CN107862228B - 一种信号处理方法及rfid读写器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种信号处理方法及RFID读写器，涉及物联网中的射频识别领域，能够实现在尽量减小硬件开销的基础上，产生符合ISO/IEC 18000‑6C标准且信号质量理想的PR‑ASK射频信号。该方法包括：接收控制器发送的二进制的原始数据流；将所述原始数据流进行脉冲宽度编码PIE编码，得到PIE编码后的数据流；将所述PIE编码后的数据流进行双二进制编码，得到双二进制编码后的数据流；将所述双二进制编码后的数据流经过n倍的数据插值后，通过升余弦滚降成型滤波器进行滤波，获得第一调制信号；利用余弦波形模板，对所述第一调制信号进行波形调整，获得第二调制信号；将所述第二调制信号通过混频器，获得反转相位幅移键控PR‑ASK射频信号。

Description

一种信号处理方法及RFID读写器

技术领域

本发明涉及物联网中的射频识别领域，尤其涉及一种信号处理方法及射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)读写器。

背景技术

射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术利用电磁波进行无线通信，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。RFID系统包括射频标签和RFID读写器，利用电磁波使射频标签在一定距离内被RFID读写器自动识别。RFID系统最大的优点是识别过程无需人工干预，可以完成多目标远程自动化管理，数据传输稳定，且射频标签信息可改写，可被重复利用，成本低。目前RFID技术已经广泛应用到了物流、身份识别、危险品监控、资产管理与军事等领域，极大地推动了物联网市场的发展。

根据通信时所使用的频率范围，可将RFID系统分为以下几类：低频(LowFrequency，LF)，高频(High Frequency，HF)，超高频(Ultra High Frequency，UHF)，微波(Microwave)频段。其中UHF RFID以其远距离，低损耗等特点成为目前研究的重点和热点。针对不同的频段和应用领域出现了相应的行业标准。ISO/IEC 18000-6C是一种通用的UHFRFID国际标准。

ISO/IEC 18000-6C标准规定了三种幅移键控(Amplitude Shift Keying，ASK)调制方式：双边带(Double Sideband,DSB)、单边带(Single Sideband,SSB)、反转相位(PhaseReverse,PR)。PR-ASK调制方式具有两个优点：1、频谱带宽小；2、射频包络的脉冲宽度(Pulse Width,PW)比DSB和SSB的窄很多，射频传输的过程中，在同等接收条件下，射频标签接收的射频能量要高于DSB和SSB，因此使用PR-ASK调制能实现射频标签的更远的探测距离。

PR-ASK调制方式是UHF RFID特有的调制方式，现有技术中产生PR-ASK调制信号的实现方法比较少。一种是通过模拟电路混频器实现PR-ASK调制信号，这种方法产生的PR-ASK调制信号的振幅穿过零，具有较高的振幅调制深度，PR-ASK调制信号的质量不佳。还有一种是通过波形模板拼接产生PR-ASK调制信号，这种方法产生的PR-ASK调制信号比较理想，但是需要存储各种发射速率下的PR-ASK的波形模板，硬件开销大。没有一种PR-ASK调制信号产生方法，在硬件开销很小的情况下，实现符合ISO/IEC 18000-6C标准且波形理想的PR-ASK射频信号。

发明内容

本申请提供一种信号处理方法及RFID读写器，能够实现在尽量减小硬件开销的基础上，产生符合ISO/IEC 18000-6C标准且信号质量理想的PR-ASK射频信号。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种信号处理方法，该方法可以包括：

接收控制器发送的二进制的原始数据流；将所述原始数据流进行脉冲宽度编码PIE编码，得到PIE编码后的数据流；将所述PIE编码后的数据流进行双二进制编码，得到双二进制编码后的数据流；将所述双二进制编码后的数据流经过n倍的数据插值后，通过升余弦滚降成型滤波器进行滤波，获得第一调制信号；利用余弦波形模板，对所述第一调制信号进行波形调整，获得第二调制信号；将所述第二调制信号通过混频器，获得反转相位幅移键控PR-ASK射频信号。

第二方面，本申请提供一种RFID读写器，该RFID读写器包括：接收模块、编码模块、调制模块和混频模块。其中，接收模块用于接收控制器发送的二进制的原始数据流；编码模块用于将所述接收模块接收的原始数据流进行脉冲宽度编码PIE编码，得到PIE编码后的数据流；还用于将所述PIE编码后的数据流进行双二进制编码，得到双二进制编码后的数据流；调制模块用于将所述双二进制编码后的数据流经过n倍的数据插值后，通过升余弦滚降成型滤波器进行滤波，获得第一调制信号；还用于利用余弦波形模板，对所述第一调制信号进行波形调整，获得第二调制信号；混频模块用于将所述第二调制信号通过混频器，获得反转相位幅移键控PR-ASK射频信号。

第三方面，本申请提供一种RFID读写器，该RFID读写器包括：处理单元、通信单元和存储单元。其中，存储单元用于存储计算机执行指令，当该RFID读写器运行时，处理单元执行该处理单元存储的该计算机执行指令，以使该RFID读写器执行第一方面及其各种可选的实现方式中任意之一所述的信号处理方法。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有一个或多个程序，一个或多个程序包括计算机执行指令，当该RFID读写器的处理单元执行该计算机执行指令时，该RFID读写器执行上述第一方面及其各种可选的实现方式中任意之一所述的信号处理方法。

第五方面，本申请提供一种RFID系统，该RFID系统包括射频标签和第二方面及其各种可选的实现方式中任意之一所述的RFID读写器。

本申请提供的信号处理方法、装置及系统，将二进制数据流先PIE编码后再通过双二进制编码，产生信号相位翻转的数字基带信号。然后对双二进制编码后的数据流通过升余弦滚降成型滤波器进行滤波，并利用余弦波形模板对滤波后的调制信号进行波形调整。最后，将数字调制信号通过混频器获得PR-ASK射频信号。有效降低了编码复杂度，并且改善信号调制质量，在频域上有效的减小了信号占用带宽，实现在尽量减小硬件开销的基础上，产生符合ISO/IEC 18000-6C标准且信号质量理想的PR-ASK射频信号。

附图说明

图1为PIE编码的数据编码格式示意图；

图2a、图2b为PIE编码的前导头格式示意图；

图3为本发明实施例提供的信号处理方法示意图一；

图3a为余弦波波形示意图；

图4为本发明实施例提供的信号处理方法示意图二；

图4a-4h2为本发明实施例提供的信号处理方法产生的波形示意图；

图5为本发明实施例提供的RFID读写器的结构示意图一；

图6为本发明实施例提供的RFID读写器的结构示意图二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例提供的信号处理方法及RFID读写器进行详细地描述。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

本发明的说明书以及附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，或者用于区别对同一对象的不同处理，而不是用于描述对象的特定顺序。例如，第一指示信息和第二指示信息用于区别不同的指示信息，而不是描述指示信息的特定顺序。

此外，本发明的描述中所提到的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括其他没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，本发明实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。

本发明实施例提供的信号处理方法，应用于RFID读写器产生PR-ASK射频信号。将二进制数据流先PIE编码后再通过双二进制编码，产生信号相位翻转的数字基带信号。然后对双二进制编码后的数据流通过升余弦滚降成型滤波器进行滤波，并利用余弦波形模板对滤波后的调制信号进行波形调整。最后，将数字调制信号通过混频器获得PR-ASK射频信号。有效降低了编码复杂度，并且改善信号调制质量，在频域上有效的减小了信号占用带宽，实现在尽量减小硬件开销的基础上，产生符合ISO/IEC 18000-6C标准且信号质量理想的PR-ASK射频信号。

首先，对本文中涉及的相关技术和术语进行解释说明，以方便读者理解：

(1)PIE编码

PIE编码是ISO/IEC 18000-6C标准中规定的RFID读写器发送信号的一种二进制编码方式。图1所示是PIE编码中数据0(data-0)和数据1(data-1)的编码格式。其中，Tari为基准时基,按照ISO/IEC 18000-6C标准的规定取值，PW为脉冲宽度，data-1的数据长度是数据data-0的1.5-2倍。

PIE编码中，发送数据流的格式为前导头+数据。RFID读写器发送指令分为两种，Query指令和非Query指令，相应的，前导头格式也分为两种，图2a所示是Query指令的前导头，图2b所示是非Query指令的前导头，Query指令的前导头比非Query指令的前导头多一个TRcal数据段。分隔符Delimeter数据段长度为12.5μs，data-0数据段为数据“0”的长度1Tari，前向校准(RTcal)数据段长度为data-0和data-1数据总长度，2.5Tari≤RTCal≤3.0Tari。后向校准(TRcal)数据段长度与RTcal数据段长度关系为：1.1RTCal≤TRCal≤3.0RTCal。

(2)升余弦滚降成型滤波器

在数字通信系统中，基带信号进入调制器前，波形是矩形脉冲，基带脉冲信号的频谱是一个Sa函数，在频带上是无限宽的，单个符号的脉冲延伸到相邻符号码元内，从而产生码间串扰，这样就会干扰到其他信号。为了消除干扰，基带信号在发射之前要进行脉冲成型，脉冲成型就是一种滤波。升余弦滚降成型滤波器是一种常用的脉冲成型滤波器，是一种低通滤波器。通过设计滤波器的参数就可以构造出一个升余弦滚降成型滤波器。升余弦滚降成型滤波器的主要参数有：采样频率F_s、截止频率F_c、滤波器阶数Rsorder、滚降系数α。采样频率是采样信号的频率，根据取样定理(奈奎斯特定理)，采样频率必须高于输入信号里最高频率成分的两倍以上，才可以使后面环节里不失真地恢复原来的信号。升余弦滚降成型滤波器的截止频率即滤波器的带宽，一般是指从滤波器的通带的增益算起，下降3db的位置的频率，低通滤波器中低于截止频率为通带，高于截止频率为阻带。滤波器阶数就是指滤波器过滤谐波的次数，一般来讲，同样的滤波器，阶数越高，滤波效果越好，但是阶数越高，成本也越高，因此设计合适的滤波器阶数非常重要。滚降系数表示实际频谱效率相比理论最高效率下降的倍数，滚降系数越小，频谱效率越高，但滚降系数过小时，升余弦滚降成型滤波器的设计和实现比较困难，而且当传输过程中发生线性失真时产生的符号间干扰也比较严重，因此需要设计合适的滚降系数。

本发明实施例提供一种信号处理方法，如图3所示，该方法可以包括步骤S301-S306：

S301、RFID读写器接收控制器发送的二进制的原始数据流。

具体的，控制器发送的二进制的原始数据流是指令数据流，包括Query指令和非Query指令。

S302、将接收到的原始数据流进行PIE编码。

具体的，判断接收到的原始数据流是Query指令还是非Query指令。如果是Query指令，就按照Query指令的格式，Query指令的前导头+二进制数据进行PIE编码，否则，就按照非Query指令的格式，非Query指令的前导头+二进制数据进行PIE编码。

S303、将PIE编码后的数据流进行双二进制编码。

优选的，在对PIE编码后的数据流进行双二进制编码之前，将PIE编码后的数据流中前导头的Delimeter区域设置为“0”，以增加该区域的低电平宽度。并且，在实际电路中，在不发送指令状态下，默认基带信号为高电平，如果不先将Delimeter区域设置为“0”，再进行双二进制编码，则会导致紧跟在Delimeter区域后的第一个高电平按照双二进制编码规则翻转为-1。

具体的，在设置完Delimeter区域后，从data-0(数据0)开始进行双二进制编码，对于相邻的两个“1”，翻转后一个“1”的相位，变为“-1”。

S304、将双二进制编码后的数据流经过n倍的数据插值后，通过升余弦滚降成型滤波器进行滤波，获得第一调制信号。

可选的，先将双二进制编码后的数据流进行n倍的数据插值，其中n为25。对应的，设计升余弦滚降成型滤波器的参数，将插值后的数据流通过升余弦滚降成型滤波器进行滤波，获得第一调制信号。

优选的，针对ISO/IEC 18000-6C标准中规定的发射速率，即基准时基Tari的值设计升余弦滚降成型滤波器的参数：采样频率F_s、截止频率F_c、滤波器阶数Rsorder和滚降系数α。按照ISO/IEC18000-6C标准的规定，Tari的值可取6.25μs、12.5μs或25μs。

当Tari为6.25μs时，

Rsorder＝124,α＝0.55,F_c＝(1+α)/(1.5*Tari),F_s＝8MHz,

当Tari为12.5μs或25μs时，

Rsorder＝124,α＝0.55,F_c＝(1+α)/(1.1*Tari),F_s＝8MHz,

其中，Rsorder为滤波器阶数，α为滚降系数，F_c为截止频率，F_s为采样频率。

需要说明的是，本实施例中数据插值倍数n以及升余弦滚降成型滤波器的参数Rsorder、α、F_c、F_s，仅是示例性的一种实现方式。在其它实现方式中，数据插值倍数n以及升余弦滚降成型滤波器的参数Rsorder、α、F_c、F_s可以有其他的取值，本发明实施例对此不进行限定。

S305、利用余弦波形模板，对所述第一调制信号进行波形调整，获得第二调制信号。

具体的，首先确定余弦波形模板。设置余弦波形模板的余弦波的频率为1/(2*Tari)，其中，Tari为基准时基。由PIE编码规则可知，前导头中包含data-0，所以在数据段中可以很方便的确定出一个data-0的位置。将data-0区域的波形设置为模板1，将data-0的数据镜像对应的波形设置为模板2。将模板1替换为余弦波的前半个周期的波形，作为余弦波形模板的第一部分；将模板2替换为余弦波的后半个周期的波形，作为余弦波形模板的第二部分。其中，余弦波的波形如图3a所示。

然后，确定第一调制信号中待替换区域，待替换区域为第一调制信号中与余弦波形模板包含的第一部分波形相似的第一类波段，以及第一调制信号中，与余弦波形模板包含的第二部分波形相似的第二类波段。示例性的，确定第一类波段和第二类波段的方法有以下两种方式：

方式一：

将第一调制信号与余弦波形模板的第一部分和余弦波形模板的第二部分分别做相关，如果第一调制信号中的一段与余弦波形模板的第一部分相关度最大，则将这一段波段确定为第一调制信号中与余弦波形模板包含的第一部分波形相似的第一类波段；如果第一调制信号中的一段与余弦波形模板的第二部分相关度最大，则将这一段波段确定为第一调制信号中与余弦波形模板包含的第二部分波形相似的第二类波段。

方式二：

将第一调制信号与余弦波形模板的第一部分和余弦波形模板的第二部分分别计算差值，当第一调制信号中的一段与余弦波形模板的差值小于1.5e-5，则认为第一调制信号中的一段与余弦波形模板波形相似。如果第一调制信号中的一段与余弦波形模板的第一部分波形相似，则将这一段波段确定为第一调制信号中的第一类波段；如果第一调制信号中的一段与余弦波形模板的第二部分波形相似，则将这一段波段确定为第一调制信号中的第二类波段。

最后，将第一调制信号中的第一类波段分别替换为余弦波形模板包含的第一部分，将第一调制信号中的第二类波段分别替换为余弦波形模板包含的第二部分，获得第二调制信号。

S306、将第二调制信号通过混频器，获得PR-ASK射频信号。

具体的，步骤S305中获得的第二调制信号，已经是PR-ASK的数字基带调制信号，将第二调制信号通过混频器，就获得了PR-ASK射频信号。RFID读写器发送该射频信号的包络即位幅移键控的调制信号。

本发明实施例提供的信号处理方法，将控制器发送的二进制数据流先PIE编码后再通过双二进制编码，在数字域直接产生信号相位翻转的数字基带信号，有效降低编码复杂度。然后对双二进制编码后的数据流通过升余弦滚降成型滤波器进行滤波，并利用余弦波形模板对滤波后的调制信号进行波形调整，有效降低滤波器滤波引起的过冲现象，改善信号调制质量，在频域上有效的减小信号占用带宽。最后，将数字调制信号通过混频器获得PR-ASK射频信号。实现在尽量减小硬件开销的基础上，产生符合ISO/IEC 18000-6C标准且信号质量理想的PR-ASK射频信号。

本发明实施例提供一种信号处理方法，以RFID读写器收到控制器发送的Query指令为例，提供一种获取PR-ASK射频信号的方法。如图4所示，该方法可以包括步骤S401-S406：

S401、RFID读写器接收控制器发送的Query指令。

具体的，控制器发送的二进制数据流为“1000001011100000010010”。

S402、将接收到的Query指令数据流进行PIE编码。

具体的，将二进制数据流“1000001011100000010010”按照Query指令的前导头+二进制数据的格式进行PIE编码，编码结果如图4a所示。

S403、将PIE编码后的Query指令数据流进行双二进制编码。

具体的，将图4a中前导头的Delimeter区域设置为“0”后，从data-0开始进行双二进制编码，对于相邻的两个“1”，翻转后一个“1”的相位，变为“-1”，编码结果如图4b所示。

S404、将双二进制编码后的Query指令数据流经过n倍的数据插值后，通过升余弦滚降成型滤波器进行滤波，获得第一调制信号。

具体的，插值倍数n为25，升余弦滚降成型滤波器的参数设置如下：

当Tari为6.25μs时，

Rsorder＝124,α＝0.55,F_c＝(1+α)/(1.5*Tari),F_s＝8MHz,

当Tari为12.5μs或25μs时，

Rsorder＝124,α＝0.55,F_c＝(1+α)/(1.1*Tari),F_s＝8MHz。

将双二进制编码后的Query指令数据流经过25倍的数据插值后，通过升余弦滚降成型滤波器进行滤波，获得的第一调制信号波形如图4c所示。

需要说明的是，本实施例中数据插值倍数n以及升余弦滚降成型滤波器的参数Rsorder、α、F_c、F_s，仅是示例性的一种实现方式。在其它实现方式中，数据插值倍数n以及升余弦滚降成型滤波器的参数Rsorder、α、F_c、F_s可以有其他的取值，本发明实施例对此不进行限定。

S405、利用余弦波形模板，对所述第一调制信号进行波形调整，获得第二调制信号。

具体的，余弦波形模板的余弦波的频率为1/(2*Tari)。在图4c的波形中确定出第一个data-0(数据0)的位置，将data-0区域的波形设置为模板1，将data-0的数据镜像对应的波形设置为模板2。将模板1替换为余弦波的前半个周期的波形，作为余弦波形模板的第一部分；将模板2替换为余弦波的后半个周期的波形，作为余弦波形模板的第二部分。

在图4c的波形中确定出待替换区域。可选的，将第一调制信号与余弦波形模板的第一部分和余弦波形模板的第二部分分别计算差值，当第一调制信号中的一段与余弦波形模板的差值小于1.5e-5，则认为第一调制信号中的一段与余弦波形模板波形相似。如果第一调制信号中的一段与余弦波形模板的第一部分波形相似，则将这一段波段确定为第一调制信号中的第一类波段；如果第一调制信号中的一段与余弦波形模板的第二部分波形相似，则将这一段波段确定为第一调制信号中的第二类波段。

最后，将第一调制信号中的第一类波段分别替换为余弦波形模板包含的第一部分，将第一调制信号中的第二类波段分别替换为余弦波形模板包含的第二部分，获得的第二调制信号波形如图4d所示。

S406、将第二调制信号通过混频器，获得PR-ASK射频信号。

具体的，混频器的频率范围为：860MHz-960MHz。

获得的PR-ASK射频信号波形及对其包络检波后的波形如图4e所示。

进一步的，使用阅读器符合性测试仪器测试本发明实施例提供的信号处理方法产生的PR-ASK射频信号与市面上某RFID读写器产生的PR-ASK射频信号，测试结果如图4f1-图4h2所示；其中，测试使用的基准时基Tari设置为25μs。

具体的，图4f1是测试本发明实施例提供的信号处理方法产生的PR-ASK射频信号的时域图，图4f2是测试市面上某RFID读写器产生的PR-ASK射频信号的时域图。可以看出，图4f1中波形更整齐，不存在图4f2中的过高电平震荡现象。

图4g1是测试本发明实施例提供的信号处理方法产生的PR-ASK射频信号的频域图，图4g2是测试市面上某RFID读写器产生的PR-ASK射频信号的频域图。可以看出，图4g1中频率占用带宽更小，带内功率更高，带外功率更低。

图4h1是测试本发明实施例提供的信号处理方法产生的PR-ASK射频信号的包络图，图4h2是测试市面上某RFID读写器产生的PR-ASK射频信号的包络图。可以看出，图4h1的各项包络参数均符合ISO/IEC18000-6C标准，且调制深度达到99％，而图4h2的过冲超过了边界值，且调制深度只有90％。

由图4f1-图4h2可以看出，在符合ISO/IEC 18000-6C标准的条件下，使用本发明实施例提供的信号处理方法产生的PR-ASK射频信号的波形整齐，且占用带宽更小，信号质量更理想。

本发明实施例提供的信号处理方法，将控制器发送的Query指令先PIE编码后再通过双二进制编码，在数字域直接产生信号相位翻转的数字基带信号，有效降低编码复杂度。然后对双二进制编码后的数据流通过升余弦滚降成型滤波器进行滤波，并利用余弦波形模板对滤波后的调制信号进行波形调整，有效降低滤波器滤波引起的过冲现象，改善信号调制质量，在频域上有效的减小信号占用带宽。最后，将数字调制信号通过混频器获得PR-ASK射频信号。获得的PR-ASK射频信号占用带宽小，波形理想。实现在尽量减小硬件开销的基础上，产生符合ISO/IEC18000-6C标准且信号质量理想的PR-ASK射频信号。

上述主要从RFID读写器的角度对本发明实施例提供的方案进行了介绍。可以理解的是，RFID读写器为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的RFID读写器及算法步骤，本发明能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

本发明实施例可以根据上述方法示例对RFID读写器进行功能模块或者功能单元的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块或者功能单元，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块或者功能单元的形式实现。其中，本发明实施例中对模块或者单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

本发明实施例提供一种RFID读写器，在采用对应各个功能划分各个功能模块的情况下，图5示出了上述实施例中所涉及的RFID读写器的一种可能的结构示意图。该RFID读写器包括接收模块501、编码模块502、调制模块503、混频模块504。

其中，所述接收模块501，用于接收控制器发送的二进制的原始数据流。

所述编码模块502，用于将所述接收模块501接收的原始数据流进行脉冲宽度编码PIE编码，得到PIE编码后的数据流；还用于将所述PIE编码后的数据流进行双二进制编码，得到双二进制编码后的数据流。

所述调制模块503，用于将所述双二进制编码后的数据流经过n倍的数据插值后，通过升余弦滚降成型滤波器进行滤波，获得第一调制信号；还用于利用余弦波形模板，对所述第一调制信号进行波形调整，获得第二调制信号。

所述混频模块504，用于将所述第二调制信号通过混频器，获得反转相位幅移键控PR-ASK射频信号。

可选的，所述调制模块503中，所述n为25；

所述升余弦滚降成型滤波器的参数设置为：

当Tari为6.25μs时，

Rsorder＝124,α＝0.55,F_c＝(1+α)/(1.5*Tari),F_s＝8MHz,

当Tari为12.5μs或25μs时，

Rsorder＝124,α＝0.55,F_c＝(1+α)/(1.1*Tari),F_s＝8MHz,

其中，Tari为基准时基，Rsorder为滤波器阶数，α为滚降系数，F_c为截止频率，F_s为采样频率。

需要说明的是，本实施例中数据插值倍数n以及升余弦滚降成型滤波器的参数Rsorder、α、F_c、F_s，仅是示例性的一种实现方式。在其它实现方式中，数据插值倍数n以及升余弦滚降成型滤波器的参数Rsorder、α、F_c、F_s可以有其他的取值，本发明实施例对此不进行限定。

可选的，所述调制模块503中的余弦波形模板包含第一部分和第二部分，所述调制模块503对所述第一调制信号进行波形调整，具体用于：确定所述第一调制信号中，与所述余弦波形模板包含的第一部分波形相似的第一类波段；以及确定所述第一调制信号中，与所述余弦波形模板包含的第二部分波形相似的第二类波段；将所述第一调制信号中的第一类波段分别替换为所述余弦波形模板包含的第一部分，将所述第一调制信号中的第二类波段分别替换为所述余弦波形模板包含的第二部分。

可选的，所述调制模块503中的余弦波形模板，具体为：所述余弦波形模板包含的第一部分为余弦波的前半个周期的波形；所述余弦波形模板包含的第二部分为余弦波的后半个周期的波形。

可选的，所述调制模块503中的余弦波形模板的余弦波的频率为1/(2*Tari)，其中，Tari为基准时基。

可选的，所述编码模块502将所述PIE编码后的数据流进行双二进制编码之前，还用于将所述PIE编码后的数据流中的前导头中的分隔符delimeter区域设置为0。

本发明实施例提供的RFID读写器，将控制器发送的二进制数据流先PIE编码后再通过双二进制编码，在数字域直接产生信号相位翻转的数字基带信号，有效降低编码复杂度。然后对双二进制编码后的数据流通过升余弦滚降成型滤波器进行滤波，并利用余弦波形模板对滤波后的调制信号进行波形调整，有效降低滤波器滤波引起的过冲现象，改善信号调制质量，在频域上有效的减小信号占用带宽。最后，将数字调制信号通过混频器获得PR-ASK射频信号。实现在尽量减小硬件开销的基础上，产生符合ISO/IEC 18000-6C标准且信号质量理想的PR-ASK射频信号。

在采用集成的单元的情况下，图6示出了上述实施例中所涉及的RFID读写器的一种可能的结构示意图。该RFID读写器包括：处理单元602和通信单元603。处理单元602用于对RFID读写器的动作进行控制管理，例如，执行上述编码模块502、调制模块503、混频模块504执行的步骤，和/或用于执行本文所描述的技术的其它过程。通信单元603用于支持RFID读写器与其他网络实体的通信，例如，执行上述接收模块501执行的步骤。RFID读写器还可以包括存储单元601和总线604，存储单元601用于存储RFID读写器的程序代码和数据。

其中，上述处理单元602可以是RFID读写器中的处理器或控制器，该处理器或控制器可以实现或执行结合本发明公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。该处理器或控制器可以是中央处理器，通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路，现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本发明公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。所述处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等。

通信单元603可以是RFID读写器中的收发器、收发电路或通信接口等。

存储单元601可以是RFID读写器中的存储器等，该存储器可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器；该存储器也可以包括非易失性存储器，例如只读存储器，快闪存储器，硬盘或固态硬盘；该存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。

总线604可以是扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。总线604可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有一个或多个程序，一个或多个程序包括指令，当上述RFID读写器的处理器执行该指令时，该RFID读写器执行上述方法实施例所示的方法流程中RFID读写器执行的各个步骤。

本发明实施例提供一种RFID系统，该RFID系统可以包括射频标签和RFID读写器，该RFID读写器用于执行本发明实施例提供的信号处理方法。对于射频标签和RFID读写器的描述具体可以参见上述方法实施例和装置实施例中的相关描述，此处不再赘述。

结合本发明公开内容所描述的方法或者算法的步骤可以由硬件的方式来实现，也可以是由处理器执行软件指令的方式来实现。软件指令可以由相应的软件模块组成，软件模块可以被存放于RAM、闪存、ROM、可擦除可编程只读存储器(easable programmable ROM，EPROM)、电可擦可编程只读存储器(electrically EPROM，EEPROM)、寄存器、硬盘、移动硬盘、只读光盘(CD-ROM)或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元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机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机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机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器执行本发明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：快闪存储器、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种信号处理方法，其特征在于，包括：

接收控制器发送的二进制的原始数据流；

将所述原始数据流进行脉冲宽度编码PIE编码，得到PIE编码后的数据流；

将所述PIE编码后的数据流进行双二进制编码，得到双二进制编码后的数据流；

将所述双二进制编码后的数据流经过n倍的数据插值后，通过升余弦滚降成型滤波器进行滤波，获得第一调制信号；

利用余弦波形模板，对所述第一调制信号进行波形调整，获得第二调制信号；

将所述第二调制信号通过混频器，获得反转相位幅移键控PR-ASK射频信号；

其中，所述余弦波形模板的余弦波的频率为1/(2*Tari)，其中，Tari为基准时基；

所述将所述PIE编码后的数据流进行双二进制编码之前，所述方法还包括：

将所述PIE编码后的数据流中的前导头中的分隔符delimeter区域设置为0。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述余弦波形模板包含第一部分和第二部分，所述第一部分为余弦波的前半个周期的波形，所述第二部分为余弦波的后半个周期的波形，

所述对所述第一调制信号进行波形调整，具体包括：

确定所述第一调制信号中，与所述余弦波形模板包含的第一部分波形相似的第一类波段；以及确定所述第一调制信号中，与所述余弦波形模板包含的第二部分波形相似的第二类波段；

将所述第一调制信号中的第一类波段分别替换为所述余弦波形模板包含的第一部分，将所述第一调制信号中的第二类波段分别替换为所述余弦波形模板包含的第二部分。

3.一种RFID读写器，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收控制器发送的二进制的原始数据流；

编码模块，用于将所述接收模块接收的原始数据流进行脉冲宽度编码PIE编码，得到PIE编码后的数据流；还用于将所述PIE编码后的数据流进行双二进制编码，得到双二进制编码后的数据流；

调制模块，用于将所述双二进制编码后的数据流经过n倍的数据插值后，通过升余弦滚降成型滤波器进行滤波，获得第一调制信号；还用于利用余弦波形模板，对所述第一调制信号进行波形调整，获得第二调制信号；

混频模块，用于将所述第二调制信号通过混频器，获得反转相位幅移键控PR-ASK射频信号；

其中，所述调制模块中的余弦波形模板的余弦波的频率为1/(2*Tari)，其中，Tari为基准时基；

所述编码模块将所述PIE编码后的数据流进行双二进制编码之前，还用于将所述PIE编码后的数据流中的前导头中的分隔符delimeter区域设置为0。

4.根据权利要求3所述的RFID读写器，其特征在于，所述调制模块中的余弦波形模板包含第一部分和第二部分，所述第一部分为余弦波的前半个周期的波形，所述第二部分为余弦波的后半个周期的波形，

所述调制模块对所述第一调制信号进行波形调整，具体用于：

确定所述第一调制信号中，与所述余弦波形模板包含的第一部分波形相似的第一类波段；以及确定所述第一调制信号中，与所述余弦波形模板包含的第二部分波形相似的第二类波段；

将所述第一调制信号中的第一类波段分别替换为所述余弦波形模板包含的第一部分，将所述第一调制信号中的第二类波段分别替换为所述余弦波形模板包含的第二部分。

5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括计算机指令，当所述计算机指令在RFID读写器上运行时，使得所述RFID读写器执行如权利要求1至2任意一项所述信号处理方法。

6.一种计算机装置，其特征在于，所述装置包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1至2中任一项所述方法的步骤。

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