本發(fā)明屬于射頻識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低信噪比下的RFID信號(hào)MILLER解碼方法。

背景技術(shù)：

射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification,RFID)技術(shù)，是一種利用射頻通信實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。

MILLER編碼，碼元“0”為位窗中間無相位翻轉(zhuǎn)的高電平或低電平，相鄰兩個(gè)碼元“0”之間進(jìn)行相位翻轉(zhuǎn)；碼元“1”在位窗中間位置存在一次相位翻轉(zhuǎn)，且相鄰兩個(gè)碼元“1”之間不發(fā)生相位翻轉(zhuǎn)。若射頻識(shí)別技術(shù)中標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息采用MILLER編碼，則讀寫器對(duì)應(yīng)啟用MILLER解碼。

讀寫器和標(biāo)簽數(shù)據(jù)通信時(shí)，信號(hào)易遭到電磁干擾和噪聲的破壞，MILLER碼元波形容易產(chǎn)生毛刺、畸變，隨著信噪比的進(jìn)一步降低，信號(hào)質(zhì)量迅速惡化，致使閱讀器與標(biāo)簽的通信效率大幅降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的是：為了解決現(xiàn)有技術(shù)中MILLER解碼方法在低信噪比條件下通信效率低等問題，本發(fā)明提出了一種低信噪比下的RFID信號(hào)MILLER解碼方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種低信噪比下的RFID信號(hào)MILLER解碼方法，包括以下步驟：

A、獲取標(biāo)簽信號(hào)數(shù)據(jù)；

B、將MILLER編碼分解成正交的基元1、基元0，設(shè)置基帶波形中高電平的匹配濾波系數(shù)為1，低電平的匹配濾波系數(shù)為-1，將標(biāo)簽返回信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)基元數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)匹配濾波；

C、將步驟B中匹配濾波后的結(jié)果取絕對(duì)值，求出局部極大值并予以標(biāo)識(shí)；

D、將步驟C中極值對(duì)應(yīng)匹配位置作為匹配極值點(diǎn)，結(jié)合前導(dǎo)碼數(shù)據(jù)規(guī)則，標(biāo)識(shí)前導(dǎo)碼信號(hào)；

E、根據(jù)步驟D中前導(dǎo)碼信號(hào)，對(duì)標(biāo)簽返回信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行MILLER解碼；

F、判斷單碼元是否接收完成；若基元0的匹配極值點(diǎn)在預(yù)設(shè)時(shí)長容限范圍內(nèi)，則單碼元接收完成，將該匹配極值點(diǎn)作為標(biāo)識(shí)單碼元結(jié)束的位置，并進(jìn)行下一步驟；若基元0的匹配極值點(diǎn)不在預(yù)設(shè)時(shí)長容限范圍內(nèi)，則單碼元接收未完成，返回步驟E；

G、判斷標(biāo)簽返回信號(hào)數(shù)據(jù)類型是否是碼元1；若標(biāo)簽返回信號(hào)位窗中間位置存在相位翻轉(zhuǎn)，則其數(shù)據(jù)類型為碼元1；若標(biāo)簽返回信號(hào)位窗中間位置不存在相位翻轉(zhuǎn)，則其數(shù)據(jù)類型為碼元0；

H、將步驟D的前導(dǎo)碼信號(hào)中基元0的匹配極值點(diǎn)均值乘以預(yù)設(shè)權(quán)系數(shù)作為動(dòng)態(tài)閾值，判斷標(biāo)簽數(shù)據(jù)是否接收完成；若基元0的極值大于或等于動(dòng)態(tài)閾值，則標(biāo)簽數(shù)據(jù)未接收完成，返回步驟E；若基元0的極值小于動(dòng)態(tài)閾值，則標(biāo)簽數(shù)據(jù)接收完成，完成MILLER解碼。

進(jìn)一步地，所述步驟B中將標(biāo)簽返回信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)基元數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)匹配濾波具體為：將實(shí)時(shí)標(biāo)簽返回信號(hào)數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的匹配濾波系數(shù)進(jìn)行乘累加。

進(jìn)一步地，所述步驟H中預(yù)設(shè)權(quán)系數(shù)為0.5。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明將MILLER編碼分解成正交的基元“1”、基元“0”作為匹配模板，實(shí)時(shí)與標(biāo)簽返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配濾波計(jì)算，并結(jié)合匹配濾波的極值位置與單碼元的時(shí)長容限對(duì)標(biāo)簽返回?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行解碼；采用基元的匹配濾波解碼方式，延時(shí)僅半個(gè)基元時(shí)長；判斷標(biāo)簽結(jié)束的條件使閱讀器能自適應(yīng)的解碼不定長度的標(biāo)簽數(shù)據(jù)，而無需配置接收長度；能有效的濾除信號(hào)毛刺、畸變的干擾，保證了閱讀器與標(biāo)簽的實(shí)時(shí)通信，使之能在更低的信噪比下可靠、穩(wěn)定的工作。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的低信噪比下的RFID信號(hào)MILLER解碼方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，為本發(fā)明的低信噪比下的RFID信號(hào)MILLER解碼方法流程示意圖。一種低信噪比下的RFID信號(hào)MILLER解碼方法，包括以下步驟：

A、獲取標(biāo)簽信號(hào)數(shù)據(jù)；

B、將MILLER編碼分解成正交的基元1、基元0，設(shè)置基帶波形中高電平的匹配濾波系數(shù)為1，低電平的匹配濾波系數(shù)為-1，將標(biāo)簽返回信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)基元數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)匹配濾波；

C、將步驟B中匹配濾波后的結(jié)果取絕對(duì)值，求出局部極大值并予以標(biāo)識(shí)；

D、將步驟C中極值對(duì)應(yīng)匹配位置作為匹配極值點(diǎn)，結(jié)合前導(dǎo)碼數(shù)據(jù)規(guī)則，標(biāo)識(shí)前導(dǎo)碼信號(hào)；

E、根據(jù)步驟D中前導(dǎo)碼信號(hào)，對(duì)標(biāo)簽返回信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行MILLER解碼；

F、判斷單碼元是否接收完成；若基元0的匹配極值點(diǎn)在預(yù)設(shè)時(shí)長容限范圍內(nèi)，則單碼元接收完成，將該匹配極值點(diǎn)作為標(biāo)識(shí)單碼元結(jié)束的位置，并進(jìn)行下一步驟；若基元0的匹配極值點(diǎn)不在預(yù)設(shè)時(shí)長容限范圍內(nèi)，則單碼元接收未完成，返回步驟E；

G、判斷標(biāo)簽返回信號(hào)數(shù)據(jù)類型是否是基元1；若標(biāo)簽返回信號(hào)位窗中間位置存在相位翻轉(zhuǎn)，則其數(shù)據(jù)類型為基元1；若標(biāo)簽返回信號(hào)位窗中間位置不存在相位翻轉(zhuǎn)，則其數(shù)據(jù)類型為基元0；

H、將步驟D的前導(dǎo)碼信號(hào)中基元0的匹配極值點(diǎn)均值乘以預(yù)設(shè)權(quán)系數(shù)作為動(dòng)態(tài)閾值，判斷標(biāo)簽數(shù)據(jù)是否接收完成；若基元0的極值大于或等于動(dòng)態(tài)閾值，則標(biāo)簽數(shù)據(jù)未接收完成，返回步驟E；若基元0的極值小于動(dòng)態(tài)閾值，則標(biāo)簽數(shù)據(jù)接收完成，完成MILLER解碼。

MILLER編碼有三種類型，分別為M＝2、M＝4、M＝8，但每種碼型都是由基元“0”、基元“1”構(gòu)成，本發(fā)明將以M＝2的MILLER編碼來說明適用于低信噪比條件下的MILLER解碼方法，M＝4、M＝8這兩種類型的MILLER解碼與之類似不再詳細(xì)闡述。

本發(fā)明將超高頻閱讀器接收到標(biāo)簽返回信號(hào)數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)的基元0、基元1進(jìn)行實(shí)時(shí)匹配，匹配的結(jié)果存在極值點(diǎn)，該極值點(diǎn)能反應(yīng)實(shí)時(shí)信號(hào)與基元0、基元1相關(guān)程度，由前導(dǎo)碼固定的數(shù)據(jù)格式可知，基元1存在于前導(dǎo)碼相應(yīng)的碼元中，基元1的極值點(diǎn)位置關(guān)系能夠表征前導(dǎo)碼信號(hào)，在找到前導(dǎo)碼信號(hào)后，閱讀器與標(biāo)簽之間的通信便能夠同步；接下來，求取前導(dǎo)碼信號(hào)中基元“0”的匹配極值均值與預(yù)設(shè)權(quán)系數(shù)作為接收標(biāo)簽信號(hào)結(jié)束的動(dòng)態(tài)閾值，若基元0實(shí)時(shí)匹配的極值小于該動(dòng)態(tài)閾值則結(jié)束解碼工作，否則依據(jù)基元“1”的匹配極值位置是否在碼元的中部，以及基元“0”的匹配極值位置是否在碼元的時(shí)長容限范圍內(nèi)這兩個(gè)條件來判斷碼元類型及結(jié)束位置。

在步驟A中，本發(fā)明獲取標(biāo)簽信號(hào)數(shù)據(jù)，這里的標(biāo)簽信號(hào)數(shù)據(jù)為AD量化后經(jīng)CIC抽取濾波的2.5Mhz采樣數(shù)據(jù)，標(biāo)簽信號(hào)數(shù)據(jù)周期為12.5us，這樣標(biāo)簽返回信號(hào)的單個(gè)數(shù)據(jù)碼元為32個(gè)采樣點(diǎn)，前導(dǎo)碼采用ISO/IEC 18000-6C協(xié)議中的數(shù)據(jù)格式：010111。

在步驟B中，本發(fā)明將MILLER編碼分解成正交的基元1、基元0，并設(shè)置基帶波形中高電平的匹配濾波系數(shù)為1，低電平的匹配濾波系數(shù)為-1，即將基元1、基元0中高電平的匹配濾波系數(shù)置為1，低電平的匹配濾波系數(shù)置為-1，同時(shí)將濾波器階數(shù)置為32；再將標(biāo)簽返回信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)基元數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)匹配濾波，具體為將實(shí)時(shí)標(biāo)簽返回信號(hào)數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的匹配濾波系數(shù)進(jìn)行乘累加。

在步驟C中，本發(fā)明將步驟B中匹配濾波后得到的結(jié)果取絕對(duì)值，求出局部極大值并予以標(biāo)識(shí)，這里的局部極大值表示實(shí)時(shí)標(biāo)簽返回信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)基元數(shù)據(jù)模板的匹配相關(guān)程度。

在步驟D中，本發(fā)明將步驟C中極值對(duì)應(yīng)匹配位置作為匹配極值點(diǎn)，結(jié)合前導(dǎo)碼數(shù)據(jù)規(guī)則，這里的前導(dǎo)碼數(shù)據(jù)規(guī)則具體為：前導(dǎo)碼碼元固定格式為010111，實(shí)時(shí)標(biāo)簽返回信號(hào)與基元1的匹配極值點(diǎn)的相互位置關(guān)系與前導(dǎo)碼碼元格式必然一一對(duì)應(yīng)，例如前導(dǎo)碼中第一個(gè)基元1與第二個(gè)基元1其匹配的極值點(diǎn)相差50us，第二個(gè)基元1與第三個(gè)基元1其匹配極值點(diǎn)相差25us；從而根據(jù)基元1的匹配極值位置標(biāo)識(shí)出前導(dǎo)碼信號(hào)，為后續(xù)的數(shù)據(jù)解碼提供同步信號(hào)。

在步驟E中，本發(fā)明根據(jù)步驟D中前導(dǎo)碼信號(hào)實(shí)現(xiàn)閱讀器與標(biāo)簽之間的通信同步，對(duì)標(biāo)簽返回信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行MILLER解碼。

在步驟F中，本發(fā)明判斷單碼元是否接收完成，M＝2的MILLER碼元時(shí)長在22us-28us內(nèi)，即預(yù)設(shè)時(shí)長容限范圍為22us-28us；若基元0的匹配極值點(diǎn)在預(yù)設(shè)時(shí)長容限范圍內(nèi)，則說明單碼元接收完成，將基元0的匹配極值點(diǎn)作為標(biāo)識(shí)單碼元結(jié)束的位置，并進(jìn)行下一步驟；若基元0的匹配極值點(diǎn)不在預(yù)設(shè)時(shí)長容限范圍內(nèi)，則說明單碼元接收未完成，返回步驟E繼續(xù)進(jìn)行解碼。

在步驟G中，本發(fā)明判斷標(biāo)簽返回信號(hào)數(shù)據(jù)類型是否是碼元1，由于碼元1的MILLER編碼在位窗的中部相位翻轉(zhuǎn)，即基元1的匹配極值點(diǎn)也應(yīng)位于位窗中部，對(duì)碼元0，其位窗的中部無相位翻轉(zhuǎn)，即整個(gè)碼元0位窗中，其中部不會(huì)出現(xiàn)基元1的匹配極值點(diǎn)，據(jù)此判斷標(biāo)簽實(shí)時(shí)返回信號(hào)的數(shù)據(jù)類型；若標(biāo)簽返回信號(hào)位窗中間位置存在相位翻轉(zhuǎn)，則標(biāo)簽返回信號(hào)數(shù)據(jù)類型為碼元1；若標(biāo)簽返回信號(hào)位窗中間位置不存在相位翻轉(zhuǎn)，則標(biāo)簽返回信號(hào)數(shù)據(jù)類型為碼元0。

在步驟H中，本發(fā)明將步驟D的前導(dǎo)碼信號(hào)中基元0的匹配極值點(diǎn)均值乘以預(yù)設(shè)權(quán)系數(shù)作為動(dòng)態(tài)閾值，判斷標(biāo)簽數(shù)據(jù)是否接收完成，MILLER編碼中基元的結(jié)束信息是由基元0構(gòu)成，若返回信號(hào)中含有標(biāo)簽數(shù)據(jù)，該信號(hào)與基元0的匹配必定相關(guān)且存在較大極值點(diǎn)，反之，實(shí)時(shí)匹配的極值點(diǎn)必定較小，因此，本發(fā)明取前導(dǎo)碼信號(hào)中基元0的匹配極值點(diǎn)均值乘以預(yù)設(shè)權(quán)系數(shù)作為動(dòng)態(tài)閾值，并作為判斷標(biāo)簽數(shù)據(jù)是否接收完成的標(biāo)準(zhǔn)；若基元0的極值大于或等于動(dòng)態(tài)閾值，則標(biāo)簽數(shù)據(jù)未接收完成，返回步驟E繼續(xù)進(jìn)行解碼；若基元0的極值小于動(dòng)態(tài)閾值，則標(biāo)簽數(shù)據(jù)接收完成，完成MILLER解碼。這里的預(yù)設(shè)權(quán)系數(shù)為0.5。

本發(fā)明將MILLER編碼分解成正交的基元0、基元1，從而利用匹配濾波來揭示實(shí)時(shí)信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)碼元的相關(guān)性，結(jié)合單個(gè)碼元的時(shí)長范圍，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一一解碼，能有效的降低毛刺、波形畸變的干擾，使RFID閱讀器能夠工作在更低的信噪比下。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。