本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種抗盲點(diǎn)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)展非常快，在交通、物流、監(jiān)控等多個(gè)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(gè)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(diǎn)、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(diǎn)。讀寫器將標(biāo)簽返回的信號進(jìn)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(diǎn)。

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(diǎn)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(shí)標(biāo)簽使用讀寫器提供的能量進(jìn)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(jìn)行調(diào)制，則讀寫器應(yīng)采用同步檢波的進(jìn)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(diǎn)。但I(xiàn)/Q解調(diào)芯片往往功耗較大(往往需要200-300mA)，價(jià)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(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種抗盲點(diǎn)的移相傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以減少讀寫器的盲點(diǎn)，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(shí)現(xiàn)的：

一種抗盲點(diǎn)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(jìn)行解調(diào)；

所述移相單元用于切換兩個(gè)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(jìn)行處理。

進(jìn)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(jìn)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(gè)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)，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(shí)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(diǎn)的移相傳輸方法，以減少讀寫器的盲點(diǎn)，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(shí)現(xiàn)的：

一種抗盲點(diǎn)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(diǎn)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(jìn)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(jìn)行響應(yīng)，通過散射讀寫器前向信號的方式對信號進(jìn)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(jìn)行匹配，如果解碼成功，則上報(bào)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(gè)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(jìn)行清點(diǎn)嘗試，解決盲點(diǎn)。

本發(fā)明所述的一種抗盲點(diǎn)的移相傳輸方法與上述一種抗盲點(diǎn)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(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)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(shí)施例所述的相位差的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述的一種抗盲點(diǎn)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(shí)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(shí)施例所述的電阻擺放示意圖。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)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(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)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(jī)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(gè)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(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

本發(fā)明為克服盲點(diǎn)，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(jìn)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(diǎn)。如果此時(shí)使用λ/4(四分之一波長)傳輸線，對本振進(jìn)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(gè)相位相互切換即可實(shí)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(gè)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(diǎn)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(jìn)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(gè)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(jì)算得出對應(yīng)頻率的四分之一波長的微帶線的線長，但實(shí)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(shí)現(xiàn)輕松調(diào)試線長的目的，如圖4。最終可切換兩個(gè)相差90°的相位達(dá)到減少盲點(diǎn)的目的。

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

接受到用戶發(fā)出的清點(diǎn)(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(jìn)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(shí)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(jìn)行響應(yīng)，通過散射讀寫器前向信號的方式對信號進(jìn)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(jìn)行匹配。如果解碼成功，則上報(bào)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(gè)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(jìn)行清點(diǎn)(讀、寫)嘗試(即再重復(fù)進(jìn)行上述步驟)，解決盲點(diǎn)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(shí)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(diǎn)問題。

本發(fā)明可實(shí)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(jìn)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(dú)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(shí)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(shí)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(diǎn)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(diǎn)高：混頻器應(yīng)用廣泛，可供選擇的物料非常多，P1dB壓縮點(diǎn)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(shí)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(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。