[发明专利]可提高读写距离的RFID系统、读写方法及能量分配优化方法

摘要

本发明涉及后向散射通信系统领域中的射频自动识别技术，其公开了一种能够提高RFID读写距离的RFID读写系统和读写方法，解决传统技术中被动式RFID系统读写距离短的问题。本发明中的RFID读写方法包括以下步骤：a.读写器向标签发送导频信号；b.标签后向散射导频信号；c.读写器接收标签后向散射的导频信号；d.读写器估计后向散射信道；e.读写器向标签发送能量波束成形信号；f.标签收集射频信号能量；g.读写器发送未调制载波信号；h.标签利用收集的能量，通过后向散射调制，回传信息给读写器。本发明在不增加发送端能耗、不增加标签复杂度的条件下，极大地提高了RFID读写器的读写范围，能有效解决制约RFID系统读写距离短的严重缺陷，适用于实现远距离RFID读写。

主权项

1.可提高读写距离的RFID读写系统，其特征在于，包括RFID读写器和K个配置单天线的RFID标签；所述RFID读写器配置有(M+1)根天线，所述M≥1且为正整数,K≥1且为正整数；所述RFID读写器包括：主控模块，用于控制读写器和标签的通信过程、信号的编解码、信号检测、执行防碰撞算法、以及与应用软件进行通信；存储单元模块，用于存储控制指令信息、从标签读取的各种信息；应用接口模块，用于与主机系统的连接；电源及时钟模块，用于给读写器各模块提供电能和时钟；导频生成模块，生成用于估计后向散射信道的导频信息；信道估计模块，利用接收的标签后向散射导频信号，估计后向散射信道；波束成形模块，利用估计的后向散射信道，产生波束成形信号；基带选择模块，根据读写器的不同工作模式，选择不同的基带信号流；射频接口模块，对应于每根读写器的天线配备一个发射前端和一个接收前端；天线收发选择模块，根据读写器的不同工作模式，选择将每根读写器的天线连接至其射频发射前端或射频接收前端；天线模块，根据读写器的不同工作模式，用于通过辐射电磁场向标签发送信号，或将接收的电磁信号转化为电流信号；所述读写器的工作模式包括信道估计模式、能量波束成形模式和后向散射通信模式：在信道估计模式下，天线收发选择模块选择任意一根天线连接至其对应的射频发射前端，且该射频发射前端与导频生成模块相连；天线收发选择模块将其余各天线连接至各自对应的射频接收前端，且所述各自对应的射频接收前端与信道估计模块相连；在能量波束成形模式下，天线收发选择模块将第1至M根天线与各自对应的射频发射前端相连，所述各自对应的射频发射前端与波束成形模块相连；读写器的第(M+1)根天线处于空置状态；在后向散射通信模式下，天线收发选择模块将第(M+1)根天线与其对应的射频发射前端相连，该发射前端与主控模块相连；天线收发选择模块将其余各天线与各自对应的射频接收前端相连，所述各自对应的射频接收前端与主控模块相连。