專利名稱：一種射頻識別中的信息傳輸方法、系統(tǒng)和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線通信中的射頻識別技術，尤其涉及一種射頻識別中的信息 傳輸方法、系統(tǒng)和裝置。
背景技術：
射頻識別(RFID, Radio Frequency Identify)是一種非*接觸式的自動識別才支 術，其通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)，且識別操作無需人工 干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID系統(tǒng)包括讀寫器和標簽(或應答器)，讀 寫器可識別高速運動的標簽，并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。
射頻識別分為無源射頻識別和有源射頻識別，兩者的本質區(qū)別在于標簽端。 無源射頻識別的標簽是從閱讀器發(fā)射的波形中獲取能量，而有源射頻識別的標 簽自身有能源供應。
RFID系統(tǒng)的工作原理如圖1所示，閱讀器通過調制射頻載波信號發(fā)送信息 到一個或多個標簽；閱讀器將數(shù)據(jù)信息經編碼、幅移鍵控(ASK， Amplitude Shift Keying)調制后形成射頻載波信號，經過無線信道傳給標簽。閱讀器不停的向 標簽發(fā)送連續(xù)載波(CW， Continuous Wave ),以背向散射標簽返回的信息；如 果是無源射頻識別，則發(fā)送連續(xù)載波還用于向標簽提供能量。閱讀器和標簽之 間的通信是半雙工的。
標簽主要由天線、射頻單元、邏輯單元和存儲器構成，標簽從閱讀器獲得 的能量一部分被內部電路消耗， 一部分通過天線發(fā)射出去。為了增大閱讀器和 標簽之間的通信距離，在閱讀器靈敏度一定的條件下，要求標簽的天線盡可能 發(fā)射更多的能量。因此，在閱讀器發(fā)射功率、標簽發(fā)射系數(shù)一定的情況下，要 求閱讀器發(fā)送信息的高電平分量盡量多，而標簽編碼信息中的低電平分量盡量多。標簽接收到閱讀器的命令后，將要發(fā)送的數(shù)據(jù)信息經編碼、調制后形成調 制信號發(fā)送給閱讀器。
在射頻識別通信中，通信是以幀的形式傳輸?shù)?，幀包括幀頭、分隔符(幀 同步碼)、命令、參數(shù)、數(shù)據(jù)和才交驗等，幀頭提供位同步時刻，幀同步碼提供數(shù) 據(jù)的開始時刻。評價幀同步碼性能好壞的一個主要準則是幀同步碼的自相關性 能，自相關性能越好，越易實現(xiàn)幀同步。
一個幀同步碼的自相關性能越好，選
取合理的判決門限，則其漏同步的概率也就越低；當幀同步碼中不滿足編碼規(guī) 則的碼字越多，其假同步的概率就越低。
圖2給出了現(xiàn)有18000-6B協(xié)議中閱讀器到標簽方向幀結構的分隔符1，該 分隔符長度為10比特，含有3個不滿足曼徹斯特編碼規(guī)則的碼字，即C1、 C2 為兩個連續(xù)的高電平，不滿足曼徹斯特編碼規(guī)貝'J; C3、C4為兩個連續(xù)的低電平， 不滿足曼徹斯特編碼規(guī)則；C5、 C6為兩個連續(xù)的高電平，也不滿足曼徹斯特編 碼規(guī)則；C7、 C8為一高一低電平，滿足曼徹斯特編碼》見則；C9、 C10為一高 一低電平，也滿足曼徹斯特編碼規(guī)則。該分隔符1的優(yōu)點在于能夠降低假同步 的概率。
通常采用局部自相關函數(shù)計算幀同步碼的自相關性，對于幀同步碼組 (A,a，…，;cJ，其局部自相關函數(shù)可以表示為
(1)
從上式可以看出，對應不同的y值，就會有不同的自相關函數(shù)值。其中，
計算方式是碼組成員《(/=1，2，...，")高電平對應"r，低電平對應"-r，。這樣，當
/=0時，i C/)的取值最大。自相關函數(shù)圖就是以/為橫軸，以i (力為縱軸所4尋 到的圖形。
圖3所示的幀同步碼識別器，可以看成一個滑動相關器。以18000-6Bf辦i義 中閱讀器到標簽方向的分隔符1為例介紹其工作原理。識別器由IO級移位寄存 器、相加器和判決器構成。移位寄存器中已經存在IO位分隔符1,當10位分
5隔符1從右向左依次進入時，按照(1)式計算，就會得到自相關函數(shù)值，當
10位分隔符1完全進入移位寄存器時，自相關函凄t值最大，最大值為10。當判 決門限為8，且最后一位0進入時，判決器輸出一幀同步脈沖，表示一幀的開 頭。
參照圖4所示，是18000-6B協(xié)議中閱讀器到標簽方向幀結構的分隔符1 的自相關函數(shù)圖?？梢钥闯?，其最大峰值為P-IO，次峰值(又稱為主旁瓣)為 S=3。幀同步碼自相關性能的好壞通常用"峰值同主旁瓣的比值"表示，即 "P2SLR"，其單位為分貝(dB)。閱讀器到標簽方向分隔符l自相關性能的計 算式為P2SLR=101ogl0 (10/3 ) =5.23dB，因而，18000-6B協(xié)議分隔符1的自 相關性能為5.23dB。
綜上所述，在現(xiàn)有的射頻識別標準18000-6B中，閱讀器到標簽方向的編碼 方式為曼徹斯特編碼，其幀同步碼的自相關性能僅為5.23dB,自相關性能不佳， 不便于找到 一幀的開始時刻。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種射頻識別中的信息傳輸方法、 系統(tǒng)和裝置，以解決現(xiàn)有幀同步碼技術自相關性能不佳，不適宜判決數(shù)據(jù)起始 時刻的問題。
為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的 本發(fā)明所提供的一種射頻識別中的信息傳輸方法，該方法包括 閱讀器將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)信息經編碼、調制后形成調制信號，并將所述調
制信號發(fā)送給標簽；所述調制信號的幀格式中包含幀同步碼，所迷幀同步碼由 10位二進制代碼構成，代碼才及性的順序依次為VI VI V2 V2 V2 VI V2 V2 VI V2，所述V1表示低電平，V2表示高電平，所述幀同步碼的構成為低低高高 高低高高4氐高。
該方法進一步包^":所述標簽接收所述調制信號，并進^f于解調、解碼后， 得到所述數(shù)據(jù)信息。當所述凄丈據(jù)信息采用能量增強型編碼(EEC)時，幀同步碼所對應的EEC 解碼符號依次為V101V;其中，所述V表示違反EEC編碼規(guī)則。
所述調制信號的幀格式包括幀頭、幀同步碼、命令、參數(shù)、數(shù)據(jù)和校驗碼。
本發(fā)明所提供的一種射頻識別中的信息傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括閱讀器和 標簽，其中，
所述閱讀器，用于將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)信息經編碼、調制后形成調制信號， 并將所述調制信號發(fā)送給所述標簽；所述調制信號的幀格式中包含幀同步碼， 所述幀同步碼由10位二進制代碼構成，代碼極性的順序依次為VI VI V2 V2 V2 VI V2 V2 VI V2，所述V1表示低電平，V2表示高電平，所述幀同步碼的 構成為〗氐低高高高4氐高高J氐高；
所述標簽，用于對來自閱讀器的調制信號進行接收、解調、解碼后，得到 所述數(shù)據(jù)信息。
所述閱讀器對信息采用EEC編碼，相應的，幀同步碼所對應的EEC解碼 符號依次為V101V;其中，所述V表示違反EEC編碼規(guī)則。
所述調制信號的幀格式包括幀頭、幀同步碼、命令、參數(shù)、數(shù)據(jù)和校驗碼。
本發(fā)明所提供的一種閱讀器，包括
編碼模塊，用于對需要發(fā)送的數(shù)據(jù)信息進行編碼；
調制模塊，用于對編碼后的數(shù)據(jù)進行調制，形成調制信號；所述調制信號 的幀格式中包含幀同步碼，所述幀同步碼由IO位二進制代碼構成，代碼極性的 順序依次為VI VI V2 V2 V2 VI V2 V2 VI V2，所述VI表示低電平，V2表示 高電平，所述幀同步碼的構成為低低高高高低高高低高；
信號發(fā)送模塊，用于將所述調制信號發(fā)送給標簽。
所述編碼模塊采用EEC編碼，相應的，幀同步碼所對應的EEC解碼符號 符號依次為V101V;其中，所述V表示違反EEC編碼失見則。
所述調制信號的幀格式包括幀頭、幀同步碼、命令、參數(shù)、數(shù)據(jù)和校驗
7碼。
本發(fā)明所提供的一種射頻識別中的信息傳輸方法、系統(tǒng)和裝置，克服了現(xiàn) 有幀同步碼技術中自相關性能不佳，不適宜判決數(shù)據(jù)起始時刻的缺陷。通過在
閱讀器上采用能量增強型編碼(EEC)編碼，能夠為標簽提供較多的能量；通 過重新定義幀同步碼的格式，提高了幀同步碼的自相關性能，相比18000-B協(xié) 議曼徹斯特幀同步碼，自相關性能由5.23dB提高到6.99dB;此外，該幀同步碼 更適宜用作EEC碼的前向幀格式。


圖1為現(xiàn)有4支術中RFID系統(tǒng)的工作原理示意圖2為現(xiàn)有協(xié)-漢中閱讀器到標簽方向幀結構的分隔符1的波形圖3為現(xiàn)有技術中幀同步碼識別器的結構示意圖4為現(xiàn)有協(xié)"i義中閱讀器到標簽方向幀結構的分隔符1的自相關函數(shù)圖5為本發(fā)明一種射頻識別中的信息傳輸方法的流程圖6為本發(fā)明中EEC編碼的一種編碼序列的示意圖7為本發(fā)明中閱讀器到標簽方向的調制信號的幀結構示意圖8為本發(fā)明中的幀同步碼的波形圖9為本發(fā)明中的幀同步碼的自相關函數(shù)圖10為本發(fā)明一種射頻識別中的信息傳輸系統(tǒng)的組成結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明的技術方案進一步詳細闡述。 為解決現(xiàn)有幀同步碼技術自相關性能不佳，不適宜判決數(shù)據(jù)起始時刻的缺 陷，本發(fā)明所提供的一種射頻識別中的信息傳輸方法，其核心思想為閱讀器 將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)信息經編碼、調制后形成調制信號，并將該調制信號發(fā)送給 標簽；該編碼采用能量增強型編碼(EEC, Energy Enhanced Code )，該調制信 號的幀格式中包含幀同步碼，幀同步碼中高、低電平的數(shù)量不同，且?guī)酱a的碼字中包含三個連續(xù)的極性相同的高電平；標簽對來自閱讀器的調制信號進行接收、解調、解碼后，得到調制信號中的信息。
下面結合圖5對本發(fā)明的信息傳輸方法進行詳細闡述，如圖5所示，該方法主要包括以下步驟
步驟501，閱讀器對待發(fā)送的二進制數(shù)據(jù)進行編碼。
所述編碼為EEC編碼，其是一種能量增強型編碼，能為標簽提供較多的能量，是一種適宜于閱讀器到標簽方向的編碼。如圖6所示，圖6給出了EEC碼的一個編碼序列。EEC的編碼規(guī)則是數(shù)據(jù)0和數(shù)據(jù)1是等長編碼；數(shù)據(jù)0被編碼為IO兩個比特；數(shù)據(jù)l中間無相位跳變，一^:用高電平表示；當連續(xù)三個數(shù)據(jù)1時，第三個數(shù)據(jù)1用兩個低電平表示。
步驟502,閱讀器對編碼數(shù)據(jù)進行調制。
閱讀器首先將編碼數(shù)據(jù)組成幀，然后再進行幅度調制。所述幀格式如圖7所示，共有六部分組成幀頭、分隔符(幀同步碼)、命令、參數(shù)、數(shù)據(jù)和校驗
碼。其中分隔符的結構決定了能否正確解析一幀數(shù)據(jù)的開始時刻。
本發(fā)明所提出的一種幀同步碼，如圖8所示，該幀同步碼由IO位二進制代碼構成，依次用G1、 G2、 G3、 G4、 G5、 G6、 G7、 G8、 G9、 G10表示。幀同步碼的兩個極性分別用VI和V2表示，Vl表示低電平，V2表示高電平；由此可以看出，圖8'中10位二進制代碼極性的順序依次為VI VI V2 V2 V2 VI V2V2V1V2，即描述為"低低高高高低高高低高"。其中，V1和V2的數(shù)量分別為4和6，高電平的數(shù)量較多，從而采用該幀同步碼能為標簽提供較多的能量，適用于閱讀器到標簽方向的信息傳輸。
該幀同步碼還有一個優(yōu)點，即碼字中G3、 G4、 G5是3個連續(xù)的高電平，而且碼字中不包含3個連續(xù)的低電平，這種結構應用于閱讀器到標簽方向的通信中，能為標簽提供4交多的能量。
由于幀同步碼的碼字個數(shù)為IO位，是偶數(shù)，因此可以進行EEC編碼。如圖8所示，如果進4亍EEC解碼，則標簽解碼得到符號依次為"V"、 "1"、 "0"、"1"、 "V"。其中，"V"表示違反EEC編碼規(guī)則步驟503，閱讀器對已調制信號進行無線發(fā)送。步驟504,.標簽接收來自閱讀器的調制信號。
在無源RFID系統(tǒng)中，來自閱讀器的調制信號首先被標簽的天線接收，然后傳給標簽的射頻電路，喚醒標簽，解調閱讀器信號。步驟505，標簽對接收的調制信號進行解調。
標簽對來自閱讀器的射頻信號進行包絡檢波，將射頻信號轉化為基帶信號；首先根據(jù)幀頭，找到位同步時刻；然后通過圖3所示的幀同步判決方法，將基帶信號的幀同步碼信息解調出來，找到一幀的開始位置，具體方法是當幀同步信號0011101101完全進入幀同步碼識別器時，此時自相關函數(shù)值最大為10,當選取判決門限為8時，在幀同步碼中最后一個1進入識別器的情況下，輸出一個幀同步脈沖，找到了一幀數(shù)據(jù)的開始位置。
步驟506，標簽對已解調的信號進行解碼，得到二進制數(shù)據(jù)。
當找到數(shù)據(jù)信息的開始位置后，就可以對基帶數(shù)據(jù)信號進行EEC解碼，恢復出閱讀器發(fā)射的二進制數(shù)據(jù)。
從圖9所示本發(fā)明的幀同步碼的自相關函數(shù)圖中可以看出，在相關偏移量為0時，自相關函數(shù)取得最大值，最大值為P-10,旁瓣最大值為S=2，因此P2SLR的值為6.99dB。其性能明顯優(yōu)于18000-6B協(xié)議中用于閱讀器到標簽方向的分隔符l。因此，在上述步驟506中，標簽較容易判決出一幀的開始時刻。
為實現(xiàn)上述射頻識別中的信息傳輸方法，本發(fā)明還提供了 一種射頻識別中的信息傳輸系統(tǒng)，如圖10所示，該系統(tǒng)包括閱讀器11和標簽12。其中，閱讀器ll，用于將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)信息經編碼、調制后形成調制信號，并將調制信號發(fā)送給標簽12。所述的編碼為EEC編碼，調制信號的幀格式中包含幀同步碼，幀同步碼中高、低電平的數(shù)量不同，且?guī)酱a的碼字中包含三個連續(xù)的極性相同的高電平。標簽12,用于對來自閱讀器11的調制信號進行接收、解調、解碼后，得到調制信號中的信息。
其中，幀同步碼由10位二進制代碼構成，代碼才及性的順序依次為V1 V1V2V2V2V1 V2V2V1 V2, VI表示低電平，V2表示高電平，幀同步碼的構成即為低低高高高低高高低高。當調制信號采用EEC編碼時，標簽12解碼得到的符號依次為V101V;其中，V表示違反EEC編碼規(guī)則。
綜上所述，本發(fā)明通過在閱讀器上采用EEC編碼，能夠為標簽提供較多的能量；通過重新定義幀同步碼的格式，提高了幀同步碼的自相關性能，相比18000-B協(xié)議曼徹斯特幀同步碼，自相關性能由5.23dB提高到6.99dB;此外，該幀同步碼更適宜用作EEC碼的前向幀格式。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1、一種射頻識別中的信息傳輸方法，其特征在于，該方法包括閱讀器將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)信息經編碼、調制后形成調制信號，并將所述調制信號發(fā)送給標簽；所述調制信號的幀格式中包含幀同步碼，所述幀同步碼由10位二進制代碼構成，代碼極性的順序依次為V1 V1 V2 V2 V2 V1 V2 V2 V1V2，所述V1表示低電平，V2表示高電平，所述幀同步碼的構成為低低高高高低高高低高。
2、 根據(jù)權利要求1所述射頻識別中的信息傳輸方法，其特征在于，該方法 進一步包括所述標簽接收所述調制信號，并進行解調、解碼后，得到所述數(shù) 據(jù)信息。
3、 根據(jù)權利要求1或2所述射頻識別中的信息傳輸方法，其特征在于，當 所述數(shù)據(jù)信息采用能量增強型編碼(EEC)時，幀同步碼所對應的EEC解碼符 號依次為V101V;其中，所述V表示違反EEC編碼MJ'J。
4、 根據(jù)權利要求1或2所述射頻識別中的信息傳輸方法，其特征在于，所 述調制信號的幀格式包括幀頭、幀同步碼、命令、參數(shù)、數(shù)據(jù)和校驗碼。
5、 一種射頻識別中的信息傳輸系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括閱讀器和 標簽，其中，所述閱讀器，用于將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)信息經編碼、調制后形成調制信號， 并將所述調制信號發(fā)送給所述標簽；所述調制信號的幀格式中包含幀同步碼， 所述幀同步碼由IO位二進制代碼構成，代碼極性的順序依次為V1V1V2V2 'V2 VI V2 V2 VI V2,所述V1表示低電平，V2表示高電平，所述幀同步碼的 構成為j氐j氐高高高4氐高高4氐高；所述標簽，.用于對來自閱讀器的調制信號進行接收、解調、解碼后，得到 所述數(shù)據(jù)信息。
6、 根據(jù)權利要求5所述射頻識別中的信息傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述閱 讀器對信息采用EEC編碼，相應的，幀同步碼所對應的EEC解碼符號依次為V101V;其中，所述V表示違反EEC編碼規(guī)則。
7、 根據(jù)權利要求5或6所述射頻識別中的信息傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所 述調制信號的幀格式包括幀頭、幀同步碼、命令、參數(shù)、數(shù)據(jù)和校驗碼。
8、 一種閱讀器，其特征在于，包括 編碼模塊，用于對需要發(fā)送的數(shù)據(jù)信息進行編碼；調制模塊，用于對編碼后的數(shù)據(jù)進行調制，形成調制信號；所述調制信號 的幀格式中包含幀同步碼，所述幀同步碼由IO位二進制代碼構成，代碼極性的 順序依次為VI VI V2 V2 V2V1 V2 V2V1 V2，所述V1表示低電平，V2表示 高電平，所述幀同步碼的構成為低低高高高低高高低高；信號發(fā)送模塊，用于將所述調制信號發(fā)送給標簽。
9、 根據(jù)權利要求8所述閱讀器，其特征在于，所述編碼模塊采用EEC編 碼，相應的，幀同步碼所對應的EEC解碼符號符號依次為V101V;其中，所 述V表示違反EEC編碼規(guī)則。
10、 根據(jù)權利要求8或9所述閱讀器，其特征在于，所述調制信號的幀格 式包括幀頭、幀同步碼、命令、參數(shù)、數(shù)據(jù)和校驗碼。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種射頻識別中的信息傳輸方法，包括閱讀器將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)信息經編碼、調制后形成調制信號，并將調制信號發(fā)送給標簽；該調制信號的幀格式中包含幀同步碼，該幀同步碼由10位二進制代碼構成，代碼極性的順序依次為V1 V1 V2 V2 V2 V1 V2 V2 V1 V2，V1表示低電平，V2表示高電平，該幀同步碼的構成為低低高高高低高高低高。本發(fā)明公開了一種射頻識別中的信息傳輸系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有幀同步碼技術自相關性能不佳，不適宜判決數(shù)據(jù)起始時刻的問題。
文檔編號G06F7/00GK101673195SQ20091009316
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月25日 優(yōu)先權日2009年9月25日
發(fā)明者劉朝陽, 建 張, 江 杜 申請人:中興通訊股份有限公司