專利名稱：基于正交頻分復(fù)用反碰撞檢測射頻標(biāo)簽系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種頻分反碰撞檢測裝置，尤其涉及一種正交頻分復(fù)用反碰撞檢測應(yīng)用于RFID ( Radio Frequency Identification)標(biāo)簽與RFID讀寫器之間通信的 實(shí)現(xiàn)裝置。二、 ff景技術(shù)現(xiàn)在的射頻標(biāo)簽系統(tǒng)由射頻標(biāo)簽、讀寫器、軟件系統(tǒng)構(gòu)成。見《射頻識(shí)別(RFID) 技術(shù)原理與應(yīng)用實(shí)例》周曉光王曉華編著人民郵電出版社2006年12月第一版 第18 — 30頁。射頻標(biāo)簽和讀寫器之間通信采用振幅鍵控(ASK)、移頻鍵控(FSK)、移相鍵 控(PSK)。但以上三種數(shù)字調(diào)制方式存取速度慢。正交頻分復(fù)用(OFDM ):是一種無線環(huán)境下的高速傳輸技術(shù)。眾所周知，無 線信道的頻率響應(yīng)曲線大多是非平坦的，而OFDM技術(shù)的主要思想就是在頻域內(nèi)將 給定信道分成許多正交子信道，在每個(gè)子信道上使用一個(gè)子載波進(jìn)行調(diào)制，并且 各子載波并行傳輸，這樣可以大大消除信號(hào)波形間的干擾。由于在OFDM系統(tǒng)中各 個(gè)子信道的栽波相互正交，于是它們的頻語是相互重疊的，這樣不但減小了子栽 波間的相互干擾，同時(shí)又提高了頻語利用率。OFDM這種無線電使用效益高、抗噪 聲能力強(qiáng)、適合高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)使它被認(rèn)為是第四代移動(dòng)通信的核心技術(shù)。射頻識(shí)別系統(tǒng)工作時(shí)，可能會(huì)有一個(gè)和一個(gè)以上的電子標(biāo)簽同時(shí)處在讀寫器 作用的范圍內(nèi)，這樣如果有兩個(gè)或兩個(gè)以上的電子標(biāo)簽同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)就會(huì)出現(xiàn) 通信沖突，數(shù)據(jù)之間相互干擾(碰撞)。為了解決碰撞的問題，采用頻分多路法； 空分多路法；時(shí)分多路法；碼分多路法。見《射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)原理與應(yīng)用實(shí) 例》周曉光王曉華編著人民郵電出版社2006年12月第一版第77 - 98頁?？辗侄嗦贩ɡ孟嗫仃嚵刑炀€，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)掃描波束，利用空分實(shí)現(xiàn)射頻標(biāo) 簽的反碰撞算法，見《射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)原理與應(yīng)用實(shí)例》周曉光王曉華編 著人民郵電出版社2006年12月第一版第88 - 89頁。《射頻識(shí)別技術(shù)》Klaus Finkenzeller著吳曉峰陳大才譯電子工業(yè)出版社2006年10月第一版第157-158頁?，F(xiàn)有的RFID讀寫器框圖見圖1所示，由101射頻天線、102射頻電路、103A/D、 D/A電硌、處理器構(gòu)成。二、發(fā)明內(nèi)容1、 要解決的問題(1) 現(xiàn)有技術(shù)中采用ASK、 PSK、 FSK實(shí)現(xiàn)射頻標(biāo)簽與射頻標(biāo)簽讀寫器 之間的通信，ASK、 PSK、 FSK的傳輸數(shù)據(jù)的速率低，通信時(shí)間長， 不能適用未來大量數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用需求。本發(fā)明中利用正交頻分復(fù)用，利用正交頻分大大提高了頻帶 的資源利用率，大大提高RFID射頻標(biāo)簽與RFID讀寫器之間數(shù)據(jù)通 信速率。(2) 現(xiàn)有技術(shù)中采用頻分多路法，利用不同的頻率同時(shí)讀寫不同頻率 的標(biāo)簽來實(shí)現(xiàn)同時(shí)讀寫多個(gè)射頻標(biāo)簽，每個(gè)標(biāo)簽采用不同的頻 率。生產(chǎn)、使用都非常繁瑣。如果有兩個(gè)相同頻率的標(biāo)簽同時(shí)在 同一個(gè)RFID讀寫器的讀寫場中還會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。本發(fā)明利用正交頻分復(fù)用不同的正交子信道，子載波實(shí)現(xiàn) RFID讀寫器范圍內(nèi)的多個(gè)標(biāo)簽的反碰撞沖突檢測問題，每個(gè)射 頻標(biāo)簽在程序的控制下對(duì)不同的子信道、子栽波i坆出不同的響 應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)同一讀寫器下的反碰撞算法。(3) 利用相控陣列空分反碰撞算法和正交頻分復(fù)用組合，空分減少碰 撞機(jī)會(huì)，利用正交頻分復(fù)用的不同子載波來實(shí)現(xiàn)頻分反碰撞沖突 檢測。2、 技術(shù)方案(1 )正交頻分復(fù)用應(yīng)用于RFID標(biāo)簽與RFID之間通信現(xiàn)有技術(shù)中OFDM已應(yīng)用于無線局域網(wǎng)(802. lla、 802. llg)、 WiMAX 中已使用OFDM為寬帶數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)制/解調(diào)方式。在RFID系統(tǒng)中頻率采 用ISM (Industrial Scientific medicinal工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué))免費(fèi) 使用的頻率，對(duì)射頻信號(hào)的強(qiáng)度、頻率范圍都有嚴(yán)格的限制。因此本發(fā)明對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的OFDM調(diào)制/解調(diào)方式做適當(dāng)?shù)男薷?。為了能在RFID中使用OFDM調(diào)制/解調(diào)應(yīng)用于RFID系統(tǒng)，需要對(duì)此作 如下修改從讀寫器到射頻標(biāo)簽的通信，采用廣播方式OFDM;從射頻標(biāo)簽的 返回?cái)?shù)據(jù)也采用OFDM方式。有源射頻標(biāo)簽的靠電池供應(yīng)射頻芯片的工作電能，但射頻反射的 能量是靠的反射RFID讀寫器的。無源射頻標(biāo)簽不管芯片使用的電能還是射頻能量均來源于射頻讀 寫器的輻射過來的電能。為了利用OFDM無線電波向射頻標(biāo)簽提供能量和數(shù)據(jù)通信1)第一種方式(子栽波分頻方式)在OFDM系統(tǒng)多載波頻率中，一部分用于載頻用于讀寫器輻射能量， 一部分載頻用于下行、上行傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)充電和數(shù)據(jù)傳輸同時(shí)進(jìn)行處理，并能實(shí)現(xiàn)半雙工、全雙工通信。在實(shí)施例1中詳細(xì)敘述，讀寫器如何利用 一部分子載波輻射能量。在實(shí)施例2中詳細(xì)敘述，讀寫器一部分子載波發(fā)送數(shù)據(jù)， 一部分子載波用于射頻標(biāo)簽給讀寫器應(yīng)答數(shù)據(jù)。3、 有益效果現(xiàn)有技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)的速率低，本發(fā)明由于采用正交頻分復(fù)用，大大 提高了頻譜資源的利用率，大大提高了數(shù)據(jù)傳輸速率，節(jié)省了寶貴的頻語資源。四

1、 圖1為RFID系統(tǒng)框架圖；2、 圖2為RFID原理組成框圖；ii具體實(shí)施方式
下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)例進(jìn)行說明 實(shí)施例1:子載波分頻系統(tǒng)中，讀寫器如何利用一部分"子載波"輻射能在OFDM系統(tǒng)中，相鄰的子載波采用正交調(diào)制，為了充分輻射能量， 在0FDM中的子載波中不采用正交調(diào)制，而采用全向輻射方式。如圖2所示，在201為I信號(hào)，202為Q信號(hào)，203為聲表濾波器， 204為聲表濾波器，205為乘法器，206為輸出子載波信號(hào)，207為混頻器， 208為VCO壓控振蕩器，209混頻后輸出的信號(hào)，210為聲表濾波器，211 為濾波后輸出的信號(hào)。201、 202為自激振蕩器，產(chǎn)生正弦波信號(hào)，可使用有源晶振或RC振 蕩器產(chǎn)生。203、 204為聲表濾波器，聲表濾波器濾除無關(guān)的頻率信號(hào)，讓有用的 子載波信號(hào)通過。205為正交乘法器，將203輸入的I信號(hào)和204輸入的Q信號(hào)相乘后 形成正交信號(hào)輸出給206。207為混頻器，將206輸入的信號(hào)與208壓控振蕩器的輸入信號(hào)相乘 后由209輸出。210為聲表濾波器，將除需求的子栽波的信號(hào)，其它信號(hào)全部濾除。
權(quán)利要求
1. 基于正交頻分復(fù)用反碰撞檢測射頻標(biāo)簽系統(tǒng)，包括射頻標(biāo)簽和射頻標(biāo)簽讀寫器組成；其特征是所述的射頻標(biāo)簽讀寫器裝置還包括在I、Q信號(hào)發(fā)生器，聲表濾波器，乘法器，壓控振蕩器，混頻器，聲表濾波器構(gòu)成為射頻標(biāo)簽提供能量。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于正交頻分復(fù)用反碰撞檢測射頻標(biāo) 簽系統(tǒng)，在一個(gè)正交頻分系統(tǒng)中，采用其中一個(gè)子載波為射頻 標(biāo)簽提供能量。
全文摘要
基于正交頻分復(fù)用反碰撞檢測射頻標(biāo)簽系統(tǒng)，由天線、射頻電路、A/D、D/A轉(zhuǎn)換器，處理器組成。本發(fā)明解決了，在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)，利用一些子載波發(fā)送能量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)射頻標(biāo)簽的供電；本發(fā)明利用一部分子載波實(shí)現(xiàn)下行廣播，一部分子載波用于上行傳輸數(shù)據(jù)，兩個(gè)標(biāo)簽可使用不同的子載波，從而實(shí)現(xiàn)分頻同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)；本發(fā)明采用分時(shí)方式實(shí)現(xiàn)OFDM多個(gè)射頻標(biāo)簽的通行。可廣泛應(yīng)用在射頻標(biāo)簽系統(tǒng)，無線傳感器等應(yīng)用場所。
文檔編號(hào)G06K7/00GK101256614SQ200710067300
公開日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2007年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月27日
發(fā)明者華曉軍, 華曉勤, 顧士平 申請(qǐng)人:顧士平