一種基于RSSI檢測多閱讀器鄰道干擾的實現方法技術

本發明專利技術公開了一種基于RSSI檢測多閱讀器鄰道干擾的實現方法，包括：用閱讀器的FPGA算法模塊實現RSSI算法，閱讀器在每輪開始識別階段，標簽會有一段上電時間T

Method for detecting multi reader adjacent channel interference based on RSSI

The invention discloses a RSSI detection reader adjacent channel interference method, which is based on RSSI algorithm with FPGA algorithm module of the reader, the reader at the start of the round label recognition stage, there will be a period of time of power on T

【技術實現步驟摘要】
一種基于RSSI檢測多閱讀器鄰道干擾的實現方法
本專利技術屬于檢測領域，尤其是涉及一種基于RSSI檢測多閱讀器鄰道干擾的實現方法。
技術介紹
在閱讀器的部署過程中，無源RFID(射頻識別)標簽可以對射頻范圍內的任何一個或多個閱讀器做出反應。無源標簽的這種寬帶特點給多閱讀器的部署帶來了挑戰。在UHFRFID(大規模密集射頻識別)閱讀器部署的應用場所，同一時間同一斷面內可能部署多臺閱讀器，這種情況下，閱讀器與標簽之間很容易因為信道鄰近而造成通信干擾，進而降低標簽識讀效率，嚴重情況下甚至會導致標簽無法讀取。在這種情況下，針對已通過密集環境認證的ISO-180006C閱讀器，通常采用兩種方法來降低自我干擾，這兩種方法分別為跳頻(FH)技術和先聽后說(LBT)同步技術。根據FCC47CFGCh.1Part15，美國采用的是跳頻技術。根據ETSIEN302208-1，大部分歐洲國家采用的是LBT同步技術。但是這兩種方案在我國并行不通，因為我國對道路電磁環境的要求與歐美國家的標準并不相符。另外，在“自助芯”的戰略環境下，結合我國自身情況，現已制定了符合本國情況的國家標準和行業標準。因此在這樣的前提下，上述兩種方法依然難以解決密集閱讀器環境下的鄰道干擾問題。在復雜的道路環境下，通過將先聽后說技術和跳頻擴頻技術相結合的方式，提供了解決鄰道干擾難題的有效途徑。具體的實現方法是，通過網絡將所有的閱讀器互聯起來，這些閱讀器由中央處理單元統一控制，以此來統一閱讀器的配置并且實現嚴格的同步。即所有閱讀器在同一時刻開始“偵聽”信道上的內容，并在偵聽周期結束之后，將偵聽到的內容上報至中央處理單元。中央處理單元會根據上報之后的內容，為所有RFID閱讀器動態的分配通信子信道，從而大大優化了信道的頻譜利用率。本專利技術主要針對的就是LBT的“偵聽”內容，基于RSSI，提出一種新的檢測干擾能量的實現算法，用于判斷所偵聽信道的干擾情況。在前向發送過程中，若反向沒有干擾信號，則與本振信號經過混頻器后，直接變換到模擬基帶I/Q信號，再經過一系列的放大、濾波、ADC變換后由邏輯進行解調。若反向存在干擾信號，則與本振信號混頻之后會產生多余的頻率分量。當這些頻率等于或接近中頻時，就會通過基帶放大器和濾波器，引起接收端的信號干擾，影響有用信號的正常接收。本專利技術的具體原理是，在已有FPGA(現場可編程門陣列)基礎上實現RSSI算法，然后利用求模算法計算出能量，并且將該能量與系統設置的閾值作比較，最后中央處理單元根據比較結果判斷是否調用動態分配子信道的算法。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術旨在提出一種基于RSSI檢測多閱讀器鄰道干擾的實現方法，以LBT偵聽的內容作為閱讀器是否工作的依據，在此基礎上由中央處理單元動態的分配子信道，解決同一斷面部署多臺閱讀器引起的鄰道干擾問題。為達到上述目的，本專利技術的技術方案是這樣實現的：一種基于RSSI檢測多閱讀器鄰道干擾的實現方法，包括：用閱讀器的FPGA算法模塊實現RSSI算法，閱讀器在每輪開始識別階段，標簽會有一段上電時間Ton；在TonS時間內通過RSSI算法求得N個RSSI瞬時值，進行平均得到RSSI的平均值；將RSSI的平均值作為比較單元的輸入信號，與識別系統設置的閾值作比較，判斷是否通過中央處理單元調用分配子信道的算法。進一步的，所述RSSI算法為：利用加法器單元、乘法器單元獲得對應載波I、Q兩路信號的平方和，通過對數格式轉換單元求得對應的RSSI值。進一步的，所示FPGA算法模塊包括乘法器單元、加法器單元、IIR濾波器單元、對數格式數據轉換單元、比較單元。進一步的，所述對數格式數據轉換單元采用查表法。進一步的，所述IIR濾波器單元的公式為：在具體設計中，b＝2(-15)，a＝1-b。相對于現有技術，本專利技術所述的一種基于RSSI檢測多閱讀器鄰道干擾的實現方法具有以下優勢：在已有的FPGA(現場可編程門陣列)基礎上實現RSSI算法，然后利用求模算法計算出能量，并將該能量與系統設置的閾值作比較，最后中央處理單元根據比較結果判斷是否調用動態分配子信道算法；通過在已有的FPGA里增加新的邏輯來實現，并未對硬件電路進行任何的改動，在保證系統原有性能的前提下，大大降低了LBT的誤判率。附圖說明圖1為本專利技術實施例所述的多閱讀鄰道干擾示意圖；圖2為本專利技術實施例所述的FPGA實現RSSI流程圖；圖3為本專利技術實施例所述的FPGA實現RSSI的原理框圖。具體實施方式下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本專利技術。本實施例基于RSSI檢測多閱讀鄰道干擾的實現方法，用閱讀器的FPGA實現RSSI算法的邏輯架構包括乘法器、加法器、對數格式數據轉換單元、比較單元，如圖3所示。1、RSSI即接收信號強度指示，在這里信號強度用dB來表示，其定義為：y＝10log(I2+Q2)。讀寫器側RSSI用于反映讀寫器天線口載波接收信號強度,是判斷反向鏈路工作狀態是否正常，判斷系統是否可能存在外部干擾的一個重要指標。空載下看RSSI的平均值是判斷干擾的主要手段。通過計算求取在LBT模式下某個信道信號的強度，用來判定該信道是否空閑。可在一段時間T內進行基帶IQ功率積分得到RSSI的瞬時值：RSSI(瞬時)＝sum(*I^2+Q^2)在時間T內對N個RSSI的瞬時值進行平均得到RSSI的平均值：RSSI(平均)＝sum(RSSI(瞬時))/N計算時間T內RSSI瞬時值大于某一門限時的比率，RSSI瞬時值大于某一門限時的比率等于RSSI瞬時值大于某一門限的個數與N的比值。在多業務環境下，RSSI的平均值一般不會超過-95dBm。在該設計中，閾值確定后，如果計算出來的RSSI平均值大于此值，則認為監聽到沖突/干擾。一旦監聽到沖突/干擾，邏輯上報中斷給軟件，同時將MAC層的核心狀態機跳轉至起始狀態，如圖2所示。本專利技術要求時間響應快，Ton時間內連續分析接收通道數據，因此RSSI運算器調用MULTCore和ADDERCore以及ROMCore實現。將輸入接口視作為主接收器，輸出接口視作為主發送器。本專利技術的具體接口定義如表1所示：2、具體的工作流程：閱讀器每輪識讀開始，根據26Mhz時鐘輸入I_clk_26m的上升沿進行I、Q兩路輸入信號的RSSI值的計算過程。將輸入的I、Q兩路信號I_firout_IDATA以及I_firout_QDATA分別存入16位寄存器S_rssi_idata和S_rssi_qdata。將這兩個寄存器看作為RSSI計算操作的輸入值。在RSSI計算過程中，采用S_flag信號避免復用模塊的沖突。若S_flag為高，則對Q路信號進行處理，反之，對I路信號進行處理。首先調用乘法器模塊，計算出I、Q兩路信號的平方值。然后通過加法器模塊，求得I、Q兩路信號的平方和S_mult_res。再求出平方和之后輸出高電平的I_flic_en信號。以I_flic_en信號作為判斷，若該信號為高，則啟動IIR濾波單元對輸入的I、Q兩路信號進行濾波。濾波模塊采用的是IIR濾波器：在具體設計中，b＝2(-15)，a＝1-b。在經過IIR濾波器之后，求取平方和數據的對數值。出于系統硬件資源消耗的角度，首先進行數據的格式轉換，然后使用查表的方式實現。在求出平方和數據的對數值之后，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于RSSI檢測多閱讀器鄰道干擾的實現方法，其特征在于：包括：用閱讀器的FPGA算法模塊實現RSSI算法，閱讀器在每輪開始識別階段，標簽會有一段上電時間T

【技術特征摘要】
1.一種基于RSSI檢測多閱讀器鄰道干擾的實現方法，其特征在于：包括：用閱讀器的FPGA算法模塊實現RSSI算法，閱讀器在每輪開始識別階段，標簽會有一段上電時間Ton；在TonS時間內通過RSSI算法求得N個RSSI瞬時值，進行平均得到RSSI的平均值；將RSSI的平均值作為比較單元的輸入信號，與識別系統設置的閾值作比較，判斷是否通過中央處理單元調用分配子信道的算法。2.根據權利要求1所述的一種基于RSSI檢測多閱讀器鄰道干擾的實現方法，其特征在于：所述RSSI算法為：利用加法器單元、乘法器單元獲得對應載波I、Q兩路信號的平方和，通過對...

【專利技術屬性】
技術研發人員：潘梁生，楊益起，
申請(專利權)人：天津中興智聯科技有限公司，
類型：發明
國別省市：天津,12