本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種抗盲點的移相傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

目前的無線射頻識別(RFID)行業(yè)發(fā)展非?？?，在交通、物流、監(jiān)控等多個領(lǐng)域都開始有廣泛的應(yīng)用。RFID系統(tǒng)由讀寫器、讀寫器天線和標(biāo)簽組成。讀寫器發(fā)射信號給標(biāo)簽，標(biāo)簽再反射信號給讀寫器天線，形成一個完整的通信鏈路。讀寫器依據(jù)使用場景不同，大致分為室外型讀寫器、桌面型讀寫器和手持式讀寫器。室外型讀寫器主要定位于遠(yuǎn)距離清點、讀、寫，故對讀寫器的性能要求較高；桌面型讀寫器主要負(fù)責(zé)標(biāo)簽的發(fā)行及初始化等工作，因主要應(yīng)用場景限定于桌面近距離發(fā)卡，故對性能的要求不高，但應(yīng)具有小型化、低成本的優(yōu)勢。手持式讀寫器主要定位于交警手持使用，該場景下要求讀寫器應(yīng)具有低功耗、小型化的特點。讀寫器將標(biāo)簽返回的信號進行解調(diào)，但因標(biāo)簽與讀寫器天線之間的位置關(guān)系，一般來說都會出現(xiàn)盲點。

由于讀寫器采用無源標(biāo)簽，故標(biāo)簽靠讀寫器提供能量。讀寫器發(fā)送清點標(biāo)簽的命令后，繼續(xù)為標(biāo)簽提供能量，并等待標(biāo)簽反向散射信號。此時標(biāo)簽使用讀寫器提供的能量進行供電并采用反向散射讀寫器信號的方式與讀寫器通信。由于標(biāo)簽采用散射的方式進行調(diào)制，則讀寫器應(yīng)采用同步檢波的進行解調(diào)。因標(biāo)簽與讀寫器天線的位置不同及環(huán)境復(fù)雜等等諸多因素，標(biāo)簽的反向散射信號與讀寫器自身的本振信號存在一定的相位差。一般情況下可采用I/Q解調(diào)的方式克服盲點。但I(xiàn)/Q解調(diào)芯片往往功耗較大(往往需要200-300mA)，價格較高。自己搭建的話將會占用很大空間，不適合桌面型及手持式讀寫器小巧及低功耗的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種抗盲點的移相傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以減少讀寫器的盲點，提高覆蓋。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種抗盲點的移相傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括依次連接的前向發(fā)射單元、定向耦合器、移相單元、反向解調(diào)單元；

所述前向發(fā)射單元用于提供向標(biāo)簽發(fā)射的前向信號；

所述定向耦合器用于將前反向信號取出，耦合到的前向信號通過移相單元后為混頻器提供本振信號，耦合到的反向信號送入混頻器進行解調(diào)；

所述移相單元用于切換兩個相差90°的相位；

所述反向解調(diào)單元用于對混頻輸出的反向基帶信號進行處理。

進一步的，所述前向發(fā)射單元包括依次連接的PLL、低噪聲放大器、調(diào)制器、功率放大器。

進一步的，所述移相單元包括兩路線長相差λ/4的微帶線及兩個射頻開關(guān)。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的一種抗盲點的移相傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢：

(1)本發(fā)明所述的一種抗盲點的移相傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有小型化、低功耗、低成本，電路簡單、調(diào)試容易等優(yōu)勢，從而減少了讀寫器的盲點，提高了覆蓋；

(2)本發(fā)明所述的移相單元搭配單混頻器解調(diào)，可大大縮小PCB面積，降低成本，縮小體積；

(3)本發(fā)明所述的移相單元采用扇形的電阻擺放形式，通過選焊不同位置的電阻，實現(xiàn)輕松調(diào)試線長的目的。

本發(fā)明的另一目的在于提出一種抗盲點的移相傳輸方法，以減少讀寫器的盲點，提高覆蓋。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種抗盲點的移相傳輸方法，包括如下步驟：

(1)讀寫器接受到用戶發(fā)出的清點指令后，由前向發(fā)射單元提供穩(wěn)定的載波，通過調(diào)制器對基帶指令信號進行調(diào)制，上變頻至920-925MHz；

(2)發(fā)送完相關(guān)指令后，繼續(xù)提供單音信號，為標(biāo)簽提供功率，標(biāo)簽接收到讀寫器發(fā)來的前向信號后，按照約定的編碼方式及速率進行響應(yīng)，通過散射讀寫器前向信號的方式對信號進行調(diào)制；

(3)讀寫器一邊提供單音一邊等待解調(diào)標(biāo)簽返回的數(shù)據(jù)，按照協(xié)議規(guī)定對前導(dǎo)碼進行匹配，如果解碼成功，則上報客戶端，完成一次交互；

(4)若讀寫器解碼失敗，將控制移相單元中兩個單刀雙擲的開關(guān)，切換另一種相位，從而對本振移相90°再重新進行清點嘗試，解決盲點。

本發(fā)明所述的一種抗盲點的移相傳輸方法與上述一種抗盲點的移相傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有相同的有益效果，在此不再贅述。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實施例所述的相位差的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例所述的一種抗盲點的移相傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例所述的移相單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例所述的電阻擺放示意圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

本發(fā)明為克服盲點，采用以下技術(shù)方案：

此處采用AM來近似分析標(biāo)簽的散射。假設(shè)標(biāo)簽調(diào)制后返回讀寫器的信號經(jīng)過定向耦合器與前向的泄漏信號相疊加得到：

Vrev＝V_m*(m_a*cosΩt)*cos ω_ct+V_m*cos(ω_ct+θ)

其中θ為標(biāo)簽返回的載波與定向耦合器泄漏信號的相位差

本振信號為：

V_lo＝cos(ω_ct+φ)

其中φ為標(biāo)簽返回的載波與混頻器的本振信號的相位差

進入混頻器解調(diào)后并濾除高頻及直流，得到:

其中cosΩ_t為標(biāo)簽返回給讀寫器的數(shù)據(jù)

由此可見，解調(diào)后的信號的幅值與標(biāo)簽返回的載波和混頻器的本振信號的相位差φ成正比。

如果二者相位差為0°，則cos0°＝1，讀寫器解調(diào)得到最大幅值，隨著相位差增大至90°(cos90°＝0)，解調(diào)得到的反向信號越來越小，直至出現(xiàn)變?yōu)榱?，出現(xiàn)盲點。如果此時使用λ/4(四分之一波長)傳輸線，對本振進行移相，即可使得原本相位差為90°變成180°，形成最大值。

綜上，如圖1，如果相位差落入到陰影區(qū)域，即可將移相單元選擇四分之一波長的傳輸線，使得相位差離開陰影區(qū)域。兩個相位相互切換即可實現(xiàn)解調(diào)得到的基帶信號始終大于(約等于0.707)倍的解調(diào)信號。

整個系統(tǒng)分為前向發(fā)射單元，定向耦合器，移相單元，反向解調(diào)單元?？驁D如圖2：

前向發(fā)射單元：由PLL,低噪聲放大器，調(diào)制器，功率放大器等組成。主要負(fù)責(zé)提供向標(biāo)簽發(fā)射的前向信號(發(fā)送清點命令或發(fā)送單音為標(biāo)簽提供能量)。

定向耦合器：使用定向耦合器將前反向信號取出，耦合到的前向信號(讀寫器發(fā)送的信號)通過移相單元后為混頻器提供本振信號，耦合到的反向信號(標(biāo)簽返回的信號)送入混頻器進行解調(diào)。

移相單元：移相單元由兩路線長相差λ/4的微帶線及兩個射頻開關(guān)組成，如圖3。根據(jù)使用PCB板材的介電常數(shù)計算得出對應(yīng)頻率的四分之一波長的微帶線的線長，但實際使用中由于介電常數(shù)的變化或頻段的兼容，可能需要微調(diào)微帶線的長度，本發(fā)明中采用扇形的電阻擺放形式，通過選焊不同位置的電阻，實現(xiàn)輕松調(diào)試線長的目的，如圖4。最終可切換兩個相差90°的相位達(dá)到減少盲點的目的。

反向解調(diào)單元：對混頻輸出的反向基帶信號進行放大濾波等，最后采集分析。

接受到用戶發(fā)出的清點(讀、寫)指令后，首先由前向發(fā)射單元提供穩(wěn)定的載波，通過調(diào)制器對基帶指令信號進行調(diào)制，上變頻至920-925MHz。

發(fā)送完相關(guān)指令后，繼續(xù)提供單音信號，為標(biāo)簽提供功率。此時標(biāo)簽接收到讀寫器發(fā)來的前向信號后，按照約定的編碼方式及速率進行響應(yīng)，通過散射讀寫器前向信號的方式對信號進行調(diào)制。

讀寫器一邊提供單音一邊等待解調(diào)標(biāo)簽返回的數(shù)據(jù)。按照協(xié)議規(guī)定對前導(dǎo)碼進行匹配。如果解碼成功，則上報客戶端，完成一次交互。

若讀寫器解碼失敗，將控制移相單元中兩個單刀雙擲的開關(guān)，切換另一種相位，從而對本振移相90°再重新進行清點(讀、寫)嘗試(即再重復(fù)進行上述步驟)，解決盲點問題。

本發(fā)明主要應(yīng)用在手持式讀寫器及桌面型讀寫器中，在實際使用中標(biāo)簽位置與天線位置在移相前后(幾毫秒)不會發(fā)生變化，兩次移相中必定有一次大于(約等于0.707)倍的最大值。從而克服盲點問題。

本發(fā)明可實現(xiàn)：

低功耗：I/Q調(diào)制器可供選擇的器件有限，且為保證內(nèi)部混頻對本振的功率的要求，普遍都集成內(nèi)部射頻放大器對本振進行放大，功耗普遍在200mA左右，不適合采用電池的手持式讀寫器。而讀寫器本身射頻功率較高，本振功率無需單獨放大，可直接采用無源混頻器。本發(fā)明中采用的混頻器屬于無源混頻器，不會消耗直流功率。

低成本，易調(diào)試：混頻器的物料成本比I/Q解調(diào)器要小很多，且無需供電，大大降低了BOM成本。實際應(yīng)用中，如圖4，采用扇形的電阻擺放形式，通過選焊不同位置的電阻，實現(xiàn)輕松調(diào)試線長的目的。

小型化：采用單路混頻器解調(diào)，將會導(dǎo)致盲點問題無法解決。而采用自己搭建的I/Q解調(diào)器又會占用很大面積。采用本發(fā)明的移相器單元搭配單混頻器解調(diào)，可大大縮小PCB面積，降低成本，縮小體積。

P1dB壓縮點高：混頻器應(yīng)用廣泛，可供選擇的物料非常多，P1dB壓縮點高。由于讀寫器相對功率較大，天線及內(nèi)部鏈路的回波將會反射到解調(diào)器上，采用普通的I/Q解調(diào)器承受大功率輸入將導(dǎo)致I/Q解調(diào)器壓縮，非線性產(chǎn)物增多，從而影響讀寫器的解調(diào)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。