射频识别读写器接收灵敏度测量系统、方法及测试设备与流程

本发明涉及射频识别领域，更具体的说，涉及一种射频识别读写器接收灵敏度测量系统、方法及测试设备。

背景技术：

射频识别(RFID)读写器接收灵敏度是指读写器在接收到标签返回信号时，在一定误码率下接收到的标签返回信号的最小功率值。接收灵敏度是读写器重要的性能指标，它的大小直接影响读写器的性能，因此需要对读写器的接收灵敏度进行测试。

传统的灵敏度分析测试方法是标签端主动发送固定编码格式的数据，读写器端实时监听标签的返回数据。然而在实际工作环境下，读写器是作为通信的主动请求方，标签是作为通信的被动应答方，且是通过符合相关空中接口协议的命令和应答来完成工作的。传统的测试方法和实际工作环境有一定的差异，并不能严格的反应射频识别读写器实际工作环境下的接收灵敏度。此外，另外为了配合测试，读写器端需要调整自身工作流程，做出不小的改动。

因此，本领域中需要一种改进的射频识别读写器接收灵敏度测量解决方案。

技术实现要素：

在本发明的一个方面，提供了一种射频识别读写器接收灵敏度测量系统，包括：被测射频识别读写器，其被配置为向测试设备发送符合超高频射频识别空中接口标准的包含查询命令的调制编码信号；测试设备，其被配置为在接收到所述调制编码信号后，通过解调和解码，获得所述查询命令，以及根据所述超高频射频识别空中接口标准生成针对所述查询命令的标签应答，并向被测射频识别读写器返回包含标签应答的调制编码信号；其中，所述被测射频识别读写器还被配置为：接收到所述测试设备返回的调制编码信号后，对该调制编码信号进行解调和解码，从而获得解码的标签应答；以及计算装置，其被配置为通过比较所述测试设备生成的标签应答和所述被测射频识别读写器解码的标签应答来确定所述被测射频识别读写器的接收灵敏度。

在本发明的另一个方面，提供了一种射频识别读写器接收灵敏度测量方法，包括：步骤1，由被测射频识别读写器向测试设备发送符合超高频射频识别空中接口标准的包含查询命令的调制编码信号；步骤2，测试设备在接收到所述调制编码信号后，通过解调和解码，获得所述查询命令；步骤3，所述测试设备根据所述超高频射频识别空中接口标准生成针对所述查询命令的标签应答，并向被测射频识别读写器返回包含标签应答的调制编码信号；步骤4，被测射频识别读写器接收到所述测试设备返回的调制编码信号后，对该调制编码信号进行解调和解码，从而获得解码的标签应答；以及步骤5，通过比较所述测试设备生成的标签应答和所述被测射频识别读写器解码的标签应答来确定所述被测射频识别读写器的接收灵敏度。

在本发明的又一个方面，提供了一种用于射频识别读写器接收灵敏度测量的测试设备，包括：有线通信接口，被配置为通过有线连接接收来自被测射频识别读写器的符合超高频射频识别空中接口标准的包含查询命令的调制编码信号；调制解调单元，被配置为对所述调制编码信号进行解调，从而获得解调的编码信号；编解码单元，被配置为对所述解调的编码信号进行解码，从而获得所述查询命令；控制单元，被配置为根据所述超高频射频识别空中接口标准生成针对所述查询命令的标签应答；其中，所述编解码单元还被配置为对所述标签应答进行编码，从而生成编码的标签应答；所述调制解调单元还被配置为对所述编码的标签应答进行调制，从而生成包含标签应答的调制编码信号；所述有线通信接口还被配置为通过有线连接向被测射频识别读写器返回包含标签应答的调制编码信号。

本发明针对射频识别读写器接收灵敏度的测量提出了一种更方便且接近实际使用环境的解决方案，其巧妙地利用了超高频射频识别空中接口标准规定的查询命令及对应的标签应答的操作流程，来实现对读写器接收灵敏度的测量，因此较大程度地模拟了读写器真实的工作环境。另外，由于利用了标准规定的协议操作流程，因此对于不同类型的读写器，只要其遵循所述标准，测试时不需要进行特殊的更改，因而方便了读写器端对测量的适配，节约了测试操作的成本。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示出了根据本发明的实施例的一种射频识别读写器接收灵敏度测量系统；

图2示出了根据本发明的实施例的用于射频识别读写器接收灵敏度测量的测试设备；以及

图3示出了根据本发明的实施例的一种射频识别读写器接收灵敏度测量方法。

具体实施方式

下面参照附图详细描述本发明的实施例。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解本发明。但是，对于所属技术领域内的技术人员明显的是，本发明的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本发明并不限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本发明，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。

现参照图1，其示出了根据本发明的实施例的一种射频识别读写器接收灵敏度测量系统100。如图1中所示，该系统100包括：被测射频识别读写器101，测试设备102，以及计算装置103。

所述被测射频识别读写器101被配置为向测试设备发送符合超高频射频识别空中接口标准的包含查询命令的调制编码信号；

所述测试设备102被配置为在接收到所述调制编码信号后，通过解调和解码，获得所述查询命令，以及根据所述超高频射频识别空中接口标准生成针对所述查询命令的标签应答，并向被测射频识别读写器101返回包含标签应答的调制编码信号；

其中，所述被测射频识别读写器101还被配置为：接收到所述测试设备返回的调制编码信号后，对该调制编码信号进行解调和解码，从而获得解码的标签应答；以及

计算装置103被配置为通过比较所述测试设备生成的标签应答和所述被测射频识别读写器解码的标签应答来确定所述被测射频识别读写器的接收灵敏度。

由于该系统巧妙地利用了超高频射频识别空中接口标准规定的查询命令及对应的标签应答的操作流程，来实现对读写器接收灵敏度的测量，因此较大程度地模拟了读写器真实的工作环境。另外，由于利用了标准规定的协议操作流程，因此对于不同类型的读写器，只要其遵循所述标准，测试时不需要进行特殊的更改，因而方便了读写器端对测量的适配，节约了测试操作的成本。

所述被测射频识别读写器101可以是任何实现所述超高频射频识别空中接口标准的射频识别读写器。所述被测射频识别读写器101优选可以为主动式读写器，或者也可以是被动式读写器。所述被测射频识别读写器101可以首先根据所述超高频射频识别空中接口标准生成所述查询命令，然后根据所述超高频射频识别空中接口标准对所述查询命令进行编码，例如进行截断式脉冲位置(truncated pulse position,TPP)编码，再根据所述超高频射频识别空中接口标准将编码后的查询命令调制到射频载波，例如使用双边带幅移键控(double-sideband amplitude shift keying，DSB-ASK)或单边带幅移键控(double-sideband amplitude shift keying，SSB-ASK)方式进行调制，最后将调制的射频载波发送到所述测试设备102。

所述超高频射频识别空中接口标准可以是任何超高频射频识别空中接口标准，例如，可以是中国标准，或者是国际标准。所述中国标准例如可以是GB/T 29768-2013《信息技术射频识别800/900MHz空中接口协议》，所述国际标准例如可以是ISO18000-6C。

在一些实施例中，所述超高频射频识别空中接口标准可以为GB/T 29768-2013《信息技术射频识别800/900MHz空中接口协议》，所述查询命令可以为启动查询命令，所述标签响应可以为包含11位随机数的标签句柄。如本领域技术人员所知的，该标准规定了启动查询命令用于启动一次盘点循环，启动查询命令中将指定参与此次盘点循环的匹配条件，同时指定此次盘点循环的盘点标志，还指定了前导信号、反向链路速率因子和编码选择。根据该标准，启动查询命令包括：命令代码域，其值为0xA8，表示该命令为启动查询命令；条件域，指定参与此次盘点循环的匹配条件，其值可以表示所有标签、匹配标志是1b的标签、匹配标志是0b的标签、以及保留；会话域，指定盘点循环所在的会话号，其值可以表示S0－S3四个盘点会话号；目标域，指定盘点标志，其值可以表示盘点标志为0b和1b；TRext域，指定反向链路前导码是否有前导信号，其值可以表示反向链路前导码无前导信号以及反向链路前导码有前导信号；反向链路速率因子域，指定反向链路速率因子，从而指定反向链路频率，其值可以表示1/5、3/7、6/11、1、2/5、6/7、12/11、2等不同的反向链路因子；编码选择域，其指定反向链路的编码方式，其值可以表示FM0编码、米勒编码等；以及校验位。如本领域技术人员所知的，所述GB/T 29768-2013标准还规定了标签端对该启动查询命令的响应方式。具体地，当标签处于准备、仲裁、应答状态，且匹配标志符合条件、盘点标志相等时，标签均应发送作为标签句柄的11位随机数以及5位校验位，作为对启动查询命令的应答，并且不会引起标签盘点标志反转。因此，本发明的实施例的上述过程不会导致标签端接收到启动查询命令而不响应的情况。

在一些实施例中，所述启动查询命令的命令代码域可以为0xA8。所述启动查询命令的条件域可以为所有标签，这样，具有任何匹配标志的标签端都将对所述启动查询命令做出应答。在其他实施例中，所述启动查询命令的条件域也可以为其他值。

所述启动查询命令的会话域可以为S0。在其他实施例中，会话域也可以为S1、S2或S3。

所述启动查询命令的目标域可以为0，这样，盘点标志为0的标签将做出应答。根据所述GB/T 29768-2013标准，标签上电后的盘点标志通常为0，因此启动查询命令的目标域为0，可确保标签端的正确应答。在其他实施例中，所述目标域也可以为1。

所述启动查询命令的TRext域可以为1，这意味着反向链路前导码带有前导信号，从而有利于被测射频识别读写器对标签应答进行解码处理。在其他实施例中，所述TRext域也可以为0，从而反向链路前导码将不带有前导信号。

所述启动查询命令的反向链路速率因子域为K＝1/5，这意味着反向链路频率为320KHz×1/5＝64KHz。在其他实施例中，所述反向链路速率因子域也可以为其他值。

所述启动查询命令的编码选择域为FM0。如本领域的技术人员所知的，FM0编码通过电平跳变在位窗中的不同位置来表示0或1。采用FM0编码，有利于标签端和被测射频识别读写器的编解码处理。在其他实施例中，所述编码选择域也可以为其他值。

返回图1，所述测试设备102可以是任何能够通过有线连接接收所述被测射频识别读写器发送的包含查询命令的调制编码信号、对其进行编解码处理从而获得所述查询命令、根据所述超高频射频识别空中接口标准生成标签应答，对该标答应答进行相应的编码调制处理、并向被测射频识别读写器101返回包含标签应答的调制编码信号的设备。由于该测试设备102可以实现标签端的至少上述功能，因此，该测试设备102也可被称为模拟标签。该测试设备102优选地为根据本发明的实施例的用于射频识别读写器接收灵敏度测量的测试设备。在本发明的一些实施例中，也可以考虑该测试设备102为真实的RFID标签。

现参照图2，其示出了根据本发明的实施例的用于射频识别读写器接收灵敏度测量的测试设备102。如图2中所示，该测试设备102包括：有线通信接口201，调制解调单元202，编解码单元203，以及控制单元204。

所述有线通信接口201可以被配置为通过有线连接接收来自被测射频识别读写器101的符合超高频射频识别空中接口标准的包含查询命令的调制编码信号。所述有线通信接口201可以是任何能够通过有线连接接收符合超高频射频识别空中接口标准的调制编码信号的电路和/或装置。所述有线通信接口201可以有线连接到下文中所述的功率控制装置104，而所述功率控制装置104可以有线连接到所述被测射频识别读写器101。

在一些实施例中，所述超高频射频识别空中接口标准为GB/T 29768-2013《信息技术射频识别800/900MHz空中接口协议》，所述查询命令为启动查询命令，所述标签响应为包含11位随机数的标签句柄。

在一些进一步的实施例中，所述启动查询命令的条件域为所有标签，目标域为0，TRext域为1，反向链路速率因子域为K＝1/5，编码选择域为FM0。

所述调制解调单元202可以被配置为对所述来自被测射频识别读写器101的调制编码信号进行解调，从而获得解调的编码信号。所述调制解调单元202可以根据所述超高频射频识别空中接口标准指定的解调方式，例如通过DSB-ASK或SSB-ASK方式，对所述调制编码信号进行解调。所述调制解调单元202可以是任何能够以适当方式对信号进行解调和调制的电路和/或装置。在一种示例性实现方式中，所述调制解调单元202可以由现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)实现。

编解码单元203可以被配置为对所述解调的编码信号进行解码，从而获得所述查询命令。所述编解码单元203可以根据所述超高频射频识别空中接口标准指定的解码方式，例如通过TPP方式，对所述解调的编码信号进行解码。所述编解码单元203可以是任何能够以适当方式对信号进行解调和调制的电路和/或装置。在一种示例性实现方式中，所述编解码单元203可以由FPGA实现。

所述控制单元204可以被配置为根据所述超高频射频识别空中接口标准生成针对所述查询命令的标签应答。所述控制单元204还可以被配置为控制所述有线通信接口201、调制解调单元202、编解码单元203的操作，从而由编解码单元203、调制解调单元202、有线通信接口201依次对所生成的标签应答进行编码、调制处理和发送。所述控制单元204可以是任何能够实现所述功能的电路和/或装置。所述控制单元204可以由硬件、软件、固件或其组合来实现。在一种示例性实现方式中，所述控制单元204由微控制器单元(micro controller unit,MCU)实现，所述MCU包含存储器以及存储于其中的用于配置MCU实现所述功能的软件指令等。在另一种示例性实现中，所述控制单元204由微处理器、存储器以及存储于其中的用于配置微处理器实现所述功能的软件指令实现。

所述编解码单元203还被配置为对所述标签应答进行编码，从而生成编码的标签应答。所述编解码单元203可以根据所述超高频射频识别空中接口标准指定的编码方式，例如通过FM0编码方式或米勒编码方式，对所述标签应答进行编码。

所述调制解调单元202还被配置为对所述编码的标签应答进行调制，从而生成包含标签应答的调制编码信号。所述调制解调单元202可以根据所述超高频射频识别空中接口标准指定的调制方式，例如通过幅移键控(amplitude shift keying，ASK)或相移键控(phase shift keying，PSK)调制方式，对所述编码的标签应答进行调制。

所述有线通信接口201还被配置为通过有线连接向被测射频识别读写器返回包含标签应答的调制编码信号。

以上参照附图描述了根据本发明的实施例的用于射频识别读写器接收灵敏度测量的测试设备102，应指出的是，以上描述仅为示例，而不是对本发明的限制。在本发明的其他实施例中，该测试设备102可具有更多、更少或不同的模块，且各模块之间的连接、包含、功能等关系可以与所描述和图示的不同。例如，该测试设备102还可包括供电单元、载波振荡器等。

现返回图1，所述计算装置103可以是任何数据处理装置，如个人计算机等。所述计算装置103可以通过将所述被测射频识别读写器101解码获得的标签应答与所述测试设备102生成的标签应答进行比较来获得其误码率，并根据指定误码率下所述被测射频识别读写器101接收的包含标签应答的调制信号的最小功率来确定其接收灵敏度。

在一些实施例中，所述计算装置103与所述被测射频识别读写器101和所述测试设备102通信连接，所述测试设备102还被配置为将所述生成的标签应答发送到所述计算装置103；以及所述被测射频识别读写器101还被配置为将所述解码的标签应答发送到所述计算装置103。这样，所述计算装置103就可以计算所述被测射频识别读写器101解码的标签应答相对于所述测试设备102生成的标签应答的误码率。在其他实施例中，所述测试设备102和所述被测射频识别读写器101也可以分别将所述生成的标签应答和所述解码的标签应答发送到其他设备，并由其他设备发送给所述计算装置103进行处理，或者存储到关联的存储设备，并将存储的数据以其他方式转移到所述计算装置103进行处理。

在一些实施例中，所述被测射频识别读写器101和所述测试设备102循环执行其操作，所述系统100还包括：

功率控制装置104，其被配置为在所述循环执行中调节所述测试设备102的返回功率，

且其中，所述计算装置103具体被配置为：

计算各循环执行中所述被测射频识别读写器101解码的标签应答相对于所述测试设备102生成的标签应答的误码率；以及

根据在指定误码率下，所述被测射频识别读写器101接收的包含标签应答的调制信号的最小功率来确定所述被测射频识别读写器101的接收灵敏度。

具体地，所述循环执行的次数可以根据测试需求指定。在每次循环执行中，所述被测射频识别读写器101发送所述查询命令，所述测试设备102返回针对所述查询命令的标签应答。同时，在每次循环执行中，所述功率控制装置104可以调节所述被测射频识别读写器101接收的包含标签应答的调制信号的功率。在各次循环执行中，所述功率控制装置104可以逐次降低所述被测射频识别读写器101接收的调制信号的功率。这样，所述计算装置103就可以计算出每次循环中的所述被测射频识别读写器101解码的标签应答相对于所述测试设备102生成的标签应答的误码率，并可以获得每次循环中所述被测射频识别读写器101接收的调制信号的功率。通常，所述功率越小，则所述误码率越大。因此，指定的最大允许误码率所对应的最小功率，就是所述被测射频识别读写器101的接收灵敏度。

功率控制装置104可以是本领域中所知或新开发的任何能够控制所述被测射频识别读写器101接收的调制信号的功率的控制装置。所述功率控制装置104例如可包括可调衰减器，用于调节所述调制信号的功率。所述可调衰减器例如可以位于所述测试设备102到所述被测射频识别读写器101的信号传输路径上(或者也可以位于所述被测射频识别读写器101到所述测试设备102路径上)，通过调节信号衰减率来调节所述被测射频识别读写器101所接收的所述调制信号的功率。如本领域的技术人员所知的，所述功率控制装置104还可包括其他部件，例如环形器等。所述环形器可用于将所述被测射频识别读写器101到所述测试设备102的信号传输路径与所述测试设备102到所述被测射频识别读写器101的信号传输路径相互隔离。

在一些实施例中，所述被测射频识别读写器101和所述功率控制装置104电连接，所述功率控制装置104和所述测试设备102电连接，所述被测射频识别读写器101和所述测试设备102通过所述功率控制装置104相互通信；且所述系统100还包括：

功率检测装置105，其被配置为检测所述被测射频识别读写器101接收的包含标签应答的调制信号的功率。

所述功率检测装置105例如可以是频谱分析仪，其例如可位于所述被测射频识别读写器101与所述功率控制装置104之间。

以上参照附图描述了根据本发明的实施例的射频识别读写器接收灵敏度测量系统100，应指出的是，以上描述和图示仅为示例，而不是对本发明的限制。在本发明的其他实施例中，该系统可具有更多、更少或不同的部件，且各部件之间的连接、包含和功能关系可以与所描述和图示的不同。

现参照图3，其示出了根据本发明的实施例的一种射频识别读写器接收灵敏度测量方法。该方法可以由上述根据本发明的实施例的射频识别读写器接收灵敏度测量系统100执行，该方法的各步骤可对应于该系统100的各部件的操作。为简明起见，在以下描述中省略了与以上描述重复的部分细节，因此可参照以上描述获得对该方法的更详细的了解。

如图3中所示，该方法包括以下步骤：

步骤1，由被测射频识别读写器向测试设备发送符合超高频射频识别空中接口标准的包含查询命令的调制编码信号；

步骤2，测试设备在接收到所述调制编码信号后，通过解调和解码，获得所述查询命令；

步骤3，所述测试设备根据所述超高频射频识别空中接口标准生成针对所述查询命令的标签应答，并向被测射频识别读写器返回包含标签应答的调制编码信号；

步骤4，被测射频识别读写器接收到所述测试设备返回的调制编码信号后，对该调制编码信号进行解调和解码，从而获得解码的标签应答；以及

步骤5，通过比较所述测试设备生成的标签应答和所述被测射频识别读写器解码的标签应答来确定所述被测射频识别读写器的接收灵敏度。

在一些实施例中，循环执行上述步骤1－4，且所述方法还包括以下步骤：

步骤6，在各循环执行中调节所述测试设备的返回功率，

且其中，所述步骤5具体包括：

子步骤5.1，计算各循环执行中所述被测射频识别读写器解码的标签应答相对于所述测试设备生成的标签应答的误码率；以及

子步骤5.2，根据在指定误码率下，所述被测射频识别读写器接收的包含标签应答的调制信号的最小功率来确定所述被测射频识别读写器的接收灵敏度。

在这样的实施例中，循环执行所述步骤1－4、步骤6，以及可选地执行下述可选步骤7和步骤8，直到达到指定循环次数，此时开始执行子步骤5.1和子步骤5.2。

在一些实施例中，所述方法还包括以下可选步骤：

步骤7，所述测试设备将所述生成的标签应答发送到计算装置；

步骤8，所述被测射频识别读写器将所述解码的标签应答发送到所述计算装置；

其中，所述步骤5是由所述计算装置执行的。

在一些实施例中，所述超高频射频识别空中接口标准为GB/T 29768-2013《信息技术射频识别800/900MHz空中接口协议》，所述查询命令为启动查询命令，所述标签响应为包含11位随机数的标签句柄。

在一些实施例中，所述启动查询命令的条件域为所有标签，目标域为0，TRext域为1，反向链路速率因子域为K＝1/5，编码选择域为FM0。

以上参照附图描述了根据本发明的实施例的射频识别读写器接收灵敏度测量方法，应指出的是，以上描述和图示仅为示例，而不是对本发明的限制。在本发明的其他实施例中，该方法可具有更多、更少或不同的步骤，且各步骤之间的顺序、包含和功能关系可以与所描述和图示的不同。例如，上述步骤6、步骤7、步骤8、步骤5.1、步骤5.2均为可选步骤，在一些实施例中可以不包括这些步骤。再例如，以上各步骤的图示和描述顺序并不一定表示各步骤的实际执行顺序，至少一些步骤可以与图示和描述不同的顺序执行，或者可以并行执行。各步骤的编号仅是为叙述方便而定，并不表示其执行顺序。又例如，通常多个步骤可以合并为一个更大的步骤，单个步骤也可以拆分为多个更小的步骤，等等。所有这些变化都处于本发明的精神和范围之内。

虽然本发明已经通过实施例披露如上，但本发明并非限定于此。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本发明的保护范围，本发明的保护范围仅以权利要求的语言及其等价语言所限定的范围为准。