用于rfid标签信号的信号处理系统和方法

专利名称：用于rfid标签信号的信号处理系统和方法
技术领域：
本发明一般涉及射频识别(RFID)系统，具体涉及用于处理RFID标签信号的系统和方法，这些系统和方法能改进RFID标签读取器对此类信号的可读性。
背景技术：
射频识别(RFID)是利用其中存储有信息的RFID标签的远程识别技术。所存储的信息可通过RFID标签与RFID标签读取器之间的射频(RF)通信取回。典型的RFID系统利用RFID标签读取器，为移动性起见通常将它设计成手持式。当使RFID标签读取器充分靠近RFID标签时，它可读取由标签发送的数字RFID标签信号。RFID系统通常在多个不同行业以及图书馆和医院中用于存货管理和产品追踪。编码到RFID标签中的数据一般能在一定距离处被写入，而且某些类型的RFID标签可被重写多次。
主要存在三种类型的RFID标签。第一种类型是不具有内部电源的微电路(通常是数字存储芯片)的无源RFID标签。微电路包括或耦合至天线。无源RFID标签由来自RFID标签读取器的传入RF询问信号供电。RF询问信号为微电路提供足够的功率以将存储在RFID标签中的信息通过来自RFID标签天线的电磁RF标签信号发送至RFID标签读取器。
第二种类型的RFID标签是半无源的，且包括微芯片、天线、以及向微芯片供电的小型电源，从而允许RFID标签在不需要从传入RF信号获得功率的情况下工作和发送RFID标签信号，从而导致更大的读取范围。
第三种类型的RFID标签是有源的，且具有它自己的电源。有源RFID标签产生传出RF标签信号，且能响应来自RF标签读取器的RF询问，或周期性地产生它们自己的传出RF标签信号。
在读取RFID标签时，RFID标签读取器每秒询问该标签许多次(例如100次以上)。RFID标签读取器在每次询问时读取相应的RFID标签信号。如果所采集到的RFID标签信号与标准化协议和错误校验方法的合法数字流不相对应，则将采集到的RFID标签信号识别为"读取错误"并丢弃。实际上，来自各种源的环境电子噪声(通常是RFID标签附近的机器和设备、或读取器的RF电路中的电子噪声)限制了 RFID标签读取器的范围，而且导致许多RFID询问产生读取错误。其它RFID标签信号减损也会出现，诸如多通道衰减、带宽减小和色散等，它们会导致不明显的上升和下降时间。因此，仅部分的RFID标签信号被正确读取，而且正确读取RFID标签信号的能力随着RFID标签与RFID标签读取器之间的距离增大而降低。
改善RFID系统的RFID读取能力能允许更大的读取范围、更小的RFID标签的天线大小、电噪声环境中更好的RFID能力、读取RFID标签的更高成功率等~""所有这些改善RFID系统效率同时降低系统成本和用户受挫。
发明概述
本发明的一个方面是一种读取从RFID标签发送的模拟RFID标签信号的方法，其中模拟RFID标签信号包括原始位序列。该方法包括接收模拟RFID标签信号的多个副本，其中所接收的多个副本中的至少某些由于例如噪声或其它信号减损而彼此不同。该方法还包括将所接收的模拟RFID标签
信号的多个副本转换成分别包括多个数字样本的相应的多个已接收的数字化RFID标签信号表示。该方法还包括在逐个样本基础上处理所接收的多个数字化RFID标签信号表示以获得表示原始位序列的已恢复数字RFID标签信号。
本发明的另一方面是一种用于读取由RFID标签发送的模拟RFID信号的RFID读取装置，其中模拟RFID信号包括位序列。该装置包括天线，该天线适于接收由RFID标签发送的模拟RFID信号，并发射RFID标签询问信号以使RFID标签发送模拟RFID信号的多个副本。该装置还包括解调器，该解调器有效耦合至天线且适于解调所接收的模拟RFID信号。该装置还包括模数(A/D)转换器，其有效耦合至解调器且适于将各个已解调的模拟RFID信号转换成包括多个数字样本的相应的数字化RFID信号表示。该装
6置还包括有效耦合至解调器的中央处理单元(CPU)。该CPU适于在逐个
样本基础上处理多个数字化RFID信号表示以恢复表示位序列的数字RFID信号。
本发明的又一方面是一种读取由RFID标签发送且具有原始位序列的RFID标签信号的方法。该方法包括利用RFID标签读取器接收RFID标签信号的多个副本，其中所接收的多个副本中的至少某些彼此不同。该方法还包括将所接收的多个副本数字化以形成分别包括数字化样本的数字化RFID标签信号表示。该方法还包括处理数字化的RFID标签信号表示以获得产生原始位序列的已恢复数字化RFID标签信号。
将在以下详细描述中陈述本发明的附加特征和优点，这些特征和优点在某种程度上对于本领域的技术人员来说根据该描述将是显而易见的，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图的本文所述的本发明可认识到。
应当理解的是，以上一般描述和以下详细描述两者给出本发明的实施例，并且它们旨在提供用于理解所要求保护的本发明的本质和特性的概观或框架。所包括的附图用于提供对本发明的进一步理解，且被结合到本说明书中并构成其一部分。附图示出本发明的各个实施例，并与本描述一起用于说明本发明的原理和操作。


图1是根据本发明的RFID系统的示例实施例的示意图，其具有适于执行根据本发明的RFID标签信号的信号处理方法的信号处理电路；
图2是图1的RFID标签读取器的信号处理电路的示例实施例的示意
图3A是由RFID标签中的微电路产生且具有11001010的示例位序列的示例数字RFID标签信号(ST0)的模拟时间曲线图3B是由RFID标签读取器接收的基于图3A的示例数字化RFID标签信号ST0的十个已接收的数字化RFID标签信号STR的模拟时间曲线图3C绘出图3B的十个数字RFID标签信号STK的逐个样本平均；图4是针对不同数量的已接收数字RFID标签信号表示的已接收数字化RFID标签信号表示STK的逐个样本平均〈STK〉的模拟时间曲线图，示出了已接收的数字RFID标签信号表示的错误位的百分比，示出在逐个样本基础上对数量不断增加的已接收数字RFID标签信号表示求平均如何不断降低错误位的百分比；以及
图5是描述本发明的RFID标签读取方法的示例的示例算法的流程图，其中逐个样本信号处理包括对数字化的RFID标签信号表示求平均。
优选实施例的详细描述
现在将具体参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在可能时，将在所有附图中使用相同的附图标记或字母来指代相同或类似的部件。在以下描述中，仅示出理解和实现本发明所必需的那些元件。
图1是根据本发明的RFID系统10的示例实施例的示意图，其适于执行根据本发明的RFID标签信号的信号处理方法。RFID系统10包括RFID标签20，其包括电耦合至天线26的微电路22。微电路22适于存储数字信息并产生包括代表所存储信息的位序列的数字信号。
RFID系统10还包括RFID标签读取器30，其包括电耦合至发射/接收天线系统("天线")36的信号处理电路32。注意，天线36可包括独立的发射和接收天线，而不是单个发射/接收天线。为说明目的，在下文描述单个天线的实施例。
在示例实施例中，RFID标签读取器30有效耦合(例如通过电线、光纤、无线连接等)至存储如RFID标签读取器所读取的RFID标签信息的外部数据库DB。
图2是RFID标签读取器30的信号处理电路32的示例实施例的示意图。电路32包括电耦合至天线36的三端口信号导向元件50。三端口信号导向元件50具有发射/接收端口 52TR、接收侧端口 52R以及发射侧端口52T。信号处理电路32包括电耦合至接收侧端口 52R的接收放大器58R;电耦合至接收放大器的接收解调器62R;电耦合至接收解调器的接收模数(A/D)转换器66R;以及电耦合至接收A/D转换器的接收数字信号处理器68R。
电路32还具有电耦合至接收数字信号处理器68R的微处理器76。微处理器76适于(例如被编程为)控制信号处理电路32的整体操作，包括信号发射和接收(如以下所讨论地)和对所处理信号执行逻辑和计算运算，包括执行以下描述的RFID标签信号的信号处理方法。
天线36、三端口信号导向元件50、接收放大器58R、接收解调器62R、接收A/D转换器66R、接收数字信号处理器68R以及微处理器76构成RF接收器32R的示例实施例。
信号处理电路32还包括电耦合至发射侧端口 52T的发射放大器58T;电耦合至发射放大器的发射调制器62T;电耦合至调制器的发射数模(D/A)转换器66T;以及电耦合至发射D/A转换器和微处理器76的发射数字信号处理器68T。
天线36、三端口信号导向元件50、发射放大器58T、发射调制器62T、发射D/A转换器66T、发射数字信号处理器68T以及微处理器76构成RF发射器32T的示例实施例。因此，在示例实施例中，信号处理电路32包括具有某些共用元件的RF发射器32T和RF接收器32R，这些共用元件即天线36、信号导向元件50以及微处理器76。
在示例实施例中，接收数字信号处理器68R、发射数字信号处理器68T以及微处理器76构成中央处理单元(CPU) 78。在示例实施例中，此CPU由现场可编程门阵列(FPGA)构成，而在另一示例实施例中，此CPU由为本发明的特定目的而专门设计的集成电路(即专用集成电路或ASIC)构成。
信号处理电路32还包括电耦合至微处理器76的存储器单元80和电耦合至微处理器的显示单元84。如下所述，存储器单元80适于存储诸如RFID标签读取器设置和状态之类的信息以及诸如原始和/或经处理的RFID标签信号之类的经处理数据。存储器单元80整体上还用作用于存储计算机可执行指令的计算机可读介质，这些指令用于通过微处理器76的操作或通过CPU 78的操作实现本发明的方法。在示例实施例中，存储器单元80被包括在CPU 78中。
9操作方法
在RFID系统10的操作的示例实施例中，如图1所示，RFID标签读 取器30向RFID标签20发射询问信号SI"。这利用如图2所示的信号处理 电路32的RF发射器32T来实现。具体而言，微处理器76指导发射信号 处理器68T产生具有询问比特流的数字信号。通过D/A转换器66T将该数 字信号转换成模拟信号。然后通过发射调制器62T将此模拟信号调制到RF 载波上以形成模拟询问信号SI，。然后通过发射放大器58T将模拟询问信号 SI，放大并使其在发射端口 52T处进入信号导向元件50。然后经放大的模拟 询问信号SI，被导出发射/接收端口 52TR至天线36，天线36将信号SI'转 换成电磁询问信号SI"(图1)。
电磁询问信号SI"被RFID标签天线26接收，该天线将此信号转换回 模拟询问信号SI，。 RFID标签微电路22接收模拟询问信号SI'，将其转换 成数字询问信号SI，并处理此信号以评估它是否具有正确的询问比特流。 如果必要，微电路2 2利用询问信号中的能量来给自己供电。
如果微电路22识别到正确的询问比特流，则微电路产生具有表示存储 在微电路存储器(未示出)中的信息的位序列的"原始"数字RFID标签信号 STo。微电路22包括将原始数字RFID标签信号ST0转换成模拟信号的A/D 转换器和其它电子电路(未示出)，该模拟信号用来调制传入的RF载波以 形成模拟RFID标签信号ST，o。然后RFID标签天线26将模拟RFID标签 信号ST，o作为表示数字RFID标签信号STo中的原始位序列的电磁RFID 标签信号ST"o发送。
电磁RFID标签信号ST"o由RFID标签读取器30接收。具体地，信号 ST"o由RF接收器32R接收并处理。RFID标签读取器天线36将信号ST"0 转换成所接收的模拟RFID标签信号ST'R。模拟RFID标签信号ST，r通常 与原始电模拟RFID标签信号ST，o不同，这是由诸如环境电子噪声、由介 入对象或介质引起的衰减、多路径传播效应、或读取距离处于或超过正常 极限之类的多种因素中的任何一种造成的。
RFID标签信号ST，k从天线36传播至信号导向元件50 其将该信号导出接收器侧端口 52R至放大此信号的接收放大器58R。然后经放大的信号 ST、行进至接收解调器62R，其解调该信号以恢复基模拟信号，该基模拟 信号可能被信号处理电路32的热和电路噪声进一步减损。然后受减损的基 模拟信号行进至接收A/D转换器66R，其将此信号转换成包括多个数字样 本的接收的数字化的RFID标签信号表示STR。该数字化信号可能高度过采 样，而且样本的量化可能具有多个电平，从而使数字化的信号表示具有比 原始数字信号多得多的位。此数字化信号表示行进至接收数字信号处理器 68R以便进行信号处理。这里，术语"信号处理"可任选地包括信号调节(如 下所述)，以及对数字化信号的数字信号处理。
本发明的RFID标签读取方法包括执行上述RFID标签询问过程多次， 从而使RFID标签20发送原始RFID标签信号ST"0的多个副本。RFID标 签读取器30可向RFID标签20发送单个询问信号或多个询问信号，以使 RFID标签发送原始RFID标签信号ST"o的多个副本。然后RFID标签读取 器30如上所述地读取(即接收和处理)各个已发送的RFID标签信号，其 中接收到的数字化RFID标签信号表示STK的至少某些例如因为噪声或其 它减损而彼此不同。因此，接收数字信号处理器68R适于处理多个数字化 RFID标签信号表示STK。
图3A是由RFID标签20的微电路22产生的原始数字RFID标签信号 STo的示例的模拟时间曲线图。信号STo包括位序列11001010。图3B是 RFID标签读取器30读取的图3A的十个数字化RFID标签信号表示STR的 时间曲线图。注意，这十个数字化RFID标签信号表示STR (STR(1), STR(2), ...STR(n)，其中11= 10)在此示例中根据噪声减损而彼此不同，而 且没有一个信号可用来恢复图3A中所示的原始RFID标签信号ST0的原始 位序列。其它减损也可能出现，而且图3A的特定示例是用作说明目的。
为了恢复原始数字RFID标签信号STo中的原始位序列，在示例实施 例中，接收数字信号处理器68R在逐个样本基础上处理不同的数字化RFID 标签信号表示STR(1)、 STR(2)、 ...STR(n)，以获得与原始数字RFID标签信 号STo和其中的位序列紧密匹配的恢复的数字化RFID标签信号表示。
然后将已恢复的位序列提供给微处理器76以便进一步处理，例如通过存储信号SM存储在存储器单元80中、通过显示信号SD显示在显示器84 上、或通过外部数据库信号SDB发送至外部数据库DB (图1)。
数字信号处理器68R适于在逐个样本基础上处理不同的数字化RFID 标签信号表示STR(1)、 STR(2)、 ...STR(n)。此逐个样本处理的一个示例实 施例涉及逐个样本求平均。图3C示出由接收数字信号处理器68R针对图 3B的十个不同版本的已接收数字化RFID标签信号表示STR所执行的逐个 样本求平均处理的模拟结果。平均已接收数字化RFID标签信号表示〈STj^ 提供由RFID标签20产生的其原始对应信号STo和其中的位序列的略有噪 声但仍准确的表示。此示例示出逐个样本信号求平均降低噪声减损的能力。
在示例实施例中，不同版本的已接收数字化RFID标签信号表示被存 储在存储器单元80中，然后被微处理器76或接收数字信号处理器68R逐 个样本处理。在另一示例实施例中，当接收到各个数字化RFID标签信号表 示时，在接收数字信号处理器68R中实时地进行逐个样本处理。在示例实 施例中，当在数字化RFID标签信号表示的最终形式上实现适当程度的收敛 时，或者当恢复的数字信号具有正确的循环冗余码校验值时，逐个样本处 理停止。
在其中信号处理包括逐个样本求平均的示例实施例中，求平均过程以 对两个已接收的数字化RFID标签信号表示求平均和对数量不断增加的这 些信号表示求平均开始，直到计算得到的平均RFID标签信号表示〈ST^不 会因变于求平均的信号表示的数量而显著改变。收敛度的测量可按照诸如 在逐个样本基础上之类的多个不同方式通过执行不同的已求平均信号表示 之间的关联等来进行。更一般地，本发明的示例实施例涉及对数量不断增 加的数字化RFID标签信号表示STK的逐个样本处理，直到恢复的数字化 RFID标签信号保持基本稳定。
图4是利用不同数量的已接收信号表示STR计算的平均已接收RFID 标签信号表示〈ST^的模拟时间曲线图。该曲线图在右侧轴上示出了错误 位的百分比。如该曲线图所示，单个已接收RFID标签信号表示STk具有 3P/。的错误位。对两个已接收的RFID标签信号表示STK求平均将此错误位 减少为17%，而对五个已接收的RFID标签信号表示STR求平均将此错误
12位减少为6%。在对十个已接收信号表示STr求平均后，错误位被减少为
0.2%，而对二十个或更多己接收的RFID标签信号表示STR求平均将错误 位减少为0%。还应注意，从对十个已接收信号表示STR求平均到对二十个 这样的信号表示求平均，平均的已接收的RFID标签信号表示〈STRM呆持基 本不变。该模拟表明，对于此示例，对十个左右的所接收的RFID标签信号 表示STK逐个样本求平均提供足以恢复原始数字RFID标签信号表示STo 中的原始位序列、从而成功地读取RFID标签的解决方案。这还支持本发明 的上述示例方法，包括利用数量不断增加的已接收信号表示对多个已接收 信号表示求平均，直到平均的已接收RFID标签信号表示保持基本恒定，或 者直到所恢复的数字信号具有正确的循环冗余码校验值。
因为原始RFID标签信号ST0可由RFID标签22迅速地产生和发送(例 如在几毫秒内有十次发送)，而且因为信号处理电路32同样能快速地执行 RFID标签读取器30中的数字信号处理方法，所以利用本发明的系统和方 法来读取RFID标签基本没有延迟。
其它适用的信号处理技术
除数字化RFID标签信号表示STR的上述示例逐个样本信号处理技术 之外，存在适用于本发明的多种其它信号处理技术和其变型。现在在以下 讨论这些。为本发明的目的起见，"信号调节"一般描述除逐个样本信号处 理之外的信号处理技术。
为有效处理多个数字化RFID标签信号表示STR,确保它们同步是有用 的。因此，在本发明的示例实施例中，信号处理电路32适于利用例如时钟 恢复技术来使多个已接收的RFID标签信号表示STr同歩。在此方法的示 例实施例中，向原始RFID标签信号ST0中的RFID标签位序列提供同步位 模式以便于此同步。
在本发明的另一示例实施例中，信号处理电路32适于在时间上来回移 位个别的已接收信号表示STr以使与来自同一 RFID标签的其它已接收信 号表示的关联最大化。这用来确保不同样本是"对齐"的，从而使逐个样本 求平均处理更有效。在本发明的另一示例实施例中，信号处理电路32适于执行多种数字采
样技术。 一种此类技术被称为"过采样"，其涉及对模拟RFID标签信号ST，R 的每一位采集许多数字样本——即比采样定理所要求的更多的样本——来 恢复所采样的信号。结合量化的处理(包括使用每个样本的两个或多个数 字电平)，获得已接收的模拟RFID标签信号ST，K的高分辨率数字化RFID 标签信号表示STR。利用此技术，用来构成数字化RFID标签信号表示STR 的位数大于(优选显著大于)RFID标签信号本身中的位数。这样的采样和 量化容易通过信号处理电路32提供，其利用现有的集成电路技术可按照比 RFID标签信号的位周期快许多数量级的周期工作。
逐个样本信号处理的其它示例包括关联技术(例如对两个连续样本
的乘积求平均)、数字滤波(或等价地对样本加权平均)、对样本的平方 求平均、在对所得二进制状态求平均之后对各个样本的阈值检测、以及估 计理论技术。在示例实施例中，对于给定的RFID标记读取状态集合按照经 验来确定最佳的逐个样本处理方法(或方法的组合)。例如，可从简单的 逐个样本求平均开始并添加其它变化(例如加权平均)等等和/或适当的信 号调节类型的信号处理(如下所述)，直到获得令人满意的已恢复数字RFID 标签信号。
信号调节
在本发明的另一示例实施例中，信号处理电路32适于以"信号调节"的 形式执行数字信号处理。在示例实施例中，在进一步的信号处理以前，对 一个或多个数字RFID标签信号表示执行信号调节以改善一个或多个已接 收信号表示的质量。在另一示例实施例中，对已恢复的数字RFID标签信号 应用信号调节。
信号调节技术一般用来减少错误。适用于本发明的示例信号调节包括 例如平滑、滤波(例如恢复带宽和校正上升/下降时间的匹配滤波、或用来 去除已知信号带之外的频率成分的傅立叶域滤波)、时钟恢复、脉冲响应 退巻积、以及利用诸如循环冗余编码(CRC)、前向纠错(FEC)之类的编 码技术等。其它信号调节技术包括形成多个己接收RFID标签信号表示的线
14性(例如加权平均)组合、多个已接收RFID标签信号表示的非线性组合以 及数字滤波，其中不合需要的频率成分从多个已接收的RFID标签信号表示 中去除或衰减。
在示例实施例中，在执行信号表示的逐个样本处理之前对各个数字化 的RFID标签信号表示STK应用一种或多种合适的信号调节技术。
在另一示例实施例中，对已恢复的数字RFID标签信号应用一种或多 种合适的信号调节技术。最佳地对已恢复的数字化RFID标签信号执行上述 编码技术。编码技术通常涉及向发送的原始数字RFID标签信号STo添加 少量位。这些附加位允许已恢复的数字化RFID标签信号被校验或改善，以 确保它与原始数字RFID标签信号相同或以其它方式适当地表示原始数字 RFID标签信号。
示例算法
图5是用于实现本发明的RFID标签读取方法的示例的包括动作202 到224的示例算法的流程图200，为说明起见，其中逐个样本信号处理包括 简单的求平均。
该算法在202开始并立即行进至204，其将计数整数n赋值为0。在 206， RFID标签读取器30发送(第一)询问信号SI(n) = SI(O)，这使RFID 标签20发送(第一)数字化的RFID标签信号STo(n):STo(O)。
在208，响应的电磁RFID标签信号ST"o由RFID标签读取器30接收。 在210， RFID标签读取器形成相应的已接收数字化RFID标签信号表示 STR(0)，该STK(O)如上所述由于上述噪声效应与由RFID标签20产生的原 始数字RFID标签信号STo不同。
查询212询问是否计数值11 = 0。对于第一次迭代，对此询问的回答是 "是"，可将第一接收的数字化RFID标签信号STK(O)存储在存储器单元80 中。然后该过程行进至214，其将计数整数n加1。然后该过程返回到206， 然后对于n= 1重复206至210。这得到两个接收到的数字化RFID标签信 号表示STr(O)和STr(1)，它们都可通过微处理器76的操作而被存储在存储 器单元80中。因为査询212的结果现在是n^0，所以该过程运行至216，其中两个 己接收的数字化RFID标签信号被处理。在示例实施例中，执行数字化RFID 标签信号表示STk(O)和STk(1)的逐个祥本求平均。在示例实施例中，由对 存储器单元80中所存储的数字化RFID标签信号进行运算的微电路76执行 此平均，或由信号处理器68R实时执行此平均。这提供了第一逐个样本平 均数字化RFID标签信号表示〈STR(n) > = <STR(1)>。
因为n二l， 218将此过程转回214，其将计数整数n加l。此过程然后 返回206，其中重复206到216以形成第二平均数字化RFID标签信号表示 <STR(n)> = <STR(2)>，其是三个已接收数字化RFID标签信号表示STR(0)、 STk(1)以及STr(2)的逐个祥本平均。
因为在218现在n〉1，该算法然后行进至220，其询问最新的平均数 字化RFID标签信号表示〈STn(n^ = <81^(2)>与前一个平均数字化RFID标 签信号表示〈STK(n-l)〉 = 〈STK(lp之间的差值是否小于某个阈值e。换言 之，220询问该平均数字化RFID标签信号是否因变于用来形成平均的已接 收数字化RFID标签信号表示的不断增加的数量保持基本稳定。在这里， 该比较可按照任何方式实现，诸如在逐个样本基础上、通过执行关联计算、 或通过对两个平均值进行傅立叶变换并比较它们的频域相应部分。
如果对220的回答是"否"，则该过程运行至214，在该处计数整数n 加l。然后该过程返回到206，而且重复206到220，其中在220比较平均 数字化RFID标签信号表示<81^(3)>和<81^(2)>。如果有必要，重复206 到220直到dTR(n)〉与〈STR(n-l)〉之间的比较满足220中的条件。如果220 中的比较没有收敛，则重置参数s以避免无限循环。 一旦220中的条件得 到满足，则在224使用平均数字化RFID标签信号表示〈STK(n)〉来获得由 RFID标签20产生的原始数字信号STo中的原始位序列，从而获得RFID 标签信息。
在示例实施例中，信号处理电路32适于(例如通过编程)执行流程图 200的算法。在特定的示例实施例中，将流程图200的算法具体化(例如在 其软件或固件中编程)在微处理器76和/或存储器单元80中，以使微处理 器(或CPU78)能控制信号处理电路32的操作以实现本发明的RFID标签读取方法。
在示例实施例中，通过接收数字信号处理器68R执行流程图200的220 中的逐个样本求平均过程以及<STR(n)>与<STR(n-1 )>的比较，而且所得的
数字化信号表示被提供给微处理器76以用于进一步处理和/或分发。
对本领域的技术人员显而易见的是，可在不背离本发明的精神和范围 的情况下对本发明作出各种修改和变化。因而，本发明旨在涵盖本发明的 所有这些修改和变型，只要它们落在所附权利要求书及其等价技术方案的 范围中即可。
权利要求
1.一种读取由RFID标签发送的模拟射频识别(RFID)信号的方法，其中所述模拟RFID信号包括位序列，所述方法包括使所述RFID标签发送所述模拟RFID信号的多个副本；接收所述模拟RFID信号的所述多个副本，其中所接收的多个副本中的至少某些彼此不同；将所述多个接收的模拟RFID信号转换成相应的多个数字化RFID信号表示，其中每个数字化RFID信号表示包括多个数字样本；以及在逐个样本基础上处理所述多个数字化RFID信号表示以获得表示所述位序列的已恢复数字RFID标签信号。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理包括对所述多个数 字化RFID信号表示求平均。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述求平均被执行以获得平 均已接收数字RFID标签信号表示，而且还包括利用数量不断增加的已接收数字化RFID标签信号表示执行所述求平均， 直到所述已恢复的己接收数字化RFID标签信号表示保持基本稳定。
4. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，使所述RFID标签发送所述模 拟RFID信号的多个副本包括利用RFID标签读取器询问所述RFID标签。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理包括对所述多个数 字化RFID信号表示中的至少一个执行信号调节。
6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理包括对已恢复的数 字化RFID标签信号执行信号调节。
7. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理包括执行包括循环 冗余编码的信号调节。
8. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转换包括执行过采样和 多电平量化中的至少之一。
9. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括从表示所述位序列的所 述数字化RFID标签信号恢复所述位序列。
10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，包括以下的至少一个a) 将所述已恢复的位序列存储在RFID标签读取器的存储单元和/或外部数 据库中；以及b) 显示表示所述已恢复的位序列的信息。
11. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述处理包括如施加给所述 多个数字化RFID信号表示的阈值检测、信号自乘、两个样本之间的关联、数 字滤波、以及同步中的至少之一。
12. —种用于读取由RFID标签发送的模拟RFID信号的射频识别(RFID) 读取装置，其中所述模拟RFID信号包括位序列，所述装置包括天线，其适于接收由所述RFID标签发送的模拟RFID信号，并发射RFID 标签询问信号以使所述RFID标签发送所述模拟RFID信号的多个副本；解调器，其有效耦合至所述天线且适于解调所接收的模拟RFID信号；模数(A/D)转换器，其有效耦合至所述解调器且适于将各个已解调的模 拟RFID信号转换成包括多个数字样本的相应的数字化RFID信号表示；以及中央处理单元，其有效耦合至所述解调器，且适于在逐个样本基础上处理 多个数字化RFID信号表示以获得表示所述位序列的数字化RFID信号。
13. 如权利要求12所述的装置，其特征在于，还包括外部数据库，其有 效耦合至所述中央处理单元，且适于为一个或多个RFID标签存储每一个所述 RFID标签的所述位序列，所述位序列从表示所述位序列的相应的数字化RFID 信号表示中恢复。
14. 如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述中央处理单元适于执 行以下操作中的至少之一a) 对多个数字化RFID标签信号表示进行逐个样本求平均；以及b) 对所述多个数字化RFID信号表示中的一个或多个作信号调节。
15. —种读取由RFID标签发送且具有原始位序列的RFID标签信号的方 法，所述方法包括利用RFID标签读取器接收所述RFID标签信号的多个副本，其中所接收 的多个副本中的至少某些彼此不同；将所接收的多个副本数字化以形成分别包括数字样本的数字化RFID标签信号表示；以及在逐个样本基础上处理所述数字化RFID标签信号表示以获得产生所述原 始位序列的已恢复数字化RFID标签信号。
16. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述处理包括求平均。
17. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，对数量不断增加的所述数 字化RFID标签信号表示执行所述逐个样本处理，直到所述已恢复的数字化 RFID标签信号保持基本稳定。
18. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，包括在具有计算机可读介 质的信号处理电路中执行所述处理，所述计算机可读介质中具体化有用于执行 所述逐个样本处理的相应的计算机可读指令。
19. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述处理包括对至少一个 数字化RFID标签信号表示执行信号调节。
20. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述处理包括对所述已恢 复的数字化RFID标签信号执行信号调节。
21. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述数字化包括执行过采 样和多电平量化中的至少之一。
22. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，包括利用模数转换器来执 行所述数字化。
23. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述处理包括如施加给所 述多个数字化RFID信号表示的阈值检测、信号自乘、两个样本之间的关联、 数字滤波、以及同步中的至少之一。
全文摘要
公开了在存在噪声与其它传播和电路减损的情况下利用RFID标签读取器读取RFID标签信号的系统和方法。该方法包括利用RFID标签读取器接收来自RFID标签的原始RFID标签信号的多个副本。原始RFID标签信号包括表示存储在RFID标签中的信息的原始位序列。所接收的RFID标签信号的至少某些由于噪声或其它信号减损而彼此不同。利用数字信号处理技术在RFID标签读取器中在逐个样本基础上处理所接收的多个副本，以获得基本去除噪声和其它减损的经改善的已接收数字化RFID标签信号。使用此经改善的信号来恢复原始位序列从而恢复存储在RFID标签中的信息。
文档编号G06K7/00GK101647027SQ200780050113
公开日2010年2月10日 申请日期2007年12月13日 优先权日2006年12月14日
发明者J·D·唐尼, J·S·萨瑟兰, L·内德洛夫, M·S·怀廷, R·E·瓦格纳 申请人:康宁光缆系统有限公司