專利名稱：用于對射頻識別信號進行濾波的可適配濾波器和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及射頻識別("RFID")通信領(lǐng)域，并且更具體地涉及 RFID信號濾波。
背景技術(shù)：
射頻識別系統(tǒng)("RFID")在廣泛的應(yīng)用中4吏用，并且為人員或 物體的跟蹤、識別以及驗證提供了便捷的機制。 一個RFID系統(tǒng)典型 地包括配置在一個設(shè)施中的多個選定位置上的一個或多個讀取器(通 常被稱為詢問器)。讀取器典型地被布置在所希望的位置上，以便控 制或接收關(guān)于帶有RFID標(biāo)簽或與其相關(guān)聯(lián)的物體或人員的信息。例 如，可以將讀取器配置為覆蓋入口和出口、存貨控制點、交易終端以 及類似的位置。每個讀取器能夠從多個RFID標(biāo)簽接收信息，而每個 標(biāo)簽典型地與一個物體或人員相關(guān)聯(lián)。 一個標(biāo)簽可以貼附于或嵌入與 其關(guān)聯(lián)的一個物體中、或是給予某人的證章、卡片或標(biāo)識的一部分。 在該標(biāo)簽與讀取器之間傳遞的信號允許該讀取器感測與該標(biāo)簽有關(guān) 的信息。這種信息可以包括例如認(rèn)證或識別信息，或者可以包括指令， 例如有待在帶有該標(biāo)簽的物體上進行的過程或運行的序列。
每個標(biāo)簽可以包括無線傳送到該讀取器的存儲的信息。標(biāo)簽攜帶 的信息典型地是在內(nèi)裝存儲器中，例如只讀存儲器("ROM")或非 易失性可編程存儲器，如電可擦除可編程只讀存儲器("EEPROM")， 并且信息量的范圍可在從一個比特到幾千比特或更多。單比特標(biāo)簽典 型地用作監(jiān)視裝置，例如防盜標(biāo)簽。數(shù)量達到幾個比特或幾十比特的 信息可以用作標(biāo)識符，例如該信息在證章或智能卡中可見到，而數(shù)量 達上千比特的信息量可以包括一種便攜式數(shù)據(jù)文件，它用于識別、通 信或控制。例如，該讀取器可以從一個標(biāo)簽提取信息并將這種信息用于識別或者可以對其進行存儲或傳送的一個責(zé)任方?？商娲?， 一個 數(shù)據(jù)文件可以包括一組指令，這可對過程或動作進行初始化或控制， 而不必借助于存儲在其他位置的信息或者與其相互協(xié)作。
一個標(biāo)簽典型地包括一個無線通信裝置，例如一個發(fā)射器或應(yīng)答 器，該無線通信裝置能夠?qū)⑺鎯Φ男畔o線傳輸?shù)皆撟x取器。該標(biāo) 簽可以獨立地或者響應(yīng)于從該讀取器接收的信號(例如一個詢問信 號)而傳輸信息。有源標(biāo)簽和無源標(biāo)簽在本領(lǐng)域都是公知的。 一個有 源標(biāo)簽具有內(nèi)裝電源，而無源標(biāo)簽可以在沒有內(nèi)部電源的情況下工 作，并且從該讀取器產(chǎn)生的場中采集其運行功率。無源標(biāo)簽比有源標(biāo) 簽輕便得多并且更廉價，并且可以提供實際上無限的工作壽命。然而， 無源標(biāo)簽比起有源標(biāo)簽典型地具有更短的讀取范圍并且要求一個功 率較高的讀取器。無源標(biāo)簽還受限于它們存儲數(shù)據(jù)的容量以及它們在 電磁噪音環(huán)境中良好工作的能力。
一個無源標(biāo)簽典型地包括存儲器，該存儲器可以是只讀存儲器
("ROM")、非易失性可編程存儲器，如電可擦寫可編程只讀存儲 器("EEPROM")、或隨機存取存儲器("RAM")，這取決于對該 標(biāo)簽進行的用途。由一個無源標(biāo)簽所使用的可編程存儲器應(yīng)為非易失 性的，這樣在標(biāo)簽處于斷電狀態(tài)時數(shù)據(jù)不會丟失。當(dāng)標(biāo)簽不與讀取器 主動通信時，該標(biāo)簽處于斷電狀態(tài)。
無源RFID標(biāo)簽的一個常用的實施方式包括用于對從讀取器接 收并發(fā)送給讀取器的信號進行處理的模擬或數(shù)字電路，以及用于，例 如，通過電感性耦合與一個可兼容的讀取器進行通信的天線。該天線 也可以稱為線圏。通過電感性耦合進行的通信典型地涉及將數(shù)據(jù)疊加 在一個有節(jié)奏地變化的場或載波上，即利用該數(shù)據(jù)來對這種載波進行
調(diào)制。該載波可適當(dāng)?shù)厥且环N正弦波。
為了從通過電感性耦合進行通信的一個無源標(biāo)簽或應(yīng)答器接收 數(shù)據(jù)，該讀取器生成一個磁場，這典型地是采用電感性耦合到該應(yīng)答 器天線的一個讀取器天線來進行的。這種磁場在應(yīng)答器天線中感應(yīng)出 一個電壓，由此對應(yīng)答器供電。通過改變該發(fā)射場的一個參數(shù)可適當(dāng)?shù)貙?shù)據(jù)發(fā)射到讀取器。這種參數(shù)可以是幅值、頻率或相位。
該無源標(biāo)簽通過改變該發(fā)射場上的負(fù)載與該讀取器進行通信。負(fù) 載變化可以適當(dāng)?shù)赜绊戇@種場的幅值或相位。這種場的這些變化由該 讀取器天線感測，該天線響應(yīng)于這種場而產(chǎn)生一個調(diào)制的電流。對該
電流進行分析(如被解調(diào))以便提取數(shù)據(jù)，之后，在由特定的RFID 系統(tǒng)設(shè)計所調(diào)用的方式中對該數(shù)據(jù)進行使用。
讀取器從標(biāo)簽接收到的大多數(shù)信號是"有噪音的，，信號，因為這些 信號受到環(huán)境中其他標(biāo)簽和發(fā)射裝置以及其他噪聲的干擾。結(jié)果，典 型的讀取器采用濾波器通過移除或排除干擾和噪聲來"清理"噪聲信 號。這種濾波機制是傳統(tǒng)的回波/噪聲濾波方法，該方法是一種反饋機 制，該機制將一個希望的或預(yù)期的信號添加到一個加法器/混合器裝置 中來采集一個誤差信號，以反饋給一種最小均方("LMS，，)算法。該 回波/噪聲濾波器是并不適當(dāng)，因為它估計所希望的信號應(yīng)該如何出現(xiàn) (并因此不監(jiān)測實際布置環(huán)境)而且并非實時操作。
因此，對于以下的系統(tǒng)和技術(shù)存在一種需要，這些系統(tǒng)和技術(shù)將 提供實時濾波并且使用實際環(huán)境測量的干擾和噪聲以便通過一個 RFID讀取器和/或多個射頻引擎模塊裝置來提供用于數(shù)字信號處理的 濾波o

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明有利地提供了對射頻識別("RFID")信號進行濾波的一 種方法、系統(tǒng)和計算機程序產(chǎn)品。根據(jù)一個方面，本發(fā)明提供了一種 將RFID信號濾波的方法，其中對至少 一 個預(yù)操作千擾信號進行測量。 從至少一個被測量的預(yù)操作干擾信號中提取將幅值和頻率數(shù)據(jù)。至少 部分地基于從所測量的該至少一個預(yù)操作千擾信號提取的幅值和頻 率數(shù)據(jù)來計算至少一個與濾波器相關(guān)的參數(shù)。在預(yù)操作模式的過程中 生成一個表。該表具有基于所計算的至少一個與濾波器相關(guān)的參數(shù)的 至少一組濾波系數(shù)。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供了用于將從至少一個RFID標(biāo)簽接收的RFID信號濾波的一個系統(tǒng)。將一個接收器安排為從該至少一個 RFID標(biāo)簽接收RFID信號。 一個處理器與該接收器通信并對所接收 的RFID信號進行濾波。該處理器包括一個存儲裝置。該處理器用于 測量至少一個預(yù)操作干擾信號、從所測量的該至少一個預(yù)操作干擾信 號提取幅值和頻率數(shù)據(jù)、至少部分地基于從所測量的該至少一個預(yù)操 作干擾信號提取的幅值和頻率數(shù)據(jù)來計算至少一個與濾波器相關(guān)的 參數(shù)，并且在一個預(yù)操作模式過程中基于所計算的該至少一個與濾波 器相關(guān)的參數(shù)生成具有至少 一組的濾波系數(shù)的 一個表并將其存儲在 該存儲裝置中。
根據(jù)再另一個方面，本發(fā)明提供了一種計算機程序產(chǎn)品，該產(chǎn)品 包括一種計算機可用媒體，該媒體具有用于RFID系統(tǒng)的一個計算機 可讀程序，當(dāng)它在一臺計算機上執(zhí)行時，該程序致使該計算機執(zhí)行一 種用于對RFID信號濾波的方法，其中對至少一個預(yù)操作千擾信號進 行測量。從該至少一個測量的預(yù)操作干擾信號中提取出幅值和頻率數(shù) 據(jù)。至少部分地基于從所測量的該至少一個預(yù)操作干擾信號提取的幅 值和頻率數(shù)據(jù)來計算至少一個與濾波器相關(guān)的參數(shù)。在預(yù)操作模式過 程中生成一個表。該表具有基于所計算的至少一個與濾波器相關(guān)的參 數(shù)的至少一組濾波系數(shù)。


結(jié)合在本說明書中并且構(gòu)成其一部分的這些附圖展示了本發(fā)明 的多個實施方案，并且與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在此所 展示的實施方案目前是優(yōu)選的，然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于所 示出的確切的安排和方式，在附圖中
圖l是根據(jù)本發(fā)明的原理所構(gòu)造的一個通信系統(tǒng)的框圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的原理所構(gòu)造的圖l中的通信系統(tǒng)的不同方面 的框圖3是根據(jù)本發(fā)明原理所構(gòu)建的一個通信系統(tǒng)的控制器處理器 模塊和射頻引擎模塊的框9圖4是根據(jù)本發(fā)明原理用于RFID信號的數(shù)字信號處理器的一個 可適配濾波器的框圖5是根據(jù)本發(fā)明原理的一個經(jīng)濾波的頻譜y(f)的圖形表示，該 頻譜具有基于干擾以及一個接收的RFID信號的濾波器參數(shù)；
圖6是根據(jù)本發(fā)明原理用于一個接收的RFID信號和相應(yīng)的干擾 邊帶的一個輸入頻語x(f)的圖形表示；以及
圖7是根據(jù)本發(fā)明原理的可適配地對一個接收的RFID信號進行 濾波的過程的流程圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參見附圖，其中相同的附圖標(biāo)記指代相似的元件，在圖1 中示出了根據(jù)本發(fā)明的原理所構(gòu)造的 一 個示例性系統(tǒng)的視圖并且總 體上標(biāo)為"100"。通信系統(tǒng)100提供了在此所說明的實施方案中的一 個電子識別系統(tǒng)。進一步地，所說明的通信系統(tǒng)100被配置為用于以 下詳細(xì)說明的背散射通信。在此考慮了其他通信協(xié)議可以用于其他實 施方案。
所說明的通信系統(tǒng)100包括具有一個濾波器104的至少一個讀取 器102以及至少一個電子無線遠(yuǎn)程通信裝置106。射頻("RF")通信 可以發(fā)生在一個讀取器102與多個遠(yuǎn)程通信裝置106之間，該讀取器 和這些遠(yuǎn)程通信裝置作為示例性應(yīng)用在識別系統(tǒng)和產(chǎn)品監(jiān)測系統(tǒng)中 使用。
在此所說明的這些實施方案中，多個裝置106包括多個射頻識別 ("RFID")裝置。多個無線遠(yuǎn)程通信裝置106典型地與讀取器102 進行通信，但只有一個這樣的裝置106在圖1中示出。
盡管多個通信裝置106可以用在通信系統(tǒng)100中，但在這多個通 信裝置106本身之間典型地不存在通信。相反，該多個通信裝置106 與讀取器102進行通信。多個通信裝置106可以用在與讀取器102相 同的場中，即在讀取器102的通信范圍內(nèi)。相似地，多個讀取器102 能夠在這些裝置106中的一個或多個的附近。在一個實施方案中，遠(yuǎn)程通信裝置106被配置為利用一種無線媒 體與讀取器102進行接口連接。更確確地講，在所說明的實施方案中， 通信裝置106與讀取器102之間的通信是通過一個電磁連接(例如一 種RF連接，例如以微波頻率)進行。讀取器102被配置為輸出多個 前向連接無線通信信號108。進一步地，讀取器102可運行用于響應(yīng) 于這些前向連接通信信號108從多個裝置106接收多個返回連接無線 通信信號110,例如一個應(yīng)答信號。根據(jù)上述內(nèi)容，前向連接通信信 號和返回連接通信信號是無線信號，如射頻信號。還考慮了其他形式 的電磁通信信號，如紅外信號、聲音信號以及類似信號。
讀取器單元102包括類似于在多個裝置106中所實施的至少一個 天線112以及發(fā)射和接收電路。天線112包括連接到讀取器102的一 個發(fā)射/接收天線。在一個替代實施方案中，讀取器102可以具有分離 的多個發(fā)射和接收天線。
在運行中，讀取器102通過天線112發(fā)射一個前向連接通信信號 108，例如一個詢問命令信號。通信裝置106可運行以接收來到的前 向連接信號108。在接收信號108時，通信裝置106通過傳輸響應(yīng)返 回連接通信信號110 (例如，響應(yīng)應(yīng)答信號)而做出回應(yīng)。以下將更 詳細(xì)地說明系統(tǒng)100內(nèi)的通信。
在一個實施方案中，利用唯一地識別或標(biāo)識正在進行發(fā)射的特定 裝置106的信息對響應(yīng)返回連接通信信號IIO(例如響應(yīng)性應(yīng)答信號) 進行編碼，以便識別與通信裝置106相關(guān)聯(lián)的任何物體、動物或人員。 多個通信裝置106可以是附裝到物體或人員上的多個RFID標(biāo)簽，其 中利用與被附裝的物體或人員相關(guān)的信息對每個標(biāo)簽進行編程。該信 息可以采取多種形式并且根據(jù)該信息所要滿足的需求可以更加詳細(xì) 或簡略。例如，該信息可以包括商品識別信息，例如一個通用產(chǎn)品代 碼。 一個標(biāo)簽可以包括對于已經(jīng)授予該標(biāo)簽一個授4又人員的識別信息 和保安許可信息。為了唯一地識別一個相關(guān)聯(lián)的物體或人員， 一個標(biāo) 簽也可以具有一個唯一的序列號?？商娲兀?一個標(biāo)簽可以包括與一 個物體或人相關(guān)的更詳細(xì)的信息，例如該物體或人的完整說明。作為更進一步的示例性替代方案， 一個標(biāo)簽可以存儲一個單一位，以便在
一個特定的讀取器處通過檢測一個物體或人員來提供進入和離開的 防盜控制或簡單跟蹤，而不必專門識別該物體或人員。
遠(yuǎn)程裝置106被配置為響應(yīng)于接收前向連接無線通信108而在應(yīng) 答線路通信110內(nèi)輸出一個應(yīng)答信號。讀取器102被配置為在應(yīng)答連 接通信信號110 (例如返回信號)中接收并識別出該應(yīng)答信號。該應(yīng) 答信號能夠用于識別特定的發(fā)射通信裝置106并且可以包括與通信裝 置106相對應(yīng)的各種信息，包括但不限于存儲的數(shù)據(jù)、配置數(shù)據(jù)或者 其他命令信息。
參見圖2來解釋讀取器102的一個示例性實施方案。在此實施方 案中，讀取器102有一個RF模塊或單元200以及一個控制器模塊或 單元202。 RF模塊200包括用于合成射頻信號(例如一個詢問RF信 號)的一個無線電信號源204，該信號源將一個RF信號輸出到讀取 器102的接收發(fā)送機206上。來自源204的詢問RF信號使用 一個適 當(dāng)?shù)念l率，例如915MHz。當(dāng)無線電信號源204通電時，接收發(fā)送機 206通過天線112在一個通信裝置106上將詢問RF信號(典型地， 在已經(jīng)利用一個信息信號該RF信號進行調(diào)制之后)發(fā)射給一個適當(dāng) 的天線114，如一個雙極天線。
通過天線112從通信裝置106接收調(diào)制的信號并將其傳遞到接收 發(fā)送機206。讀取器102的控制器模塊202接收該調(diào)制的信號的數(shù)字 式等效信號。在一個實施方案中，控制器模塊202產(chǎn)生一個序列，該 序列具有識別通信裝置106的只讀存儲器("ROM" ) 208中1和0的 一種模式。例如，所接收并處理的序列可以在讀取器102中與一個希 望的序列進行比較以確定正在被識別的物體是否為讀取器102正在查 找的物體。
繼續(xù)參見圖2，對遠(yuǎn)程通信裝置106的一個實施方案進行解釋。 所說明的通信裝置106包括具有以下說明的接收器/發(fā)射器的一個調(diào) 制器210以及一個數(shù)據(jù)源，例如ROM 208，該數(shù)據(jù)源以一種單個的 模式提供二進制1和二進制0的序列來識別該物體。在此實施方案中，ROM 208中的二進制"l"使調(diào)制器210產(chǎn)生一個第 一多個信號周期， 并且ROM 208中的二進制"0"使調(diào)制器210產(chǎn)生不同于該第一多個信 號的一個第二多個信號周期。這些多個信號周期由調(diào)制器210按順序 產(chǎn)生以表示識別該物體的二進制1和二進制0模式被引入到雙極天線 114，用于在讀取器102傳輸?shù)教炀€112。在另一個實施方案中，通信 裝置106可以具有分離的接收天線和發(fā)射天線。通信裝置106可以進 一步包括連接到調(diào)制器210的一個可任選電源(未示出)以便為調(diào)制 器210提供運行功率。
參見圖3進一步詳細(xì)說明圖2中讀取器102的示例性實施方案。 如圖3所示，讀取器102包括一個RF模塊或單元200以及一個控制 器處理模塊或單元202。 RF模塊200包括一個信號發(fā)射天線112A、 一個信號接收天線112B、 一個第一RF接口 300、 一個第二RF接口 302、 一個功率放大器304、 一個調(diào)制器306、 一個第一帶通濾波器308、 一個數(shù)模轉(zhuǎn)換器("DAC" ) 310、 一個切換調(diào)節(jié)器312、 一個可擦除可 編程只讀存儲器("EPROM" ) 314、 一個靜態(tài)隨機存儲器("SRAM，，) 316、 一個合成器318、 一個解調(diào)器320、第二和第三帶通濾波器322、 多個模數(shù)轉(zhuǎn)換器("ADC" ) 324、 一個數(shù)字信號處理器("DSP" ) 326、 一個適配性濾波器104、 一個可任選的邏輯裝置("LD") 328以及一 個通信端口 330。合成器318將一個參考信號發(fā)射到調(diào)制器306和解 調(diào)器320，它們可以用于利用這些發(fā)射的通信信號來對所接收到的通 信信號進行同步、濾波和/或調(diào)整。濾波器104在處理所接收的通信信 號時提供了對干擾信號的去除，并且將參看圖4更詳細(xì)地對其進行說 明。
調(diào)制器306從合成器318接收參考信號并且從DSP 326接收詢 問數(shù)據(jù)。在任何調(diào)制之前，DAC 310通過邏輯裝置328將來自DSP 326 的詢問數(shù)據(jù)從數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，并將該轉(zhuǎn)換的模擬信號提供 至帶通濾波器308,該帶通濾波器能夠?qū)⒃撧D(zhuǎn)換的模擬信號的頻帶限 制到一個預(yù)定的頻帶。調(diào)制器306根據(jù)該詢問數(shù)據(jù)調(diào)制該參考信號， 并將這種調(diào)制的信號輸出到功率放大器304?？扇芜x的邏輯裝置328
13能夠執(zhí)行RF模塊200的一個命令信號波形整形功能，以便允許DSP 326釋放出額外的處理帶寬以執(zhí)行其他的RF模塊200的功能。
功率放大器304將從調(diào)制器306接收的調(diào)制信號放大，并將該已 放大的信號輸出到第一RF接口 300。隨后，信號發(fā)射天線112A將該 信號作為無線電信號發(fā)射到空中。切換調(diào)節(jié)器312提供了對于RF模 塊200的輸入功率的管理。
信號接收天線112B接收無線電信號，并通過第二RF接口 302 將接收到的無線電信號傳遞給解調(diào)器320。解調(diào)器320從接收到的無 線電信號提取信息，并將這些提取的信息信號以及所接收的無線電信 號傳遞到第二和第三帶通濾波器322，這些帶通濾波器可以將提取的 信息信號和所接收的無線電信號的頻帶限制到 一個預(yù)定的頻帶。解調(diào) 器320能夠起到一個I/Q接收器的作用以提供兩個已解調(diào)的輸出，這 些輸出是"I，，輸出和"Q"輸出，"I，，輸出是針對一個同相的本地振蕩信 號來檢測該接收信號所產(chǎn)生的結(jié)果，而"Q"輸出是針對一個具有90度 的相移的本地振蕩信號來檢測該接收信號所產(chǎn)生的結(jié)果。這些第二和 第三帶通濾波器322將這些受限制的無線電信號傳遞到這些模數(shù)轉(zhuǎn)換 器324，它們能夠?qū)⒁堰^濾的無線電信號轉(zhuǎn)換成用于由DSP326進行 處理的數(shù)字信號。
繼續(xù)參見圖3,控制器處理模塊202包括通過無線或有線通信連 接334與RF模塊200的通信端口 330進行接口的一個通信端口 332。 控制器處理模塊202進一步包括一個SRAM 336、 一個閃存338、 一 個控制器處理器340、 一個通用串行總線("USB") 342、 一個內(nèi)存擴 展才莫塊344以及一個通信塊346。
控制器處理器340可以是不同商用中央處理單元中的任何一種， 并且它提供控制器處理模塊202的通信和信號處理，包括通過通信端 口 332與RF模塊200進行通信。控制器處理器340將SRAM 336和 閃存338用于通信數(shù)據(jù)和類似數(shù)據(jù)的典型的存儲器，連同為控制器處 理模塊202的運行系統(tǒng)("OS")提供資源，這種運行系統(tǒng)如Linux/CE。 當(dāng)然，本發(fā)明并不限于這樣的和其他形式的非易失性存儲器，例如，可以使用盤驅(qū)動器。內(nèi)存擴展模塊344提供對控制器處理模塊202的 擴展，以用作一個應(yīng)用處理器。通信塊346提供一個接口，該接口用 于進入一個網(wǎng)絡(luò)，例如以太網(wǎng)線路或無線連接的通信連接中。
圖4展示了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)建的RFID讀取器102的一個示例性的 可適配濾波模塊104。應(yīng)該注意到圖4所示的濾波器模塊104是本發(fā) 明的一個RFID詢問系統(tǒng)使用的一個示例性濾波模塊104,并且在此 披露的本發(fā)明不限于濾波模塊104的一個特定設(shè)計或類型。在此考慮 了濾波器模塊104可作為DSP 326 —部分以固件的形式實現(xiàn)或可以是 執(zhí)行在此所說明功能的一個分離的基于處理器的模塊。濾波器模塊 104包括一個第一信道402 (例如信道I)以及一個第二信道404 (例 如信道Q )，用于從這些標(biāo)簽和該RFID環(huán)境接收信號?？扇芜x的選 擇器406確定信道402、 404中哪一個具有更高的能量水平，并且將 該信道的信號作為信號r(n)傳遞到開關(guān)408。
本發(fā)明的處理和輸出活動分為五個時間段，這些時間段的起始時
刻定義為時間t。、 t2、 t3、"和ts,其中，(Xt?！磘^t2〈t3〈t4〈ts。
在此將從t。到t2的時間段稱為"預(yù)操作，，("pre-op")階段，并且在此 將從h到ts的時間段稱為"操作"階段。盡管以下進行更詳細(xì)地說明， 但下述內(nèi)容是在某些時間段內(nèi)發(fā)生的動作的一般性指導(dǎo)。從總體上來 講，從O到t。時間段用于為預(yù)操作處理選擇具有更高干擾級別("i，，) 的信道。從t。到t,時間段定義為正常操作之前的階段并且在此期間采 集千擾"i"并建立多個濾波器組。如上所指出的那樣，該操作階段開始 于t,。
從t,到12的時間段用于為正常操作而采集和選>#具有更大干擾
幅值的信道。從t2到t3，將一個命令發(fā)射給目標(biāo)(標(biāo)簽)。這個期間 也用于采集一個干擾("i，，)值。從t3到t4時間為靜默期間，在此期 間標(biāo)簽進行設(shè)定以發(fā)射其響應(yīng)。從t4到ts的時間被用于(1)基于當(dāng) 前的干擾幅值和頻率選擇適當(dāng)?shù)臑V波參數(shù)，并從該目標(biāo)標(biāo)簽采集該響 應(yīng)并對該響應(yīng)濾波。
根據(jù)一個實施方案，r(n)被傳遞到開關(guān)408。值得注意的是，開關(guān)408是一個邏輯開關(guān)，用于在某些時間段的過程中將r(n)轉(zhuǎn)換到濾 波器104的其他單元。而且，在此要說明的是，將某些信號切換至濾 波器104元件，這些元件并未被示為開關(guān)408 —部分。應(yīng)注意，為了 便于說明,在圖4中這些其他開關(guān)并未示為開關(guān)408的一部分，應(yīng)當(dāng) 理解，開關(guān)408的切換和邏輯結(jié)構(gòu)能夠支持參照圖4所示出和/或說明 的全部或較少的開關(guān)。
參看圖4，在時間t〉t2，在該操作期間的過程中，對r(n)進行 切換并作為信號x(n)提供給濾波信號塊410，其中x(n) = i(n) + s(n), 此處i(n)為信號x(n)的干擾分量，并且s(n)是信號分量。由濾波信號 塊410將信號x(n)濾波成一般的輸出信號y(n),其中y(n)是x(n)與 濾波器h(n)的巻積。
當(dāng)時間t〉t。時，開關(guān)408將所選擇的信號r(n)發(fā)送到頻語發(fā)生 器412。頻語發(fā)生器對r(n)進行處理以確定r(n)的頻語分量。例如， 這可以用一個快速傅立葉變換("FFT，，)來實現(xiàn)。頻i脊以幅值A(chǔ) (Ai 用于千擾信號i(n)的基本幅值)和頻率f (即，ft用于干擾信號i(n)的 基本頻率分量)的形式被傳送到濾波發(fā)生器414。濾波發(fā)生器414使 用這些輸入與預(yù)操作初始化單元416所提供的那些輸入一起以一個特 定的帶寬"BW，，生成一個濾波器階數(shù)"O"。正如以下詳細(xì)說明的那樣， 這是在時間t。〈t〈t,時完成的。
預(yù)操作初始化單元416提供多個附加的參數(shù)來建立濾波器組系 數(shù)，如以下詳細(xì)說明。例如，預(yù)操作初始化單元416提供副載波頻率 fsc，例如Miller副載波，以及到濾波發(fā)生器414的原始數(shù)據(jù)速率fd。 濾波器組發(fā)生器418使用濾波器階數(shù)O和帶寬BW來生成一組濾波 系數(shù)。在給定一個階數(shù)O和帶寬BW的條件下生成濾波系數(shù)組的方
法是眾所周知的，此處不做說明。當(dāng)時間t2〈t〈t3濾波系數(shù)組存儲在
一個濾波系數(shù)表中。該濾波系數(shù)表定義為C(Ai, fi)。
在t2 < t < t3操作期間的過程中，開關(guān)408將所選擇的信號r(n)發(fā) 送給頻鐠發(fā)生器412。頻i普發(fā)生器412處理r(n)以確定r(n)的頻語分 量，即Aj和fi。這些頻譜分量與來自416的fi、 fse和fa—起作為到濾
16波系數(shù)表420的輸入，以選擇適當(dāng)?shù)臑V波系數(shù)。此外，當(dāng)時間t為t2< t<t3，開關(guān)408將i(n)送給信號濾波器410用于在適當(dāng)?shù)臅r間進行濾 波。在干擾采集和頻譜生成的同一個期間中，向標(biāo)簽發(fā)出下一條命令。 換句話說，干擾采集和頻i脊生成與發(fā)射標(biāo)簽指令基本上是同時進行 的。
在圖5中示出O和BW的圖形表示，它顯示了經(jīng)濾波的頻鐠， Y(f)具有基于干擾信號i(n)和在開關(guān)408的輸出側(cè)的所接收的選擇信 號x(n)的濾波參數(shù)。如圖5所示，BW以fsc為中心，而干擾分量(i) 發(fā)生在士3fd處。
圖6示出了所接收的信號的示例性輸入頻語，其數(shù)據(jù)速率等于 "fsd"并且使用雙相空間("FMO，，)編碼，此處干擾將發(fā)生在3fsd處。 為了便于理解，圖6僅顯示基本頻率。 一旦識別了基本的副載波頻率 fsc，就根據(jù)該fsc和特定干擾信號i(n)為h(n)選擇多個濾波值。由濾 波器410使用O和BW系數(shù)以使來自輸入信號x(n)的邊帶頻率干擾最 小化或?qū)⑵湎?br> 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的對一個RFID信號進行濾波 的過程的示例性流程圖。在步驟S702， 一個讀取器102在時間t = 0 被置于預(yù)操作模式以采集讀取器102的配置環(huán)境中的干擾信號(步驟 S704 )。濾波器104通過選擇器406從信道I 402和Q 404中確定和 選擇具有較大干擾值的信道(步驟S706)。在時間^t。開始采集干擾 信號分量i(n)(步驟S708)。 一旦采集到干擾信號，頻語發(fā)生器412 在步驟S710提取出干擾信號i(n)的幅值(Ai)和基本頻率(fi)。對 所提取的幅值和基本頻率進行處理以計算與濾波器相關(guān)的參數(shù)(步驟 S712)，例如O和BW。在步驟S714，對基于O和BW的濾波系數(shù) 的組進行計算并且將其存儲在表420中，由此完成本發(fā)明的方法的預(yù) 操作部分。
在步驟S716，在時間d讀取器102被置于操作模式并且選擇 器S406基于哪個信道具有較大幅值來選擇信道I 402和Q 404之一。 在時間t2t2采集干擾信號"i"(步驟S718 )。在步驟S720生成干擾頻譜(千擾信號i (n)的幅值(Ai)和基本頻率(fi))。幅值(Ai) 和基本頻率(fi)用于選擇存儲在表420中的濾波系數(shù)(h),在1 = 13 停止干擾的采集(步驟S722 )。
在t^4接收目標(biāo)響應(yīng)。基于所存儲的多個系數(shù)，實施濾波(h) 以生成輸出y(n)(步驟S724)。在步驟S726，由讀取器102來處理 基本無干擾的目標(biāo)響應(yīng)并且恢復(fù)由該目標(biāo)標(biāo)簽發(fā)射的數(shù)據(jù)。
應(yīng)注意，在本說明書中所說明的這些功能單元中的許多個已經(jīng)被 標(biāo)記為和/或說明為模塊或元件，以便更具體地強調(diào)它們的實施方式的 獨立性。例如， 一個模塊可以實現(xiàn)為包括定制電路或門陣列的一個硬 件電路、現(xiàn)有的半導(dǎo)體(如邏輯芯片、晶體管)或其它分立部件。一 個^f莫塊還可以在可編程硬件裝置中實現(xiàn)，如現(xiàn)場可編程門陣列、可編 程陣列邏輯、可編程邏輯器件或類似的器件。
模塊還可以由不同類型的處理器執(zhí)行的軟件來實現(xiàn)。例如，可執(zhí) 行代碼的一個指明的模塊包括一個或多個實體的或邏輯的計算機指 令塊，例如這些指令塊可以被組織為一個對象、程序、或函數(shù)。盡管 如此， 一個指明的模塊的可執(zhí)行程序不需要實體地放在一起，而是可 以包括存儲在不同位置的完全相異的指令，當(dāng)邏輯地連接在一起時， 這些指令包括該模塊并且完成對該模塊指定的目的。
可執(zhí)行代碼的一個模塊可以是一條單個指令或許多指令，甚至可 以分布在幾個不同的碼段上、在不同的程序之間、以及在幾個存儲裝 置中。類似地，操作數(shù)據(jù)在此可以在多個模塊內(nèi)被指明和解說，并且 能夠以任何適當(dāng)?shù)男问竭M行實施并且組織在任何適當(dāng)類型的數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)中。操作數(shù)據(jù)可以收集為一個單一數(shù)據(jù)集，或者可以被分布在包括 不同的存儲裝置的不同的位置上，并且可以僅僅作為電信號至少部分 地存在于一個系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)上。
本發(fā)明有利地提供了一種方法和系統(tǒng)，這種方法和系統(tǒng)用于接收 自RFID目標(biāo)標(biāo)簽的信號的實時濾波，并且使用實際環(huán)境測量的干擾 和噪聲來提供用于由RFID讀取器裝置進行數(shù)字信號處理的濾波。而 且，本發(fā)明提供了一種改進的方式對基于該RFID系統(tǒng)布置在其中的環(huán)境的變化來重新校準(zhǔn)數(shù)字信號處理。
本發(fā)明能夠在硬件、軟件或硬件和軟件的組合中得以實現(xiàn)。本發(fā) 明的方法和系統(tǒng)的一種實施方式可以在一個計算系統(tǒng)中以集中式的 方式或以不同單元分布在一些相互連接的計算系統(tǒng)之間的分布式的 方式來實現(xiàn)。任何類型的計算系統(tǒng)或適配為用于執(zhí)行在此所說明方法 的其他裝置均適合于執(zhí)行在此所說明的這些功能。
一種典型的硬件和軟件組合可以是具有一個或多個處理元件的 一種專用的或通用的計算系統(tǒng)以及存儲在存儲媒體中的一個計算程 序，當(dāng)它被栽入并執(zhí)行時，該計算程序控制計算系統(tǒng)以便執(zhí)行在此所 說明的方法。本發(fā)明還可以嵌入在一個計算程序產(chǎn)品中，該產(chǎn)品包含 可以實現(xiàn)在此所說明的方法的所有特征，并且當(dāng)它載入一個計算系統(tǒng) 時，該產(chǎn)品能夠執(zhí)行這些方法。存儲媒體是指任何易失性的或非易失 性的存儲裝置。
在本申請上下文中的計算機程序或應(yīng)用程序是指以任何語言、代 碼或符號所表示的指令集的任何表達，這些指令使具有信息處理能力 的系統(tǒng)能夠直接地或者在以下任何一個或兩個步驟之后執(zhí)行一個具
體的功能a)轉(zhuǎn)換到另一種語言、代碼或符號；b)以不同的物質(zhì)形式 進行的復(fù)制。此外，除非以上有相反的說明，應(yīng)該注意到所有的附圖 并未按比例繪制。有意義的是，本發(fā)明能夠以其他具體形式實施而無 需偏離其精神或本質(zhì)屬性，并且因此，必須參考以下權(quán)利要求書、而 非前面的說明書作為對本發(fā)明的范圍的指示。
本領(lǐng)域中熟練的技術(shù)人員將會理解，本發(fā)明并不限于以上具體示 出和說明的內(nèi)容。根據(jù)以上傳授的內(nèi)容又可能進行各種修改和變化而 無需偏離本發(fā)明的精神和實質(zhì)屬性，因此，應(yīng)參考以下權(quán)利要求書、
而非前面的說明書作為對本發(fā)明的范圍的指示。
權(quán)利要求
1. 對RFID信號進行濾波的一種方法，該方法包括測量至少一個預(yù)操作干擾信號；從該至少一個測量的預(yù)操作干擾信號提取幅值和頻率數(shù)據(jù)；至少部分地基于從所測量的至少一個預(yù)操作干擾信號提取的幅值和頻率數(shù)據(jù)計算至少一個與濾波器相關(guān)的參數(shù)；并且在一種預(yù)操作模式期間，基于所計算的至少一個與濾波器相關(guān)的參數(shù)來生成并存儲具有至少一組濾波系數(shù)的一個表。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中測量該至少一個預(yù)操作干擾信 號發(fā)生在一個RFID系統(tǒng)配置的場所。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，進一步包括 在一個操作模式期間對一個目標(biāo)RFID標(biāo)簽發(fā)射一條命令；并且 在該操作模式期間測量至少一個操作干擾信號，其中發(fā)射該命令并且測量至少一個操作干擾信號是基本上同時進行。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中在該操作模式期間測量至少 一個操作干擾信號包括生成一個干擾頻譜以確定至少一組干擾參數(shù)， 并且其中該方法進一步包括使用所確定的至少 一組干擾參數(shù)以選擇 一組濾波系數(shù)。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，進一步包括在該操作模式期間測 量從該目標(biāo)RFID標(biāo)簽接收的一個輸入信號，并且由一個濾波器使用 所選擇的該組濾波系數(shù)對所測量的輸入信號進行濾波。
6. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中計算至少一個與濾波器相關(guān) 的參數(shù)是至少部分地基于對于一個測量的輸入信號所希望的信號數(shù)
7. 如4又利要求1所述的方法,的參數(shù)包括計算一個濾波器階數(shù)。
8. 如斥又利要求1所述的方法， 的參數(shù)包括計算一個截止頻率。權(quán)利要求書第2/4頁其中計算至少 一個與濾波器相關(guān) 其中計算至少 一個與濾波器相關(guān)
9. 一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于對接收自至少一個RFID目標(biāo)標(biāo)簽的 RFID信號進行濾波，該系統(tǒng)包括一個接收器，該接收器從該至少一個RFID標(biāo)簽接收該RFID信 號；以及與該接收器進行通信并且對所接收的RFID信號進行濾波的一 個處理器，該處理器包括一個存儲裝置，該存儲器進行運作以便 測量至少一個預(yù)操作干擾信號；從所測量的至少一個預(yù)操作千擾信號提取幅值和頻率數(shù)據(jù)； 至少部分地基于從所測量的至少一個預(yù)操作干擾信號提取的幅值和頻率數(shù)據(jù)計算至少一個與濾波器相關(guān)的參數(shù)；并且在一個預(yù)操作模式期間生成具有基于所計算的至少一個與濾波器相關(guān)的參數(shù)的至少一組濾波系數(shù)的一個表并且將其存儲在該存儲裝置中。
10. 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中測量該至少一個預(yù)操作千擾 信號發(fā)生在一個RFID系統(tǒng)配置的場所。
11. 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中該處理器在一個操作模式期 間進一步運作以便對一個目標(biāo)RFID標(biāo)簽發(fā)射一條命令；并且 測量至少一個操作干擾信號，其中發(fā)射該條命令并測量至少一個操作干擾信號是基本上同時 進行的。
12. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中在該操作模式期間測量至 少一個操作干擾信號包括生成一個干擾頻譜以確定至少一組干擾參數(shù)，并且其中該處理器進一步使用所確定的至少一組干擾參數(shù)以選擇 一組濾波系數(shù)。
13. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中在該操作模式期間該處理 器進一步運作以測量從該目標(biāo)RFID標(biāo)簽接收的一個輸入信號，并且 由 一個濾波器使用所選擇的該組濾波系數(shù)對所測量的輸入信號進行 濾波。
14. 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中計算至少一個與濾波器相關(guān) 的參數(shù)是至少部分地基于對一個測量的輸入信號所希望的信號數(shù)據(jù) 速率。
15. 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中計算至少一個與濾波器相關(guān) 的參數(shù)包括計算一個濾波階數(shù)。
16. 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中計算至少一個與濾波器相關(guān) 的參數(shù)包括計算一個截止頻率。
17. —個計算程序產(chǎn)品，包括一個計算機可用介質(zhì)，該介質(zhì)具有 用于一個RFID系統(tǒng)的一個計算機可讀程序，當(dāng)在一臺計算機上運行 時，該計算機可讀程序致使該計算機執(zhí)行一種方法，該方法包括測量至少一個預(yù)操作干擾信號；從該至少一個測量的預(yù)操作干擾信號提取幅值和頻率數(shù)據(jù)； 至少部分地基于從所測量的至少一個預(yù)操作干擾信號提取的幅值和頻率數(shù)據(jù)來計算至少一個與濾波器相關(guān)的參數(shù)；并且在一個預(yù)操作模式期間，基于所計算的至少一個與濾波器相關(guān)的 參數(shù)生成并且存儲具有至少一組濾波系數(shù)的一個表。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，進一步包括 在一個操作模式期間對一個目標(biāo)RFID標(biāo)簽發(fā)射一條命令；并且 在該操作模式期間測量至少一個操作千擾信號，其中發(fā)射該命令并測量至少一個操作干擾信號是基本上同時進行的。
19. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中在該操作模式期間測量至 少 一個操作干擾信號包括生成一個干擾頻i普以確定至少 一組干擾參 數(shù)，并且其中該方法進一步包括使用所確定的至少一組干擾參數(shù)以選 擇一組濾波系數(shù)。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，進一步包括在該操作模式期間 測量從該目標(biāo)RFID標(biāo)簽接收的一個輸入信號，并且由一個濾波器使 用所選擇的該組濾波系數(shù)對所測量的輸入信號進行濾波。
全文摘要
用于對RFID信號進行濾波的一種方法、系統(tǒng)和計算程序產(chǎn)品。對至少一個預(yù)操作干擾信號進行測量。從該至少一個測量的預(yù)操作干擾信號中提取幅值和頻率數(shù)據(jù)。至少部分地基于從所測量的該至少一個預(yù)操作干擾信號中提取的幅值和頻率數(shù)據(jù)計算出至少一個與濾波器相關(guān)的參數(shù)。在一個預(yù)操作模式期間生成一個表。該表具有基于所計算的至少一個與濾波器相關(guān)的參數(shù)的至少一組濾波系數(shù)。
文檔編號H04B1/10GK101523737SQ200780036257
公開日2009年9月2日 申請日期2007年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者P·麥克萊恩 申請人:傳感電子公司