一种通信系统、通信方法和通信装置与流程

本技术实施例涉及物联网领域，尤其涉及一种通信系统、通信方法和通信装置。

背景技术：

1、射频识别(radio-frequency identification，rfid)技术是一种非接触自动识别技术，可以通过无线双向通信方式实现目标身份的识别及数据交换。rfid标签包括有源rfid标签、无源rfid标签和半有源rfid标签。其中，无源rfid标签内不含电池，通过采集无线能量(超高频(ultra high frequency，uhf)频段一般约860～960mhz)给自身供电。目前，无源rfid标签因其体积小、成本低、寿命长等特点，广泛应用于仓储、物流、门店等场景，用于资产盘点、识别及跟踪。

2、图1为一种rfid系统的结构示意图，如图1所示，阅读器可以向rfid标签发送连续载波(continuous wave，cw)信号，该cw信号可以为rfid标签提供能量，rfid标签通过反射阅读器提供的载波信号来调制信息。阅读器通过发射无线信号来请求标签存储的数据，标签收到此信号之后，通过反向散射阅读器的无线信号发送存储在标签芯片中的数据给阅读器，从而实现标签的查询、盘点和定位。

3、在rfid系统中，由于室内场景中存在严重的多径效应(多径效应是指电磁波经不同路径传播后，各路径的分量到达接收端时间不同，按各自相位相互叠加而产生干扰)，导致阅读器的射频信号在空间中会存在一定的能量空洞。目前在盘点标签时，各个阅读模块可以通过固定组合的相位参数调节相位，以改变空间中的能量分布。但是由于现有技术中各个阅读模块是独立调节相位的，因此调节能力有限。而且现有技术中的相位参数的组合是固定的，因此无法适应环境的变化，这都将造成rfid系统中仍然存在较多的rfid标签无法被阅读器读取，导致盘点效率较低。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种通信系统、通信方法和通信装置，通过控制模块集中决策，能够实现多个阅读模块或多个中继器之间的协同控制，提升盘点效率。

2、本技术实施例的第一方面，提供一种通信系统，该通信系统包括：控制模块、至少一个中继器、至少一个阅读模块和至少一个标签。控制模块，用于向阅读模块发送第一消息，该第一消息包括配置参数和阅读模块的标识，该配置参数用于配置波束或第一命令中的至少一项，波束用于发送第一命令，第一命令用于查询或控制标签。阅读模块，用于根据中继器标识，向中继器发送第二消息，第二消息包括配置参数中的第一参数，第一参数用于配置所述波束。中继器，用于根据第一参数配置波束。

3、上述控制模块可以为软件模块，也可以为硬件模块。该控制模块可以与至少一个阅读模块部署在不同的设备中，也可以与至少一个阅读模块中的一个阅读模块部署在同一设备中。该阅读模块用于执行阅读器的功能，当控制模块和一个阅读模块集成在一个设备时，该设备可以为阅读器，即阅读器既可以包括阅读模块又可以包括控制模块。当控制模块和阅读模块部署在不同的设备中时，阅读模块可以为阅读器，控制模块可以部署在服务器或云端等设备中。

4、配置参数可以用于配置波束，也可以用于配置第一命令，还可以用于配置波束和第一命令。波束可以为将信号调制在载波上后形成的波束。配置波束包括配置载波和/或配置调制在载波上的信号。

5、基于本方案，通过在系统中设置控制模块，该控制模块可以集中决策，并向系统中的各个阅读模块下发配置参数，多个中继器可以根据配置参数中的第一参数配置波束，能够实现多个中继器之间的协同控制。在通信系统中包括多个中继器时，该控制模块的集中控制能够适应复杂的环境变化，通过改变空间中的能量分布，减少相同时间内能量空洞出现的机率，使得盲区变少，能够提高阅读器的有效覆盖范围，提升盘点效率。

6、结合上述第一方面，在一种可能的实现方式中，阅读模块，还用于基于配置参数中的第二参数通过中继器向标签发送第一命令，第二参数用于配置所述第一命令。中继器，还用于接收第一命令，生成波束，并向标签发送波束。标签，用于响应于第一命令，向阅读模块发送应答信号。

7、可选的，阅读模块可以将第一命令和第二消息分开发送，也可以将第一命令携带在第二消息中向中继器发送。一些示例中，阅读模块可以向中继器发送一次包括第一参数的第二消息，并多次基于该第一消息进行盘点(即一次配置，多次盘点)。另一些示例中，阅读模块也可以向中继器发送一次包括第一参数的第二消息，并基于该第一消息进行盘点(即一次配置，一次盘点)。又一些示例中，阅读模块还可以向中继器发送包括第一参数和第一命令的第二消息。

8、结合上述第一方面，在又一种可能的实现方式中，上述第一参数包括相位信息、频点或开关控制标识中的至少一项。

9、基于本方案，通过阅读模块向中继器发送配置参数中的第一参数，中继器根据配置参数中的相位信息、频点或开关控制标识配置波束的相位，能够改变空间中的能量分布，从而改变空间中出现能量空洞的位置，减少相同时间内能量空洞出现的机率，使得盲区变少，能够提高阅读器的有效覆盖范围。

10、结合上述第一方面，在又一种可能的实现方式中，上述第二参数包括时隙值、盘点持续时间或切换标签的状态中的至少一项。

11、可选的，上述阅读模块基于配置参数中的第二参数配置第一命令包括：阅读模块基于第二参数中的时隙值和切换标签的状态配置第一命令的内容，阅读模块基于第二参数中的盘点持续时间向标签发送第一命令。

12、基于本方案，通过阅读模块根据配置参数中的时隙值、盘点持续时间或切换标签的状态配置第一命令，能够进一步提高标签的盘点效率。本方案在大规模部署多中继器的场景下，通过控制模块集中决策，能够实现多中继器的协同控制，提升多中继器的盘点效率。可以理解的，与前述方案不同的是，在通信系统不包括中继器时，是由阅读器根据配置参数中的第一参数配置波束，也是由阅读器根据配置参数中的第二参数配置第一命令的。在通信系统包括中继器时，是由阅读器根据配置参数中的第二参数配置第一命令，由中继器根据配置参数中的第一参数配置波束。

13、本技术实施例的第二方面，提供一种通信系统，该通信系统包括：控制模块、至少一个阅读模块和至少一个标签；控制模块，用于向阅读模块发送第一消息，该第一消息包括配置参数和阅读模块的标识，该配置参数用于配置波束或第一命令中的至少一项，波束用于发送第一命令，第一命令用于查询或控制标签。阅读模块，用于基于第一消息配置波束，并向标签发送该波束。标签，用于响应于第一命令，向阅读模块发送应答信号。

14、基于本方案，通过在系统中设置控制模块，该控制模块可以集中决策，并向系统中的各个阅读模块下发配置参数，能够实现多个阅读模块之间的协同控制。在通信系统中包括多个阅读模块时，该控制模块的集中控制能够适应复杂的环境变化，通过改变空间中的能量分布，减少相同时间内能量空洞出现的机率，使得盲区变少，能够提高阅读器的有效覆盖范围，提升阅读器的盘点效率。

15、结合上述第二方面，在一种可能的实现方式中，上述配置参数包括相位信息、开关控制标识、时隙值、频点、盘点持续时间或切换标签的状态中的至少一项。

16、基于本方案，阅读模块可以根据配置参数中的时隙值、盘点持续时间或切换标签的状态配置第一命令(例如，向标签发送第一命令)，根据配置参数中的相位信息、频点和开关控制标识配置波束，即阅读模块可以根据控制模块下发的相位信息和开关控制标识调整波束的相位，因此能够改变空间中的能量分布，从而改变空间中出现能量空洞的位置，减少相同时间内能量空洞出现的机率，使得盲区变少。

17、结合上述第一方面和第二方面，在又一种可能的实现方式中，上述控制模块，还用于根据控制策略，确定配置参数。

18、基于本方案，控制模块可以根据控制策略确定配置参数，从而使得确定的配置参数能够在较短的时间内将所有标签盘完，提高盘点效率。很显然，和现有技术不同的是，本技术中的配置参数并不是固定的，而是控制模块根据控制策略确定的，因此控制模块集中决策并向各个阅读模块下发配置参数时，能够实现多个阅读模块或中继器之间的协同控制，提升盘点效率。

19、结合上述第一方面和第二方面，在又一种可能的实现方式中，上述控制策略为通过参数配置模型确定配置参数。

20、基于本方案，控制模块可以根据参数配置模型确定配置参数，从而使得确定的配置参数能够在较短的时间内将所有标签盘完，提高盘点效率。

21、结合上述第一方面和第二方面，在又一种可能的实现方式中，上述控制模块，还用于接收来自阅读模块的第三消息，该第三消息包括标签的信息和所述阅读模块的标识，标签的信息包括标签的产品电子代码epc。

22、基于本方案，控制模块可以根据标签的信息和参数配置模型确定配置参数，从而使得确定的配置参数能够在较短的时间内将所有标签盘完，提高盘点效率。

23、可选的，控制模块可以将标签的信息输入参数配置模型得到配置参数。该参数配置模型包括但不限于强化学习模型、神经网络模型等。

24、结合上述第一方面和第二方面，在又一种可能的实现方式中，上述标签的信息还包括阅读模块的每个接收通道接收应答信号的相位或信号强度中的至少一项。

25、基于本方案，通过控制模块根据阅读模块的每个接收通道接收应答信号的相位、信号强度和标签的epc，推断电磁波在空间中的传播情况，经过强化学习算法计算，输出配置参数。

26、结合上述第一方面和第二方面，上述控制模块与至少一个阅读模块部署在不同的设备中，或者，控制模块与至少一个阅读模块中的一个阅读模块部署在同一个设备中。

27、基于本方案，控制模块可以和一个阅读模块集成在一个设备中(例如阅读器)，控制模块也可以与阅读模块分别部署在不同的设备中，例如，控制模块可以部署在服务器中，阅读模块为阅读器。

28、结合上述第一方面和第二方面，在又一种可能的实现方式中，上述通信系统还包括通信装置，该通信装置用于生成波束，该通信装置包括第一移相模块和第二移相模块，第一移相模块的输出端耦合至第二移相模块的输入端，第二移相模块的输出端用于与天线模块耦合。第一移相模块，用于生成波束，波束用于发送第一命令，第一命令用于查询或控制标签。第二移相模块，用于调节第一移相模块输出的波束的相位，并通过天线模块中的一个或多个天线单元发送调整后的波束。

29、基于本方案，通过第一移相模块调节该通信装置与其他通信装置之间的差异，使得第一移相模块输出的相位为预设相位。通过第二移相模块调节该通信装置内部的多个天线端口之间的差异。即，本方案通过两级移相调节波束的相位，能够改变空间中出现能量空洞的位置，减少相同时间内能量空洞出现的机率，使得盲区变少，能够提高有效覆盖范围。可以理解的，本技术中的第一移相模块可以调节各个天线子阵的相位，生成固定波形的波束。第二移相模块可以调节天线子阵的能量分配，调整波束的波形，以改变空间中的能量分布。

30、结合上述第一方面和第二方面，在又一种可能的实现方式中，上述通信装置还包括第一信号生成模块，该第一信号生成模块的输出端耦合至第一移相模块的输入端。第一信号生成模块，用于生成第一命令对应的信号和载波，调节载波的相位，并将第一命令对应的信号调制到调节后的载波上。

31、基于本方案，通过第一移相模块调节该通信装置与其他通信装置之间的差异，使得第一移相模块输出的波束的相位为预设相位，通过第二移相模块调节该通信装置内部的多个天线端口之间的差异。即，本方案通过两级移相调节波束的相位，能够改变空间中出现能量空洞的位置，减少相同时间内能量空洞出现的机率，使得盲区变少，能够提高有效覆盖范围。

32、结合上述第一方面和第二方面，在又一种可能的实现方式中，上述通信装置还包括第二信号生成模块，第一移相模块包括p个第一移相单元和p个调制单元，第一移相模块中的p个第一移相单元的输出端分别耦合至p个调制单元的第一输入端，第二信号生成模块的输出端分别耦合至p个调制单元的第二输入端。第二信号生成模块，用于生成第一命令对应的信号。第一移相单元，用于生成载波。调制单元，用于将第二信号生成模块生成的信号调制到第一移相单元生成的载波上，以生成波束。

33、基于本方案，通过第一移相模块中的调制单元将第二信号生成模块生成的信号调制到第一移相单元生成的载波上以生成波束，通过第二移相模块调节第一移相模块输出的波束的相位，并通过天线单元发送调整后的波束。不仅能够调节该通信装置与其他通信装置之间的差异，还能调节该通信装置内部的多个天线端口之间的差异，从而能够改变空间中出现能量空洞的位置，减少相同时间内能量空洞出现的机率，使得盲区变少，能够提高有效覆盖范围。

34、结合上述第一方面和第二方面，在又一种可能的实现方式中，上述第二移相模块包括m个第二移相单元，m为大于或等于2的整数，第二移相单元包括第一开关和第二开关，第一开关和第二开关均为一选l开关，第一开关分别通过l个连接线与第二开关耦合，l个连接线的长度不同，l为大于或等于2的整数。

35、基于本方案，每个第二移相单元可以通过两个一选l开关之间连接不同长度的连接线实现移相，由于连接线的长度不同时，信号的传输时延不同，故不同长度的连接线可以实现多档移相，能够降低电路的复杂度和成本。

36、可选的，上述第一移相单元和第二移相单元的结构可以相同，也可以不同。比如，第一移相单元和第二移相单元的结构可以不同，第一移相单元可以对发射信号进行细粒度的移相。第二移相单元可以对第一移相单元输出的信号再进行细粒度的移相。再比如，第一移相单元和第二移相单元的结构也可以相同，都通过不同长度的连接线实现移相。

37、结合上述第二方面，在又一种可能的实现方式中，上述通信装置部署在阅读模块上。

38、基于本方案，在通信系统的结构不包括中继器时，两级移相的通信装置可以部署在阅读模块上，阅读模块中的两级移相模块根据配置参数可以调节波束的相位，从而改变空间中出现能量空洞的位置，减少相同时间内能量空洞出现的机率，使得盲区变少，能够提高有效覆盖范围。

39、结合上述第一方面，在又一种可能的实现方式中，上述通信装置部署在中继器上。

40、基于本方案，在通信系统的结构包括中继器时，两级移相的通信装置可以部署在中继器上，中继器中的两级移相模块根据配置参数可以调节波束的相位，从而改变空间中出现能量空洞的位置，减少相同时间内能量空洞出现的机率，使得盲区变少，能够提高有效覆盖范围。

41、本技术实施例的第三方面，提供一种通信方法，该方法包括：首先，获取标签的信息，标签的信息包括标签的产品电子代码epc。然后，根据标签的信息得到配置参数，该配置参数用于配置波束或第一命令中的至少一项，波束用于发送第一命令，第一命令用于查询或控制标签。最后，向阅读模块发送第一消息，第一消息包括配置参数和阅读模块的标识。

42、结合第三方面，在一种可能的实现方式中，上述标签的信息还包括阅读器的每个接收通道接收应答信号的相位或信号强度中的至少一项。

43、结合第三方面，在又一种可能的实现方式中，上述配置参数包括相位信息、开关控制标识、时隙值、频点、盘点持续时间或切换标签的状态中的至少一项。

44、结合第三方面，在又一种可能的实现方式中，上述根据标签的信息得到配置参数，包括：将标签的信息输入参数配置模型，得到配置参数。

45、上述第三方面的效果描述可以参考前述第一方面或第二方面相应的效果描述，在此不再赘述。

46、本技术实施例的第四方面，提供一种通信装置，该通信装置用于生成波束，通信装置包括第一移相模块和第二移相模块，第一移相模块的输出端耦合至第二移相模块的输入端，第二移相模块的输出端用于与天线模块耦合。第一移相模块，用于生成波束，该波束用于发送第一命令，该第一命令用于查询或控制标签。第二移相模块，用于调节第一移相模块输出的波束的相位，并通过天线模块中的一个或多个天线单元发送调整后的波束。

47、基于本方案，通过两级移相调节波束的相位，其中第一移相模块可以调节该通信装置与其他通信装置之间的差异，使得第一移相模块输出的相位为预设相位，第二移相模块可以调节该通信装置内部的多个天线端口之间的差异。即，本方案通过两级移相调节波束的相位，能够改变空间中出现能量空洞的位置，减少相同时间内能量空洞出现的机率，使得盲区变少，能够提高有效覆盖范围。

48、结合第四方面，在一种可能的实现方式中，上述通信装置还包括第一信号生成模块，该第一信号生成模块的输出端耦合至第一移相模块的输入端。第一信号生成模块，用于生成第一命令对应的信号和载波，调节载波的相位，并将第一命令对应的信号调制到调节后的载波上。

49、结合第四方面，在另一种可能的实现方式中，所述通信装置还包括第二信号生成模块，第一移相模块包括p个第一移相单元和p个调制单元，第一移相模块中的p个第一移相单元的输出端分别耦合至p个调制单元的第一输入端，第二信号生成模块的输出端分别耦合至p个调制单元的第二输入端。第二信号生成模块，用于生成第一命令对应的信号。第一移相单元，用于生成载波；调制单元，用于将第二信号生成模块生成的信号调制到第一移相单元生成的载波上，以生成波束。

50、结合第四方面，在又一种可能的实现方式中，上述第二移相模块包括m个第二移相单元，m为大于或等于2的整数，第二移相单元包括第一开关和第二开关，第一开关和第二开关均为一选l开关，第一开关分别通过l个连接线与第二开关耦合，l个连接线的长度不同，l为大于或等于2的整数。

51、基于本方案，每个第二移相单元可以通过两个一选l开关之间连接不同长度的连接线实现移相，由于连接线的长度不同时，信号的传输时延不同，故不同长度的连接线可以实现多档移相，能够降低电路的复杂度和成本。

52、结合第四方面，在又一种可能的实现方式中，上述通信装置还包括接收电路，该接收电路用于接收配置参数，配置参数包括相位信息，配置参数用于配置波束或第一命令中的至少一项；第二移相模块，具体用于根据相位信息，调节第一移相模块输出的波束的相位。

53、基于本方案，通信装置中的第二移相模块可以根据接收电路接收的配置参数调节第一移相模块输出的波束的相位，因此能够改变空间中的能量分布，从而改变空间中出现能量空洞的位置，减少相同时间内能量空洞出现的机率，使得盲区变少，能够提高阅读器的有效覆盖范围。

54、结合第四方面，在又一种可能的实现方式中，上述第二移相模块包括m个第二移相单元，天线模块包括m个天线单元，通信装置还包括m个第三开关，每个第二移相单元通过一个第三开关与一个天线单元耦合。所述配置参数还包括开关控制标识，通信装置还包括处理器，处理器用于根据开关控制标识，控制第三开关的导通和关断。

55、基于本方案，通信装置中的第二移相单元可以通过一个第三开关与一个天线单元耦合，处理器根据开关控制标识可以控制第三开关的导通和关断，由于m个第三开关全部导通时的能量分布与导通部分第三开关时的能量分布是不一样的，因此通过控制第三开关的导通和关断能够改变空间中的能量分布，从而改变空间中出现能量空洞的位置。

56、结合第四方面，在又一种可能的实现方式中，上述第一移相模块包括p个第一移相单元，上述第二移相模块包括m个第二移相单元，通信装置还包括p个功分器，第一移相单元通过功分器分别耦合至k个第二移相单元，k为大于或等于2的整数，m等于所述p乘以所述k。功分器，用于将第一移相单元输出的波束分成k路。

57、基于本方案，通过功分器将第一移相单元输出的波束功分为k路，并通过第二移相单元进行移相，这两级移相不仅能够改变空间中出现能量空洞的位置，提高有效覆盖范围，而且能够降低电路的复杂度和成本。

58、结合第四方面，在又一种可能的实现方式中，上述第一移相模块包括p个第一移相单元，上述第二移相模块包括m个第二移相单元，通信装置还包括p个多路选择器，第一移相单元通过多路选择器分别耦合至k个所述第二移相单元，k为大于或等于2的整数，m等于p乘以k。多路选择器，用于将第一移相单元输出的波束输出至相应的第二移相单元。

59、基于本方案，通过多路选择器将第一移相单元输出的波束输出至相应的第二移相单元，并通过第二移相单元进行移相，这两级移相不仅能够改变空间中出现能量空洞的位置，提高有效覆盖范围，而且能够降低电路的复杂度和成本。

60、结合第四方面，在又一种可能的实现方式中，上述通信装置还包括时钟同步模块，该时钟同步模块，用于将通信装置的时钟与外部时钟源的时钟同步。

61、基于本方案，当通信系统中包括多个通信装置时，通过每个通信装置中的时钟同步模块可以实现多设备的时钟同步，从而多设备之间能够联合调相，多个设备共同发射射频信号，形成分布式波束成形。

62、本技术实施例的第五方面，提供一种通信装置，该通信装置用于生成波束，该通信装置包括功分器和m个移相单元，功分器的输入端用于接收波束，功分器的输出端分别耦合至m个移相单元，m个移相单元的输出端分别用于与m个天线单元耦合，m为大于或等于2的整数；移相单元包括第一开关和第二开关，第一开关和所述第二开关均为一选l开关，第一开关分别通过l个连接线与所述第二开关耦合，l个连接线的长度不同，l为大于或等于2的整数。功分器，用于将波束分成m路。移相单元，用于调节功分器输出的波束的相位。

63、基于本方案，每个移相单元可以通过两个一选l开关之间连接不同长度的连接线实现移相，由于连接线的长度不同时，信号的传输时延不同，故不同长度的连接线可以实现多档移相，能够降低电路的复杂度和成本。

64、结合第五方面，在一种可能的实现方式中，所述通信装置还包括m个第三开关，每个移相单元通过一个第三开关与一个天线单元耦合。

65、基于本方案，由于m个第三开关全部导通时的能量分布与导通部分第三开关时的能量分布是不一样的，因此通过在移相单元与天线单元之间设置第三开关使得可以通过控制第三开关的导通和关断能够改变空间中的能量分布，从而改变空间中出现能量空洞的位置。

66、本技术实施例的第六方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中具有计算机程序代码，当所述计算机程序代码在处理器上运行时，使得所述处理器执行如上述第三方面所述的方法。

67、本技术实施例的第七方面，提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括程序指令，所述程序指令被执行时，以实现如上述第三方面所述的方法。