专利名称：退避方法和装置及检测射频识别信号状态的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，特别涉及一种退避方法和装置及检测射频识别信号状态的方法和装置。.
背景技术：
ZigBee (紫蜂)与RFID (Radio Frequency Identification,射频识别)是实现WPAN(Wireless Personal Area Network,无线个人区域网络)的两个关键技术，随着二者的应用日益广泛，可以预见到未来两类网络同时存在的场景将大量存在。
RFID的MAC (Media Access Control,介质访问控制)层协议中没有载波侦听来监视信道状态，得不到信道状态的反馈，故其没有很好的碰撞避免机制，信号帧随时发送。当ZigBee与RFID系统工作于同一频段时，对ZigBee系统来说，RFID信号可以认为是一个随机发生并
长时间占用信道的干扰。
ZigBee协议采用CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance载波侦听多路访问冲突避免)机制进行随机退避，但是，CSMA/CA机制主要针对ZigBee干扰，并不具有针对RFID干扰的检测和退避机制。
当ZigBee和RFID工作在同一频段时，现有技术中，最简单的退避方案为完全退避方案，即在检测到RFID干扰时，使全网受到干扰的ZigBee节点全体进入睡眠状态，直到RFID系统读取结束，再重新启动ZigBee节点传输信息。完全退避方案相当于RFID系统与ZigBee系统相互切换占用信道。完全退避方案是一种以RFID信号为高优先级，以大时间量度进行退避的时分方案。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题
在完全退避方案中，ZigBee节点检测信道中有无RFID信号，若有，则需要等所有RFID
信号传输完毕再传输数据，数据传输效率低，在RFID规模较大的情况下，会造成较大时延，
影响Zigbee节点数据传输的实时性。
发明内容
9为了减小时延，提高数据传输效率，本发明实施例提供了一种退避方法和装置及检测射频识别信号状态的方法和装置。所述技术方案如下一种退避方法，所述方法包括检测射频识别信号的状态；根据所述射频识别信号的状态进行退避。一种检测射频识别信号状态的方法，所述方法包括获取ZigBee信号与射频识别信号的估计频率差值AFreq_esti;根据所述A Freq_eSti计算所述射频识别信号的峰峰值Sp.p(n);根据所述(w)计算单载波判断门限值Th_pure;根据所述Th_pure判断所述射频识别信号的状态。一种退避装置，所述装置包括状态检测模块，用于检测射频识别信号的状态；
退避模块，用于根据所述状态检测模块检测的射频识别信号的状态进行退避。一种检测射频识别信号状态的装置，所述装置包括
估计频率差值获取模块，用于获取ZigBee信号与射频识别信号的估计频率差值AFreq—esti;
峰峰值获取模块，用于根据所述估计频率差值获取模块获取的AFreq—esti，计算所述射频识别信号的峰峰值Sp.p(");
判断门限值生成模块，用于根据所述峰峰值获取模块获取的Sp.p(w)，计算单载波判断门限值Th_pure;
状态判断模块，用于根据所述判断门限值生成模块生成的Th_pure，判断所述射频识别信号的状态。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果是
根据射频识别信号的状态进行退避，减小了时延，提高了数据的传输效率。同时，根据RFID信号状态的不同特征，由RFID信号包络的峰峰值判断当前RFID信号的状态，在信噪比较低的情况下也能达到较高的准确率，具有较低的复杂性和较高的可实现性。
图1是本发明实施例1提供的退避方法的流程图2是本发明实施例1提供的ZigBee接收机结构示意10图3是本发明实施例1提供的检测射频识别信号状态的方法流程图4是本发明实施例1提供的读写器命令帧的包络点示意图5是本发明实施例1提供的标签返回帧的包络点示意图6是本发明实施例1提供的单载波的包络点示意图7是本发明实施例1提供的不同CIR条件下SNR-DER的曲线示意图8是本发明实施例1提供的不同CIR条件下的SNR-DER1的曲线示意图9是本发明实施例1提供的在ZigBee和RFID共存的系统中退避方法详细的流程图10是本发明实施例1提供的ZigBee与RFID共存系统TrueTime仿真平台结构示意图11是本发明实施例1提供的仿真节点网络结构图12是本发明实施例1提供的两种CSMA/CA机制的ZigBee系统的PER曲线示意图；图13是本发明实施例1提供的两种CSMA/CA机制的ZigBee系统的单位时间内发包个数曲线示意图14是本发明实施例2提供的退避装置结构示意图15是本发明实施例2提供的状态检测模块结构示意图16是本发明实施例2提供的峰峰值获取单元结构示意图17是本发明实施例2提供的判断门限值生成单元结构示意图18是本发明实施例2提供的退避模块结构示意图19是本发明实施例2提供的退避装置详细的结构示意图20是本发明实施例3提供的检测射频识别信号状态的装置结构示意图21是本发明实施例3提供的峰峰值获取模块结构示意图22是本发明实施例3提供的包络获取单元结构示意图23是本发明实施例3提供的判断门限值生成模块结构示意图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
参见图1，本实施例提供了一种退避方法，该方法ZigBee节点通过检测RFID信号的状态进行退避，包括101:检测射频识别信号的状态；
102:根据该射频识别信号的状态进行退避。
射频识别信号的状态分为读写器向标签发送的命令帧，标签向读写器发送的返回帧， 以及读写器向标签发送的单载波，其中，单载波不携带数据信息。
在ZigBee与RFID共存的系统中，二者发送的信号一旦发生碰撞，ZigBee接收机(参见 图2，包括零频干扰去除、信号帧检测、信号帧同步、频率估计、非零频干扰去除、数据 解扩解调等模块)不会受到RFID干扰的影响，仍能正确检测出ZigBee信号；对于RFID系统， 若RFID系统正在收、发单载波，由于单载波不携带数据信息，因此不会受到ZigBee干扰的 影响；但是，若RFID系统正在收、发命令帧或返回帧，就会受到ZigBee干扰的影响，造成
读写器或标签无法正确收、发数据，当二者数据发送密度增大导致碰撞概率增大时，可能会 造成RFID反复重传，系统瘫痪。
基于上述原因，ZigBee系统可以在RFID系统传送单载波时发送信号，此时，ZigBee与 RFID系统都不会受到影响，可以正常收、发数据；而在RFID系统传送命令帧或返回帧时， ZigBee系统应当退避，以免造成RFID系统无法正常收、发数据。因此，正确地检测射频识 别信号的状态，是非常重要的。
本实施例还提供了一种检测射频识别信号状态的方法，参见图3，具体包括
201:获取ZigBee信号与射频识别信号的估计频率差值A Freq_eSti;
ZigBee接收机检测到RFID干扰后，仍能从ZigBee与RFID的叠加信号中将ZigBee信号 提取出来，则叠加信号中去除ZigBee信号后就可以得到RFID信号；同时，可以得到ZigBee 信号与RFID信号的估计频率差值AFreq—esti。
202:根据AFreq—esti计算射频识别信号的峰峰值Sp.p(")，包括
首先，设RFID信号S(t)所占的时间为T，即S(t)(0St《T)，每隔T;^的时间检测S(t)， 则Sn(t) = S(t+n.Tinteval) (0《f^AT， AT为检测截取的RFID信号的长度)，其中 "=0，l，2,...，777;temi,，对于每个n，求对应信号的峰峰值Sp.p("):
其次，获取信号Sn(t)的包络
当AFreq—estii时，直接取信号幅值便可获得Sn(t)包络。
当AFreq—esti^0时，取Sn(t)的幅值ISn(t)l ，并求ISn(t)l最大值S皿(")，及S，(w)在 Sn(t)上对应的时间Tm^(");以该最大值点为起点，以2X AFreq—esti的频率对ISn(t)l分别 进行反向和正向采样，则采样点数分别为2X AFreq—estiX T鹏(")和2X AFreq_estiX ( △ T-Tmax("))，获得的信号便为RFID信号的包络点Sn(m)，参见图4、 5、 6分别所示的读写 器命令帧的包络点、标签返回帧的包络点、单载波的包络点的幅度时间图。最后，获得信号包络后，取该包络的最大值5^^(w)和最小值S^(w)， 二者做差即可得到 该段包络的峰峰值Sp.p(")-S^(")-S^(n)。
203:根据SM(")计算单载波判断门限值Thjure，包括 首先，查找77^_,个3 ( )中的最大值S^与最小值S^ ;
其次，査找满足Sp.p(")-S^〈"xS鹏条件的Sp.p(")，其中，a为小于l的正数，例如 将a设为实验得到的较佳系数0. 2;
最后，对满足所述条件的Sw(")取平均值，所述平均值为单载波判断门限值Thj)ure。 204:根据ThjDure判断射频识别信号的状态，包括
由于不同状态的FRID信号，其信号包络的峰峰值是不同的。因此，若满足 Sw(w)-77 —<6x77z —; "re条件，则SM(w)对应的当前时间段的射频识别信号的状态为单 载波；否则，Sp.p(")对应的当前时间段的射频识别信号的状态为命令帧或返回帧，其中，b 为小于1的正数，例如将b设为实验得到的较佳系数0. 1。
经仿真试验，本实施例提出的状态检测方法可以达到较小的状态错误检测概率。
例如选取ZigBee信号基于IEEE 802. 15. 4b国际标准的WPAN， RFID信号基于IS0/IEC 18000-6 (Type B)标准，并且设ZigBee信号信息速率为250kbps，码片速率为1Mchip/s, RFID信号信息速率为40kbps，符号速率为80ksymbol/s，其中心频率差为250KHz。
定义状态检测错误概率DER =检测错误次数/总检测次数，状态转换检测错误概率DER1= 检测到C_detect=l时错误检测的次数/检测到C—detects的总检测次数，其中，C_deteCt 为RFID的状态标识信息(设置规则为若射频识别信号的状态为命令帧或返回帧，将C—detect 设置为0;否则，将C_detect增加1;若C—detect超过预设的最大值C_max时，设C—max=4， 将C—detect设置为1)。之所以计算DERl,是因为当C—detect = 1时发送ZigBee信号的概 率等于1，而C—detect = 2时发送概率为0. 5， C_detect = 3时发送概率为0. 25，当检测到 C一detect = 1时，立即发送数据，这时的错误检测对网络的性能有较大影响。
同时，定义载干比C/i -101g^^，即标签信号的能量与读写器信号能量之比，信噪
比SW 二101g^^—，即高斯白噪声的能量与标签信号的能量之比。
图7中的四条曲线分别是CIR为2dB、 4dB、 8dB和10dB时，DER随SNR变化的曲线。可 以看出随着SNR的降低，DER已经最低降至10—3以下。
图8中的四条曲线分别是CIR为2dB、 4dB、 8dB和10dB时，DER1随SNR变化的曲线。 可以看出随着SNR的降低，DER1已最低降至10—2以下。
13随着SNR的增大，以及CIR的减小，本仿真系统能够得到较高的信号检测准确度，检测 错误概率小于1『3，检测C—detect = l的错误概率小于10—2。
本实施例提供的检测RFID信号状态的方法，根据RFID信号状态的不同特征，由信号包 络的峰峰值判断当前RFID信号的状态，综合运用了时域抽样、最值加减、统计平均等方法， 在信噪比较低的情况下也能达到较高的准确率，具有较低的复杂性和较高的可实现性。
以上介绍了检测RFID信号状态的方法，下面介绍如何根据RFID信号的状态进行退避。
1) 若射频识别信号的状态为命令帧或返回帧，按照预设的第一退避时间进行退避，具体 步骤为
若射频识别信号的状态为命令帧或返回帧，将状态标识信息C—detect设置为0，按照预 设的第一退避时间T—backoff_RFID进行退避，例如将T—backoff_RFID设为0. 6ms;
2) 若射频识别信号的状态为单载波，发送信息，具体步骤为-
若射频识别信号的状态为单载波，将C—detect增加1，若C—detect超过预设的最大值 Cjnax时，将C—detect设置为1，以2(1—e-deUrt)概率发送信息。
C—detect的值越大，表明其离下次读写器的命令帧或标签的返回帧开始的时刻越近，则 此时发送ZigBee信号，与RFID信号发生碰撞的概率越大，因此，C_detect可以表征碰撞概 率。发送概率2^e-d61—是以碰撞概率为函数的，也即针对不同的碰撞概率，可以选择不同的 发送概率。
此外，本实施例提供的退避方法还可以检测信道中是否有ZigBee信号，即在ZigBee系 统中，其它ZigBee节点产生的干扰；若有ZigBee信号，则按照预设的第二退避时间进行退 避(在后面将详细介绍如何设置第二退避时间)。根据实际情况，可以将第一退避时间和第二 退避时间设置为不同的时间，这样，就可以实现针对不同的干扰源，选择不同的退避时间。
本实施例提供的退避方法根据射频识别信号的状态进行退避，减小了时延，提高了数据 的传输效率；同时，还实现了针对不同的碰撞概率选择不同的发射概率，以及针对不同的干 扰源，选择不同的退避时间。
参加图9，下面详细介绍在ZigBee和RFID共存的系统中，本实施例提供的退避方法的 具体步骤。
301:首先初始化退避次数NB=0和退避指数BE=macMinBE，其中，macMinBE是预先设定 的最小退避指数，例如可设定macMinBE二3;
302:从第二退避时间0~(2S￡-l)中随机选择一个值，进入退避阶段，等待第二退避时 间结束再发送信号；
14303:检测当前信道中是否有ZigBee信号(具体可以采用CCA模式II检测)；若有ZigBee 信号，则信道被占用，进入步骤304;若没有ZigBee信号，则还需要进一步检测信道中RFID 信号的状态，进入步骤306;
304:退避次数增加一次，即NB:NB+1，退避指数选择BE+1和macMaxBE最小的，即BE 二min(BE+l，macMaxBE)，其中，macMaxBE是预先设定的最大退避指数，例如可设定macMinBE二5;
305:判断NB是否大于预先设定的最大退避次数macMaxCSMAbackoff，若大于，则当前 数据帧发送失败；若不大于，则返回步骤302的退避阶段；
306:检测RFID信号的状态，具体可以采用步骤201-204提供的方法检测，也可以采用 其它方法检测RFID信号的状态。
307:根据RFID信号的状态设置状态标识信息C—detect;若C—detect为0，则进入步骤 308;若C—detect不为0，则进入步骤309;
设置(^detect的具体步骤为若射频识别信号的状态为命令帧或返回帧，将C—detect 设置为O;若射频识别信号的状态为单载波，将C—detect增加l，若C—detect超过预设的最 大值C—max时，将C_detect设置为1。
308:使用预先设定的第一退避时间T一backoff—RFID进入退避阶段，例如可以将 T—backoff—RFID设为0. 6ms;
309:以2^e-det—概率发送信号，若发送成功，则本次退避结束；否则，返回步骤304。
经过步骤301-309， ZigBee系统完成了干扰的检测及退避。其中，步骤303和步骤306 的先后顺序可以替换，不限于上述顺序，即可以先检测RFID信号的状态，再检测当前信道中 是否有ZigBee信号。
本实施例根据RFID信号的状态进行退避，减小了时延，提高了数据的传输效率；同时， 还实现了不同的碰撞概率对应不同的发射概率；另外，本实施例提供的退避方法还实现了针 对不同的干扰源，选择不同的退避时间。
本实施例提供的退避方法，相对于现有技术中的CSMA/CA机制，增加了对RFID信号状态 的检测及退避机制，可以看成一种改进的CSMA/CA机制。下面，我们通过仿真实验，比较现 有技术中的CSMA/CA机制和本实施例提供的改进的CSMA/CA机制。
选取ZigBee信号基于IEEE 802. 15. 4b国际标准的WPAN，RFID信号基于ISO/IEC 18000-6 (Type B)标准，并且设ZigBee信号信息速率为250kbps，码片速率为lMchip/s， RFID信 号信息速率为40kbps,符号速率为80ksymbol/s，其中心频率差为250KHz。
利用TrueTime结合Matlab实现ZigBee与RFID共存网络仿真平台，如图10所示。共存网络，如图11所示，包括ZigBee系统和RFID系统；ZigBee系统包括一个中心节点和一个 普通节点，其中，中心节点位于RFID干扰区域以外，普通节点位于RFID干扰区域以内；RFID 系统包括一个读写器和三个标签。
在仿真平台中，ZigBee普通节点与一个检测器相连，该检测器每隔Tjnterval时间对 信道内是否有RFID干扰进行检测，并根据本实施例中RFID信号检测方法更新(^detect的值， 输入ZigBee普通节点。
在本次模拟仿真中，由一个ZigBee普通节点向ZigBee中心节点发送命令帧，帧长为 17Bytes。同时，RFID系统读写器根据type B协议读取标签数据，待三个标签都读取完毕， 经初始化，读写器重新读取三个标签的数据，保证RFID干扰始终存在。
为了进行比较，第一次运行现有技术提供的CSMA/CA机制，第二次运行本实施例提供的 CSMA/CA机制。
同时，本实施例定义参量
T_interval: ZigBee节点对信道状态进行检测的周期。本次仿真中，改变T一interval
的值分别为0. 4ms、 0. 5ms、 0. 6ms、 0. 7ms、 0. 8ms。
T—backoff_RFID: ZigBee信号退避RFID干扰的时间。本次仿真中，改变T_backoff—RFID
的值分别为0. 6ms、 1ms 、 1.4ms。
Ft_Z: ZigBee普通节点在单位时间(Is)内，成功发送的帧的个数。
Ft_T:读写器在单位时间(Is)内，接收到的标签返回帧的个数。
Fr_T:读写器在单位时间(Is)内，由于ZigBee干扰而无法成功接收的标签返回帧的个
、H数。
RFID系统的误帧率PER为<formula>formula see original document page 16</formula>
图12所示为PER统计曲线，其中，直线为采用现有CSMA/CA机制时，PER值随Tjnterval 的改变曲线，下面三条曲线为采用本实施例提供的CSMA/CA机制时，选择不同退避时间 T_backoff_RFID时，PER值随着T—interval的改变曲线。由图12可见，采用现有CSMA/CA 机制时，PER值为94. 8%，大部分的标签信号都与ZigBee信号发生了碰撞而使读写器无法接 收解调，从而使整个RFID系统瘫痪；采用本实施例提供的CSMA/CA机制时，PER随着不同的 T—backoff值变化不大，碰撞概率较小(当T—interval小于0. 6ms时，PER在0. 04到0. 06 之间)，RFID系统基本能够正常工作。同时，PER随着T_interval值的增大而增大，当 T_interval小于0. 6时，PER值始终小于l(T1 。图13所示为ZigBee普通节点单位时间(Is)内发送的帧个数，其中，直线为采用现有 CSMA/CA机制时，ZigBee普通节点单位时间(Is)内发送的帧个数随着Tjnterval的改变曲 线，下面三条曲线为采用本实施例提供的CSMA/CA机制时，选择不同退避时间T—back0ff_RFID 时，ZigBee普通节点发送的帧的个数随着Tjnterval的改变曲线。由图13可见，发送帧的 个数随着T—backoff_RFID的增大而减小，ZigBee节点的信道利用效率较现有CSMA/CA机制 有所降低。但是考虑到本实施例提供的CSMA/CA机制是一种RFID优先的方案，信道大部分时 间用于RFID系统传输读写器的命令帧以及标签的回应帧。牺牲ZigBee节点部分传输效率， 是为减少碰撞的概率，保证RFID系统的正常工作；本实施例提供的CSMA/CA机制仍能保证一 定的信道利用效率，适于传输ZigBee系统的命令帧以及短数据帧。
综合上述，本实施例提供的CSMA/CA机制，相对于现有技术的CSMA/CA机制，虽然牺牲 了 ZigBee节点的部分传输效率，但是减小了与RFID信号的碰撞概率，保障了 RFID系统的正 常工作。
实施例2
参见图14，本实施例提供了一种退避装置，该装置通过检测RFID信号的状态进行退避， 包括状态检测模块401和退避模块402;
状态检测模块401，用于检测射频识别信号的状态，参见图15，包括估计频率差值获 取单元401a、峰峰值获取单元401b、判断门限值生成单元401c和状态判断单元401d;
估计频率差值获取单元401a，用于获取ZigBee信号与射频识别信号的估计频率差值A Freq—esti',
峰峰值获取单元401b，用于根据该估计频率差值获取单元401a获取的AFreq—esti,计 算该射频识别信号的峰峰值SM(w)，参见图16，具体包括
检测子单元401bl，用于每隔7;t^。,的时间检测AT时间内的该射频识别信号，该射频识 别信号所占的时间为T， AT为检测截取的射频识别信号所占的时间；
包络获取子单元401b2，用于根据AFreq_esti，获取该检测子单元401bl检测的每个A T时间内的该射频识别信号的包络；
峰峰值获取子单元401b3，用于取该包络获取子单元401b2获取的包络的最大值与最小 值，该最大值与该最小值的差值为该A T时间内的该射频识别信号的峰峰值Sp.p(") ， n=l ， 2，，
n，其中，iv = r/rmt"。
判断门限值生成单元401c，用于根据该峰峰值获取单元401b获取的Sp.p("),计算单载
17波判断门限值Thjure，参见图17，具体包括
第一査找子单元401cl，用于査找N个Sp.p(w)中的最大值S皿与最小值S^ ;
第二查找子单元401c2，用于査找满足Sp.p(")-S^〈"xS^条件的S^(")，其中，a为 小于1的正数；
判断门限值生成子单元401c3，用于对该第二查找子单元401c2査找到的满足条件的 Sp.p(W取平均值，该平均值为单载波判断门限值Thjure。
状态判断单元401d，用于根据该判断门限值生成单元401c生成的Thjure，判断该射频 识别信号的状态；
该状态判断单元401d，还用于该射频识别信号的状态为命令帧、返回帧或单载波；若满 足S^p(")-7%—<6x772 —条件，则Sp.p(")对应的当前时间段的射频识别信号的状态为 单载波；否则，S^(n)对应的当前时间段的射频识别信号的状态为命令帧或返回帧，其中，b 为小于1的正数。
退避模块402，用于根据该状态检测模块401检测的射频识别信号的状态进行退避。 该退避模块402，参见图18，包括第一退避单元402a和信息发送单元402b; 第一退避单元402a，用于若该射频识别信号的状态为命令帧或返回帧，按照预设的第一 退避时间进行退避；
该第一退避单元402a，还用于若该射频识别信号的状态为命令帧或返回帧，将C—detect 设置为0，按照预设的第一退避时间进行退避，其中C—detect为状态标识信息。
C—detect的值越大，表明其离下次读写器的命令帧或标签的返回帧开始的时刻越近，则 此时发送ZigBee信号，与RFID信号发生碰撞的概率越大，因此，C—detect可以表征碰撞概 率。发送概率2(1—Cdet一是以碰撞概率为函数的，也即针对不同的碰撞概率，可以选择不同的 发送概率。
信息发送单元402b，用于若该射频识别信号的状态为单载波，发送信息。 该信息发送单元402b，还用于若该射频识别信号的状态为单载波，将C—detect增加l，
若该C一detect超过预设的最大值时，将该C—detect设置为1,以2(1—Cda—概率发送信息，
其中C—detect为状态标识信息。 参见图19，该退避装置还包括
ZigBee信号检测模块403，用于检测是否有ZigBee信号，若有ZigBee信号，按照预设 的第二退避时间进行退避。
第二退避时间的设置方法可以采用实施例1提供的方法进行设置，根据实际情况，可以
18将第一退避时间和第二退避时间设置为不同的时间，这样，就可以实现针对不同的干扰源， 选择不同的退避时间。
本实施例提供的退避装置通过检测RFID信号的状态，根据RFID信号的状态进行退避， 减小了时延，提高了数据的传输效率；同时，还实现了不同的碰撞概率对应不同的发射概率; 另外，本实施例提供的退避方法还实现了针对不同的干扰源，选择不同的退避时间。
实施例3
参见图20，本实施例提供了一种检测射频识别信号状态的装置，该装置包括估计频率 差值获取模块501、峰峰值获取模块502、判断门限值生成模块503和状态判断模块504;
估计频率差值获取模块501，用于获取ZigBee信号与射频识别信号的估计频率差值A Freq—esti;
峰峰值获取模块502，用于根据该估计频率差值获取模块501获取的AFreq一esti，计算 该射频识别信号的峰峰值Sp.p(")，参见图21，具体包括检测单元502a、包络获取单元502b 和峰峰值获取单元502c;其中，
检测单元502a，用于每隔？;^。,的时间检测AT时间内的该射频识别信号，该射频识别 信号所占的时间为T， AT为检测截取的射频识别信号所占的时间；
包络获取单元502b，用于根据A Freq—esti，获取该检测单元502a检测的每个A T时间 内的该射频识别信号的包络，参见图22，具体包括
零频差包络获取子单元502bl，用于当AFreq—esti为O时，取AT时间内的该射频识别 信号的幅值作为AT时间内该射频识别信号的包络；
非零频差包络获取子单元502b2,用于当AFre(Lesti不为0时，取AT时间内的该射频 识别信号的幅值，获取该幅值的最大值，以该最大值为起点，以两倍AFreq—esti的频率， 对AT时间内的该射频识别信号进行正向和反向采样，将采样的结果作为AT时间内的该射频 识别信号的包络。
峰峰值获取单元502c，用于取该包络获取单元502b获取的包络的最大值与最小值，该 最大值与该最小值的差值为该AT时间内的该射频识别信号的峰峰值Sp.p(w)， n=l， 2，…，N， 其中，A^r/7^w。
判断门限值生成模块503，用于根据该峰峰值获取模块502获取的Sp.p(n)，计算单载波 判断门限值Thj3ure，参见图23，具体包括
第一査找单元503a，用于査找N个Sp.p(n)中的最大值Sm双与最小值S,;
19第二查找单元503b，用于査找满足Sp.p(w)-S^〈flxS^条件的Sp.p(")，其中，a为小于 l的正数；
判断门限值生成单元503c，用于对该第二査找单元503b査找到的満足条件的Sm(w)取 平均值，该平均值为单载波判断门限值Th—pure。
状态判断模块504，用于根据该判断门限值生成模块503生成的Th』ure，判断该射频识 别信号的状态。
该状态判断模块504，还用于该射频识别信号的状态为命令帧、返回帧或单载波；若满 足Sp.p(")-7% —/7""<6><7% —;^re条件，则Sp.p(w)对应的当前时间段的射频识别信号的状态为 单载波；否则，Sp.p(w)对应的当前时间段的射频识别信号的状态为命令帧或返回帧，其中，b 为小于1的正数。
本实施例提供的检测RFID信号状态的装置，根据RFID信号状态的不同特征，由信号包 络的峰峰值判断当前RFID信号的状态，综合运用了时域抽样、最值加减、统计平均等方法， 在信噪比较低的情况下也能达到较高的准确率，具有较低的复杂性和较高的可实现性。同时， 采用本实施例提供的装置，还可以实现实施例2中根据检测的RFID信号的状态进行退避的退 避装置，从而减小时延，提高数据的传输效率。
以上实施例提供的技术方案中的全部或部分内容可以通过软件编程实现，其软件程序存 储在可读取的存储介质中，存储介质例如计算机中的硬盘、光盘或软盘。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之 内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
20
权利要求
1.一种退避方法，其特征在于，所述方法包括检测射频识别信号的状态；根据所述射频识别信号的状态进行退避。
2. 如权利要求1所述的退避方法，其特征在于，所述检测射频识别信号的状态包括获取ZigBee信号与射频识别信号的估计频率差值A Freq—esti;根据所述A Freq一esti计算所述射频识别信号的峰峰值Sp.p(");根据所述Sp.p(")计算单载波判断门限值Th』ure;根据所述Th一pure判断所述射频识别信号的状态。
3. 如权利要求2所述的检测射频识别信号状态的方法，其特征在于，所述根据所述AFreq—esti计算所述射频识别信号的峰峰值Sp.p(w)包括每隔 L^。,的时间检测AT时l司内的所^射频i只别信^"，所$^^识、另1」##所&^^"1、司力T，所述AT为检测截取的射频识别信号所占的时间；根据A Freq一esti获取每个A T时间内的所述射频识别信号的包络；取所述包络的最大值与最小值，所述最大值与所述最小值的差值为所述AT时间内的所述射频识别信号的峰峰值Sp.p(n)， n=l， 2，…，N，其中，W = 7V7;terv。,。
4. 如权利要求2所述的检测射频识别信号状态的方法，其特征在于，所述根据所述S^(")计算单载波判断门限值Th』ure包括査找N个Sp.p(n)中的最大值S^与最小值S^ ;査找满足Sp.p(")-^"",条件的S^("),其中，"为小于l的正数；对满足所述条件的Sp.p(")取平均值，所述平均值为单载波判断门限值Thjure。
5. 如权利要求2所述的检测射频识别信号状态的方法，其特征在于，所述根据所述Th—pure判断所述射频识别信号的状态包括所述射频识别信号的状态为命令帧、返回帧或单载波；若满足Sp.p(")-77i —;we^x77 —/we条件，则S^(")对应的当前时间段的射频识别信号的状态为单载波；否则，Sp.p(")对应的当前时间段的射频识别信号的状态为命令帧或返回帧，其中，6为小于1的正数。
6. 如权利要求1所述的退避方法，其特征在于，所述根据所述射频识别信号的状态进行退避包括若所述射频识别信号的状态为命令帧或返回帧，按照预设的第一退避时间进行退避；若所述射频识别信号的状态为单载波，发送信息。
7. 如权利要求6所述的退避方法，其特征在于，所述若所述射频识别信号的状态为命令帧或返回帧，按照预设的第一退避时间进行退避包括若所述射频识别信号的状态为命令帧或返回帧，将C—detect设置为0，按照预设的第一退避时间进行退避，其中C_detect为状态标识信息。
8. 如权利要求6所述的退避方法，其特征在于，所述若所述射频识别信号的状态为单载波，发送信息包括；若所述射频识别信号的状态为单载波，将C一detect增加1，若所述C一detect超过预设的最大值时，将所述C一detect设置为l，以2(10—概率发送信息，其中C—detect为状态标识信息。
9. 如权利要求1所述的退避方法，其特征在于，所述方法还包括检测是否有ZigBee信号，若有ZigBee信号，则按照预设的第二退避时间进行退避。
10. —种检测射频识别信号状态的方法，其特征在于，所述方法包括获取ZigBee信号与射频识别信号的估计频率差值A Freq—esti;根据所述A Freq_eSti计算所述射频识别信号的峰峰值Sp.p(");根据所述Sp.p (n)计算单载波判断门限值Th_pure;根据所述Th_pure判断所述射频识别信号的状态。
11. 如权利要求10所述的检测射频识别信号状态的方法，其特征在于，所述根据所述AFreq—esti计算所述射频识别信号的峰峰值S^(w)包括每隔4u吣的时间检测AT时间内的所述射频识别信号，所述射频识别信号所占的时间为T,所述AT为检测截取的射频识别信号所占的时间；根据A Freq—esti获取每个A T时间内的所述射频识别信号的包络；取所述包络的最大值与最小值，所述最大值与所述最小值的差值为所述AT时间内的所述射频识别信号的峰峰值Sp.p(")， n=i， 2，， n，其中，w = r/7;umri。
12. 如权利要求ll所述的检测射频识别信号状态的方法，其特征在于，所述根据所述AFreq_eSti获取每个AT时间内的所述射频识别信号的包络包括当A Freq—esti为0时，取A T时间内的所述射频识别信号的幅值作为A T时间内所述射频识别信号的包络；否则，取AT时间内的所述射频识别信号的幅值，获取所述幅值的最大值，以所述最大值为起点，以两倍AFreq—esti的频率，对AT时间内的所述射频识别信号进行正向和反向采样，将采样的结果作为AT时间内的所述射频识别信号的包络。
13. 如权利要求10所述的检测射频识别信号状态的方法，其特征在于，所述根据所述Sp.p(")计算单载波判断门限值Th』ure包括查找n个S^p(")中的最大值S^与最小值S^ ;査找满足Sp.p(")-S曲〈"xS腿条件的Sp卞(")，其中，fl为小于l的正数；对满足所述条件的Sp.p(")取平均值，所述平均值为单载波判断门限值Th_pUre。
14. 如权利要求13所述的检测射频识别信号状态的方法，其特征在于，所述a为0.2。
15. 如权利要求10所述的检测射频识别信号状态的方法，其特征在于，所述根据所述Th_pure判断所述射频识别信号的状态包括所述射频识别信号的状态为命令帧、返回帧或单载波；若满足3 (")-772 —/7"re<6x7%—戸"条件，则S^(")对应的当前时间段的射频识别信号的状态为单载波；否则，S^(")对应的当前时间段的射频识别信号的状态为命令帧或返回帧，其中，6为小于1的正数。
16. 如权利要求15所述的检测射频识别信号状态的方法，其特征在于，所述6为0.1。
17. —种退避装置，其特征在于，所述装置包括 状态检测模块，用于检测射频识别信号的状态；退避模块，用于根据所述状态检测模块检测的射频识别信号的状态进行退避。
18.如权利要求17所述的退避装置，其特征在于，所述状态检测模块包括 估计频率差值获取单元，用于获取ZigBee信号与射频识别信号的估计频率差值A Freq—esti;峰峰值获取单元，用于根据所述估计频率差值获取单元获取的AFreq—esti，计算所述射 频识别信号的峰峰值Sp.p(");判断门限值生成单元，用于根据所述峰峰值获取单元获取的Sp.p(")，计算单载波判断门 限值Thjmre;状态判断单元，用于根据所述判断门限值生成单元生成的Th』ure，判断所述射频识别 信号的状态。
19. 如权利要求18所述的退避装置，其特征在于，所述峰峰值获取单元包括 检测子单元，用于每隔r^，,的时间检测AT时间内的所述射频识别信号，所述射频识别信号所占的时间为T;包络获取子单元，用于根据AFrecLesti，获取所述检测子单元检测的每个AT时间内的 所述射频识别信号的包络；峰峰值获取子单元，用于取所述包络获取子单元获取的包络的最大值与最小值，所述最 大值与所述最小值的差值为所述AT时间内的所述射频识别信号的峰峰值Sp.p(")， n=l， 2，…，N，其中，iv = r/rmt_,。
20. 如权利要求18所述的退避装置，其特征在于，所述判断门限值生成单元包括 第一査找子单元，用于査找N个S^p(")中的最大值&^与最小值S^ ; 第二査找子单元，用于查找满足S^(")-S^〈flxSmM条件的S^(")，其中，a为小于1的正数；判断门限值生成子单元，用于对所述第二査找子单元査找到的满足条件的Sw(")取平均 值，所述平均值为单载波判断门限值Thjure。
21. 如权利要求18所述的退避装置，其特征在于，所述状态判断单元，还用于所述射频 识别信号的状态为命令帧、返回帧或单载波；若满足8 (")-7Tz —; "^<6><7%_;^^条件， 则Sp.p(w)对应的当前时间段的射频识别信号的状态为单载波；否则，Sp.p(w)对应的当前时间 段的射频识别信号的状态为命令帧或返回帧，其中，6为小于1的正数。
22. 如权利要求17所述的退避装置，其特征在于，所述退避模块包括 第一退避单元，用于若所述射频识别信号的状态为命令帧或返回帧，按照预设的第一退避时间进行退避；信息发送单元，用于若所述射频识别信号的状态为单载波，发送信息。
23. 如权利要求22所述的退避装置，其特征在于，所述第一退避单元还用于若所述射频 识别信号的状态为命令帧或返回帧，将C_detect设置为0，按照预设的第一退避时间进行退 避，其中C一detect为状态标识信息。
24. 如权利要求22所述的退避装置，其特征在于，所述信息发送单元还用于若所述射频 识别信号的状态为单载波，将C_deteCt增加1，若所述C_deteCt超过预设的最大值时，将 所述C—detect设置为1，以2(1《-dd叫概率发送信息，其中C—detect为状态标识信息。
25. 如权利要求17所述的退避装置，其特征在于，所述装置还包括ZigBee信号检测模块，用于检测是否有ZigBee信号，若有ZigBee信号，按照预设的第 二退避时间进行退避。
26. —种检测射频识别信号状态的装置，其特征在于，所述装置包括 估计频率差值获取模块，用于获取ZigBee信号与射频识别信号的估计频率差值AFreq—esti;峰峰值获取模块，用于根据所述估计频率差值获取模块获取的AFreq^sti，计算所述射 频识别信号的峰峰值Sp.p(");6判断门限值生成模块，用于根据所述峰峰值获取模块获取的Sp.p(n)，计算单载波判断门 限值Th_pure;状态判断模块，用于根据所述判断门限值生成模块生成的Th一pure,判断所述射频识别 信号的状态。
27.如权利要求26所述的检测射频识别信号状态的装置，其特征在于，所述峰峰值获取 模块包括检测单元，用于每隔rmt"的时间检测A T时间内的所述射频识别信号，所述射频识别信 号所占的时间为T;包络获取单元，用于根据AFreq—esti，获取所述检测单元检测的每个A T时间内的所述 射频识别信号的包络；峰峰值获取单元，用于取所述包络获取单元获取的包络的最大值与最小值，所述最大值 与所述最小值的差值为所述AT时间内的所述射频识别信号的峰峰值Sp.p(")， n=l， 2,…，N，
28.如权利要求27所述的检测射频识别信号状态的装置，其特征在于，所述包络获取单 元包括零频差包络获取子单元，用于当AFreq—esti为0时，取A T时间内的所述射频识别信号 的幅值作为AT时间内所述射频识别信号的包络；非零频差包络获取子单元，用于当AFreq_eSti不为0时，取AT时间内的所述射频识别 信号的幅值，获取所述幅值的最大值，以所述最大值为起点，以两倍AFreq一esti的频率， 对AT时间内的所述射频识别信号进行正向和反向采样，将采样的结果作为AT时间内的所述 射频识别信号的包络。
29.如权利要求26所述的检测射频识别信号状态的装置，其特征在于，所述判断门限值 生成模块包括第一查找单元，用于查找N个S^(n)中的最大值S^与最小值S^ ; 第二査找单元，用于査找满足Sp.p(")-S^〈"xSm^条件的S^(")，其中，"为小于l的 正数；判断门限值生成单元，用于对所述第二査找单元查找到的满足条件的Sp.p(w)取平均值，所述平均值为单载波判断门限值Th_pur e 。
30.如权利要求26所述的检测射频识别信号状态的装置，其特征在于，所述状态判断模 块，还用于所述射频识别信号的状态为命令帧、返回帧或单载波；若满足 Sp.p(")-巧—戸"<"7% —;we条件，则Sw(")对应的当前时间段的射频识别信号的状态为单 载波；否则，Sp.p(w)对应的当前时间段的射频识别信号的状态为命令帧或返回帧，其中，6为 小于1的正数。
全文摘要
本发明公开了一种退避方法和装置及检测射频识别信号状态的方法和装置，属于通信领域。退避方法包括检测射频识别信号的状态；根据射频识别信号的状态进行退避。检测射频识别信号状态的方法包括获取ZigBee信号与射频识别信号的估计频率差值ΔFreq_esti；根据ΔFreq_esti计算射频识别信号的峰峰值S<sub>p-p</sub>(n)；根据S<sub>p-p</sub>(n)计算单载波判断门限值Th_pure；根据Th_pure判断射频识别信号的状态。退避装置包括状态检测模块和退避模块。检测射频识别信号状态的装置包括估计频率差值获取模块、峰峰值获取模块、判断门限值生成模块和状态判断模块。本发明根据射频识别信号的状态进行退避，减小了时延，提高了数据的传输效率。
文档编号G06K7/00GK101667242SQ20081021437
公开日2010年3月10日 申请日期2008年9月5日 优先权日2008年9月5日
发明者培 刘, 张兴炜, 斗 李, 震 毛, 峰 王, 赵玉萍 申请人:华为技术有限公司