为：

在具体设计中，b＝2^(-15)，a＝1-b。

相对于现有技术，本发明所述的一种基于RSSI检测多阅读器邻道干扰的实现方法具有以下优势：在已有的FPGA(现场可编程门阵列)基础上实现RSSI算法，然后利用求模算法计算出能量，并将该能量与系统设置的阈值作比较，最后中央处理单元根据比较结果判断是否调用动态分配子信道算法；通过在已有的FPGA里增加新的逻辑来实现，并未对硬件电路进行任何的改动，在保证系统原有性能的前提下，大大降低了LBT的误判率。

附图说明

图1为本发明实施例所述的多阅读邻道干扰示意图；

图2为本发明实施例所述的FPGA实现RSSI流程图；

图3为本发明实施例所述的FPGA实现RSSI的原理框图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本实施例基于RSSI检测多阅读邻道干扰的实现方法，用阅读器的FPGA实现RSSI算法的逻辑架构包括乘法器、加法器、对数格式数据转换单元、比较单元，如图3所示。

1、RSSI即接收信号强度指示，在这里信号强度用dB来表示，其定义为：y＝10log(I²+Q²)。读写器侧RSSI用于反映读写器天线口载波接收信号强度,是判断反向链路工作状态是否正常，判断系统是否可能存在外部干扰的一个重要指标。空载下看RSSI的平均值是判断干扰的主要手段。通过计算求取在LBT模式下某个信道信号的强度，用来判定该信道是否空闲。可在一段时间T内进行基带IQ功率积分得到RSSI的瞬时值：

RSSI(瞬时)＝sum(*I^2+Q^2)

在时间T内对N个RSSI的瞬时值进行平均得到RSSI的平均值：

RSSI(平均)＝sum(RSSI(瞬时))/N

计算时间T内RSSI瞬时值大于某一门限时的比率，RSSI瞬时值大于某一门限时的比率等于RSSI瞬时值大于某一门限的个数与N的比值。在多业务环境下，RSSI的平均值一般不会超过-95dBm。在该设计中，阈值确定后，如果计算出来的RSSI平均值大于此值，则认为监听到冲突/干扰。一旦监听到冲突/干扰，逻辑上报中断给软件，同时将MAC层的核心状态机跳转至起始状态，如图2所示。

本发明要求时间响应快，T_on时间内连续分析接收通道数据，因此RSSI运算器调用MULT Core和ADDER Core以及ROM Core实现。将输入接口视作为主接收器，输出接口视作为主发送器。

本发明的具体接口定义如表1所示：

2、具体的工作流程：阅读器每轮识读开始，根据26Mhz时钟输入I_clk_26m的上升沿进行I、Q两路输入信号的RSSI值的计算过程。将输入的I、Q两路信号I_firout_IDATA以及I_firout_QDATA分别存入16位寄存器S_rssi_idata和S_rssi_qdata。将这两个寄存器看作为RSSI计算操作的输入值。

在RSSI计算过程中，采用S_flag信号避免复用模块的冲突。若S_flag为高，则对Q路信号进行处理，反之，对I路信号进行处理。首先调用乘法器模块，计算出I、Q两路信号的平方值。然后通过加法器模块，求得I、Q两路信号的平方和S_mult_res。再求出平方和之后输出高电平的I_flic_en信号。

以I_flic_en信号作为判断，若该信号为高，则启动IIR滤波单元对输入的I、Q两路信号进行滤波。滤波模块采用的是IIR滤波器：

在具体设计中，b＝2^(-15)，a＝1-b。

在经过IIR滤波器之后，求取平方和数据的对数值。出于系统硬件资源消耗的角度，首先进行数据的格式转换，然后使用查表的方式实现。

在求出平方和数据的对数值之后，以I_SW8n信号作为LBT模式选择状态标志。若该信号为高，则表示选择LBT功能，此时将该值作为比较单元的输入信号，进行AGC(自动增益控制)输出最终RSSI补偿值O_rssi_value。

非空载情况下I_SW8n的值置为低，RSSI运算器又回到起始状态，上述计算所侦查线路的RRI值，但是非空载情况下并不做输出操作，从而完成空载情况下的邻道侦听。整个设计在控制器的严格控制下进行。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于RSSI检测多阅读器邻道干扰的实现方法，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于RSSI检测多阅读器邻道干扰的实现方法，其特征在于：所述RSSI算法为：利用加法器单元、乘法器单元获得对应载波I、Q两路信号的平方和，通过对数格式转换单元求得对应的RSSI值。

3.根据权利要求1所述的一种基于RSSI检测多阅读器邻道干扰的实现方法，其特征在于：所述FPGA算法模块包括乘法器单元、加法器单元、IIR滤波器单元、对数格式数据转换单元、比较单元。

4.根据权利要求3所述的一种基于RSSI检测多阅读器邻道干扰的实现方法，其特征在于：所述对数格式数据转换单元采用查表法。

5.根据权利要求3所述的一种基于RSSI检测多阅读器邻道干扰的实现方法，其特征在于：所述IIR滤波器单元的公式为：

H (Z) = \frac{1}{1 - {az}^{- 1}}

在具体设计中，b＝2^(-15)，a＝1-b。