專利名稱：基于米勒編碼的標(biāo)簽到讀寫器的數(shù)據(jù)通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及射頻識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，更具體的，涉及一種應(yīng)用于射頻識(shí)別系統(tǒng)的基于 米勒編碼的標(biāo)簽到讀寫器的反向鏈路的數(shù)據(jù)通信方法。
背景技術(shù)：
射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)是通過射頻方式進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信以實(shí)現(xiàn)識(shí)別物品目的的自 動(dòng)識(shí)別技術(shù)。該射頻識(shí)別技術(shù)和當(dāng)今數(shù)字化移動(dòng)商務(wù)相適應(yīng)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別和遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān) 控及管理，其是當(dāng)代信息技術(shù)中的熱門技術(shù)之一。將RFID標(biāo)簽安裝在需要認(rèn)證的物品上， 該標(biāo)簽通過電磁波發(fā)送關(guān)于該物品的身份信息給接收裝置，按這種工作方式RFID系統(tǒng)可 以用來追蹤和管理幾乎所有物理對(duì)象。RFID在工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸控制管 理、防偽技術(shù)等眾多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。RFID系統(tǒng)主要由讀寫器和射頻識(shí)別標(biāo)簽組成。在下文中，將射頻識(shí)別標(biāo)簽簡(jiǎn)稱為 標(biāo)簽。讀寫器通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入發(fā)射天線的工作區(qū)域時(shí)， 標(biāo)簽接收到該射頻信號(hào)，從中獲得能量而被激活，標(biāo)簽將自身保存的信息發(fā)送給讀寫器，讀 寫器對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼后，將標(biāo)簽的數(shù)據(jù)信息通過接口與后臺(tái)控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù) 通信，同時(shí)可以執(zhí)行該控制系統(tǒng)發(fā)來的命令，實(shí)現(xiàn)不同的功能。在RFID標(biāo)簽與讀寫器通信過程中，同步是一個(gè)非常重要的問題，讀寫器和標(biāo)簽需 要步調(diào)一致地協(xié)調(diào)工作，就必須要以實(shí)現(xiàn)同步的方法來保證。為了識(shí)別一條命令或響應(yīng)的 開始，需要通過一個(gè)幀同步碼來實(shí)現(xiàn)，該幀同步碼本身不包含標(biāo)簽的數(shù)據(jù)信息，但只有通過 該幀同步碼在收發(fā)設(shè)備之間建立了同步后才能開始傳送數(shù)據(jù)信息，所以同步是進(jìn)行信息傳 輸?shù)谋匾颓疤帷Ｍ叫阅艿暮脡膶⒅苯佑绊懼ㄐ诺男阅?，如果出現(xiàn)同步誤差或失去同 步就會(huì)導(dǎo)致通信性能下降或通信中斷。因此，要實(shí)現(xiàn)RFID通信系統(tǒng)穩(wěn)定、快速地通信，需要 保證接收和發(fā)送之間的同步性，發(fā)送幀同步序列是確保標(biāo)簽與讀寫器同步的關(guān)鍵。根據(jù)RFID反向鏈路通信特點(diǎn)，即無源標(biāo)簽主要是從讀寫器發(fā)射的射頻信號(hào)獲取 能量，同時(shí)向讀寫器發(fā)射數(shù)據(jù)信息，即利用反向散射技術(shù)來向讀寫器傳送目標(biāo)信息。在反向 鏈路通信中，主要依據(jù)下面幾點(diǎn)來確定幀同步序列1、要求自相關(guān)性好，這主要是為了降低 通信系統(tǒng)的假同步概率；2、要求直流平衡，這是為了保證接收的靈敏度，提高同步性能；3、 要求連續(xù)高電平較少，這是因?yàn)闃?biāo)簽不能長(zhǎng)時(shí)間地反射射頻信號(hào)，較少的高電平可以保證 標(biāo)簽的工作時(shí)間等。在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IS0/IEC18000-6C中，當(dāng)反向鏈路采用米勒編碼時(shí)，其建議的幀同步 序列在長(zhǎng)度為6 (米勒編碼后為12)的序列中，具有最優(yōu)的自相關(guān)性能。但是該幀同步序列 執(zhí)行通信會(huì)造成較高的假同步，其原因是1、該幀同步序列僅僅包含6位幀同步碼，其抗干 擾能力弱，由于無源標(biāo)簽反向散射信號(hào)的能量較弱，其易受干擾影響；2、該幀同步序列僅僅 包含了符合編碼規(guī)則的代碼序列，而沒有考慮違例的情況，如果數(shù)據(jù)信息中出現(xiàn)與同步序 列相同的數(shù)據(jù)，即使不存在干擾也會(huì)出現(xiàn)假同步。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明針對(duì)米勒編碼方案，提出一種新的基于米勒編碼的標(biāo) 簽到讀寫器的反向鏈路的數(shù)據(jù)通信方法。該方法包括如下步驟(1)標(biāo)簽當(dāng)進(jìn)入到讀寫器的識(shí)別范圍時(shí)接收到讀寫器發(fā)送的射頻載波而被激活并 等待讀寫器的命令；(2)讀寫器向標(biāo)簽發(fā)送查詢指令以開始一輪識(shí)別，該查詢指令包含反向鏈路的編 碼方式、數(shù)據(jù)率、防碰撞參數(shù)信息；(3)標(biāo)簽的計(jì)數(shù)器根據(jù)接收的查詢指令中的防碰撞參數(shù)信息產(chǎn)生一個(gè)0-15位的 二進(jìn)制隨機(jī)數(shù)，如果該隨機(jī)數(shù)不為0，則等待讀寫器的下一個(gè)指令；如果該隨機(jī)數(shù)為0，則標(biāo) 簽將自己的身份識(shí)別碼進(jìn)行編碼、組幀、調(diào)制并以反射散射的形式向讀寫器發(fā)射，其幀格式 包括以下三部分a)由多個(gè)周期性的方波組成的導(dǎo)頻序列，該方波的個(gè)數(shù)由查詢指令中的參數(shù)給 出；b)由8個(gè)數(shù)據(jù)“0101VV11”組成的幀同步序列，其中數(shù)據(jù)0、1經(jīng)米勒編碼后產(chǎn)生， “V”代表違例數(shù)據(jù)，由碼元“01”表示；c)對(duì)標(biāo)簽的身份識(shí)別碼進(jìn)行米勒編碼產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息序列，數(shù)據(jù)0由碼元“11”或 者“00”表示，數(shù)據(jù)1由碼元“10”或者“01”表示，如果數(shù)據(jù)0前面的一個(gè)數(shù)據(jù)也是0，則兩 個(gè)數(shù)據(jù)之間要反相，除此之外，相鄰的后一個(gè)數(shù)據(jù)的起始電平與前一個(gè)數(shù)據(jù)的結(jié)束電平相 同；(4)讀寫器接收到標(biāo)簽的數(shù)據(jù)信號(hào)，對(duì)該數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)后執(zhí)行以下步驟e)通過導(dǎo)頻序列提取時(shí)鐘同步信息，對(duì)內(nèi)部的時(shí)鐘頻率進(jìn)行自校準(zhǔn)；f)利用預(yù)先保存的幀同步序列對(duì)接收到的所有序列作移位相關(guān)運(yùn)算，其中該預(yù)先 保存的幀同步序列也是由8個(gè)數(shù)據(jù)“0101VV11”組成，其中數(shù)據(jù)0、1經(jīng)米勒編碼后產(chǎn)生，“V” 代表違例數(shù)據(jù)，由碼元“01”表示，將運(yùn)算得到的相關(guān)值與預(yù)設(shè)閾值比較，如果超過該閾值， 則代表同步成功；g)對(duì)數(shù)據(jù)信息序列進(jìn)行米勒解碼，提取數(shù)據(jù)信息；(5)讀寫器對(duì)提取到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行校驗(yàn)，如果校驗(yàn)結(jié)果無誤，讀寫器根據(jù)后臺(tái)計(jì) 算機(jī)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的指令，發(fā)送數(shù)據(jù)訪問指令，標(biāo)簽接收該數(shù)據(jù)訪問指令后將內(nèi)部存儲(chǔ)器 中保存的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給讀寫器；如果校驗(yàn)結(jié)果表明發(fā)生碰撞，則發(fā)送沖突分解指令，計(jì)數(shù) 器為0的標(biāo)簽接收到該沖突分解指令后，將計(jì)數(shù)器設(shè)置為最大OxFFFF，等待下一輪的查詢 指令；計(jì)數(shù)器不為0的標(biāo)簽將計(jì)數(shù)器值減1，重復(fù)步驟C3)、(4)的過程，直到本輪結(jié)束；(6)讀寫器發(fā)送新的查詢指令，開始新的一輪識(shí)別過程，直至成功識(shí)別所有標(biāo)簽。進(jìn)一步，所述方波的個(gè)數(shù)為4或16。進(jìn)一步，碼元“1”為一個(gè)單位時(shí)間長(zhǎng)度的高電平，和碼元“0”為一個(gè)單位時(shí)間長(zhǎng)度 的低電平。進(jìn)一步，所述閾值在最大相關(guān)值和次大相關(guān)值之間。進(jìn)一步，所述閾值為13。
使用本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽到讀寫器的數(shù)據(jù)通信，其幀同步序列由二進(jìn)制數(shù)據(jù)0、二進(jìn) 制數(shù)據(jù)1和二進(jìn)制違例數(shù)據(jù)組成，該結(jié)構(gòu)包含了違例的情況，自相關(guān)函數(shù)具有尖銳的單峰 特性，可以達(dá)到7. 27dB，有效地降低了同步通信時(shí)的假同步概率。


圖1是使用本發(fā)明的通信方法的標(biāo)簽到讀寫器的通信系統(tǒng)示意圖，圖2是使用本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信方法的讀寫器和標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)框圖，圖3a是示意性示出米勒編碼原理的脈沖波形圖，圖北是米勒編碼的狀態(tài)圖，圖4是示出本發(fā)明的幀同步序列的示意圖，圖5是示意性示出本發(fā)明的幀同步序列的自相關(guān)性能的曲線圖，圖6是示出使用本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信方法的正確同步概率的曲線圖，圖7是示出使用本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信方法的假同步概率的曲線圖，圖8是本發(fā)明的標(biāo)簽到讀寫器的通信流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1是使用本發(fā)明的通信方法的標(biāo)簽到讀寫器的通信系統(tǒng)示意圖，讀寫器向外發(fā) 射ACK調(diào)制信號(hào)，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)標(biāo)簽進(jìn)入到讀寫器的工作范圍內(nèi)時(shí)可以接收到讀寫器發(fā)射 的信號(hào)，根據(jù)接收的命令可以返回需要的數(shù)據(jù)信息；讀寫器接收到該數(shù)據(jù)信息后將其傳輸 給計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。圖2是使用本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信方法的讀寫器和標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)框圖，如圖所示，讀寫 器包括具有接收和發(fā)射功能的射頻前端，用于調(diào)制和解調(diào)的調(diào)制解調(diào)電路，用于編碼和解 碼的編解碼器，用于產(chǎn)生幀同步序列和進(jìn)行同步檢測(cè)的同步模塊，以及用于對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn) 行處理、產(chǎn)生基帶命令和其它命令或指令的基帶控制電路；同樣，標(biāo)簽也具有執(zhí)行相同功能 的射頻前端、調(diào)制解調(diào)器、編解碼器、同步模塊，另外該標(biāo)簽還包括用于將射頻載波轉(zhuǎn)化成 標(biāo)簽工作所需要的電壓的倍壓整流電路，用于保存各種數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)器，和用于執(zhí)行數(shù) 據(jù)讀寫操作和產(chǎn)生各種響應(yīng)命令的微處理器。下面結(jié)合硬件來詳細(xì)說明本發(fā)明提供的標(biāo)簽到讀寫器的數(shù)據(jù)通信方法，該方法如 下(1)標(biāo)簽進(jìn)入到讀寫器的識(shí)別范圍時(shí)接收到讀寫器發(fā)送的高電平射頻載波，其內(nèi)部的 倍壓整流電路將該載波轉(zhuǎn)化成標(biāo)簽工作所需要的電壓，此時(shí)標(biāo)簽被激活并等待讀寫器的命 令；( 讀寫器向標(biāo)簽發(fā)送一個(gè)查詢指令，開始一輪識(shí)別，該指令由基帶控制電路產(chǎn)生，其 包含了反向鏈路的編碼方式、數(shù)據(jù)率、防碰撞參數(shù)信息；C3)標(biāo)簽接收到該查詢指令，根據(jù) 查詢指令的防碰撞參數(shù)信息，標(biāo)簽的微處理器利用其內(nèi)部的一個(gè)計(jì)數(shù)器產(chǎn)生一個(gè)0-15位 的二進(jìn)制隨機(jī)數(shù)，如果該隨機(jī)數(shù)不為0，則等待讀寫器的下一個(gè)指令；如果該隨機(jī)數(shù)為0，則 標(biāo)簽讀取保存在存儲(chǔ)器中的身份識(shí)別碼并對(duì)其進(jìn)行編碼、組幀、調(diào)制并以反射散射的形式 向讀寫器發(fā)射，其幀格式包括以下三部分由多個(gè)周期性的方波組成的導(dǎo)頻序列，該方波的 個(gè)數(shù)由查詢指令中的參數(shù)給出，該方波個(gè)數(shù)可以為4或16個(gè)；b)由8個(gè)數(shù)據(jù)“0101VV11”組 成的幀同步序列，其中數(shù)據(jù)0、1經(jīng)米勒編碼后產(chǎn)生，“V”代表違例數(shù)據(jù)，由碼元“01”表示；c)對(duì)標(biāo)簽的身份識(shí)別碼進(jìn)行米勒編碼產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息序列，數(shù)據(jù)0由碼元“11”或者“00” 表示，數(shù)據(jù)1由碼元“10”或者“01”表示，如果數(shù)據(jù)0前面的一個(gè)數(shù)據(jù)也是0，則兩個(gè)數(shù)據(jù)之 間要反相，除此之外，相鄰的后一個(gè)數(shù)據(jù)的起始電平與前一個(gè)數(shù)據(jù)的結(jié)束電平相同；(4)讀 寫器接收到標(biāo)簽的數(shù)據(jù)信號(hào)，調(diào)制解調(diào)器對(duì)該數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，之后同步模塊執(zhí)行以下 步驟e)通過導(dǎo)頻序列提取時(shí)鐘同步信息，對(duì)內(nèi)部的時(shí)鐘頻率進(jìn)行自校準(zhǔn)；f)利用在同步 模塊中預(yù)先保存的幀同步序列對(duì)接收到的所有序列作移位相關(guān)運(yùn)算，其中該預(yù)先保存的幀 同步序列也是由8個(gè)數(shù)據(jù)“0101VV11”組成，其中數(shù)據(jù)0、1經(jīng)米勒編碼后產(chǎn)生，“V”代表違 例數(shù)據(jù)，由碼元“01”表示，將運(yùn)算得到的相關(guān)值與閾值比較，如果超過該閾值，則代表同步 成功，否則等待下一輪的查詢指令；在同步成功之后，編解碼器對(duì)數(shù)據(jù)信息序列進(jìn)行米勒解 碼，提取數(shù)據(jù)信息并傳送給基帶控制電路；( 讀寫器的基帶控制電路對(duì)接收到的數(shù)據(jù)信 息進(jìn)行校驗(yàn)，如果校驗(yàn)結(jié)果無誤，讀寫器根據(jù)后臺(tái)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的指令，發(fā)送數(shù)據(jù)訪 問指令，標(biāo)簽接收該數(shù)據(jù)訪問指令后將內(nèi)部存儲(chǔ)器中保存的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給讀寫器；如果 校驗(yàn)結(jié)果表明發(fā)生碰撞，則發(fā)送沖突分解指令，計(jì)數(shù)器為0的標(biāo)簽接收到該沖突分解指令 后，將計(jì)數(shù)器設(shè)置為最大OxFFFF，等待下一輪的查詢指令；計(jì)數(shù)器不為0的標(biāo)簽收到該沖突 分解指令后將計(jì)數(shù)器值減1，重復(fù)步驟(3)、(4)的過程，直到本輪結(jié)束；(6)讀寫器發(fā)送新的 查詢指令，開始新的一輪識(shí)別過程，直至成功識(shí)別所有標(biāo)簽。圖3a是示意性示出米勒編碼原理的脈沖波形圖。如圖所示，米勒編碼原則為(1)數(shù)據(jù)0用碼元“11”或者“00”表示；數(shù)據(jù)1用碼元“10”或者“01”表示，碼元 “1”為一個(gè)單位時(shí)間長(zhǎng)度的高電平，碼元“0”為一個(gè)單位時(shí)間長(zhǎng)度的低電平，碼元“10”即為 一個(gè)單位時(shí)間長(zhǎng)度的高電平接一個(gè)單位時(shí)間長(zhǎng)度的低電平，碼元“01”即為一個(gè)單位時(shí)間長(zhǎng) 度的低電平接一個(gè)單位時(shí)間長(zhǎng)度的高電平，同理，碼元“00”為兩個(gè)連續(xù)的單位時(shí)間長(zhǎng)度的 低電平，碼元“11”為兩個(gè)連續(xù)的單位時(shí)間長(zhǎng)度的高電平；(2)對(duì)于第一位被編碼的數(shù)據(jù)無論為二進(jìn)制數(shù)據(jù)1還是0，起始電平都為高電平；(3)如果數(shù)據(jù)0前面的一個(gè)數(shù)據(jù)也是0，則兩個(gè)數(shù)據(jù)之間要反相，即前一個(gè)數(shù)據(jù)0 如果用碼元“11”表示，則后一個(gè)數(shù)據(jù)0用碼元“00”表示，反之亦然；除此之外，相鄰的后一 個(gè)數(shù)據(jù)的起始電平與前一個(gè)數(shù)據(jù)的結(jié)束電平相同。圖北是米勒編碼的狀態(tài)圖，結(jié)合圖3a，si表示碼元“ 11 ”，s2表示碼元“ 10”，s3表 示碼元“01”，Sl表示碼元“00”。如圖所示，當(dāng)數(shù)據(jù)0處在Sl狀態(tài)時(shí)，如果下一個(gè)數(shù)據(jù)還為 0，則該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為s4狀態(tài)，即由碼元“00”表示；如果下一個(gè)數(shù)據(jù)為1，則該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為s2狀態(tài)， 即由碼元“ 10”表示。同理，當(dāng)數(shù)據(jù)1處在s2狀態(tài)，如果下一個(gè)數(shù)據(jù)還為1，則該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為 s3狀態(tài)，即由碼元“01”表示；如果下一個(gè)數(shù)據(jù)為0，則該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為s4狀態(tài)，即由碼元“00” 表示。由此，從圖中可以清楚地看出米勒編碼的規(guī)則。圖4是本發(fā)明的幀同步序列的示意圖，本發(fā)明提供的幀同步序列由數(shù)據(jù)0、數(shù)據(jù)1 和違例數(shù)據(jù)組成，其結(jié)構(gòu)為“0101VV11”，共8位，其中數(shù)據(jù)0和數(shù)據(jù)1根據(jù)米勒編碼規(guī)則產(chǎn) 生，“V”表示違例數(shù)據(jù)，由碼元“01”表示。根據(jù)米勒編碼原理，無論基帶命令中的數(shù)據(jù)0和 1如何排列，編碼后的序列中的高和低電平都將以連續(xù)兩個(gè)到四個(gè)的單位時(shí)間長(zhǎng)度的形式 出現(xiàn)，而本發(fā)明的幀同步序列中包含了兩個(gè)由碼元“01”表示的違例數(shù)據(jù)，這就使得幀同步 序列中存在了兩組單個(gè)單位時(shí)間長(zhǎng)度的高電平和低電平，從而在通信時(shí)，發(fā)生基帶命令與 幀同步序列完全相同的概率大大降低，即假同步概率大大降低。
圖5是示意性示出本發(fā)明的幀同步序列的自相關(guān)性能的曲線圖，本發(fā)明提供的幀 同步序列由Bn(n = 1,2,…，N，N為編碼后的幀同步序列長(zhǎng)度，在本發(fā)明中為16)表示，圖 中的橫軸為進(jìn)行自相關(guān)時(shí)的偏移量i (負(fù)數(shù)表示向左移，正數(shù)表示向右移)，縱軸為相關(guān)值， 可以通過下面的公式后的
'N-i
；？廣、hi i = 0,1,2,…,N-IR(I) = tt
R(-i) = -Ν + \,-Ν + 2,···,-\其中，N為編碼后的幀同步序列長(zhǎng)度，在本發(fā)明中為16。自相關(guān)性能定義為最大 相關(guān)值與次大相關(guān)值之比(用分貝表示)。本發(fā)明提供的幀同步序列的最大相關(guān)值為16， 次大相關(guān)值為3，其自相關(guān)性能為7. 27dB,明顯優(yōu)于IS0/IEC 18000-6C中的米勒同步碼的 4. 77dB。本發(fā)明提供的幀同步序列具有尖銳的單峰特性，在利用移位相關(guān)運(yùn)算進(jìn)行同步檢 測(cè)過程中，只要幀同步序列的位置沒有完全匹配，其相關(guān)值超過一個(gè)預(yù)先設(shè)定的閾值的概 率就很小，從而進(jìn)一步降低了系統(tǒng)的假同步概率。在理想狀態(tài)下，該閾值等于最大相關(guān)值。 但在實(shí)際應(yīng)用中，考慮到干擾的影響，若將閾值設(shè)定為最大相關(guān)值，則會(huì)造成正確同步概率 偏低，因此根據(jù)用戶需求在通信系統(tǒng)的正確同步概率和假同步概率之間進(jìn)行折衷選擇，選 擇一個(gè)在次大相關(guān)值和最大相關(guān)值之間的數(shù)作為判決閾值，比如該閾值為13，由此實(shí)現(xiàn)通 信性能的最優(yōu)化。圖6是示出使用本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信方法的正確同步概率的曲線圖，圖7是示出使 用本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信方法的假同步概率的曲線圖。這兩個(gè)曲線圖是在高斯白噪聲信道模型 條件下的仿真結(jié)果。在仿真過程中，每個(gè)數(shù)據(jù)幀由相應(yīng)定義的幀同步序列和信息位組成，其 中信息位由64位隨機(jī)產(chǎn)生的0、1序列經(jīng)相應(yīng)編碼后組成，重復(fù)分析1000000后取平均值。 同步檢測(cè)時(shí)，對(duì)幀同步序列作相關(guān)運(yùn)算，大于預(yù)設(shè)閾值則為同步成功，否則發(fā)生漏同步。進(jìn) 一步，移動(dòng)同步序列，對(duì)其它位置上的序列進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，如果大于預(yù)設(shè)閾值，則發(fā)生假同 步。判決閾值與編碼方式和幀同步序列長(zhǎng)度相關(guān)。針對(duì)米勒編碼，主要是仿真分析比較ISO/ IEC 18000-6C和本發(fā)明提供的幀同步序列。從圖6中可以看出，本發(fā)明提供的幀同步序列 具有與IS0/IEC 18000-6C幾乎相同的正確同步概率。而從圖7可以看出，使用本發(fā)明提供 的幀同步序列的假同步概率要明顯低于IS0/IEC 18000-6C采用的幀同步序列。圖8是本發(fā)明的標(biāo)簽到讀寫器的通信流程圖，如圖所示標(biāo)簽進(jìn)入讀寫器的識(shí)別 范圍內(nèi)被激活并等待讀寫器的命令，讀寫器向標(biāo)簽發(fā)送查詢指令，該標(biāo)簽接收到該指令后 產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，判斷該隨機(jī)數(shù)是否為0，如果為0，標(biāo)簽向讀寫器發(fā)送幀同步序列和身份識(shí)別 碼(該幀同步序列的結(jié)構(gòu)在上面已經(jīng)詳細(xì)說明了，這里不再贅述)；否則標(biāo)簽等待讀寫器發(fā) 出的下一輪查詢指令；讀寫器接收到標(biāo)簽發(fā)送的包含幀同步序列和身份識(shí)別碼的數(shù)據(jù)信號(hào) 并判斷是否同步，如果是則向標(biāo)簽發(fā)送基帶命令，否則發(fā)出下一輪查詢指令。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)通信方法，具有良好的自相關(guān)性能，大大降 低了假同步概率，無直流失衡問題，可保證接收的靈敏度，連續(xù)高電平較少，保證標(biāo)簽的長(zhǎng) 工作時(shí)間等。
權(quán)利要求
1.一種基于米勒編碼的標(biāo)簽到讀寫器的反向鏈路的數(shù)據(jù)通信方法，其包括(1)標(biāo)簽當(dāng)進(jìn)入到讀寫器的識(shí)別范圍時(shí)接收到讀寫器發(fā)送的射頻載波而被激活并等待 讀寫器的命令；(2)讀寫器向標(biāo)簽發(fā)送查詢指令以開始一輪識(shí)別，該查詢指令包含反向鏈路的編碼方 式、數(shù)據(jù)率、防碰撞參數(shù)信息；(3)標(biāo)簽的計(jì)數(shù)器根據(jù)接收的查詢指令中的防碰撞參數(shù)信息產(chǎn)生一個(gè)0-15位的二進(jìn) 制隨機(jī)數(shù)，如果該隨機(jī)數(shù)不為0，則等待讀寫器的下一個(gè)指令；如果該隨機(jī)數(shù)為0，則標(biāo)簽將 自己的身份識(shí)別碼進(jìn)行編碼、組幀、調(diào)制并以反射散射的形式向讀寫器發(fā)射，其幀格式包括 以下三部分a)由多個(gè)周期性的方波組成的導(dǎo)頻序列，該方波的個(gè)數(shù)由查詢指令中的參數(shù)給出；b)由8個(gè)數(shù)據(jù)“0101VV11”組成的幀同步序列，其中數(shù)據(jù)0、1經(jīng)米勒編碼后產(chǎn)生，“V” 代表違例數(shù)據(jù)，由碼元“01”表示；c)對(duì)標(biāo)簽的身份識(shí)別碼進(jìn)行米勒編碼產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息序列，數(shù)據(jù)0由碼元“11”或者 “00”表示，數(shù)據(jù)1由碼元“10”或者“01”表示，如果數(shù)據(jù)0前面的一個(gè)數(shù)據(jù)也是0，則兩個(gè)數(shù) 據(jù)之間要反相，除此之外，相鄰的后一個(gè)數(shù)據(jù)的起始電平與前一個(gè)數(shù)據(jù)的結(jié)束電平相同；(4)讀寫器接收到標(biāo)簽的數(shù)據(jù)信號(hào)，對(duì)該數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)后執(zhí)行以下步驟e)通過導(dǎo)頻序列提取時(shí)鐘同步信息，對(duì)內(nèi)部的時(shí)鐘頻率進(jìn)行自校準(zhǔn)；f)利用預(yù)先保存的幀同步序列對(duì)接收到的所有序列作移位相關(guān)運(yùn)算，其中該預(yù)先保存 的幀同步序列也是由8個(gè)數(shù)據(jù)“0101VV11”組成，其中數(shù)據(jù)0、1經(jīng)米勒編碼后產(chǎn)生，“V”代 表違例數(shù)據(jù)，由碼元“01”表示，將運(yùn)算得到的相關(guān)值與預(yù)設(shè)閾值比較，如果超過該閾值，則 代表同步成功；g)對(duì)數(shù)據(jù)信息序列進(jìn)行米勒解碼，提取數(shù)據(jù)信息；(5)讀寫器對(duì)提取到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行校驗(yàn)，如果校驗(yàn)結(jié)果無誤，讀寫器根據(jù)后臺(tái)計(jì)算機(jī) 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的指令，發(fā)送數(shù)據(jù)訪問指令，標(biāo)簽接收該數(shù)據(jù)訪問指令后將內(nèi)部存儲(chǔ)器中保 存的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給讀寫器；如果校驗(yàn)結(jié)果表明發(fā)生碰撞，則發(fā)送沖突分解指令，計(jì)數(shù)器為 0的標(biāo)簽接收到該沖突分解指令后，將計(jì)數(shù)器設(shè)置為最大OxFFFF，等待下一輪的查詢指令； 計(jì)數(shù)器不為O的標(biāo)簽將計(jì)數(shù)器值減1，重復(fù)步驟C3)、(4)的過程，直到本輪結(jié)束；(6)讀寫器發(fā)送新的查詢指令，開始新的一輪識(shí)別過程，直至成功識(shí)別所有標(biāo)簽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述方波的個(gè)數(shù)為4或16。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中碼元“1”為一個(gè)單位時(shí)間長(zhǎng)度的高電平，和碼元“0”為 一個(gè)單位時(shí)間長(zhǎng)度的低電平。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述閾值在最大相關(guān)值和次大相關(guān)值之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述閾值為13。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于米勒編碼的標(biāo)簽到讀寫器的反向鏈路的數(shù)據(jù)通信方法，其包括標(biāo)簽進(jìn)入讀寫器的識(shí)別范圍內(nèi)被激活并等待讀寫器的命令，讀寫器向標(biāo)簽發(fā)送查詢指令，該標(biāo)簽接收到該指令后產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，判斷該隨機(jī)數(shù)是否為0，如果為0，標(biāo)簽向讀寫器發(fā)送幀同步序列和身份識(shí)別碼；否則標(biāo)簽等待讀寫器發(fā)出的下一輪查詢指令；讀寫器接收到標(biāo)簽發(fā)送的包含幀同步序列和身份識(shí)別碼的數(shù)據(jù)信號(hào)并判斷是否同步，如果是則向標(biāo)簽發(fā)送基帶命令，否則發(fā)出下一輪查詢指令。
文檔編號(hào)G06K17/00GK102129580SQ20111002020
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2011年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月18日
發(fā)明者宋繼偉, 張光山, 張有光, 沈一瀾, 沈紅偉, 王立, 耿力 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司, 中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究所, 北京中電華大電子設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司, 北京航空航天大學(xué)