CN115665715B - 一种rfid标签的群读应答方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种RFID标签的群读应答方法及装置，若干RFID标签通过接收同步激励信号，在分配指定的标签应答信道发送标签数据桢，包括：所述RFID主机在指定的同步信道发送包含于所述同步激励信号的同步数据桢；所述RFID标签在所述同步信道接收所述同步数据桢；根据所述同步数据桢中的信道码域标识，基于自身的标签编码计算相应的信道时隙参数；按所述信道时隙参数在指定的标签应答信道及其应答时隙发送标签应答信息。所述装置为RFID标签装置，包括同步接收模块、信道计算模块及应答发送模块。本发明通过信道码域标识调整RFID标签应答的信道时隙参数，提升信道时隙利用效率、避免标签应答冲突，具有标签低功耗、响应快、群读效率高的有益效果。

Description

一种RFID标签的群读应答方法及装置

技术领域

本发明涉及物联网无线通信与边缘智能技术领域，主要涉及对RFID无线通信数据收发协议层的信号时序、数据效率及流程机制，尤其涉及一种RFID标签的群读应答的群读方法及装置。

背景技术

射频识别(RFID)为近距离无线通信的重要技术手段之一。随着物联网技术与应用的不断发展，基于RFID群读技术的有源电子标签已经获得了的越来越广泛的应用。

RFID的相关技术标准涉及国际标准（如由ISO、IEC标准）、国家标准（由工业与信息化部与国家标准化管理委员会负责制定）、行业标准（由国际、国家的行业组织制定，如：国际物品编码协会(EAN)与美国统一代码委员会(UCC)制定的用语物体识别的EPC标准）。RFID的相关技术的内容主要涉及：RFID无线频道及调制方式、RFID空中接口通信协议规范、RFID行业应用编码规范（如物流、动物、物品及资产等）。

现有RFID的相关技术标准主要解决的问题是不同厂家设备之间的兼容性与互通性问题。但是，针对RFID标签的群读技术，尤其是面向RFID标签的目标对象数量较多时，群读瞬态通信数据效率、群读成功率及可靠性仍存在较大的问题与优化改善空间。

与其它短距离无线通信方式相比，无论无源还是有源RFID群读技术，主要需要解决的问题是群读过程的瞬态通信数据效率，因此必须更有效地利用瞬态信道资源；而非像其它无线通信方式那样，耗费较多的无线信道资源建立稳定的协议握手或通信连接，以提升后续的数据通信效率。

由于需要在瞬态时间内完成群读通信，RFID主机（阅读器、读写器）不能对每一个RFID丛机（标签）以异步方式分配标签应答数据传输的信道时隙，导致群读过程标签应答信道时隙具有较高的不确定性。因此，RFID群读技术的核心问题之一是，如何在避免RFID标签应答数据冲撞的同时，更加有效地利用无线信道资源。现有RFID群读技术标准中，避免RFID标签应答数据冲撞主要包括以下几种方法：

1）随机应答：RFID主机无需对RFID标签分配信道时隙，通信协议简单；但当RFID标签数量较多时，瞬态应答数据冲撞概率高，信道资源利用效率非常低。

2）同步时隙：RFID主机需要对RFID标签分配同步信道时隙，RFID标签在指定的同步信道时隙内应答；这种方法本身需要在已知RFID数量及码域特征的情况下，RFID主机通过命令分配标签信道时隙，才能有效提升无线信道资源的利用效率。

3)分组激励：按组码或码域区间分配信道，这种方法的优点是可以避免不同码域之间的标签应答数据冲撞；但仍无法避免同一码域内的标签应答数据冲撞；而且可能会导致因某一码域不存在电子标签而浪费无线信道资源。

4)主机仲裁：当发生标签应答数据冲撞时RFID主机进行冲撞纠错：在特定信道时隙发送仲裁命令，RFID标签接收到所述仲裁命令后暂停发送应答数据，并随机延时后再次发送应答数据；这种方法无法有效减少已发生应答数据冲撞，会因随机延时导致再次冲撞，导致因信道时隙利用效率低。

5)信道侦测：由RFID标签在发送应答数据之前先进行信道CAD侦测，当信道时隙空闲时，才发送标签应答数据，否则随机延时后再进行所述CAD侦测；这种方法可有效避免冲撞，但由于启动CAD侦测的随机性及时间占用，在标签数据量较大时仍存在较大概率的冲撞可能，且会导致电子标签CAD侦测时间长而加大功耗。

上述RFID标签应答数据的防冲撞技术方法，各自都有不同的优点及缺陷，但仍然没有从根本上解决避免应答冲撞与提升信道利用效率之间的平衡问题，包括：1)如何对低功耗RFID标签进行快速唤醒或快速激励；2)如何在激励群读过程，侦测标签编码的码域分布；3)如何分配RFID标签应答信道，解决信道分配的不均衡性；4)如何使RFID标签在避免冲撞的条件下更加主动地利用空闲信道时隙。

RFID主机对RFID标签从机的群读过程中，可以根据当前已知的目标群组RFID标签编码的码域特征（包括数量、编码范围、群组、敏感位段及其它编码特征等），通过调整改变RFID标签的无线应答信道分布及指定相应的应答时隙，动态优化后续群读应答的瞬态信道资源利用效率，避免多机通信RFID标签应答数据的时隙冲撞问题。

因此，如何对低功耗RFID标签进行快速唤醒与激励，解决低功耗唤醒与高效率同步的平衡问题；如何对于不确定数量及码域分布的RFID标签快速侦测RFID标签的码域分布，并有效分配标签应答的信道时隙，避免标签应答数据冲撞，提升瞬态信道时隙的利用效率，解决应答时隙数据冲突问题；从而提升RFID主机对大数量RFID标签的群读接收效率及成功率，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，RFID主机如何更加有效地对RFID标签群组进行唤醒激励和时间同步，解决低功耗唤醒与高效率同步的平衡问题；通过同步数据中的信道码域标识，使RFID标签可以快速获得调整信道时隙参数，并在指定的应答信道时隙发送信息，解决应答时隙数据冲突问题，提升RFID应答信道时隙的利用效率，从而提升RFID群读的应答成功率及数据接收效率。

为解决上述问题，本发明提出了一种RFID标签的群读应答方法及装置。

第一方面，本发明公开了一种RFID标签的群读应答方法，若干RFID标签通过接收RFID主机发送的同步激励信号，在分配指定的标签应答信道发送标签数据桢，具体包括以下步骤：所述RFID主机在指定的同步信道发送包含于所述同步激励信号的同步数据桢；所述RFID标签在所述同步信道接收所述RFID主机发送的同步数据桢；所述RFID标签根据所述同步数据桢中的信道码域标识，基于自身的标签编码计算相应的信道时隙参数；所述RFID标签按所述信道时隙参数在指定的标签应答信道及其应答时隙发送标签应答信息。

可选地，所述RFID主机通过对不同的标签应答信道的所述标签应答信息进行无线扫描侦测，动态反馈调整所述信道码域标识，并更新发送所述同步激励信号。

可选地，所述同步激励信号由一系列的唤醒激励信号与同步数据桢信号所组成，分别用于使所述RFID标签唤醒并获得时间同步；所述RFID主机在相同或不同的频道分别发送所述唤醒激励信号与所述同步数据桢信号。

可选地，所述唤醒激励脉冲为一种超短脉宽的无线调制脉冲信号，用于对处于低功耗随眠状态的RFID标签进行初次唤醒；当所述RFID标签在其瞬态侦测时隙接收到所述唤醒激励脉冲时，则立即被唤醒。

可选地，所述RFID标签进入唤醒激励信号的覆盖场区后，先通过瞬态侦测获得预备性的初次唤醒，再通过侦测时隙扩展而被逐次唤醒，以达到对自身状态功耗与触发响应时间的动态平衡策略。

可选地，所述信道码域标识为一种对若干不同信道的码域区间及其量值分布进行分配调整指示的无线标识。

可选地，所述信道码域标识为一种对不同标签应答信道对应的码宽进行描述的编码标识，包括以下方式之一或组合：方式一 码宽码0，码宽码1，…，所述码宽码i与信道序号i对应；方式二 信道码0，信道码1，…，所述信道码j与预定码宽j对应；方式三 通过信道位选码对多个信道分别指定一个或多个信道码宽。

可选地，所述码宽码为以下方式之一或组合：方式一 原码：基于给定码宽单位的倍率；方式二 补码：相对于给定最大码宽的二进制补码；方式三 位码：由一位或多位组合表示不同的预定码宽。

可选地，所述RFID标签接收到所述同步激励信号，基于时间同步通过码时转换在同步应答周期内的码时脉冲时隙发送码时脉冲信号；所述RFID主机通过对所述码时脉冲信号进行时码分布侦测，以时码转换获得不同标签应答信道的码域分布。

可选地，所述RFID标签根据接收到的同步应答核验标识，当判断其发送的所述标签数据桢已被所述RFID主机接收到时，即立即停止继续发送所述标签应答信息；否则等待接收RFID主机发送新的同步数据桢，在所述新的同步应答周期按更新的信道时隙参数发送标签应答信息。

可选地，在一个同步应答周期内，若RFID标签在某个标签应答时隙未能成功发送其标签数据帧，或尚未收到RFID主机的应答核验信息或核验失败，则所述RFID标签在随后的应答时隙按照循环递增优先级的方式调整其发送所述标签数据桢的时隙优先级。

可选地，当所述RFID标签通过信道时隙侦测判断当前应答时隙实际发送的标签数据帧的时隙优先级下降n个等级时，则在同一同步应答周期的下一个应答时隙中，最多允许递增n+1个等级。

第二方面，本发明还公开了一种RFID标签的群读应答装置，所述装置为包含RFID标签的装置，所述装置通过接收RFID主机发送的同步激励信号，在分配指定的标签应答信道发送标签数据桢，所述装置由以下模块构成：同步接收模块：用于在指定的同步信道接收所述RFID主机发送的包含于所述同步激励信号的同步数据桢；信道计算模块：用于根据所述同步数据桢中的信道码域标识，基于自身的标签编码计算相应的信道时隙参数；应答发送模块：用于按所述信道时隙参数在指定的标签应答信道及其应答时隙发送标签应答信息。

从上述本发明提供的技术方案可知，本发明RFID标签被唤醒后在指定的同步信道接收所述主机发送的包含于所述同步激励信号的同步数据桢；从而提升了唤醒激励与时间同步的低功耗与触发相应的平衡效率；根据所述同步数据桢中的信道码域标识，基于自身的标签编码计算，使RFID标签可以快速获得调整信道时隙参数；按所述信道时隙参数在指定的标签应答信道及其应答时隙发送标签应答信息，解决应答时隙数据冲突问题，提升了RFID应答信道时隙的利用效率，从而提升RFID群读接收效率。

因此，相对于现有技术，本发明通过信道码域标识调整RFID标签应答的信道时隙参数，提升信道时隙资源利用效率、避免群读标签应答冲突，对于有源电子标签低功耗、快速唤醒同步、效率高群读接收标签数据桢，具有显著的技术效果及有益性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显然，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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它的附图。

图1为本发明实施例公开的一种RFID标签的群读应答方法的流程图；

图2为本发明实施例公开的一种RFID标签的群读应答装置的模块框图；

图3为本发明实施例中，RFID标签群读过程同步信道与标签应答信道的信号对比时序图；

图4为本发明实施例中，RFID标签群读应答过程中，标签应答信道的一个同步应答周期内的时隙构成及应答信号时序图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，所描述的实施例是本发明的一部分，而不是全部实施例，仅用以解释本发明，并不限定本发明。

实施例一，请参考图1，为本实施例公开的一种RFID标签的群读应答方法的流程图，若干RFID标签为有源电子标签，通过在一个同步信道接收RFID主机发送的同步激励信号，在分配指定的标签应答信道发送标签数据桢，具体包括以下步骤：

步骤S101，所述RFID主机在指定的同步信道发送包含于所述同步激励信号的同步数据桢；

步骤S102，所述RFID标签在所述同步信道接收所述RFID主机发送的包含于所述同步激励信号的同步数据桢；

步骤S103，所述RFID标签根据所述同步数据桢中的信道码域标识，基于自身的哈希标签编码计算相应的信道时隙参数；

步骤S104，所述RFID标签按所述信道时隙参数在指定的标签应答信道及其应答时隙以指定的时隙优先级发送标签应答信息。

对以上步骤的实施，进一步说明如下：

所述同步信道为使若干RFID标签获得时间同步的信道；所述RFID标签通过接收所述RFID主机发送的无线同步标识并进行同步时间校正而获得时间同步。

所述标签应答信道（简称标签信道）即所述RFID标签发送其标签数据桢的信道。

所述标签应答信道即RFID标签发送标签应答数据的通信信道，所述信道为一个基于频分与/或时分的无线射频信道道。

所述标签应答信道为按照所述同步激励信号保持时间同步的一系列同步应答周期，所述RFID标签在所述标签同步应答周期按所述信道时隙参数发送标签应答信息。

所述信道时隙参数指分配指定标签应答所在信道及时隙参数；例如，包括信道码及对应的频点参数，时隙码、时隙优先级及对应的时隙延时。

所述标签数据桢即包含标签编码的数据桢；所述标签数据桢为RFID标签在其标签应答时隙发送的包含自身标签编码信息的数据桢。所述标签编码可以是标签ID（如MAC地址或应用ID）本身或经过映射转换后的可逆编码信息；需要说明的是，可以根据不可逆的哈希标签编码进行码域转换计算，分配标签应答信道及对应的信道时隙参数。

所述信道码域标识即描述信道码域参数的无线标识；所述信道码域参数指分配于不同标签应答信道（当然也可以包括信道之外）所对应的标签编码的码域范围或区间的参数。可选地，信道码域参数为不同信道对应码宽的参数或标识；当然也可以包括信道之外的码宽。

请参考图3，为本发明实施例中，，RFID主机对RFID标签的群读过程中，同步信道与标签应答信道的信号对比时序图，包括同步信道310、同步信道 320及标签应答信道 330的信号时序图，具体说明如下：

同步信道 310：RFID主机在同步信道 310发送唤醒激励脉冲信号 311；

同步信道 320：RFID主机在同步信道 320发送一系列的同步数据桢 321，其中每一个同步数据桢包含一个或多个同步标识 3211、3212…；所述同步标识3211、3212…，相对于同步应答周期3301的起始时间（设同步相位时间为0）的时间差，分别为同步偏移量（即同步偏移时间）3201、3202…；

标签应答信道 330：RFID主机在标签应答信道 330中的一系列同步应答周期3301内发送标签应答信息，包括：在码时脉冲时隙 331发送码时脉冲信号 3311，在标签应答时隙 332发送标签应答数据桢 3321；

需要说明的是，所述同步信道310与320可以为相同或不同的同步信道。

实施例二，对于前述参考图1的流程图步骤的实施，进一步说明如下：

所述RFID主机通过对不同的标签应答信道的所述标签应答信息进行无线扫描侦测，动态反馈调整所述信道码域标识，并更新发送所述同步激励信号。所述RFID标签通过接收无线同步标识并进行同步时间校正而获得所述时间同步。

所述同步激励信号由一系列的唤醒激励信号与同步数据桢信号所组成，分别用于使所述RFID标签唤醒并获得时间同步；所述RFID主机在相同或不同的频道分别发送所述唤醒激励信号与所述同步数据桢信号。所述RFID标签通过接收无线同步标识并进行同步时间校正而获得所述时间同步。

所述同步数据帧包含无线同步标识，所述RFID标签根据所述同步标识而获得所述时间同步；所述RFID主机在一个同步周期内至少发送一次所述同步标识。所述同步周期指所述RFID主机发送同步数据桢的周期，所述同步周期可以包括一个或多个同步应答周期。

所述同步标识为一个用于时间同步的无线调制脉冲信号；所述同步标识包含或跟随一个同步偏移码，所述同步偏移码即与同步偏移时间即同步偏移量对应的代码；所述同步偏移量（即同步偏移时间）为基于同步时间步长倍率的同步相位时间，所述同步相位时间为相对于同步偏移量为0的偏移时间。

所述同步标识位于一个同步数据桢之前（有一定间隙或起始位置）；当一个同步数据包包括若干个同步数据桢时，至少包含一个同步标识。

所述RFID主机通过以下方式之一或组合，获得一个局域避免冲突的同步偏移序号：1）由所系统主机/服务器指定；2)通过对周边其它RFID主机发送的同步标识进行无线侦测学习；3)按照同步优先级，由低优先级的RFID主机进行主动调整。

所述同步应答周期即分配给多标签发送标签应答信息的周期，包括码时脉冲时隙（简称C/T时隙）与标签应答时隙。

所述标签应答时隙（简称应答时隙）即用于RFID标签发送标签数据桢的时隙；一个同步应答周期可以包括一个多标签应答时隙或多个单标签应答时隙。

所述码时脉冲时隙即用于RFID标签发送码时脉冲信号的时隙。

所述RFID标签在非唤醒常态保持低功耗随眠状态，所述RFID标签在获得所述时间同步之前，先通过瞬态侦测接收到所述唤醒激励脉冲信号而被唤醒；若所述RFID标签在一个瞬态侦测的微时隙Δt内未能至少接收到一个唤醒激励脉冲，则立即返回所述低功耗随眠状态。

所述瞬态侦测指在指定的高频频道通过瞬态闪通/断切形成的微时隙Δt内进行的无线侦测；所述微时隙Δt的时间窗口宽度至少大于一个或多个唤醒激励脉冲的脉冲宽度。所述瞬态侦测由定时器或信号触发而被启动，所述信号触发的类型可以是GPIO电平跳变、无源低频信号、辐射/光电感应信号以及其它类型的传感耦合信号。

用于对RFID标签预备性的初次的唤醒激励信号可以为低频唤醒信号或射频唤醒激励脉冲的调制信号；通过低频无源天线接收所述低频唤醒信号，并获得低频耦合信号的接收响应；所述低频耦合信号进入低频前置放大器输出给比较器输出，而获得用于唤醒主处理器的触发信号。

所述RFID标签进入覆盖场区被包含于同步激励信号的唤醒激励信号所覆盖，首先通过接收低频唤醒信号或射频唤醒激励脉冲而被初次唤醒，再通过侦测时隙扩展而被逐次唤醒或同步唤醒。当某一RFID标签签进入所述覆盖场区而被初次唤醒后，对所述瞬态侦测的微时隙Δt进行侦测时隙扩展，以随时快速、可靠地接收到群控主机发送的同步激励信号，而获得二次唤醒（或逐次唤醒）。

所述RFID标签被唤醒后，当在同步侦测时隙内接收到所述RFID主机发送的无线同步标识后，继续接收跟随于所述同步标识之后的信道码域标识。所述信道码域标识包含于所述同步数据桢。所述RFID标签对跟随于所述同步标识的群码标识进行核验，1)若核验未能通过，立即返回所述低功耗随眠状态；2）若核验通过，则继续读取信道码域标识，并根据所述信道码域标识按所述同步时间启动同步应答周期。

当所述RFID标签被以任何唤醒方式所唤醒后，继续在指定的同步侦测时隙内尝试接收所述同步标识：

1)若所述RFID标签在指定的同步侦测时隙内没有接收所述同步标识，则立即返回所述低功耗随眠状态；

2)若所述RFID标签在所述同步侦测时隙内接收到所述同步标识，则立即被同步唤醒而获得时间同步，并根据跟随于所述同步标识的同步偏移码进行同步时间校正，并根据所述信道码域标识按所述同步时间启动同步应答周期。

述同步侦测时隙为用于尝试接收所述同步标识的无线侦测时隙；所述同步侦测时隙至少大于一个或多个系列同步标识的发送间隔时间。

所述RFID标签根据当前收到的所述信道码域标识，根据自身的信道标签编码X'与信道码宽，按码域区间的比例计算，获得对应的信道时隙参数。

设任意标签应答信道i对应的码宽（或码宽比）为w(i)，则信道i的起始编码为：X0(i) = 分组偏移量Xg + 信道偏移量Xc(i)；所述分组偏移量指当前激励分组相对于总的码域范围的偏移量；所述信道偏移量指当前应答信道相对于单组限定码域范围的偏移量；设当前分组序号为k，额定组数为n，则Xg = k/n * Wn，其中Wn为标签编码的总码宽，若无分组(即k=n=1）。

所述信道偏移量Xc(i)通过对小于i的信道码宽求和而得到：Xc(i) = ∑ w(i)；当判断当 X0(i) <= X < X0(i+1)，则所述RFID标签编码X在当前同步应答周期被分配于应答信道i。

所述标签编码X指RFID标签的ID码本身或对所述标签ID码经过编码映射变换处理的一种编码；所述编码映射变换可以为可逆变换（不压缩码域空间），如线性变换、异或运算；也可以为不可逆变换（压缩码域空间），如哈希映射变换。可将映射变换函数表达为：X =Ф(ID,Pi)，式中X为映射变换后的标签编码X，Pi为映射变换参数。

所述标签编码X为试图使不同码域区间的码宽与预期的标签概率分布近似正比的一种编码；所述概率分布与码域区间可能出现的最大标签数量成正比。

所述分段编码为所述信道标签编码X'的子集，所述信道标签编码X'由若干分段编码叠加构成；所述分段编码包括一个或多个字节或二进制位段；例如，所述分段编码为半个字节、一个字节或双字节等。所述分段编码可以对信道标签编码或其子集，通过二进制位移而形成。

所述标签编码由若干位段叠加而构成，所述位段包括一个或多个二进制位。

所述信道标签编码X'即对某一信道经过重新转换处理的一种标签编码；所述信道标签编码X’为所述标签编码相对于给定信道的码域基准进行映射转换的一种偏移码。在分组激励或同步多信道激励分配标签应答信道时，使用所述信道标签编码X'代替标签编码，使得同一信道内的码域区间大幅度缩小。

若取信道起始编码X0为所述码域基准，则信道标签编码X'可表达为：X' = X -X0，其中，X0为所述信道起始编码。所述信道起始编码指所述标签编码分配于指定标签应答信道的起始边界值。

请参考图4，为本发明实施例中，RFID主机对RFID标签的群读应答过程中，标签应答信道的一个同步应答周期400内的时隙构成及应答信号时序图，所述同步应答周期400包括码时脉冲时隙 410与标签/异步应答时隙 420，具体地说明如下：

码时脉冲时隙 410：若干RFID标签通过码时转换，在所述码时脉冲时隙410发送不同码时脉冲发送时间（相对时间为t）的码时脉冲4101、4102…；

标签/异步应答时隙 420：包括若干标签应答时隙 421、422、423、…42X，某一RFID标签基于时隙优先级发送标签数据桢 4211；而其它时隙优先级相对较低的RFID标签通过信道时隙侦测，禁止发送其标签数据桢 4212、4213、…421X，以避免时隙应答数据冲撞；其中，Td为时隙延时步长的最大允许值。

当RFID主机有需要进行异步应答时，可选择以最高时隙优先级占用（或基于信道时隙侦测发现空闲的）标签应答时隙42X，而发送主机异步应答数据桢 42X0。

实施例三，对于前述参考图1的流程图步骤的实施，进一步说明如下：

所述同步激励信号包括唤醒激励脉冲，所述唤醒激励脉冲为所述RFID主机发送的一种超短脉宽的无线调制脉冲信号，用于对处于低功耗随眠状态的RFID标签在其获得时间同步之前进行初次预备性的唤醒；当所述RFID标签在其瞬态侦测时隙接收到所述唤醒激励脉冲时，则立即被唤醒。

所述唤醒激励脉冲为所述RFID主机发送的一系列脉宽时间极短的远小于一个数据桢（典型地不超过微秒级）的）无线调制脉冲信号。

所述RFID标签进入唤醒激励信号的覆盖场区后，先通过瞬态侦测获得预备性的初次唤醒，再通过侦测时隙扩展而被逐次唤醒，以达到对自身状态功耗与触发响应时间的动态平衡策略所述覆盖场区可以是一个比有效群读同步激励信号无线覆盖范围更大的区域。

所述侦测时隙扩展包括增大侦测时隙占空比（如增大侦测时隙、加快侦测周期）与/或提升侦测灵敏度（如调整天线高频接收前放）；典型地，所述侦测时隙扩展指增大侦测时隙与/或加快侦测周期。

所述信道码域标识为一种对若干不同信道的码域区间及其量值分布进行分配调整指示的无线标识。

所述量值分布包括绝对量、分布比例或调整量（如增量、比例增量）。

实施例四，对于前述参考图1的流程图步骤的实施，进一步说明如下：

所述信道码域标识为一种对不同标签应答信道对应的码宽进行描述的编码标识，包括以下方式之一或组合：

方式一 码宽码0，码宽码1，…，所述码宽码i与信道序号i对应；

方式二 信道码0，信道码1，…，所述信道码j与预定码宽j对应；

方式三 通过信道位选码对多个信道分别指定一个或多个信道码宽。

所述信道位选码指其中不同的二进制位（一个或多个位）对应不同的信道，二进制位值则代表与不同码宽码对应的信道码宽参数。

所述码宽指标签编码X的码域宽度；所述码域即指标签编码X的值域。所述码宽可以指绝对或相对码宽，如用码宽比的补码表示相对码宽。

所述码域分布指所述标签编码X在指定的码域限定范围内，不同码域区间对应的标签概率分布。

所述码宽码为以下方式之一或组合：

方式一 原码：基于给定码宽单位（最小为1）的倍率；

方式二 补码：相对于给定最大码宽（不大于总码宽）的二进制补码；

方式三 位码：由一位或多位组合表示不同的预定码宽。

所述码宽码包括增量调整方式的编码标识；所述总码宽由组码标识与/或映射变换方式所限定；可选地，所述码宽码包括信道总码宽，未选信道码宽。

所述信道码宽Wi为对当前标签应答信道i所对应的码域限定范围；所述码域限定范围与所述标签编码X在当前标签应答信道的码宽及一个单边界值（左/右边界值）所对应。

所述RFID标签接收到所述同步激励信号，基于时间同步通过分段码时转换在同步应答周期内的码时脉冲时隙发送码时脉冲信号；所述码时脉冲时隙包含于一个同步应答周期之中；所述码时脉冲信号为由所述RFID标签在所述码时脉冲时隙发送的一种前置应答信号，用于被RFID主机进行时码分布侦测。

所述码时脉冲信号（简称C/T信号）指通过码时转换获得的一种具有超短脉宽的无线调制脉冲信号，用于被RFID主机进行时码分布侦测。

所述码时脉冲信号（简称C/T信号）为RFID标签发送的一种相对于所述标签数据桢来说时间极短的（远小于一个标签数据桢）无线调制脉冲信号；所述码时脉冲信号为若干RFID标签在指定的码时脉冲时隙发送的一系列脉宽时间极短的（典型地不超过微秒级））无线调制脉冲信号。

所述RFID标签根据当前所述信道码宽Wi，通过所述码时转换将自身的标签编码X以线性与/或随机方式转换为在码时脉冲时隙Tp中的脉冲发送时间。所述码时脉冲时隙指当前标签应答信道i内，在所述同步应答周期内允许不同标签发送所述码时脉冲信号的时隙；所述脉冲发送时间Tc为所述RFID标签基于所述码时转换获得的在所述码时脉冲时隙Tp内发送其码时脉冲信号的相对时间t；t∈[0,Tp)。

所述码时转换（即C/T转换）即将码域分布映射为时域分布的一种转换方式；所述RFID标签在所述标签应答信道的一个同步应答周期内，根据所述信道标签编码X'以码时转换获得码时脉冲时间，发送所述码时脉冲信号；所述码时脉冲时间 T'= X'*Δt/ΔXw，式中，X'为信道标签编码，Δt为码时分辨步长，所述码时分辨步长指最小码宽ΔXw（默认为1）对应的时间步长。

所述码时转换（或C/T转换）即指对标签编码从码域(Code domain)到时域(Timedomain)的转换；先将标签编码X转换为信道标签编码X'，再按比例转换为码时脉冲时间。

当所述信道标签编码X'在多时隙发送码时脉冲信号时，每个时隙对所述信道标签编码X'中的分段码进行码时转换。当所述码时脉冲时隙Tp包括多个时隙时，所述码时转换包括多次的分段码时转换，通过每次的分段码时转换获得所述标签编码的分段码的时隙分布。

所述RFID主机通过无线扫描侦测，同时监测不同信道的码时脉冲信号的时隙活动的分布数量，而进行所述时码分布侦测。

若当前设定目标群读的码宽大于信道额定码宽时，所述RFID主机通过调整设置组码标识与/或信道码域标识并发送包含更新标识的同步数据桢，以对RFID标签群组进行分组同步激励。

所述组码标识为用于限定RFID标签编码的码域空间的无线标识；所述信道码域标识则为基于所述组码标识与/或映射变换方式限定的总码宽，对码域信道分布的进一步描述。

所述RFID主机在更新分组后，在新的同步应答周期对码时脉冲信号进行时码分布侦测。

所述信道额定码宽指在一个同步应答周期内允许分布于一个信道频道的最大码宽；信道额定码宽可以是缺省值或动态设定值包含于同步数据帧中。

所述RFID主机通过对RFID标签在码时脉冲时隙发送的所述码时脉冲信号进行时码分布侦测，以分段时码转换获得不同标签应答信道的码域分布。

所述时码转换（即T/C转换）即根据时域分布推测码域分布的一种转换；所述时码分布侦测为所述主机通过无线扫描侦测获得若干码时脉冲信号的时域分布，并通过时码转换获得对应的码域分布；所述信道标签编码 X'= T'*ΔXw/Δt，式中，T'为码时脉冲时间，Δt为码时分辨步长，所述码时分辨步长指最小码宽ΔXw（默认为1）对应的时间步长。

所述时码转换（或T/C转换）即指对时域脉冲从时域(Time domain)到码域(Codedomain)的转换；先将码时脉冲时间t按比例转换为信道标签编码X'或其隶属的码域区间。

当所述信道标签编码X'在多时隙发送码时脉冲信号时，每个时隙对所述信道标签编码X'中的分段码进行时码转换。当所述码时脉冲时隙Tp包括多个时隙时，所述时码转换包括多次的分段时码转换，通过每次的分段时码转换获得所述标签编码的分段码的码域分布。

所述RFID标签根据接收到的同步应答核验标识，当判断其发送的所述标签数据桢已被所述RFID主机接收到时，即可立即停止继续发送所述标签应答信息；否则等待接收RFID主机发送新的同步数据桢，在所述新的同步应答周期按更新的信道时隙参数发送标签应答信息。否则，等待接收RFID主机发送新的同步数据桢，在所述新的同步应答周期按更新的信道时隙参数发送标签应答信息。

所述RFID主机在标签应答信道接收到所述RFID标签发送的标签数据桢时，按以下方式之一，对一个或多个所述RFID标签发送作为异步应答的核验数据桢：方式一 所述RFID主机立即占用紧随的应答时隙，以最高时隙优先级发送所述核验数据桢，此时其它RFID标签通过时隙侦测不再发送标签数据帧；方式二 所述RFID主机通过时隙侦测，占用随后的某个空闲的应答时隙，对一个或多个RFID标签发送所述核验数据桢。

所述RFID标签通过对所述同步应答核验标识中对应的核验位标识进行识别，以判断此前发送的标签数据桢是否已被所述RFID主机接收到；

所述核验位标识可以反映对当前周期内若干标签应答时隙的应答核验信息；也可通过滚动迭代以不同位或位段代表在此前N个周期内是否接收到不同标签应答时隙的标签数据帧的核验应答信息。

若所述RFID标签在某一同步应答周期未接收到所述RFID主机发送的同步或异步应答核验标识，则在随后的标签应答时隙内仍可以低时隙优先级进行时隙侦测，在判断该时隙空闲的条件下再次发送所述标签数据桢。若所述RFID标签在一个同步应答周期未能成功发送所述标签数据桢，则等待接收RFID主机发送更新的同步数据桢；所述同步数据桢包含所述哈希变换标识及所述同步应答核验标识。

所述RFID标签对接收到的RFID主机发送的同步或异步应答信息进行识别判断：当所述标签数据桢已被所述RFID主机接收到时，立即停止发送标签数据桢；否则，所述RFID标签根据当前对同步相位及异步时隙的判断，选择以下方式之一重新发送标签应答数据帧：1)在同一同步应答周期内随后的标签应答时隙，以低时隙优先级再次发送所述标签数据桢；2)等待接收RFID主机发送新的同步数据桢，在新的同步应答周期按更新的信道时隙参数发送标签应答信息。

在一个同步应答周期内，若RFID标签在某个标签应答时隙未能成功发送其标签数据帧，或尚未收到RFID主机的应答核验信息或核验失败，则所述RFID标签在随后的应答时隙按照循环递增优先级的方式调整其发送所述标签数据桢的时隙优先级。

当一个同步应答周期内有多个标签应答时隙时，按循环递增优先级的方式；若当前应答时隙的时隙优先级为最高级，则在下一个应答时隙的时隙优先级调整为最低级，而非最高级的时隙优先级，在下一个应答时隙均递增一个优先级。

当所述RFID标签通过信道时隙侦测判断当前应答时隙实际发送的标签数据帧的时隙优先级下降n个等级时，则在同一同步应答周期的下一个应答时隙中，最多允许递增n+1个等级，即提前n+1个延时步长。

所述RFID标签通过侦测识别当前应答时隙其它RFID标签发送的标签数据帧的全部或结束特征（如识别特结束符或结束时间），计算当前标签数据帧的时隙延时步长及对应的时隙优先级。

所述时隙侦测即信道时隙侦测（即TSD侦测）为RFID标签在指定信道时隙发送数据之前，进行的一种试探性的无线侦测，旨在判断当前信道时隙是否空闲。RFID标签通过对当前标签应答时隙进行所述时隙侦测（即TSD侦测），用于在发送应答数据桢之前，判断当前应答时隙是否空闲，避免信道冲突；可选地，RFID标签通过侦测识别当前应答时隙其它RFID标签发送的标签数据帧的全部或结束特征（如识别特结束符或结束时间），计算所述标签数据帧的时隙延时步长及对应的时隙优先级。

所述RFID标签在按时隙优先级对应的延时步长发送其应答数据帧之前，先进行信道时隙侦测条件豁免为最高时隙优先级；当且仅当所述时隙侦测的返回结果为信道时隙空闲时则允许发送，否则禁止在当前应答时隙发送所述应答数据帧。在不超过最大允许延时的条件下，优先级越低，所述延时步长越大。

所述时隙优先级为RFID标签在同一应答时隙内允许发送自身的应答数据帧的竞争优先级；所述时隙优先级与当前应答时隙预定发送时间的时隙延时步长对应。

当所述延时步长大于最大允许值时，则表示不允许在当前应答时隙发送标签数据帧；当所述RFID标签的时隙优先级对应的延时步长大于最大允许值时，则禁止在当前应答时隙发送应答数据帧；可以等待在随后的应答时隙或后续同步应答周期内寻找允许其发送标签数据帧的标签应答时隙。

所述时隙延时步长指与当前应答时隙发送其应答数据帧的预定时间对应的步长；一个时隙优先级对应一个所述延时步长，每降低一个时隙优先级则增加一个所述延时步长。

在实际开发过程中，可定义时隙优先级如下：时隙优先级0，延时步长0；时隙优先级1，延时步长1；…；时隙优先级n，延时步长n。

所述RFID标签在第一个标签应答时隙内按照与码时脉冲时隙一致的时隙优先级发送其标签数据桢；

在发送所述标签数据桢之前，先进行信道时隙侦测，当且仅当所述时隙侦测的返回结果为信道时隙空闲时才允许发送，否则在下一个应答时隙按照循环递增优先级的方式调整所述时隙优先级。

当RFID标签确定时隙延时步长后，每一个单标签应答时隙的时隙优先级可以与码时脉冲时间一致，但根据最小码宽确定不同的码宽时间步长；所述码宽时间步长指最小码宽对应的最小时间步长。

当某一RFID标签接收到RFID主机的应答信息后，根据中继代理条件，可作为中继代理节点为附近其它处于求助状态的RFID标签提供中继代理服务；所述中继代理节点接收到临近RFID标签发送的求助数据桢后，立即在随后的异步应答时隙，基于信道时隙侦测在某一应答时隙空闲时，发送代理标签数据桢；所述求助数据桢即包含求助标识的标签数据桢。

当某一RFID标签在短时间内被再次重复同步激励，若某一中继代理节点在上一个周期收到该RFID标签发送的标签数据桢，则本周期具有代理应答的时隙优先级。

实施例五，对于前述参考图1的流程图步骤的实施，进一步说明如下：

所述RFID标签基于时间同步接收包含于所述同步数据桢的哈希变换标识，并根据所述哈希变换标识进行编码映射变换，按照哈希位段变换将自身的标签编码转换为哈希标签编码；

所述RFID标签根据所述哈希标签编码，计算对应的信道时隙参数，并在指定的标签应答时隙以指定的时隙优先级发送标签数据桢；

所述RFID标签对接收到的所述同步数据桢中的同步应答核验标识进行识别判断：当所述标签数据桢已被所述RFID主机接收到时，立即停止继续发送所述标签数据桢。

当所述RFID主机在某一标签应答时隙接收到某一标签数据桢后，所述RFID主机在随后的标签应答时隙内，对RFID标签发送作为异步应答的核验数据桢。

所述RFID主机通过所述异步应答，对指定的标签数据桢发送用以平复应答、控制指令的所述核验数据桢。

所述异步应答指RFID主机在某标签应答信道一个同步应答周期内，对接收到的一或多个RFID标签发送的标签数据桢，在随后的异步应答时隙发送的作为应答信息的核验数据帧。

所述RFID主机对在不同的标签应答信道接收到的所述RFID标签在一个同步应答周期发送的标签数据帧后，在同步数据桢中植入对应的同步应答核验标识。

所述同步应答核验标识包括若干核验位标识，以反映是否接收到不同标签应答信道及其标签应答时隙的标签数据帧。

所述哈希变换标识为反映哈希位段变换参数的一种无线标识；所述哈希位段变换参数为以此进行所述哈希位段变换的映射变换参数Pi，包括对哈希位段的选择与组合方式的参数；所述哈希位段变换为对标签编码进行的一种基于敏感位段的散列性映射变换；所述哈希位段变换参数为一种由位选码或位段选码构成的哈希位段码。

所述哈希位段变换为对标签编码基于敏感位段进行的一种散列化的映射变换；所述RFID标签通过所述哈希位段变换将自身的标签编码映射变换为一种新的哈希标签编码，并以所述哈希标签编码代替原来的标签编码，计算用以发送标签应答数据的信道时隙参数。

所述哈希位段变换为对所述标签编码所包含的若干哈希位段（哈希敏感位段）进行散列性选择，并重新组合（排序、移位、叠加）的映射变换。

本发明实施例还公开了一种RFID标签的群读应答装置，请参考图2，所述装置为包含RFID标签的装置，所述装置通过接收RFID主机发送的同步激励信号，在分配指定的标签应答信道发送标签数据桢，所述装置200包括以下模块：同步接收模块201、信道计算模块202和应答发送模块203，其中：

同步接收模块201：用于被唤醒后在指定的同步信道接收所述主机发送的包含于所述同步激励信号的同步数据桢；

信道计算模块202：用于根据所述同步数据桢中的信道码域标识，基于自身的哈希标签编码计算相应的信道时隙参数；

应答发送模块203：用于按所述信道时隙参数在指定的标签应答信道及其应答时隙以指定的时隙优先级发送标签应答信息。

在实际实施过程中，所述装置为一种计算机装置，处理器通过执行计算机指令，从而实现前述所公开的一种RFID标签的群读应答装置的实施例。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。

对于前述实施例中涉及的若干术语，进一步说明如下：

所述RFID标签（根据上下文可简称标签）为一种可以被激励而在指定的信道及时隙发送标签数据帧的无线装置。所述信道一般指频道；所述标签数据帧包括标签ID或可转换为标签ID的一种标签编码信息。

所述有源电子标签即有源RFID标签；所述有源即能够使用标签内部能量（如电池、AC/DC）发送标签应答信息/信号。

所述RFID主机为一种群读主机（根据上下文可简称主机）为能够同步激励若干RFID标签并在瞬态内同时读取标签应答信息的主机设备。所述RFID主机作为无线通信基站或无线网关的无线通信设备。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (13)

1.一种RFID标签的群读应答方法，其特征在于，若干RFID标签通过接收RFID主机发送的同步激励信号，在分配指定的标签应答信道发送标签数据帧，具体包括以下步骤：

所述RFID主机在指定的同步信道发送包含于所述同步激励信号的同步数据帧；

所述RFID标签在所述同步信道接收所述RFID主机发送的同步数据帧；

所述RFID标签根据所述同步数据帧中的信道码域标识，基于自身的标签编码计算相应的信道时隙参数；

所述RFID标签按所述信道时隙参数在指定的标签应答信道及其应答时隙发送标签应答信息；

所述RFID主机通过对不同的标签应答信道的所述标签应答信息进行无线扫描侦测，动态反馈调整所述信道码域标识，并更新发送所述同步激励信号；

所述信道码域标识为描述分配于不同标签应答信道所对应的标签编码的码域范围或区间的参数的无线标识。

2.如权利要求1所述的一种RFID标签的群读应答方法，所述RFID主机通过所述无线扫描侦测，同时监测不同信道的码时脉冲信号的时隙活动的分布数量，进行时码分布侦测，而获得不同标签应答信道的码域分布。

3.如权利要求1所述的一种RFID标签的群读应答方法，其特征在于，所述同步激励信号由一系列的唤醒激励信号与同步数据帧信号所组成，分别用于使所述RFID标签唤醒并获得时间同步；所述RFID主机在相同或不同的频道分别发送所述唤醒激励信号与所述同步数据帧信号。

4.如权利要求1所述的一种RFID标签的群读应答方法，所述信道码域标识即描述不同信道对应码宽的参数或标识；

所述RFID标签根据当前收到的所述信道码域标识，根据自身的信道标签编码与信道码宽，按码域区间的比例计算，获得对应的信道时隙参数。

5.如权利要求1所述的一种RFID标签的群读应答方法，其特征在于，所述RFID标签进入唤醒激励信号的覆盖场区后，先通过瞬态侦测获得预备性的初次唤醒，再通过侦测时隙扩展而被逐次唤醒，以达到对自身状态功耗与触发响应时间的动态平衡策略。

6.如权利要求1所述的一种RFID标签的群读应答方法，所述信道码域标识为一种对若干不同信道的码域区间及其量值分布进行分配调整指示的无线标识。

7.如权利要求1或6所述的一种RFID标签的群读应答方法，所述信道码域标识为一种对不同标签应答信道对应的码宽进行描述的编码标识，包括以下方式之一或组合：

方式一 码宽码0，码宽码1，…，所述码宽码与信道序号对应；

方式二 信道码0，信道码1，…，所述信道码与预定码宽对应；

方式三 通过信道位选码对多个信道分别指定一个或多个信道码宽。

8.如权利要求7所述的一种RFID标签的群读应答方法，所述码宽码为以下方式之一或组合：

方式一 原码：基于给定码宽单位的倍率；

方式二 补码：相对于给定最大码宽的二进制补码；

方式三 位码：由一位或多位组合表示不同的预定码宽。

9.如权利要求1至6任一项所述的一种RFID标签的群读应答方法，其特征在于，所述RFID标签接收到所述同步激励信号，基于时间同步通过码时转换在同步应答周期内的码时脉冲时隙发送码时脉冲信号；

所述RFID主机通过对所述码时脉冲信号进行时码分布侦测，以时码转换获得不同标签应答信道的码域分布。

10.如权利要求1至6任一项所述的一种RFID标签的群读应答方法，其特征在于，所述RFID标签根据接收到的同步应答核验标识，当判断其发送的所述标签数据帧已被所述RFID主机接收到时，即立即停止继续发送所述标签应答信息；否则等待接收RFID主机发送新的同步数据帧，在所述新的同步应答周期按更新的信道时隙参数发送标签应答信息。

11.如权利要求1至6任一项所述的一种RFID标签的群读应答方法，其特征在于，在一个同步应答周期内，若RFID标签在某个标签应答时隙未能成功发送其标签数据帧，或尚未收到RFID主机的应答核验信息或核验失败，则所述RFID标签在随后的应答时隙按照循环递增优先级的方式调整其发送所述标签数据帧的时隙优先级。

12.如权利要求1至6任一项所述的一种RFID标签的群读应答方法，其特征在于，当所述RFID标签通过信道时隙侦测判断当前应答时隙实际发送的标签数据帧的时隙优先级下降n个等级时，则在同一同步应答周期的下一个应答时隙中，最多允许递增n+1个等级。

13.一种RFID标签的群读应答装置，所述装置为包含RFID标签的装置，所述装置通过接收RFID主机发送的同步激励信号，在分配指定的标签应答信道发送标签数据帧，所述装置由以下模块构成：

同步接收模块：用于在指定的同步信道接收所述RFID主机发送的包含于所述同步激励信号的同步数据帧；

信道计算模块：用于根据所述同步数据帧中的信道码域标识，基于自身的标签编码计算相应的信道时隙参数；

应答发送模块：用于按所述信道时隙参数在指定的标签应答信道及其应答时隙发送标签应答信息；

所述RFID主机通过对不同的标签应答信道的所述标签应答信息进行无线扫描侦测，动态反馈调整所述信道码域标识，并更新发送所述同步激励信号；

所述信道码域标识为描述分配于不同标签应答信道所对应的标签编码的码域范围或区间的参数的无线标识。

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