基于rfid的相移键控信号解调方法
【技术领域】：
[0001] 本发明设及信号解调方法，具体设及基于RFID的相移键控信号解调方法。 技术背景：
[0002] 工作于超高频扣H巧和微波频段的射频识别（RFID)系统，相比已广泛应用的中低 频RFID系统，具有作用距离长和读写速度快的优点，成为了目前国际上技术和产品发展的 热点。而我国在UHF频段W及微波波段的RFID技术上尚处于起步阶段。虽然全球已经存在 多个RFID国际标准，但为了顺应国内RFID技术水平和产业规模的需要，及国家信息安全的 考虑，中国在2012年颁布了国家标准GB/T 28925-2012《信息技术射频识别2. 45GHz空中接 口协议》。标准中规定标签和读写器支持偏移四相相移键控（OQPSK)调制方式，并兼容差分 二相相移键控值BPSK)调制方式，W 2MHz扩频码片速率进行传输。由于信道工作频率准确 度为20ppm，ppm即百万分之一，接收信号的频率与本地频率的偏差约为-IOOKHz~IOOKHz， 频偏范围大。由于已知扩频序列前后码片之间的理论相位差，可采用相移键控（PSK)非相 干差分解调方式进行解调。相移键控（PSK)是一种用载波相位表示输入信号信息的调制技 术。
[0003] 现有的PSK非相干差分解调技术方案为：对I、Q信号计算点积dot似和叉积 cross化)，如果是差分PSK，直接解调输出基带符号；如果是PSK，对解调结果进行解差分， 得到基带符号。再对解调出的基带符号进行并串转换得到基带码流。
[0004] 用现有技术解扩频码时的抗噪性能取决于判决值序列的自相关函数性能，当判决 值序列自相关函数在偏移为0时自相关值较高，而在偏移不为0时自相关值较低，其相关性 能较好。由于QPSK/DQPSK调制下点积、差积均存在0值的状态，降低了扩频码相关的性能， 同时也降低了信号解调的抗噪性能。
【发明内容】
：
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供基于RFID的相移键控信号解调方法，W提高 PSK信号解调的抗噪性能。
[0006] 为了解决上述问题，本发明的技术方案是，基于RFID的相移键控信号解调方法， 其特征在于：包括如下步骤：
[0007] 第1步、输入前后码片的相位差
[0008] 第2步、设置角度分界线，用角度分界线将相位差按区域划分为坐标轴上的点；
[0009] 第3步、将坐标轴上的点按同一方向旋转固定角度后，再将坐标轴上的点映射为 新的不含0的判决值；
[0010] 第4步、前导码同步：
[0011] 第4. 1步：将第3步得到的判决值存入长度为LXR的移位寄存器；L为扩频码片 数；R为采样倍数，采样倍数取大于等于2的整数，得到实际判决值序列Seqgctugi;
[0012] 第4. 2步：已知N组扩频码片的理论相位差，判决得到N组扩频码片的理论判决 值序列{Seqthe。。_0，Seqthe。。_l…，Seqthe。。_N-l}，并进行R倍采样；其中，OQPSK调制下，N= 16 ;DBPSK 调制下，N = 2 ;
[0013] 第4. 3步：分别将实际判决值序列Seq。。,。。^的I路、Q路与前导码0的理论判决值 序列SeqthWfyJ)进行R倍采样后的I路、Q路进行互相关，然后将I路、Q路互相关值进行叠 加，得到前导码0的互相关值R。；
[0014] 第4. 4步：对前导码0的互相关值R。进行判断，当R。超过阔值化且达到峰值时得 到同步使能信号；阔值化=化XRXgain,gain= 0~1;gain是增益；
[001引第5步、采样判决：
[001引第5. 1步、采样计数器在同步使能后开始计数，当达到下一采样中屯、时刻化XR) 时，输出采样时钟；
[0017] 第5. 2步、再取实际判决值序列Seqgctugi后面有效的化-2)*R点，W及N组扩频码 片的理论判决值序列怯eqtheD^_〇, Seqthewy_l…，SeqtheD3_N-l}进行R倍采样后后面有效的 a-2)*R点，分别计算实际判决值序列与理论判决值序列的I路与I路、Q路与Q路的互相 关；
[001引第5. 3步、将各组的I路、Q路互相关值进行叠加，得到N组互相关值恥，Ri,… )Rn il !
[0019] 第5. 4步、在采样时钟拉高时，输出N组互相关值中的最大值对应的索引i，即为解 调的符号，其中0《i《N-I ;
[0020] 第6步、输出转换：
[0021] 对OQPSK调制信号，进行并行数据转换成串行数据，即可得到基带码流；
[002引对DBPSK调制信号，解差分即可得到基带码流。
[0023] 根据本发明所述的基于RFID的相移键控信号解调方法的优选方案，第2步设置角 度分界线，用角度分界线将相位差按区域划分为坐标轴上的点，具体按如下方法进行：
[0024] 如为DBPSK调制信号，W n /2 (n = ± 1)作为角度分界线，将相位差划分为两个 区域，再按区域对应为坐标轴上的点计算公式为：
[00 巧]
[002引如为OQPSK调制信号，W n JT /4 (n = ±1，±如作为角度分界线，将相位差划分为 四个区域，再按区域对应为坐标轴上的点计算公式为：
[0027]
[0028] 其中diff为相位差。
[0029] 根据本发明所述的基于RFID的相移键控信号解调方法的优选方案，第3步将坐标 轴上的点按同一方向旋转固定角度后，再将坐标轴上的点映射为不含0的判决值；
[0030] 具体按如下方法进行：
[00引]如为DBPSK调制信号，将坐标轴上的点lvalue、Qwue逆时针旋转固定角度辦=化了/'4 (n为正奇数），将U。。、Qvgi。。点映射为不含0的判决值Iiudgevgl。。、QjudgeWue,计算公式为：
[003引如为OQPSK调制信号，将坐标轴上的点U。。、GU。。逆时针旋转固定角度(/P=化了/4 (n为正奇数），将点Uue、Qvalue映射为不含0的判决值I,udgeWue、Q，udge?lue,计算公式为：
[0035] 其中A为正数。
[003引由于 BPSK/DBPSK 调制时，只有两相，即 Ijudgevalue= Q iudgevalue或 I iudgevalue =-Q.iudge?lue，因此此时可只取I.iudge?lue运一路判决值。
[0037] 本发明所述的基于RFID的相移键控信号解调方法的有益效果是：本发明用角度 分界线按区域对前后码片的相位差进行判决，再对判决结果旋转，映射生成新的不等于0 的判决值，来提高扩频码的相关性能，W提高PSK信号解调的抗噪性能；本发明对相移键控 信号的解调方法简单，独特，本发明可用于已知前导码和扩频码时的OQPSK信号和DBPSK信 号的解调，也可用于已知前导码和扩频码时的BPSK信号/QPSK信号解调，W及只知前导码 而无扩频码时的BPSK信号/DBPSK信号/QPSK信号/OQPSK信号的前导码同步，可广泛应用 于射频识别系统中。
【附图说明】
[003引图1是本发明所述的基于RFID的相移键控信号解调方法流程示意图。
[0039] 图2是本发明对DBPSK信号解调的第2步示意图。
[0040] 图3是本发明对OQPSK信号解调的第2步示意图。
[0041] 图4是本发明对DBPSK信号解调的第3步示意图。
[0042] 图5是本发明对OQPSK信号解调的第3步示意图。
[0043] 图6为数据帖的结构示意图。
[0044] 图7为OQPSK调制码片偏移示意图。
[0045] 图8为采用【背景技术】中点积叉积方法的自相关曲线。
[0046] 图9为采用本发明所述的基于RFID的相移键控信号解调方法的自相关曲线。
[0047] 图10为脉冲成型及接收端波形。
[0048] 图11是相关波形及同步结果。
[0049] 图12是解调结果波形。
【具体实施方式】
[0050] 参见图1，基于RFID的相移键控信号解调方法，包括如下步骤：
[0051] 第1步、输入前后码片的相位差；
[0052] 第2步、设置角度分界线，用角度分界线将相位差按区域划分为坐标轴上的点；
[0053] 由于传输载波的影响，接收端得到的0频信号并不是编码时的+1、-1运样的方 波，而是存在相位延时