专利名称：一种电子标签的射频增益控制方法、装置和电子标签的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信技术，尤其涉及一种电子标签的射频增益控制技术。
背景技术：
目前，以RFIDO^adio Frequency Identification，无线射频识别)为核心的应用 系统逐渐在高速公路等智能交通领域得到了应用。以高速公路的路径识别系统为例，RFID 系统由路侧基站，读卡器和电子标签三部分组成。在高速公路入口，电子标签通过车道读卡 器完成标签的初始信息设置；在高速公路上，电子标签进行与路侧基站的信息交互工作，保 存必要的路径信息；在高速公路出口，电子标签通过读卡器将已经存储的路径信息进行上 报，由车道软件完成上报数据的处理。在高速公路的路径识别系统中，电子标签的射频接收信号主要来自路侧基站和出 入口的读卡器。由于各个厂家的路侧基站和读卡器的射频发射功率存在较大差别，而且电 子标签与路侧基站或读卡器的通信距离也并不固定，所以电子标签的射频接收信号也是强 弱不定的。本申请发明人发现，对于一个接收灵敏度固定的电子标签来说，如果标签本身的 接收灵敏度很高，在接收信号的强度也很大的时候，就会引起天线接收饱和，从而导致不能 接收到所需的信号，降低射频通信的性能；如果标签本身的接收灵敏度过低，又可能会在接 收信号的强度不足的时候漏掉所希望接收的信号，同样会导致降低通信系统的性能。
发明内容
本发明实施例提供一种电子标签的射频增益控制方法、装置和电子标签，以实现 动态调节电子标签的灵敏度，从而提高通信系统的性能。一种电子标签的射频增益控制方法，包括在确定电子标签中的射频芯片接收到阅读器发送的信号后，电子标签中的 CPU将所述射频芯片设置为侦听模式，所述侦听模式为用于侦听信号并获得信号的 RSSI (Received Signal Strength Indication 接收信号强度指示)值的模式；所述CPU调节所述射频芯片的射频衰减参数，直至获得符合设定要求的RSSI值；所述CPU将获得所述符合设定要求的RSSI值时射频芯片的射频衰减参数作为工 作射频衰减参数配置给所述射频芯片；并将所述射频芯片设置为工作模式。进一步，所述调节所述射频芯片的射频衰减参数具体为根据预先设定的备选射频衰减参数列表调节所述射频芯片的射频衰减参数；或者根据预先设定的射频衰减参数区间以及调节步长调节所述射频芯片的射频衰减 参数。更进一步，所述调节所述射频芯片的射频衰减参数具体为先将所述射频芯片的射频衰减参数设置为最小值，在每次调节时，逐步增大所述电子标签中射频芯片的射频衰减参数。较佳的，所述CPU在每次调节射频衰减参数后，还包括打开超时判决定时器进行计时，并在设定的超时判决门限到达且未获得RSSI值 时，使用预先设定的无效RSSI值作为该射频衰减参数对应的RSSI值，所述预先设定的无效 RSSI值与所述期望值差值最大。进一步，所述CPU在获得每个射频衰减参数对应的RSSI值后，还包括将所述RSSI值转换成通用功率单位。较佳的，所述获得符合设定要求的RSSI值具体包括每获得一个RSSI值后，计算所获得的RSSI值和期望值的方差，并在获得备选射频 衰减参数列表中或者射频衰减参数区间中所有可选射频衰减参数对应的RSSI值后，确定 所述方差最小的RSSI值为所述符合设定要求的RSSI值。或者，所述获得符合设定要求的RSSI值具体包括每获得一个RSSI值后，计算所获得的RSSI值和期望值的方差，并当所述方差小于 预先设定的阈值时，停止调整所述射频衰减参数，并确定所述方差小于预先设定的阈值的 RSSI值为所述符合设定要求的RSSI值。进一步，所述获得符合设定要求的RSSI值还包括当所有可选射频衰减参数对应的RSSI值和期望值的方差均大于预先设定的阈值 时，确定所述方差最小的RSSI值为所述符合设定要求的RSSI值。相应的一种电子标签的射频增益控制装置，包括用于在确定电子标签中的射频芯片接收到阅读器发送的信号后，将所述射频芯片 设置为侦听模式的单元，所述侦听模式为用于侦听信号并获得信号的接收信号强度指示 RSSI值的模式；用于调节所述射频芯片的射频衰减参数，直至获得符合设定要求的RSSI值的单 元；用于将获得所述符合设定要求的RSSI值时射频芯片的射频衰减参数作为工作射 频衰减参数配置给所述射频芯片的单元；用于将所述射频芯片设置为工作模式的单元。一种电子标签，包括天线，用于收发无线信号；射频芯片，连接所述天线，用于在侦听模式中，侦听信号并在侦听到信号后发送中 断以及将所获得的信号的接收信号强度指示RSSI值写入RSSI寄存器中，在工作模式中进 行信号处理及转发。CPU，连接所述射频芯片，用于在所述射频芯片接收到阅读器发送的信号后，将所 述射频芯片设置为侦听模式，并调节所述射频芯片的射频衰减参数，直至获得符合设定要 求的RSSI值，并将获得所述符合设定要求的RSSI值时所述射频芯片的射频衰减参数作为 工作射频衰减参数配置给所述射频芯片，再将所述射频芯片设置为工作模式。本发明实施例提供一种电子标签的射频增益控制方法、装置和电子标签，对于每 个阅读器，在侦听模式下不断调节射频芯片的射频衰减参数，并获得各个该射频衰减参数 对应的RSSI值，直到确定出符合设定要求的RSSI值，这样就得到了对于该阅读器来讲比较合适的射频衰减参数，将该射频衰减参数配置给射频芯片后将射频芯片设置为工作模式即 可使得电子标签和阅读器以较佳的状态进行通信。由于对于每个阅读器都使用比较合适的 射频衰减参数工作，所以实现了动态调节电子标签的灵敏度，提高了通信系统的性能。
图1为本发明实施例中电子标签射频增益控制方法流程图；图2为本发明实施例中CPU配置射频芯片参数的方法流程图；图3为本发明实施例中确定符合设定要求的RSSI值的方法流程图；图4为本发明实施例提供的电子标签的结构示意图。
具体实施例方式本发明实施例提供一种电子标签的射频增益控制方法、装置和电子标签，电子标 签射频增益控制的实质是电子标签中的CPU对射频芯片的射频衰减参数的配置，当射频 芯片的射频衰减参数配置最低时，电子标签的射频增益最大，接收灵敏度也最高，当射频芯 片的射频衰减参数配置越大时，电子标签的接收灵敏度就越低。由于阅读器的发射功率以及电子标签和阅读器的距离不同，所以在相同的射频衰 减参数下，电子标签接收到的信号的功率也是不同的，为了使得电子标签保持在较佳的状 态工作，则需要针对每个阅读器找到较佳的射频衰减参数。本发明实施例提供的电子标签射频增益控制方法就是对于每个阅读器，都在侦听 模式下不断调节射频芯片的射频衰减参数，获得各个该射频衰减参数对应的RSSI值，直到 确定出与预先设定的期望值最接近的RSSI值，这样就得到了对于该阅读器来讲比较合适 的射频衰减参数，将该射频衰减参数配置给射频芯片后将射频芯片设置为工作模式即可使 得电子标签和阅读器以较佳的状态进行通信。由于对于每个阅读器都使用比较合适的射频 衰减参数工作，所以实现了动态调节电子标签的灵敏度，提高了通信系统的性能。如图1所示，本发明实施例提供的电子标签的射频增益控制方法主要包括如下步 骤步骤S101、在确定电子标签中的射频芯片接收到阅读器发送的信号后，CPU将电 子标签中射频芯片设置为侦听模式；其中，侦听模式为用于侦听信号并获得信号的RSSI值 的模式，阅读器包括读卡器、路侧基站等与电子标签进行信息交互的设备。电子标签中的射频芯片接收到阅读器发送的信号后，立即向CPU返回一个中断信 号，CPU在接收到该中断信号后，则可以确定射频芯片接收到了阅读器发送的信号。步骤S102、CPU调节射频芯片的射频衰减参数，直至获得符合设定要求的RSSI值， 符合设定的要求的RSSI值一般为接近理想值的RSSI值，根据不同的实际情况可以允许一 定程度的差别；在调节射频芯片的射频衰减参数时，可以根据预先设定的备选射频衰减参数列表 来调节，或者根据预先设定的射频衰减参数区间以及调节步长来调节，在设定备选射频衰 减参数列表和设定射频衰减参数区间及调节步长的时候，可以根据实际测试的经验进行设 定，其数值的覆盖范围可以比常用的数值范围略大。步骤S103、将步骤S102中获得符合设定要求的RSSI值时射频芯片的射频衰减参数作为工作射频衰减参数配置给射频芯片，并将射频芯片设置为工作模式。其中，如图2所示，步骤SlOl具体包括如下步骤步骤S1011、在确定电子标签的射频芯片接收到阅读器发送的信号后，CPU向射频 芯片发送配置命令，使其进入空闲状态以配置射频参数，CPU按照实际需要为射频芯片配置 调制方式和位速率等参数；步骤S1012、CPU将射频芯片的模式设定为用于侦听信号并获得信号RSSI值的侦 听模式，其中，侦听模式中的载波侦听的阈值设置为一个固定值数值即可，可以将该阈值设 为最低，以使得载波侦听处于最灵敏的状态；步骤S1013、CPU将射频芯片的射频衰减参数初始配置为最低，再使得射频芯片进 入射频接收状态。在步骤S102中，CPU每次在调整射频衰减参数时，都需要先使得射频芯片进入空 闲状态，再配置射频芯片的射频衰减参数，配置完成后，再使得射频芯片进入射频接收状 态。射频芯片在进入接收状态后即可接收到阅读器发送的信号，射频芯片在接收到阅 读器发送的信号后，立即向CPU返回中断信号，并将所获取的RSSI值写入RSSI寄存器中， CPU在接收到中断信号后，即可读取RSSI寄存器中的值，该值即为对于当前阅读器来讲，射 频芯片在当前射频衰减参数下的RSSI值。由于不同厂家生产的射频芯片在RSSI寄存器中 写入的RSSI值不一定相同，但是每种射频芯片都带有将该值换算为通用功率单位dBm的公 式，CPU在获取RSSI寄存器中的RSSI值后，可以通过该公式将获取的RSSI值换算为通用 功率单元，再进行下一步的计算。进一步，为提高获得符合设定要求的射频衰减参数的效率，避免出现射频衰减参 数过大或过小以至于无法侦听到信号，所引起的侦听时间过久的情况，CPU在每次调整射频 衰减参数并使得射频芯片进入射频接收状态后，都开启超时判决定时器进行计时，并在接 收到射频芯片返回的中断信号后停止计时，一旦超过了预先设定的判决门限还没有接收到 射频芯片返回的中断信号，即没有获得RSSI值，则使用预先设定的无效RSSI值作为当前射 频衰减参数对应的RSSI值，并继续调整射频芯片的射频衰减参数。无效RSSI值可以设定为一个特殊的符号或数值，不参与确定符合设定要求的 RSSI值的筛选，或者也可以将无效RSSI值设定为与设定的期望值的方差最大的值，这样就 排除了无法侦听到信号的射频衰减参数。在步骤S102中，获得RSSI值以及确定符合设定要求的RSSI值时，通常先将射频 芯片的射频衰减参数设置为预先设定的备选射频衰减参数列表或者射频衰减参数区间中 的最小值，以使得接收灵敏度最大，在每次调节时，根据预先设定的备选射频衰减参数列表 或调节步长，逐步增大电子标签中射频芯片的射频衰减参数，降低射频芯片的接收灵敏度。获得RSSI值以及确定符合设定要求的RSSI值时，可以采用如下方法每获得一个 RSSI值后，计算所获得的RSSI值和预先设定的期望值的方差，并在获得备选射频衰减参数 列表中或射频衰减参数区间中所有可选射频衰减参数对应的RSSI值后，确定方差最小的 RSSI值为符合设定要求的RSSI值。进一步，为提高确定符合设定要求的RSSI值的效率，也可以不获得所有可选射频 衰减参数对应的RSSI值，此时，需设定一个阈值来衡量实际获得的RSSI值和期望值间可允许的差距，该阈值可根据经验和实际情况进行设定，一般不大于20dBm，这样，在每获得一个 RSSI值后，计算所获得的RSSI值和期望值的方差，当方差小于预先设定的阈值时，就可以 停止调整射频衰减参数，直接确定方差小于预先设定的阈值的RSSI值为符合设定要求的 RSSI 值。在计算出所获得的RSSI值和期望值的方差后，可以保留各个RSSI值中，与期望值 方差最小的RSSI值以及方差值，如果所有可选射频衰减参数对应的RSSI值和期望值的方 差均大于预先设定的阈值，即确定方差最小的RSSI值为符合设定要求的RSSI值。具体的实施步骤如图3所示步骤S1021、若备选射频衰减参数列表中，有从Atl到A1^1共N个射频衰减参数，并 且射频衰减参数从Atl到Aim由小逐渐增大，设定当前的射频衰减参数I = Ai,其中i = 0， 1,2......N-I，初始时，设置K = K-,步骤S1022、获取射频衰减参数为A,时对应的RSSI值，并换算为通用功率单位；步骤S1023、计算RSSI值和期望值的方差，并记录当前所获得的方差中最小的方 差以及该最小方差对应的RSSI值和i值；步骤S1024、判断是否i大于等于N-I或者当前的方差值小于预先设定的阈值，当 i大于等于N-I或者当前的方差值小于预先设定的阈值时，执行步骤S1025，当i小于N-I 并且当前的方差值大于等于预先设定的阈值时，执行步骤Sl(^6 ；步骤S1025、确定当前的Ar值为符合设定要求的射频衰减参数；步骤S1026、将i值增加1，并执行步骤S1021。事实上，在确定符合设定要求的RSSI值时，只要确定出与期望值最接近或接近到 一定程度的RSSI值即可，在具体计算时可以不使用方差来计算，使用差值的绝对值等其它 判断方法也可以，只要能够找出与期望值最接近或接近到一定程度的RSSI值的方法均可 使用，在此就不再赘述。本发明实施例提供的电子标签如图4所示，包括用于收发无线信号的天线401和 连接天线401的射频芯片402，和连接射频芯片402的CPU403，其中射频芯片402，用于在侦听模式中，侦听信号并在侦听到信号后发送中断以及将所 获得的信号的接收信号强度指示RSSI值写入RSSI寄存器中，在工作模式中进行信号处理 及转发。CPU403，用于在射频芯片402接收到阅读器发送的信号后，将射频芯片设置为侦 听模式，并调节射频芯片402的射频衰减参数，直至获得符合设定要求的RSSI值，并将获得 符合设定要求的RSSI值时射频芯片402的射频衰减参数作为工作射频衰减参数配置给射 频芯片，再将射频芯片设置为工作模式。本发明实施例提供一种电子标签的射频增益控制方法、装置和电子标签，对于每 个阅读器，在侦听模式下不断调节射频芯片的射频衰减参数，并获得各个该射频衰减参数 对应的RSSI值，直到确定出与预先设定的期望值最接近的RSSI值，这样就得到了对于该阅 读器来讲比较合适的射频衰减参数，将该射频衰减参数配置给射频芯片后将射频芯片设置 为工作模式即可使得电子标签和阅读器以较佳的状态进行通信。由于对于每个阅读器都使 用比较合适的射频衰减参数工作，所以实现了动态调节电子标签的灵敏度，提高了通信系 统的性能。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发 明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术 的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种电子标签的射频增益控制方法，其特征在于，包括在确定电子标签中的射频芯片接收到阅读器发送的信号后，电子标签中的CPU将所述 射频芯片设置为侦听模式，所述侦听模式为用于侦听信号并获得信号的接收信号强度指示 RSSI值的模式；所述CPU调节所述射频芯片的射频衰减参数，直至获得符合设定要求的RSSI值； 所述CPU将获得所述符合设定要求的RSSI值时射频芯片的射频衰减参数作为工作射 频衰减参数配置给所述射频芯片；并 将所述射频芯片设置为工作模式。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调节所述射频芯片的射频衰减参数具 体为根据预先设定的备选射频衰减参数列表调节所述射频芯片的射频衰减参数；或者 根据预先设定的射频衰减参数区间以及调节步长调节所述射频芯片的射频衰减参数。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述调节所述射频芯片的射频衰减参数具 体为先将所述射频芯片的射频衰减参数设置为最小值，在每次调节时，逐步增大所述电子 标签中射频芯片的射频衰减参数。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述CPU在每次调节射频衰减参数后，还包括打开超时判决定时器进行计时，并在设定的超时判决门限到达且未获得RSSI值时，使 用预先设定的无效RSSI值作为该射频衰减参数对应的RSSI值，所述预先设定的无效RSSI 值与所述期望值差值最大。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述CPU在获得每个射频衰减参数对应的 RSSI值后，还包括将所述RSSI值转换成通用功率单位。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获得符合设定要求的RSSI值具体包括每获得一个RSSI值后，计算所获得的RSSI值和期望值的方差，并在获得备选射频衰减 参数列表中或者射频衰减参数区间中所有可选射频衰减参数对应的RSSI值后，确定所述 方差最小的RSSI值为所述符合设定要求的RSSI值。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获得符合设定要求的RSSI值具体包括每获得一个RSSI值后，计算所获得的RSSI值和期望值的方差，并当所述方差小于预先 设定的阈值时，停止调整所述射频衰减参数，并确定所述方差小于预先设定的阈值的RSSI 值为所述符合设定要求的RSSI值。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述获得符合设定要求的RSSI值还包括 当所有可选射频衰减参数对应的RSSI值和期望值的方差均大于预先设定的阈值时，确定所述方差最小的RSSI值为所述符合设定要求的RSSI值。
9.一种电子标签的射频增益控制装置，其特征在于，包括用于在确定电子标签中的射频芯片接收到阅读器发送的信号后，将所述射频芯片设置为侦听模式的单元，所述侦听模式为用于侦听信号并获得信号的接收信号强度指示RSSI 值的模式；用于调节所述射频芯片的射频衰减参数，直至获得符合设定要求的RSSI值的单元； 用于将获得所述符合设定要求的RSSI值时射频芯片的射频衰减参数作为工作射频衰 减参数配置给所述射频芯片的单元；用于将所述射频芯片设置为工作模式的单元。
10. 一种电子标签，其特征在于，包括 天线，用于收发无线信号；射频芯片，连接所述天线，用于在侦听模式中，侦听信号并在侦听到信号后发送中断以 及将所获得的信号的接收信号强度指示RSSI值写入RSSI寄存器中，在工作模式中进行信 号处理及转发，CPU，连接所述射频芯片，用于在所述射频芯片接收到阅读器发送的信号后，将所述射 频芯片设置为侦听模式，并调节所述射频芯片的射频衰减参数，直至获得符合设定要求的 RSSI值，并将获得所述符合设定要求的RSSI值时所述射频芯片的射频衰减参数作为工作 射频衰减参数配置给所述射频芯片，再将所述射频芯片设置为工作模式。
全文摘要
本发明公开了一种电子标签的射频增益控制方法、装置和电子标签，涉及无线通信技术，对于每个阅读器，在侦听模式下不断调节射频芯片的射频衰减参数，并获得各个该射频衰减参数对应的RSSI值，直到确定出与符合设定要求的RSSI值，这样就得到了对于该阅读器来讲比较合适的射频衰减参数，将该射频衰减参数配置给射频芯片后将射频芯片设置为工作模式即可使得电子标签和阅读器以较佳的状态进行通信。由于对于每个阅读器都使用比较合适的射频衰减参数工作，所以实现了动态调节电子标签的灵敏度，提高了通信系统的性能。
文档编号H04B17/00GK102054152SQ200910205580
公开日2011年5月11日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者俞光日, 冷卫杰, 吴奇, 徐运 申请人:中兴通讯股份有限公司