一种改进的RFID读写器频率估计方法及估计模块与流程

本发明涉及电子，具体涉及一种改进的rfid读写器频率估计方法及相应估计模块。

背景技术：

1、rfid是一种非接触式的射频识别技术，它利用电磁波感应、无线电波进行非接触式通信，进行数据交换以达到识别对象的一种技术。目前，rfid技术已广泛应用于物流、跟踪、监控、门禁等各个领域。且由于无源标签的成本低、小型寿命长以及易生产等优势，成为rfid系统应用的主流，然而，无源系统中存在标签供电能量不易保证、返回信号弱、易受空间环境干扰等问题，对读写器提出了更高要求。

2、由于无源标签内部没有时钟校准电路，标签返回的链路频率相对读写器设定的数据频率会有-22％至+22％的偏差。同时，接收到的信号中，用于同步的数据帧头很短，且每次接收到的数据帧中的同步帧头只出现一次，如果不能解析出帧头，则通信就会失败。

3、考虑到上述分析的不利因素，rfid系统还需要进一步改进和完善，才能更好地应用。

技术实现思路

1、本发明主要针对接收信号频率偏差的问题提出了一种有效地解决方案。

2、具体而言，本发明提供一种改进的rfid读写器频率估计方法，其特征在于，所述方法包括：

3、步骤1、接收rfid射频信号并转换成i、q信号；

4、步骤2、采用具有多个第一并行相关器的第一相关器组分别对所述i、q信号进行相关处理，多个第一并行相关器彼此之间具有预设频率偏移量，多个第一并行相关器具有相同的本地码元；

5、步骤3、对各个相关器获得的相关结果进行比较，将相关最大值对应的相关器的频率偏移量作为粗估计频率偏移量；

6、步骤4、利用具有多个第二并行相关器的第二相关器组对所述i、q信号进行相关处理，所述第二并行相关器彼此之间具有第二频率偏移量，并且所述第二相关器组的频率偏移量覆盖所述粗估计频率偏移量进行设置；

7、步骤5、分别对各第二并行相关器输出的相关值进行功率计算，并将i、q两路功率相加合并，再进行串行峰值检测，获取峰值所对应的相关器频率偏移量，进而计算得到接收信号频率的最近似估计值。

8、在一种优选实现方式中，所述第一相关器组覆盖目标rfid标签发射频率的至少-22％～22％的频率偏移量。

9、在另一种优选实现方式中，所述第一相关器组中包括8-14个相关器；所述第二相关器组中包括3-6个相关器。

10、在另一种优选实现方式中，还包括对所接收数据中的每个码元按顺序计数，当所述步骤5中，检索到相关器输出的串行峰值时，将所接收的对应数据计数值作为同步帧头的位置，该位置信息作为存储单元读数据的初始位置。

11、另一方面，本发明提供一种改进的rfid读写器频率估计模块，其特征在于，所述rfid读写器频率估计模块包括：具有多个第一相关器的第一相关器组、具有多个第二相关器的第二相关器组、比较模块、功率计算模块以及峰值检测模块，

12、所述多个第一相关器用于分别对rfid读写器接收到的i、q信号进行相关处理，多个第一并行相关器彼此之间具有预设频率偏移量，多个第一并行相关器具有相同的本地码元；

13、所述比较模块用于对各个相关器获得的相关结果进行比较，将相关最大值对应的相关器的频率偏移量作为粗估计频率偏移量；

14、所述多个第二并行相关器用于对所述i、q信号进行相关处理，所述第二并行相关器彼此之间具有第二频率偏移量，并且所述第二相关器组的频率偏移量覆盖所述粗估计频率偏移量进行设置；

15、所述功率计算模块用于对各第二并行相关器输出的相关值进行功率计算，并将i、q两路功率相加合并；

16、所述峰值检测模块用于进行串行峰值检测，获取峰值所对应的相关器频率偏移量，以获得接收信号频率的最近似估计值。

17、在另一种优选实现方式中，所述第一相关器组覆盖目标rfid标签发射频率的至少-22％～22％的频率偏移量。

18、在另一种优选实现方式中，所述第一相关器组中包括8-14个相关器；所述第二相关器组中包括3-6个相关器。

19、在另一种优选实现方式中，还包括偏差计数器，所述偏差计数器用于对所接收数据中的每个码元按顺序计数，当检索到相关器输出的串行峰值时，将所接收的对应数据计数值作为同步帧头的位置，该位置信息作为存储单元读数据的初始位置。

20、在另一种优选实现方式中，还包括存储单元，用于对所接收的数据进行存储。

21、技术效果

22、本发明提出以相关操作进行频率估计的方法，与传统的相关器阵列进行频率估计的方法不同，本文采用了二级相关器组分别对前导码和同步帧头做相关操作获得频率偏移量，进而计算得到精确频率估计值。

23、首先，本发明采用多路(12)路并行相关器作为第一级相关器组做频率粗估计，每个相关器本地码元为2个symbol前导码元，其频率偏移量的估计精度为4％，取相关最大值后获得频率偏移量。然后，在频率偏移量的基础上，采用4路并行相关器作为第二级相关器组对接收信号进行近似频率估计，每个相关器的本地码元为6个symbol同步帧头码元，其频率偏移量的估计精度达到基频(预设rfid信号频率)的1％，根据频率偏移量计算得到近似的频率估计值。同时，在第二级对同步帧头进行相关功率峰值检测过程中，提取出同步帧头在接收数据的位置信息，因此，可以获取到接收数据中除去同步帧头后的数据起始位置。为后续数据解调提供精确的频率估计值和接收数据起始标识信息，在相同信噪比情况下，更有效地提升解调正确率，进而优化读写器接收性能。

技术特征：

1.一种改进的rfid读写器频率估计方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的rfid读写器频率估计方法，其特征在于，所述第一相关器组覆盖目标rfid标签发射频率的至少-22％～22％的频率偏移量。

3.根据权利要求1所述的rfid读写器频率估计方法，其特征在于，所述第一相关器组中包括8-14个相关器；所述第二相关器组中包括3-6个相关器。

4.根据权利要求1所述的rfid读写器频率估计方法，其特征在于，还包括对所接收数据中的每个码元按顺序计数，当所述步骤5中，检索到第二并行相关器输出的串行峰值时，将所接收的对应数据计数值作为同步帧头的位置，该位置信息的下一位置作为存储单元读数据的初始位置。

5.一种改进的rfid读写器频率估计模块，其特征在于，所述rfid读写器频率估计模块包括：具有多个第一相关器的第一相关器组、具有多个第二相关器的第二相关器组、比较模块、功率计算模块以及峰值检测模块，

6.根据权利要求5所述的rfid读写器频率估计模块，其特征在于，所述第一相关器组覆盖目标rfid标签发射频率的至少-22％～22％的频率偏移量。

7.根据权利要求5所述的rfid读写器频率估计模块，其特征在于，所述第一相关器组中包括8-14个相关器；所述第二相关器组中包括3-6个相关器。

8.根据权利要求5所述的rfid读写器频率估计模块，其特征在于，还包括偏差计数器，所述偏差计数器用于对所接收数据中的每个码元按顺序计数，当检索到相关器输出的串行峰值时，将所接收的对应数据计数值作为同步帧头的位置，该位置信息的下一位置作为存储单元读数据的初始位置。

9.根据权利要求5所述的rfid读写器频率估计模块，其特征在于，还包括存储单元，用于对所接收的数据进行存储。

技术总结
本发明公开了一种改进的RFID读写器频率估计方法及估计模块。所述方法包括：采用具有多个第一并行相关器的第一相关器组分别对I、Q信号进行相关处理，将相关最大值对应的相关器的频率偏移量作为粗估计频率偏移量；利用第二相关器组对I、Q信号再进行相关处理；分别对各相关器输出的相关值进行功率计算，并将I、Q两路功率相加合并，再进行串行峰值检测，获取峰值所对应的相关器频率偏移量，进而计算得到接收信号频率的最近似估计值。本发明提出以相关操作进行频率估计的方法，与传统的相关器阵列进行频率估计的方法不同，本发明采用了二级相关器组分别对前导码和同步帧头做相关操作获得频率偏移量，进而计算得到精确频率估计值。

技术研发人员：杨振华,曹忻军,陈洪顺,穆柏新
受保护的技术使用者：北京飞利信电子技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13