WO2010000133A1 - 一种数据传输方法 - Google Patents

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WO2010000133A1
WO2010000133A1 PCT/CN2009/000741 CN2009000741W WO2010000133A1 WO 2010000133 A1 WO2010000133 A1 WO 2010000133A1 CN 2009000741 W CN2009000741 W CN 2009000741W WO 2010000133 A1 WO2010000133 A1 WO 2010000133A1
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binary data
encoding
data
encoded
transmission method
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PCT/CN2009/000741
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English (en)
French (fr)
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刘朝阳
傅益标
李彦明
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中兴通讯股份有限公司
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/38Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
    • H04L25/40Transmitting circuits; Receiving circuits
    • H04L25/49Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems
    • H04L25/4904Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems using self-synchronising codes, e.g. split-phase codes
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M5/00Conversion of the form of the representation of individual digits
    • H03M5/02Conversion to or from representation by pulses
    • H03M5/04Conversion to or from representation by pulses the pulses having two levels
    • H03M5/14Code representation, e.g. transition, for a given bit cell depending on the information in one or more adjacent bit cells, e.g. delay modulation code, double density code

Definitions

  • the present invention relates to data transmission technology, and more particularly to a data transmission method.
  • Radio Frequency Identification is a non-contact automatic identification technology that automatically recognizes target objects and acquires relevant data through radio frequency signals.
  • the identification work can work in various harsh environments without manual intervention.
  • RFID technology recognizes high-speed moving objects and recognizes multiple labels at the same time, making operation quick and easy.
  • the basic working principle of RFID technology is as follows: After the tag enters the magnetic field, it receives the RF signal from the reader, and sends the product information (passive tag, passive tag or passive tag) stored in the tag chip by the energy obtained by the induced current. , or actively send a signal of a certain frequency (Active Tag, active tag or active tag); the reader reads the signal and decodes it, and sends it to the central information system for corresponding data processing.
  • the energy required to operate a tag is extracted from the signal from the reader. Therefore, in the process of information transmission from the reader to the tag, it is necessary to take certain measures to increase the energy obtained at the tag end.
  • One of the commonly used methods is to increase the signal-to-tag time of the reader; another method is to use a high level as much as possible when encoding the data in the link from the reader to the tag. Reduce the use of low levels.
  • the 18000-6 type C (TYPE C) uses Pulse Interval Encoding (PIE).
  • Manchester coding is a widely used self-synchronization coding.
  • the advantages of this coding method are: It carries rich timing and synchronization information in the coding, and has no DC drift, and the coding process is simple. It replaces the old code with two new binary codes with two different phases for each binary code, which is suitable for information transmission from reader to tag in radio frequency identification.
  • One of the coding rules for Manchester coding is:
  • 0 ⁇ 01 a periodic square wave of zero phase
  • 1 ⁇ 10 a periodic square wave of ⁇ phase
  • Manchester coding uses the change of waveform level to distinguish data; when the level changes from low to high, it means binary data "0"; when the level changes from high to low, it means binary data "1"; A jump occurs in the middle of a symbol period.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to overcome the deficiencies of the prior art and provide a data transmission method for improving passive tag energy in RFID.
  • the present invention provides a data transmission method in which binary data to be transmitted is encoded and modulated by the following coding principle:
  • the binary data x1 after the low-level encoded binary data xl with the intermediate phase does not jump is encoded with a high level in which the intermediate phase does not jump;
  • x1 and x2 are 1 and 0, respectively; or xl and x2 are 0 and 1, respectively.
  • the coding principles further include:
  • the x2 For an x2 after x2 encoded with a falling edge transition, the x2 is encoded with a falling edge transition; for an x2 after x2 encoded with a rising edge transition, it is encoded with a rising edge transition.
  • the coding principle further comprises: encoding the binary data xl and x2 with the same length.
  • the coding principle further includes: a phase jump of the left edge of the binary data x2.
  • the coding principle further includes: encoding an x2 ⁇ after a high-level coded x1 with an intermediate phase non-jumping by a rising edge hopping manner.
  • the coding principle further includes: encoding an x2 ⁇ after the low-level encoded xl with the intermediate phase non-jumping by a falling edge hopping manner.
  • the coding principle further includes: the left edge of the binary data x2 does not jump in phase.
  • the coding principle further includes: encoding an x2 ⁇ after the high-level encoded xl with the intermediate phase non-jumping by a falling edge hopping manner.
  • the coding principle further includes: encoding an x2 ⁇ after the low-level coded x1 with the intermediate phase non-jumping by a rising edge hopping manner.
  • the use of the encoding method of the present invention in the reader-to-tag link of the RFID system for data transmission can provide more labels to the label than the Manchester encoding. More energy.
  • 1 is a flow chart of a data transmission method for a reader to tag for radio frequency identification
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a state relationship of data after encoding a pair of binary data of the encoding rule of the present invention
  • Figure 3 is a schematic diagram of data symbols when the encoding rule of the present invention is used
  • Figure 4 is a diagram showing the data state transition of the encoding rule of the present invention.
  • Figure 5 is a schematic diagram of a data sequence when encoding a pair of two binary data using the encoding rule of the present invention
  • FIG. 6 is a schematic diagram of an encoding example of the present invention using an encoding rule
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of encoding when the encoding rule 2 is used in the present invention.
  • Figure 9 is a data sequence when encoding two binary data using the encoding rule three of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of encoding when the encoding rule 3 is used in the present invention.
  • Figure 11 is a diagram showing an example of encoding of the present invention using the encoding rule four.
  • Step 101 The reader encodes the binary data to be sent;
  • Step 102 The reader modulates the encoded data
  • Step 103 The reader wirelessly transmits the modulated signal
  • Step 104 The tag receives a wireless signal from the reader
  • Step 105 The tag demodulates the received wireless signal.
  • Step 106 The tag decodes the demodulated signal to obtain the above binary data.
  • the encoding rule 1 for encoding the original binary data to be transmitted in this embodiment includes the following contents:
  • Binary data 1 is generally represented by a high level, and after continuously encoding two or more binary data 1 with a high level, the binary data 1 followed by encoding is low level, and Restarting the recording of the number of binary data 1 encoded continuously with a high level;
  • 1C For binary data 1 after binary data 1 encoded with low level, ⁇ encode with high level.
  • the encoding rule 2 used in the encoding of the original binary data to be transmitted in this embodiment includes the following contents:
  • 2B Binary data 0 is generally indicated by a high level, and after continuously encoding two or more binary data 0 with a high level, the binary data 0 immediately following it is encoded with a low level. And restart the recording of the number of binary data 0 that is continuously encoded with a high level; 2C: For the binary data 0 after the low-level encoded binary data 0, ⁇ encode with a high level.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the state relationship of data after encoding a pair of binary data of the encoding rule of the present invention.
  • binary data 0 jumps in the middle phase of the data symbol; binary data 1 is in the middle phase of the data symbol. No transition; binary data 0 and binary data 1 each have two states.
  • the status of binary data 0 is denoted as S2 and S3, and the status of binary data 1 is denoted as S1 and S4.
  • binary data 1 can be interchanged.
  • the binary data 1 jumps in the middle of the data symbol; the binary data 0 does not jump in the middle phase of the data symbol.
  • the status of binary data 1 is denoted as S2 and S3, and the status of binary data 0 is denoted as S1 and S4.
  • S2 and S3 are inverted, and S1 and S4 are inverted.
  • Fig. 3 is a diagram showing the data symbols of the encoding rule of the present invention. As shown in Fig. 3, binary data 0 and binary data 1 each have two states, the intermediate phase of the data symbol of binary data 0 hops, and the intermediate phase of the data symbol of binary data 1 does not jump.
  • Fig. 4 is a diagram showing the state transition of the data using the encoding rule of the present invention. As shown in Figure 4, when the encoding rule is used, the state transition method is as follows:
  • binary data 1 When binary data 1 is received: If the binary data corresponding to the current state is the first one of consecutive binary data 1 (ie, the high level is encoded), then a binary data is received. , still maintains the S1 state; if the binary data corresponding to the current state is the second of the continuous binary data 1 (using high level code), and then receives a binary data 1, the state transitions to S4. That is to say, after the two binary data 1 are continuously encoded using the high level, the third binary data is encoded with the low level, see 1B in the encoding rule one.
  • S1 state When binary data 1 is received, it transitions to S1 state, see 1C in encoding rule one; when binary data 0 is received, it transitions to S2 state, see 1D in encoding rule one.
  • S4 can be expressed as '00, and S2 can be represented as '10, ; when the current state is S4, when binary data is received 0, converting the state to S2 can increase the phase jump and improve the accuracy of data transmission.
  • Figure 5 is a diagram showing the sequence of data when encoding a pair of two binary data using the encoding rule of the present invention.
  • binary data (0, 0), binary data (0, 1), and binary data (1, 0) are encoded in two forms;
  • the binary data (1, 1) is encoded in the following three forms:
  • Figure 5 (g) is the first and second binary following the binary data 0 or binary data 1 encoded with low level.
  • the form of Fig. 5 (h) is the pattern of the second and third binary data 1 following the binary data 0 or the binary data 1 encoded with the low level;
  • the form of 5 ( i ) is a form of continuous third and fourth binary data 1 encoding following binary data 0 or binary data 1 encoded with low level;
  • the above form is uniquely determined by the encoding rule and the initial state of the data.
  • Fig. 6 is a view showing an example of encoding of the present invention using the encoding rule.
  • the upper and lower graphs respectively correspond to different initial states of the first binary data.
  • the first binary data 0 in the above figure is encoded as '10; the first binary data 0 in the following figure is encoded as '01, and so encoded.
  • the encoded waveforms of the upper and lower images tend to be consistent.
  • Fig. 7 is a view showing an example of encoding of the present invention using the encoding rule two.
  • the upper and lower graphs respectively correspond to different initial states of the first binary data.
  • the first binary data 0 in the above figure is encoded as '11; the first binary data '0 in the figure below is encoded as '00, '
  • the encoded waveforms of the upper and lower images tend to be consistent.
  • the encoding rule 3 for encoding the original binary data to be transmitted in this embodiment includes the following contents:
  • Binary data 1 is generally represented by a high level, and after continuously encoding two or more binary data 1 with a high level, the binary data 1 followed by encoding is low level, and Restarting the recording of the number of binary data 1 encoded continuously with a high level;
  • 3D Under the premise of satisfying 3A and 3B, that is, using as high a level as possible, the left edge of binary data 0 does not jump, and the phase jumps on the right side.
  • the encoding rule 4 used in the encoding of the original binary data to be transmitted in this embodiment includes the following contents:
  • Binary data 0 is generally represented by a high level, and after continuously encoding two or more binary data 0 with a high level, the binary data 0 immediately following it is encoded with a low level. And restarting the recording of the number of binary data 0 encoded continuously with a high level;
  • the data state relationship diagram of the encoding rule 3 and the 4 pairs of binary data encoded by the present invention, and the data sequence diagrams of the encoding rules 3 and 4 when the present invention are used are respectively the same as the encoding rules 1 and 2, respectively. Describe separately.
  • Figure 8 is a diagram showing the state transition of data when the encoding rule 3 of the present invention is used. As shown in Figure 8, when the encoding rule is used, the state transition method is as follows:
  • binary data 1 When binary data 1 is received: If the binary data corresponding to the current state is the first one of consecutive binary data 1 (ie, the high level code is used), then another one is received. Binary data 1 remains in the SI state; if the binary data corresponding to the current state is the second of consecutive binary data 1 (high level coded), and then receives a binary data 1, the state transitions to S4. That is to say, after the two binary data 1 are continuously encoded using the high level, the third binary data is encoded with the low level, see 3B in the encoding rule 3.
  • Figure 9 is a diagram showing the sequence of data when encoding two binary data using the encoding rule three of the present invention.
  • binary data (0, 0), binary data (0, 1), and binary data (1, 0) are encoded in two forms;
  • the binary data (1, 1) is encoded in the following three forms:
  • Figure 9 (g) is the first and second binary following the binary data 0 or binary data 1 encoded with low level.
  • the form of Fig. 9 (h) is the pattern of the second and third binary data 1 following the binary data 0 or the binary data 1 encoded with the low level;
  • 9 ( i ) is in the form of binary data 0 or ⁇ low-level coded binary
  • the form of the continuous third and fourth binary data 1 encoding after the data 1; the above form is uniquely determined by the encoding rule and the initial state of the data.
  • Figure 10 is a diagram showing an example of encoding of the present invention using the encoding rule three.
  • the upper and lower graphs respectively correspond to different initial states of the first binary data.
  • the first binary data 0 in the above figure is encoded as '10; the first binary data 0 in the following figure is encoded as '01, and so encoded.
  • the encoded waveforms of the upper and lower images tend to be consistent.
  • Figure 11 is a diagram showing an example of encoding of the present invention using the encoding rule four.
  • the upper and lower graphs respectively correspond to different initial states of the first binary data.
  • the first binary data 0 in the above figure is encoded as '11; the first binary data '0 in the figure below is encoded as '00, '
  • the encoded waveforms of the upper and lower images tend to be consistent.
  • the encoding rule 1 is taken as an example to analyze the energy occupied by the encoding method of the present invention and the bandwidth occupied by the signal, and compared with the Manchester encoding.
  • the duration of the high and low levels is the same, half each.
  • the encoding rule 1 of the present invention When encoding binary data 0, the encoding rule 1 of the present invention has the same high level duration (length) as the Manchester encoding, and for binary data 1, 1B, 1C and 1D according to the encoding rule one.
  • the duration (length) of the high level after encoding is longer than the Manchester encoding. Therefore, the coding rule 1 proposed by the present invention is superior to Mann in providing energy for the tag. Chester coding.
  • the encoding rules 2, 3, and 4 of the present invention have the same effect.
  • the symbol waveforms representing binary data 1 and binary data 0 are shown in Fig. 2.
  • the symbolic expressions are giO) and g Q ), respectively, and the power spectrum of the random sequence consisting of the encoding of the present invention is:
  • the transmission probability of P is gi )
  • the transmission probability of go the transmission probability of go
  • G. (/) are the spectral functions of & (0 and g.(t) respectively.
  • the bandwidth of a random sequence mainly depends on the spectral function G 0 (/) or (/) of a single symbol waveform, and one of the larger bandwidths should be taken as the sequence bandwidth.
  • the binary data 1 and the binary data 0 are encoded as non-return-to-zero pulses, and the other is semi-empty zero-return pulse, so the bandwidth occupied by the encoded signal is 2fs;
  • both data 1 and data 0 are encoded as half-duty return-to-zero pulses, so the encoded signal occupies a bandwidth of 2fs.
  • the coded bandwidth occupied by the encoding rule 1 proposed by the present invention is the same as the occupied bandwidth of the Manchester encoded signal.
  • the same conclusions are obtained for the coding rules 2, 3, and 4 of the present invention, and are not described herein again. From the above analysis, it can be seen that the encoding method of the present invention is used in the reader-to-tag link of the RFID system, and the tag can be provided with more energy than the Manchester code, while the signal occupancy bandwidth is constant.
  • the encoding method of the present invention is used in the reader-to-tag link of the RFID system, and the tag can be provided with more energy than the Manchester code, so that the signal occupation bandwidth is constant, and therefore has a strong industrial Practicality.

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Description

一种数据传输方法
技术领域
本发明涉及数据传输技术, 尤其是指一种数据传输方法。
背景技术
无源射频识别 (RFID, Radio Frequency Identify )是一种非接触式的自 动识别技术, 它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据, 识别工作 无须人工干预, 可工作于各种恶劣环境。 RFID技术可识别高速运动物体并可 同时识别多个标签, 操作快捷方便。
RFID技术的基本工作原理如下: 标签进入磁场后,接收阅读器发出的射 频信号,凭借感应电流所获得的能量将存储在标签芯片中的产品信息(Passive Tag,无源标签或被动标签)发送出去,或者主动发送某一频率的信号(Active Tag, 有源标签或主动标签); 阅读器读取信号并解码后, 送至中央信息系统 进行相应的数据处理。
在无源射频识别技术中, 标签工作所需的能量是从来自阅读器的信号中 提取的。 因此, 在阅读器到标签的信息传输过程中, 需要釆取一定的措施提 高标签端获得的能量。 通常釆用的方法之一是, 增加阅读器到标签的信号作 用时间; 另一种方法是, 在由阅读器到标签的链路中, 对数据进行编码时, 尽量多得使用高电平, 减少低电平的使用。 例如, 在国际标准化组织 (ISO, International Organization for Standardization ) 18000-6类型 C ( TYPE C )中, 釆用了脉冲间隔编码(PIE, Pulse Interval Encoding ) 。
曼彻斯特编码是一种应用广泛的自同步编码, 该编码方法的优点是: 在 编码中携带了丰富的定时和同步信息, 又无直流漂移, 且编码过程简单。 它 是对每个二进制代码分别利用两个具有两个不同相位的二进制新代码去取代 旧代码, 适用于射频识别中从阅读器到标签的信息传输。
曼彻斯特编码的编码规则之一是:
0→01 (零相位的一个周期方波) ; 1→ 10 ( π相位的一个周期方波) 。
曼彻斯特编码在具体实现时, 是利用波形电平的变化来区分数据; 电平 由低变高时,表示二进制数据 "0"; 电平由高变低时,表示二进制数据 "1"; 且在一个符号周期的中间时刻发生跳变。
但是, 釆用曼彻斯特编码向无源标签发送数据时, 无源标签所获得的能 量偏低。 发明内容
本发明所要解决的技术问题是, 克服现有技术的不足, 提供一种在 RFID 中提高无源标签能量的数据传输方法。
为了解决上述问题, 本发明提供一种数据传输方法, 对待发送的二进制 数据釆用如下编码原则进行编码后调制并传输:
对二进制数据 xl釆用中间相位不跳变的方式编码; 对二进制数据 x2釆 用中间相位跳变的方式编码; 并且
釆用中间相位不跳变的高电平连续对两个二进制数据 xl编码后,对于紧 随其后的二进制数据 xl釆用中间相位不跳变的低电平编码; 并且
对釆用中间相位不跳变的低电平编码的二进制数据 xl 之后的二进制数 据 xl釆用中间相位不跳变的高电平编码;
对紧随二进制数据 x2之后的二进制数据 xl , 釆用中间相位不跳变的高 电平编码;
其中, xl和 x2分别为 1和 0; 或, xl和 x2分别为 0和 1。
此外, 所述编码原则还包括:
对釆用下降沿跳变方式编码的 x2之后的一个 x2釆用下降沿跳变方式编 码; 对釆用上升沿跳变方式编码的 x2之后的一个 x2釆用上升沿跳变方式编 码。
此外, 所述编码原则还包括: 对二进制数据 xl和 x2釆用相同的长度进 行编码。 此外, 所述编码原则还包括: 二进制数据 x2的左边沿相位跳变。
此外, 所述编码原则还包括: 对釆用中间相位不跳变的高电平编码的 xl 之后的一个 x2釆用上升沿跳变方式编码。
此外, 所述编码原则还包括: 对釆用中间相位不跳变的低电平编码的 xl 之后的一个 x2釆用下降沿跳变方式编码。
此外, 所述编码原则还包括: 二进制数据 x2的左边沿相位不跳变。
此外, 所述编码原则还包括: 对釆用中间相位不跳变的高电平编码的 xl 之后的一个 x2釆用下降沿跳变方式编码。
此外, 所述编码原则还包括: 对釆用中间相位不跳变的低电平编码的 xl 之后的一个 x2釆用上升沿跳变方式编码。
综上所述, 在 RFID 系统的阅读器到标签的链路中使用本发明的编码方 法进行数据的传输与釆用曼彻斯特编码相比,在信号占用带宽不变的前提下, 能够给标签提供更多的能量。 附图概述
图 1是用于射频识别的阅读器到标签的数据传输方法流程图;
图 2是釆用本发明的编码规则一对二进制数据进行编码后的数据状态关 系示意图;
图 3是釆用本发明的编码规则一时的数据符号示意图;
图 4是釆用本发明的编码规则一时的数据状态转换图;
图 5是釆用本发明的编码规则一对两个二进制数据进行编码时的数据序 列示意图;
图 6是本发明釆用编码规则一时的编码实例示意图;
图 7是本发明釆用编码规则二时的编码实例示意图;
图 8是釆用本发明的编码规则三时的数据状态转换图;
图 9是釆用本发明的编码规则三对两个二进制数据进行编码时的数据序 列示意图;
图 10是本发明釆用编码规则三时的编码实例示意图;
图 11是本发明釆用编码规则四时的编码实例示意图。
本发明的较佳实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
图 1是用于射频识别的阅读器到标签的数据传输方法流程图, 主要包括 如下步骤: 步骤 101 : 阅读器对待发送的二进制数据进行编码;
步骤 102: 阅读器对已编码的数据进行调制;
步骤 103: 阅读器对已调制信号进行无线发送;
步骤 104: 标签接收来自阅读器的无线信号;
步骤 105: 标签对接收到的无线信号进行解调;
步骤 106: 标签对已解调的信号进行解码, 得到上述二进制数据。
下面将对上述步骤 101 中本发明对待发送的原始二进制数据进行编码所 釆用编码规则的实施例进行详细描述。 以下将原始二进制数据简称为二进制 数据。
实施例一
本实施例对待发送的原始二进制数据进行编码釆用的编码规则一包括如 下内容:
1A: 对二进制数据 1和 0进行编码后生成的编码数据的长度相同; 二进 制数据 1在数据符号的中间相位不跳变, 二进制数据 0在数据符号的中间相 位跳变, 连续两个二进制数据 0之间相位跳变;
1B: 二进制数据 1一般用高电平表示, 连续釆用高电平对两个或两个以 上二进制数据 1进行编码后, 对于紧随其后的二进制数据 1釆用低电平进行 编码, 并重新开始记录连续釆用高电平进行编码的二进制数据 1的个数; 1C: 对釆用低电平编码的二进制数据 1之后的二进制数据 1 , 釆用高电 平进行编码。
此外, 为了提高编译码的可靠性, 编码规则一中还可以增加以下内容:
1D: 在满足 1A和 1B的前提下, 即尽可能多地使用高电平的前提下, 二 进制数据 0的左边沿相位跳变, 右边沿相位不跳变。
本实施例对待发送的原始二进制数据进行编码所釆用的编码规则二包括 如下内容:
2A: 对二进制数据 1和 0进行编码后生成的编码数据的长度相同; 二进 制数据 0在数据符号的中间相位不跳变, 二进制数据 1在数据符号的中间相 位跳变, 连续两个二进制数据 1之间相位跳变;
2B: 二进制数据 0—般用高电平表示, 连续釆用高电平对两个或两个以 上二进制数据 0进行编码后, 对于紧随其后的二进制数据 0釆用低电平进行 编码, 并重新开始记录连续釆用高电平进行编码的二进制数据 0的个数; 2C: 对釆用低电平编码的二进制数据 0之后的二进制数据 0, 釆用高电 平进行编码。
同样, 为了提高编译码的可靠性, 编码规则二中还可以增加以下内容:
2D: 在满足 2A和 2B的前提下, 即尽可能多地使用高电平的前提下, 二进制数据 1的左边沿相位跳变, 右边沿相位不跳变。
图 2是釆用本发明的编码规则一对二进制数据进行编码后的数据状态关 系示意图, 如图 2所示, 二进制数据 0在数据符号的中间相位跳变; 二进制 数据 1在数据符号的中间相位不跳变; 二进制数据 0和二进制数据 1各有两 种状态。 二进制数据 0的状态记为 S2和 S3 , 二进制数据 1的状态记为 S1和 S4。
如果将高低电平分别用 T 和 '0, 表示, 那么 S1可以表示为 '11, ; S2可以表示为 '10, , 表示下降沿跳变; S4和 S1反相, 可以表示为 '00, ; S3和 S2反相, 可以表示为 '01, , 表示上升沿跳变。 当釆用本发明的编码规则二时, 只需将上述状态示意图中的二进制数据
0和二进制数据 1互换即可。 此时, 二进制数据 1在数据符号的中间相位跳 变; 二进制数据 0在数据符号的中间相位不跳变。 二进制数据 1的状态记为 S2和 S3 , 二进制数据 0的状态记为 S1和 S4。 S2和 S3反相, S1和 S4反相。
图 3是釆用本发明的编码规则一时的数据符号示意图。 如图 3所示, 二 进制数据 0和二进制数据 1各有两种状态, 二进制数据 0的数据符号的中间 相位跳变, 二进制数据 1的数据符号的中间相位不跳变。
当釆用编码规则二时, 只需将图 3中的二进制数据 0和二进制数据 1互 换。 这时, 二进制数据 0和二进制数据 1各有两种状态, 二进制数据 1的数 据符号的中间相位跳变, 二进制数据 0的数据符号的中间相位不跳变。
图 4是釆用本发明的编码规则一时的数据状态转换图。 如图 4所示, 当 釆用编码规则一时状态转换方法如下:
> 若当前处于 S1状态, 即状态为 '11, 时:
收到二进制数据 1时: 若当前状态对应的二进制数据为连续的二进制数 据 1 (釆用高电平编码) 中的第一个(即前一状态非 S1状态) , 再收到一个 二进制数据 1 , 仍然保持 S1状态; 若当前状态对应的二进制数据为连续的二 进制数据 1 (釆用高电平编码) 中的第二个, 再收到一个二进制数据 1 时, 状态转换到 S4。也就是说,连续使用高电平对两个二进制数据 1进行编码后, 对于第三个二进制数据 1釆用低电平进行编码, 见编码规则一中的 1B。
收到二进制数据 0时: 状态转换到 S3 , 见编码规则一中的 1D。 如上所 述, S1可以表示为 '11, , 而 S3可以表示为 '01, ; 因此, 在 S1状态下接 收到二进制数据 0时, 将状态转换到 S3 (即使用 'ΟΓ 对该二进制数据 0进 行编码)可以增加相位跳变, 提高数据传输的可靠性。
若当前处于 S2状态, 即状态为 '10, 时:
收到二进制数据 1时, 转换到 S1状态; 收到二进制数据 0时, 保持 S2 状态, 见编码规则一中的 1D。 若当前处于 S3状态, 即状态为 '01, 时:
收到二进制数据 1时, 转换到 S1状态, 见编码规则一中的 1D; 收到二 进制数据 0时, 保持 S3状态, 见编码规则一中的 1D。
也就是说,为了尽量使用高电平编码,在 S3状态下收到二进制数据 1时, 不使用 '00' 进行编码, 而是使用 '11' 进行编码。
若当前处于 S4状态, 即状态为 '00, 时:
收到二进制数据 1时, 转换到 S1状态, 见编码规则一中的 1C; 收到二 进制数据 0时, 转换到 S2状态, 见编码规则一中的 1D。 同样, S4可以表示 为 '00, , S2可以表示为 '10, ; 当前为 S4状态时, 在接收到二进制数据 0, 将状态转换到 S2可以增加相位跳变, 提高数据传输的准确率。
从图 4中可以看出, S2和 S3之间, S3和 S4之间没有状态转换关系; 并 且 S2状态不能转换到 S4状态, 因此釆用上述编码规则一对二进制数据编码 后, 码字具有一定的检错能力。 当釆用编码规则二时, 二进制数据 1的状态为 S2和 S3 , 二进制数据 0 的状态为 S1和 S4。 状态转换图与图 4类似, 只需将转换条件由收到二进制 数据 0变成收到二进制数据 1 , 收到二进制数据 1变成收到二进制数据 0, 具 体的状态转换方法在此不再赘述。
图 5是釆用本发明的编码规则一对两个二进制数据进行编码时的数据序 列示意图。
如图 5所示, 二进制数据 ( 0, 0 ) , 二进制数据 ( 0, 1 ) , 二进制数据 ( 1 , 0 )编码后各存在两种形态;
二进制数据 ( 1 , 1 )编码后存在以下三种形态: 图 5 ( g ) 的形态为跟随 在二进制数据 0或釆用低电平编码的二进制数据 1之后的连续第一个和第二 个二进制数据 1编码后的形态; 图 5 ( h ) 的形态为跟随在二进制数据 0或釆 用低电平编码的二进制数据 1之后的连续第二个和第三个二进制数据 1编码 后的形态; 图 5 ( i ) 的形态为跟随在二进制数据 0或釆用低电平编码的二进 制数据 1之后的连续的第三个和第四个二进制数据 1编码的形态; 上述形态由编码规则和数据初始状态唯一确定。
当釆用编码规则二时, 上述数据序列示意图大致相同, 只需将二进制数 据(0, 0) 变为二进制数据 (1, 1 ) , 二进制数据 (0, 1 ) 变为二进制数据 (1, 0) , 二进制数据 (1, 0) 变为二进制数据 (0, 1 ) , 二进制数据 (1, 1 )变为二进制数据 (0, 0) 。 这样, 二进制数据(1, 1 ) , (1, 0) , (0, 1 )编码后各存在两种形态; 二进制数据(0, 0)编码后存在三种形态。 具体 釆用本发明的编码规则一对两个二进制数据进行编码时的数据序列在此不再 赘述。
图 6是本发明釆用编码规则一时的编码实例示意图。 上下两图分别对应 第一个二进制数据不同的初始状态, 上图中第一个二进制数据 0被编码为 '10, ; 下图中第一个二进制数据 0被编码为 '01, , 如此编码下去, 随着 编码的进行, 上下两图编码波形趋于一致。
图 7是本发明釆用编码规则二时的编码实例示意图。 上下两图分别对应 第一个二进制数据不同的初始状态, 上图中第一个二进制数据 0被编码为 '11, ; 下图中第一个二进制数据 '0, 被编码为 '00, , 如此编码下去, 随 着编码的进行, 上下两图编码波形趋于一致。
实施例二
本实施例对待发送的原始二进制数据进行编码釆用的编码规则三包括如 下内容:
3A: 对二进制数据 1和 0进行编码后生成的编码数据的长度相同; 二进 制数据 1在数据符号的中间相位不跳变, 二进制数据 0在数据符号的中间相 位跳变, 连续两个二进制数据 0之间相位跳变;
3B: 二进制数据 1一般用高电平表示, 连续釆用高电平对两个或两个以 上二进制数据 1进行编码后, 对于紧随其后的二进制数据 1釆用低电平进行 编码, 并重新开始记录连续釆用高电平进行编码的二进制数据 1的个数;
3C: 对釆用低电平编码的二进制数据 1之后的二进制数据 1, 釆用高电 平进行编码。
此外, 为了提高编译码的可靠性, 编码规则三中还可以增加以下内容:
3D: 在满足 3A和 3B的前提下, 即尽可能多地使用高电平的前提下, 二 进制数据 0左边沿相位不跳变, 右边沿相位跳变。
本实施例对待发送的原始二进制数据进行编码所釆用的编码规则四包括 如下内容:
4A: 对二进制数据 1和 0进行编码后生成的编码数据的长度相同; 二进 制数据 0在数据符号的中间相位不跳变, 二进制数据 1在数据符号的中间相 位跳变, 连续两个二进制数据 1之间相位跳变;
4B: 二进制数据 0—般用高电平表示, 连续釆用高电平对两个或两个以 上二进制数据 0进行编码后, 对于紧随其后的二进制数据 0釆用低电平进行 编码, 并重新开始记录连续釆用高电平进行编码的二进制数据 0的个数;
4C: 对釆用低电平编码的二进制数据 0之后的二进制数据 0, 釆用高电 平进行编码。
此外, 为了提高编译码的可靠性, 编码规则四中还可以增加以下内容:
4D: 在满足 4A和 4B的前提下, 即尽可能多地使用高电平的前提下, 二 进制数据 1左边沿相位不跳变, 右边沿相位跳变。
釆用本发明的编码规则三、 四对二进制数据进行编码后的数据状态关系 示意图, 以及釆用本发明的编码规则三、 四时的数据序列示意图都分别与编 码规则一、 二相同, 下面将分别进行详细描述。
图 8是釆用本发明的编码规则三时的数据状态转换图。 如图 8所示, 当 釆用编码规则三时状态转换方法如下:
> 若当前处于 S1状态, 即状态为 '11, 时:
收到二进制数据 1时: 若当前状态对应的二进制数据为连续的二进制数 据 1 (釆用高电平编码) 中的第一个(即前一状态非 S1状态) , 再收到一个 二进制数据 1 , 仍然保持 SI状态; 若当前状态对应的二进制数据为连续的二 进制数据 1 (釆用高电平编码) 中的第二个, 再收到一个二进制数据 1 时, 状态转换到 S4。也就是说,连续使用高电平对两个二进制数据 1进行编码后, 对于第三个二进制数据 1釆用低电平进行编码, 见编码规则三中的 3B。
收到二进制数据 0时: 状态转换到 S2, 即 '11, → '10, ; 见编码规则 三中的 3D。
若当前处于 S2状态, 即状态为 '10, 时:
收到二进制数据 1时, 转换到 S1状态, 见编码规则三中的 3D; 收到二 进制数据 0时, 保持 S2状态, 见编码规则三中的 3A。
若当前处于 S3状态, 即状态为 '01, 时:
收到二进制数据 1时, 转换到 S1状态, 即尽可能多地使用高电平; 收到 二进制数据 0时, 保持 S3状态, 见编码规则三中的 3A。
若当前处于 S4状态, 即状态为 '00, 时:
收到二进制数据 1时, 转换到 S1状态, 见编码规则三中的 3C; 收到二 进制数据 0时, 转换到 S3状态, 见编码规则三中的 3D。
从图 8中可以看出, S2和 S3之间, S2和 S4之间没有状态转换关系; 并 且 S1状态不能转换到 S3状态,因此釆用上述编码规则对二进制数据编码后, 码字具有一定的检错能力。
图 9是釆用本发明的编码规则三对两个二进制数据进行编码时的数据序 列示意图。
如图 9所示, 二进制数据 ( 0, 0 ) , 二进制数据 ( 0, 1 ) , 二进制数据 ( 1 , 0 )编码后各存在两种形态;
二进制数据 ( 1 , 1 )编码后存在以下三种形态: 图 9 ( g ) 的形态为跟随 在二进制数据 0或釆用低电平编码的二进制数据 1之后的连续第一个和第二 个二进制数据 1编码后的形态; 图 9 ( h ) 的形态为跟随在二进制数据 0或釆 用低电平编码的二进制数据 1之后的连续第二个和第三个二进制数据 1编码 后的形态; 图 9 ( i ) 的形态为跟随在二进制数据 0或釆用低电平编码的二进 制数据 1之后的连续的第三个和第四个二进制数据 1编码的形态; 上述形态由编码规则和数据初始状态唯一确定。
当釆用编码规则四时, 上述数据序列示意图大致相同, 只需将二进制数 据(0, 0) 变为二进制数据 (1, 1 ) , 二进制数据 (0, 1 ) 变为二进制数据 (1, 0) , 二进制数据 (1, 0) 变为二进制数据 (0, 1 ) , 二进制数据 (1, 1 )变为二进制数据 (0, 0) 。 这样, 二进制数据(1, 1 ) , (1, 0) , (0, 1 )编码后各存在两种形态; 二进制数据(0, 0)编码后存在三种形态。 具体 釆用本发明的编码规则四对两个二进制数据进行编码时的数据序列在此不再 赘述。
图 10是本发明釆用编码规则三时的编码实例示意图。上下两图分别对应 第一个二进制数据不同的初始状态, 上图中第一个二进制数据 0被编码为 '10, ; 下图中第一个二进制数据 0被编码为 '01, , 如此编码下去, 随着 编码的进行, 上下两图编码波形趋于一致。
图 11是本发明釆用编码规则四时的编码实例示意图。上下两图分别对应 第一个二进制数据不同的初始状态, 上图中第一个二进制数据 0被编码为 '11, ; 下图中第一个二进制数据 '0, 被编码为 '00, , 如此编码下去, 随着编码的进行, 上下两图编码波形趋于一致。
下面以编码规则一为例, 分析本发明的编码方法为标签提供的能量和信 号占用的带宽, 并同曼彻斯特编码作对比分析。
(1 )为标签提供的能量对比
二进制数据被编码后 T 的个数越多, 高电平持续时间越长, 为标签端 提供的能量就越多。 对二进制数据釆用曼彻斯特编码时, 高电平和低电平的 持续时间相同, 各占一半。
对二进制数据 0进行编码时, 釆用本发明的编码规则一与釆用曼彻斯特 编码相比, 高电平持续时间 (长度)相同; 而对于二进制数据 1, 根据编码 规则一的 1B、 1C和 1D进行编码后高电平的持续时间(长度 )要比曼彻斯特 编码长。 因此, 本发明提出的编码规则一, 在为标签提供能量方面, 优于曼 彻斯特编码。
釆用本发明的编码规则二、 三、 四也有相同的效果。
(2)编码后信号带宽分析
代表二进制数据 1和二进制数据 0的符号波形参照图 2所示, 设符号表 达式分别为 giO)和 gQ ) , 则由本发明的编码组成的随机序列的功率谱为:
Figure imgf000014_0001
式中, P为 gi )的发送概率, 为 go )的发送概率; 为发送 符号的速率, 和 G。(/)分别为& (0和 g。(t)的频谱函数。 那么:
Figure imgf000014_0002
在(2) 式和(3) 式中, ;为符号周期, Ts =\lfs
随机序列的带宽主要依赖单个码元波形的频谱函数 G0 (/)或 (/), 两者 之中应取较大带宽的一个作为序列带宽。 时间波形的占空比越小, 频带越宽。 通常以谱的第一个零点作为矩形脉冲的近似带宽, 它等于脉宽 τ的倒数, 即 BS=1/T。不归零脉冲的 T=TS,则 Bs=fs;半占空归零脉冲的 T=TS/2,则 Bs=l/ T=2fs。
可见, 当釆用本发明的编码规则一时, 二进制数据 1和二进制数据 0编 码后一个为不归零脉冲, 另一个为半占空归零脉冲, 因此编码后信号占据的 带宽为 2fs; 当釆用曼彻斯特编码时, 数据 1和数据 0编码后均为半占空归零 脉冲, 因此编码后信号占据带宽也为 2fs。
因此, 在相同的数据速率下, 釆用本发明提出的编码规则一进行编码后 信号占用带宽与釆用曼彻斯特编码后信号占用带宽相同。 对于本发明的编码规则二、 三、 四也有相同的结论, 在此不再赘述。 通过上面的分析可知: 在 RFID 系统的阅读器到标签的链路中使用本发 明的编码方法, 同曼彻斯特编码相比, 在信号占用带宽不变的前提下, 能够 给标签提供更多的能量。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式,并非用于限定本发明的保护范围。 本领域技术人员根据本发明所作的任何修饰和变更, 均不脱离本发明所附带 的权利要求的保护范围。
工业实用性
在 RFID 系统的阅读器到标签的链路中使用本发明的编码方法, 同曼彻 斯特编码相比, 在信号占用带宽不变的前提下, 能够给标签提供更多的能量, 因此具有很强的工业实用性。

Claims

权 利 要 求 书
1、一种数据传输方法, 该方法对待发送的二进制数据釆用如下编码原则 进行编码后调制得到调制后的无线信号, 传输该无线信号:
对二进制数据 xl釆用中间相位不跳变的方式编码; 对二进制数据 x2釆 用中间相位跳变的方式编码; 并且
釆用中间相位不跳变的高电平连续对两个或两个以上二进制数据 xl 编 码后, 对于紧随其后的二进制数据 xl釆用中间相位不跳变的低电平编码, 其 中, 连续的所述高电平的个数为 n, 其中, n大于等于 2; 并且
对釆用中间相位不跳变的低电平编码的二进制数据 xl 之后的二进制数 据 xl釆用中间相位不跳变的高电平编码;
对紧随二进制数据 x2之后的二进制数据 xl , 釆用中间相位不跳变的高 电平编码。
2、 如权利要求 1所述的数据传输方法, 其中,
传输该无线信号后该方法进一步包括: 对接收到的无线信号进行解调, 对解调后的信号进行解码, 得到所述二进制数据。
3、 如权利要求 1所述的数据传输方法, 其中,
xl和 x2分别为 1和 0; 或, xl和 x2分别为 0和 1。
4、 如权利要求 3所述的数据传输方法, 其中,
所述编码原则还包括:
对釆用下降沿跳变方式编码的 x2之后的一个 x2釆用下降沿跳变方式编 码; 对釆用上升沿跳变方式编码的 x2之后的一个 x2釆用上升沿跳变方式编 码。
5、 如权利要求 1或 4所述的数据传输方法, 其中,
所述编码原则还包括:对二进制数据 xl和 x2釆用相同的长度进行编码。
6、 如权利要求 4所述的数据传输方法, 其中, 所述编码原则还包括: 二进制数据 x2的左边沿相位跳变, 右边沿相位不 跳变。
7、 如权利要求 6所述的数据传输方法, 其中,
所述编码原则还包括:对釆用中间相位不跳变的高电平编码的 xl之后的 一个 x2釆用上升沿跳变方式编码。
8、 如权利要求 6所述的数据传输方法, 其中,
所述编码原则还包括:对釆用中间相位不跳变的低电平编码的 xl之后的 一个 x2釆用下降沿跳变方式编码。
9、 如权利要求 4所述的数据传输方法, 其中,
所述编码原则还包括: 二进制数据 x2的左边沿相位不跳变, 右边沿相位 跳变。
10、 如权利要求 9所述的数据传输方法, 其中,
所述编码原则还包括:对釆用中间相位不跳变的高电平编码的 xl之后的 一个 x2釆用下降沿跳变方式编码。
11、 如权利要求 9所述的数据传输方法, 其中,
所述编码原则还包括:对釆用中间相位不跳变的低电平编码的 xl之后的 一个 x2釆用上升沿跳变方式编码。
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