基于rfid的相移鍵控信號解調(diào)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明設(shè)及信號解調(diào)方法，具體設(shè)及基于RFID的相移鍵控信號解調(diào)方法。 技術(shù)背景：
[0002] 工作于超高頻扣H巧和微波頻段的射頻識別（RFID)系統(tǒng)，相比已廣泛應(yīng)用的中低 頻RFID系統(tǒng)，具有作用距離長和讀寫速度快的優(yōu)點(diǎn)，成為了目前國際上技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展的 熱點(diǎn)。而我國在UHF頻段W及微波波段的RFID技術(shù)上尚處于起步階段。雖然全球已經(jīng)存在 多個RFID國際標(biāo)準(zhǔn)，但為了順應(yīng)國內(nèi)RFID技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)規(guī)模的需要，及國家信息安全的 考慮，中國在2012年頒布了國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 28925-2012《信息技術(shù)射頻識別2. 45GHz空中接 口協(xié)議》。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定標(biāo)簽和讀寫器支持偏移四相相移鍵控（OQPSK)調(diào)制方式，并兼容差分 二相相移鍵控值BPSK)調(diào)制方式，W 2MHz擴(kuò)頻碼片速率進(jìn)行傳輸。由于信道工作頻率準(zhǔn)確 度為20ppm，ppm即百萬分之一，接收信號的頻率與本地頻率的偏差約為-IOOKHz~IOOKHz， 頻偏范圍大。由于已知擴(kuò)頻序列前后碼片之間的理論相位差，可采用相移鍵控（PSK)非相 干差分解調(diào)方式進(jìn)行解調(diào)。相移鍵控（PSK)是一種用載波相位表示輸入信號信息的調(diào)制技 術(shù)。
[0003] 現(xiàn)有的PSK非相干差分解調(diào)技術(shù)方案為：對I、Q信號計算點(diǎn)積dot似和叉積 cross化)，如果是差分PSK，直接解調(diào)輸出基帶符號；如果是PSK，對解調(diào)結(jié)果進(jìn)行解差分， 得到基帶符號。再對解調(diào)出的基帶符號進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換得到基帶碼流。
[0004] 用現(xiàn)有技術(shù)解擴(kuò)頻碼時的抗噪性能取決于判決值序列的自相關(guān)函數(shù)性能，當(dāng)判決 值序列自相關(guān)函數(shù)在偏移為0時自相關(guān)值較高，而在偏移不為0時自相關(guān)值較低，其相關(guān)性 能較好。由于QPSK/DQPSK調(diào)制下點(diǎn)積、差積均存在0值的狀態(tài)，降低了擴(kuò)頻碼相關(guān)的性能， 同時也降低了信號解調(diào)的抗噪性能。

【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供基于RFID的相移鍵控信號解調(diào)方法，W提高 PSK信號解調(diào)的抗噪性能。
[0006] 為了解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是，基于RFID的相移鍵控信號解調(diào)方法， 其特征在于：包括如下步驟：
[0007] 第1步、輸入前后碼片的相位差
[0008] 第2步、設(shè)置角度分界線，用角度分界線將相位差按區(qū)域劃分為坐標(biāo)軸上的點(diǎn)；
[0009] 第3步、將坐標(biāo)軸上的點(diǎn)按同一方向旋轉(zhuǎn)固定角度后，再將坐標(biāo)軸上的點(diǎn)映射為 新的不含0的判決值；
[0010] 第4步、前導(dǎo)碼同步：
[0011] 第4. 1步：將第3步得到的判決值存入長度為LXR的移位寄存器；L為擴(kuò)頻碼片 數(shù)；R為采樣倍數(shù)，采樣倍數(shù)取大于等于2的整數(shù)，得到實際判決值序列Seqgctugi;
[0012] 第4. 2步：已知N組擴(kuò)頻碼片的理論相位差，判決得到N組擴(kuò)頻碼片的理論判決 值序列{Seqthe。。_0，Seqthe。。_l…，Seqthe。。_N-l}，并進(jìn)行R倍采樣；其中，OQPSK調(diào)制下，N= 16 ;DBPSK 調(diào)制下，N = 2 ;
[0013] 第4. 3步：分別將實際判決值序列Seq。。,。。^的I路、Q路與前導(dǎo)碼0的理論判決值 序列SeqthWfyJ)進(jìn)行R倍采樣后的I路、Q路進(jìn)行互相關(guān)，然后將I路、Q路互相關(guān)值進(jìn)行疊 加，得到前導(dǎo)碼0的互相關(guān)值R。；
[0014] 第4. 4步：對前導(dǎo)碼0的互相關(guān)值R。進(jìn)行判斷，當(dāng)R。超過闊值化且達(dá)到峰值時得 到同步使能信號；闊值化=化XRXgain,gain= 0~1;gain是增益；
[001引第5步、采樣判決：
[001引第5. 1步、采樣計數(shù)器在同步使能后開始計數(shù)，當(dāng)達(dá)到下一采樣中屯、時刻化XR) 時，輸出采樣時鐘；
[0017] 第5. 2步、再取實際判決值序列Seqgctugi后面有效的化-2)*R點(diǎn)，W及N組擴(kuò)頻碼 片的理論判決值序列怯eqtheD^_〇, Seqthewy_l…，SeqtheD3_N-l}進(jìn)行R倍采樣后后面有效的 a-2)*R點(diǎn)，分別計算實際判決值序列與理論判決值序列的I路與I路、Q路與Q路的互相 關(guān)；
[001引第5. 3步、將各組的I路、Q路互相關(guān)值進(jìn)行疊加，得到N組互相關(guān)值恥，Ri,… )Rn il !
[0019] 第5. 4步、在采樣時鐘拉高時，輸出N組互相關(guān)值中的最大值對應(yīng)的索引i，即為解 調(diào)的符號，其中0《i《N-I ;
[0020] 第6步、輸出轉(zhuǎn)換：
[0021] 對OQPSK調(diào)制信號，進(jìn)行并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)，即可得到基帶碼流；
[002引對DBPSK調(diào)制信號，解差分即可得到基帶碼流。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明所述的基于RFID的相移鍵控信號解調(diào)方法的優(yōu)選方案，第2步設(shè)置角 度分界線，用角度分界線將相位差按區(qū)域劃分為坐標(biāo)軸上的點(diǎn)，具體按如下方法進(jìn)行：
[0024] 如為DBPSK調(diào)制信號，W n /2 (n = ± 1)作為角度分界線，將相位差劃分為兩個 區(qū)域，再按區(qū)域?qū)?yīng)為坐標(biāo)軸上的點(diǎn)計算公式為：
[00 巧]
[002引如為OQPSK調(diào)制信號，W n JT /4 (n = ±1，±如作為角度分界線，將相位差劃分為 四個區(qū)域，再按區(qū)域?qū)?yīng)為坐標(biāo)軸上的點(diǎn)計算公式為：
[0027]
[0028] 其中diff為相位差。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明所述的基于RFID的相移鍵控信號解調(diào)方法的優(yōu)選方案，第3步將坐標(biāo) 軸上的點(diǎn)按同一方向旋轉(zhuǎn)固定角度后，再將坐標(biāo)軸上的點(diǎn)映射為不含0的判決值；
[0030] 具體按如下方法進(jìn)行：
[00引]如為DBPSK調(diào)制信號，將坐標(biāo)軸上的點(diǎn)lvalue、Qwue逆時針旋轉(zhuǎn)固定角度辦=化了/'4 (n為正奇數(shù)），將U。。、Qvgi。。點(diǎn)映射為不含0的判決值Iiudgevgl。。、QjudgeWue,計算公式為：
[003引如為OQPSK調(diào)制信號，將坐標(biāo)軸上的點(diǎn)U。。、GU。。逆時針旋轉(zhuǎn)固定角度(/P=化了/4 (n為正奇數(shù)），將點(diǎn)Uue、Qvalue映射為不含0的判決值I,udgeWue、Q，udge?lue,計算公式為：
[0035] 其中A為正數(shù)。
[003引由于 BPSK/DBPSK 調(diào)制時，只有兩相，即 Ijudgevalue= Q iudgevalue或 I iudgevalue =-Q.iudge?lue，因此此時可只取I.iudge?lue運(yùn)一路判決值。
[0037] 本發(fā)明所述的基于RFID的相移鍵控信號解調(diào)方法的有益效果是：本發(fā)明用角度 分界線按區(qū)域?qū)η昂蟠a片的相位差進(jìn)行判決，再對判決結(jié)果旋轉(zhuǎn)，映射生成新的不等于0 的判決值，來提高擴(kuò)頻碼的相關(guān)性能，W提高PSK信號解調(diào)的抗噪性能；本發(fā)明對相移鍵控 信號的解調(diào)方法簡單，獨(dú)特，本發(fā)明可用于已知前導(dǎo)碼和擴(kuò)頻碼時的OQPSK信號和DBPSK信 號的解調(diào)，也可用于已知前導(dǎo)碼和擴(kuò)頻碼時的BPSK信號/QPSK信號解調(diào)，W及只知前導(dǎo)碼 而無擴(kuò)頻碼時的BPSK信號/DBPSK信號/QPSK信號/OQPSK信號的前導(dǎo)碼同步，可廣泛應(yīng)用 于射頻識別系統(tǒng)中。
【附圖說明】
[003引圖1是本發(fā)明所述的基于RFID的相移鍵控信號解調(diào)方法流程示意圖。
[0039] 圖2是本發(fā)明對DBPSK信號解調(diào)的第2步示意圖。
[0040] 圖3是本發(fā)明對OQPSK信號解調(diào)的第2步示意圖。
[0041] 圖4是本發(fā)明對DBPSK信號解調(diào)的第3步示意圖。
[0042] 圖5是本發(fā)明對OQPSK信號解調(diào)的第3步示意圖。
[0043] 圖6為數(shù)據(jù)帖的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044] 圖7為OQPSK調(diào)制碼片偏移示意圖。
[0045] 圖8為采用【背景技術(shù)】中點(diǎn)積叉積方法的自相關(guān)曲線。
[0046] 圖9為采用本發(fā)明所述的基于RFID的相移鍵控信號解調(diào)方法的自相關(guān)曲線。
[0047] 圖10為脈沖成型及接收端波形。
[0048] 圖11是相關(guān)波形及同步結(jié)果。
[0049] 圖12是解調(diào)結(jié)果波形。
【具體實施方式】
[0050] 參見圖1，基于RFID的相移鍵控信號解調(diào)方法，包括如下步驟：
[0051] 第1步、輸入前后碼片的相位差；
[0052] 第2步、設(shè)置角度分界線，用角度分界線將相位差按區(qū)域劃分為坐標(biāo)軸上的點(diǎn)；
[0053] 由于傳輸載波的影響，接收端得到的0頻信號并不是編碼時的+1、-1運(yùn)樣的方 波，而是存在相位延時