干擾消除裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種干擾消除裝置及方法，用于消除射頻識(shí)別系統(tǒng)中閱讀器接收的標(biāo)簽信號(hào)中的干擾。該裝置包括：控制單元、抵消信號(hào)產(chǎn)生單元、信號(hào)合并單元及功率檢測(cè)器；抵消信號(hào)產(chǎn)生單元用于接收第二載波信號(hào)、與所述第二載波信號(hào)相位差為90度的第三載波信號(hào)以及與所述第二載波信號(hào)相位差為180度的第四載波信號(hào)，根據(jù)控制單元的指令對(duì)第二載波信號(hào)、第三載波信號(hào)以及第四載波信號(hào)的幅值進(jìn)行調(diào)節(jié)以產(chǎn)生多個(gè)抵消信號(hào)；信號(hào)合并單元用于接收干擾信號(hào)以及多個(gè)抵消信號(hào)，對(duì)干擾信號(hào)和多個(gè)抵消信號(hào)分別進(jìn)行相加或相減以得到多個(gè)合并信號(hào)，并根據(jù)所述控制單元的指令對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行消除；功率檢測(cè)器用于檢測(cè)每一合并信號(hào)的幅值；控制單元用于根據(jù)合并信號(hào)的幅值變化情況確定最佳抵消信號(hào)，并控制信號(hào)合并單元使用最佳抵消信號(hào)對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行消除。采用本發(fā)明能夠快速、低成本地實(shí)現(xiàn)干擾消除。
【專利說明】干擾消除裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及射頻識(shí)別(RFID, Radio Frequency Identification)【技術(shù)領(lǐng)域】,特別涉及射頻識(shí)別系統(tǒng)中的干擾消除裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻識(shí)別(RFID, Radio Frequency Identification)技術(shù)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，俗稱電子標(biāo)簽，其通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，其包括如下基本組成部分:
[0003]1、標(biāo)簽(Tag)，其由標(biāo)簽天線及芯片組成，附著在被控制、檢測(cè)或跟蹤的物體上，其中，在RFID系統(tǒng)中通常包括多個(gè)標(biāo)簽，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，用以唯一地標(biāo)識(shí)被控制、檢測(cè)或跟蹤的物體；這里，標(biāo)簽也可被稱為應(yīng)答器；
[0004]2、閱讀器(Reader)，其用于讀/寫標(biāo)簽中存儲(chǔ)的信息，可為手持式或固定式，其中RFID系統(tǒng)中通常包括一個(gè)閱讀器，其讀取各個(gè)標(biāo)簽中存儲(chǔ)的信息(有時(shí)還能向標(biāo)簽寫入標(biāo)簽信息)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)于各個(gè)標(biāo)簽所附著的物體的控制、檢測(cè)或跟蹤；這里，閱讀器還可被稱為詢問器；
[0005]3、天線(Antenna)，其連接閱讀器，用于在各個(gè)標(biāo)簽和閱讀器間傳遞射頻信號(hào)，以在閱讀器和標(biāo)簽之間傳遞信息。
[0006]目前，超高頻(UHF)RFID技術(shù)發(fā)展的一大屏障就是其較低的可靠性。在UHFRFID系統(tǒng)中，前向鏈路(從閱讀器到標(biāo)簽的鏈路)和反向鏈路(從標(biāo)簽到閱讀器的鏈路)都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，而本領(lǐng)域的很多技術(shù)(諸如天線切換等)都是致力于改善前向鏈路的可靠性，在改善反向鏈路的可靠性方面，本領(lǐng)域技術(shù)還亟待改進(jìn)。UHF標(biāo)簽多屬于無源或半有源電子標(biāo)簽，在閱讀器的讀取范圍之外時(shí)，UHF標(biāo)簽處于無源狀態(tài)，在閱讀器的讀取范圍之內(nèi)時(shí)，UHF標(biāo)簽從閱讀器發(fā)出的載波信號(hào)(CW signal)中提取其工作所需的電能，通過在來自閱讀器的載波信號(hào)上反射信號(hào)來回傳信號(hào)給閱讀器。所謂載波是指被調(diào)制以傳輸信號(hào)的波形，一般為正弦波。
[0007]由于，在UHF RFID系統(tǒng)中，閱讀器必須在前向鏈路傳輸載波信號(hào)，而這將導(dǎo)致三種干擾信號(hào)，進(jìn)而會(huì)對(duì)反向鏈路的信號(hào)接收產(chǎn)生影響，這三種干擾信號(hào)可被稱為自干擾(self-jammer)。圖1示出了在反向鏈路的信號(hào)接收過程中所存在的這三種干擾信號(hào)。如圖1所示，定向耦合器101將從閱讀器的發(fā)送端口(TX port)收到的來自閱讀器的載波信號(hào)傳輸給天線102，并向閱讀器的接收端口(RX port)傳輸天線102接收到的來自UHF標(biāo)簽的信號(hào)。在向閱讀器的接收端口傳輸?shù)慕邮招盘?hào)中存在三種干擾信號(hào):
[0008]干擾信號(hào)1:在由發(fā)送端口向天線102傳輸載波信號(hào)時(shí)，定向耦合器101從發(fā)送端口泄露到接收端口的信號(hào)，該泄露信號(hào)相對(duì)固定，與定向耦合器本身的電路特性相關(guān)；
[0009]干擾信號(hào)2:由天線102反射回來的信號(hào)，其與天線102本身及其饋線的特性有關(guān)，也相對(duì)固定；
[0010]干擾信號(hào)3:由天線102周圍的金屬體103帶來的干擾信號(hào)，其中，近場(chǎng)的金屬體可能改變天線102的反射特性，而遠(yuǎn)場(chǎng)的金屬體可能反射載波信號(hào)到天線102，這些干擾信號(hào)與天線102以及定向耦合器101固有的特性無關(guān)，也被稱為動(dòng)態(tài)的自干擾。
[0011]以上的三種干擾信號(hào)會(huì)隨接收信號(hào)一起被傳輸至閱讀器的接收端口，這樣就會(huì)對(duì)閱讀器所接收的來自UHF標(biāo)簽的信號(hào)帶來干擾。為了保證反向鏈路的可靠性，需要去除以上三種干擾信號(hào)對(duì)接收信號(hào)的影響。
[0012]現(xiàn)有技術(shù)已提出了兩種消除自干擾的方案:
[0013]一種方案是采用高隔離度的定向耦合器以避免發(fā)送端口向接收端口的信號(hào)泄露，即去除上述的干擾信號(hào)I的影響，但是，這種方案并不能去除天線反射的信號(hào)以及天線周圍金屬體所帶來的干擾信號(hào)對(duì)接收信號(hào)的影響，即不能去除上述干擾信號(hào)2和干擾信號(hào)3的影響；
[0014]另一種方案采用了可變衰減器(attenuator)和可變移相器(phase shifter)來從發(fā)送端口的載波信號(hào)中耦合出具有一定相位和幅值的信號(hào)來抵消上述三種干擾信號(hào)對(duì)接收信號(hào)的影響，進(jìn)而達(dá)到消除自干擾的目的，但是，其中的可變移相器成本很高，并且方案設(shè)計(jì)復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)起來難度較大。
[0015]綜上所述，UHF RFID技術(shù)中目前需要一種簡(jiǎn)單易行的方案來消除上述三種干擾信號(hào)給接收信號(hào)帶來的干擾，以提高反向鏈路的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種用于干擾消除的裝置及方法，能夠快速、低成本地消除閱讀器反向鏈路上的干擾。
[0017]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種干擾消除裝置，其包括:控制單元、抵消信號(hào)產(chǎn)生單元、信號(hào)合并單元和功率檢測(cè)器，其中:
[0018]所述抵消信號(hào)產(chǎn)生單元用于接收第二載波信號(hào)、與所述第二載波信號(hào)相位差為90度的第三載波信號(hào)以及與所述第二載波信號(hào)相位差為180度的第四載波信號(hào)，根據(jù)所述控制單元的指令對(duì)所述第二載波信號(hào)、所述第三載波信號(hào)以及所述第四載波信號(hào)的幅值進(jìn)行多次調(diào)節(jié)，以產(chǎn)生多個(gè)抵消信號(hào)，并輸出所述多個(gè)抵消信號(hào)給所述信號(hào)合并單元；其中，所產(chǎn)生的每一抵消信號(hào)為幅值調(diào)節(jié)后的所述第二載波信號(hào)和幅值調(diào)節(jié)后的所述第三載波信號(hào)相加所得到的信號(hào)，或者為幅值調(diào)節(jié)后的所述第三載波信號(hào)和幅值調(diào)節(jié)后的所述第四載波信號(hào)相加所得到的信號(hào)；
[0019]所述信號(hào)合并單元用于接收干擾信號(hào)以及所述多個(gè)抵消信號(hào)，對(duì)所述干擾信號(hào)和所述多個(gè)抵消信號(hào)分別進(jìn)行相加或相減以得到多個(gè)合并信號(hào)，輸出所述多個(gè)合并信號(hào)給所述功率檢測(cè)器，并根據(jù)所述控制單元的指令對(duì)所述干擾信號(hào)進(jìn)行消除；
[0020]所述功率檢測(cè)器用于接收所述多個(gè)合并信號(hào)，檢測(cè)每一合并信號(hào)的幅值，并輸出所述多個(gè)合并信號(hào)的幅值給所述控制單元；
[0021]所述控制單元用于控制所述抵消信號(hào)產(chǎn)生單元產(chǎn)生所述多個(gè)抵消信號(hào)，接收所述多個(gè)合并信號(hào)的幅值，根據(jù)所述多個(gè)合并信號(hào)的幅值變化情況確定最佳抵消信號(hào)，并控制所述信號(hào)合并單元使用所述最佳抵消信號(hào)對(duì)所述干擾信號(hào)進(jìn)行消除。
[0022]根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的一種干擾消除裝置，其包括:控制單元、向量調(diào)制器、信號(hào)合并單元和功率檢測(cè)器，其中:[0023]所述向量調(diào)制器用于接收第二載波信號(hào)，根據(jù)所述控制單元的指令對(duì)所述第二載波信號(hào)的幅值和相位進(jìn)行多次調(diào)節(jié)，以產(chǎn)生多個(gè)抵消信號(hào)，并輸出所述多個(gè)抵消信號(hào)給所述信號(hào)合并單元；
[0024]所述信號(hào)合并單元用于接收干擾信號(hào)以及所述多個(gè)抵消信號(hào)，對(duì)所述干擾信號(hào)和所述多個(gè)抵消信號(hào)分別進(jìn)行相加以得到多個(gè)合并信號(hào)，輸出所述多個(gè)合并信號(hào)給所述功率檢測(cè)器，并根據(jù)所述控制單元的指令對(duì)所述干擾信號(hào)進(jìn)行消除；
[0025]所述功率檢測(cè)器用于接收所述多個(gè)合并信號(hào)，檢測(cè)每一合并信號(hào)的幅值，并輸出所述多個(gè)合并信號(hào)的幅值給所述控制單元；
[0026]所述控制單元用于控制所述向量調(diào)制器產(chǎn)生所述多個(gè)抵消信號(hào)，接收所述多個(gè)合并信號(hào)的幅值，根據(jù)所述多個(gè)合并信號(hào)的幅值變化情況確定最佳抵消信號(hào)，并控制所述信號(hào)合并單元使用所述最佳抵消信號(hào)對(duì)所述干擾信號(hào)進(jìn)行消除。
[0027]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種干擾消除方法，該方法包括:
[0028]接收第二載波信號(hào)、與所述第二載波信號(hào)相位差為90度的第三載波信號(hào)以及與所述第二載波信號(hào)相位差為180度的第四載波信號(hào)；
[0029]接收干擾信號(hào)；
[0030]對(duì)所述第二載波信號(hào)、所述第三載波信號(hào)以及所述第四載波信號(hào)的幅值進(jìn)行多次調(diào)節(jié)，以產(chǎn)生多個(gè)抵消信號(hào)；其中，所產(chǎn)生的每一抵消信號(hào)為幅值調(diào)節(jié)后的所述第二載波信號(hào)和幅值調(diào)節(jié)后的所述第三載波信號(hào)相加所得到的信號(hào)，或者為幅值調(diào)節(jié)后的所述第三載波信號(hào)和幅值調(diào)節(jié)后的所述第四載波信號(hào)相加所得到的信號(hào)；
[0031]對(duì)所述干擾信號(hào)和所述多個(gè)抵消信號(hào)分別進(jìn)行相加或相減以得到多個(gè)合并信號(hào);
[0032]檢測(cè)每一合并信號(hào)的幅值，并根據(jù)所述多個(gè)合并信號(hào)的幅值變化情況確定最佳抵消信號(hào)；
[0033]使用所述最佳抵消信號(hào)對(duì)所述干擾信號(hào)進(jìn)行消除。
[0034]采用本發(fā)明實(shí)施例所提供的干擾消除裝置和方法，不必對(duì)目前的閱讀器硬件做任何改動(dòng)，易于實(shí)施，且成本較低。通過本發(fā)明實(shí)施例中所提供的兩級(jí)查找方法可快速地干擾消除，并且針對(duì)跳頻的情況，采用查找表來保存各個(gè)頻率的載波信號(hào)所對(duì)應(yīng)的最佳相位，能夠進(jìn)一步提聞干擾消除的效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]下面將通過參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更清楚本發(fā)明的上述及其它特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中:
[0036]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的定向耦合器以及天線中存在的自干擾；
[0037]圖2A為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的干擾消除裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖2B為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的干擾消除裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖3A示出了干擾信號(hào)在第三象限時(shí)查找到的最佳抵消信號(hào)的星座圖坐標(biāo)；
[0040]圖3B示出了抵消信號(hào)的Θ值在[0°，180° ]范圍內(nèi)變化時(shí)所得到的合并信號(hào)的幅值變化曲線；
[0041]圖3C示出了干擾信號(hào)在第一象限時(shí)查找到的最佳抵消信號(hào)的星座圖坐標(biāo)；[0042]圖3D示出了抵消信號(hào)的Θ值在[0°，180° ]范圍內(nèi)變化時(shí)所得到的合并信號(hào)的幅值變化曲線；
[0043]圖4Α為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的干擾消除裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖4Β為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的干擾消除裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖4CT4E為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的干擾消除裝置的幾種變形方案示意圖；
[0046]圖5Α為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的干擾消除裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖5Β為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的干擾消除裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖6Α為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的方法流程圖；
[0049]圖6Β為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的方法流程圖；
[0050]圖7示出了兩級(jí)查找最佳抵消信號(hào)的相位的過程；
【具體實(shí)施方式】
[0051]下文將以明確易懂的方式通過對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的說明并結(jié)合附圖來對(duì)本發(fā)明上述特性、技術(shù)特征、優(yōu)點(diǎn)及其實(shí)現(xiàn)方式予以進(jìn)一步說明。
[0052]圖2Α示出了依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的干擾消除裝置組成結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2Α所示，該干擾消除裝 置可包括:傳輸線20、抵消信號(hào)產(chǎn)生單元21、控制單元22、信號(hào)合并單元23、功率檢測(cè)器24以及I禹合單兀25。在本實(shí)施例中，閱讀器輸出的前向載波信號(hào)被表不為Asin(X)，其中，A代表載波信號(hào)的幅值。如圖2Α所示，傳輸線20連接發(fā)送端口(TX port)和天線，將閱讀器輸出的前向載波信號(hào)Asin(x)傳輸至天線，而這會(huì)導(dǎo)致前述三種干擾信號(hào)，分別表示為ASsin (χ+β )和ARCsin (X+ Y ),其中，S代表稱合單元25的隔離度所帶來的干擾信號(hào)幅值，也稱為隔離系數(shù)；C代表耦合單元25的耦合損耗所帶來的干擾信號(hào)幅值，也稱為耦合系數(shù)；R代表天線的反射損耗(包括:天線本身的反射以及天線周圍金屬體的反射)所帶來的干擾信號(hào)幅值，也稱為反射系數(shù)或者反射損失；β代表耦合單元25的隔離度所帶來的相位變化；Y代表耦合單元25的耦合損耗以及天線的反射損耗所帶來的相位變化。因此，ASsin(χ+β)這一路干擾信號(hào)對(duì)應(yīng)于前述干擾信號(hào)l，ARCsin(x+Y)這一路干擾信號(hào)對(duì)應(yīng)于前述干擾信號(hào)2和干擾信號(hào)3。這樣，前述三種干擾信號(hào)所帶來的干擾可以表示為 ASsin(X+β)+ARCsin (x+y)。
[0053]在圖2A的干擾消除裝置中，抵消信號(hào)產(chǎn)生單元21從耦合單元25接收從傳輸線20耦合到的三路載波信號(hào)ACsin (x+α) ,ACcos (χ+α)和-ACsin (χ+α )，其中，α代表耦合損耗所帶來的相位變化。信號(hào)合并單元23從耦合單元25接收從傳輸線20耦合得到的干擾信號(hào)ASsin (χ+β)以及干擾信號(hào)ARCsin(x+Y)。控制單元22用于對(duì)抵消信號(hào)產(chǎn)生單元21中的至少兩個(gè)可變衰減器進(jìn)行控制，這些可變衰減器分別按控制單元22的指令對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行處理，其中,H1和H2分別代表可變衰減器對(duì)信號(hào)幅值的調(diào)節(jié)，即衰減系數(shù)。這
樣，抵消信號(hào)產(chǎn)生單元21產(chǎn)生抵消信號(hào)土,^ 土^，隨著控制單元22對(duì)

J A II Λ
于抵消信號(hào)產(chǎn)生單元21中可變衰減器的控制，可變衰減器可以采用不同的衰減系數(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而能夠輸出多個(gè)抵消信號(hào)。信號(hào)合并單元23接收來自抵消信號(hào)產(chǎn)生單元21的抵消信號(hào)以及從傳輸線20耦合到的干擾信號(hào)，對(duì)抵消信號(hào)和干擾信號(hào)做加法或者減法，以得到抵消信號(hào)與干擾信號(hào)之和或者抵消信號(hào)與干擾信號(hào)之差。同時(shí)，在控制單元22的控制下，信號(hào)合并單元23可以選擇對(duì)抵消信號(hào)和干擾信號(hào)做加法還是減法，并輸出合并信號(hào)(即抵消信號(hào)與干擾信號(hào)之和或者二者之差)到接收端口(RX port)，所輸出的這一路合并信號(hào)就是抵消信號(hào)和干擾信號(hào)相互抵消之后的剩余信號(hào)。功率檢測(cè)器24連接信號(hào)合并單元23的輸出端，對(duì)其輸出的信號(hào)幅值進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果輸出給控制單元22?？刂茊卧?2根據(jù)功率檢測(cè)器24的檢測(cè)結(jié)果查找到最佳的抵消信號(hào)(即能夠最大限度抵消干擾信號(hào)使得所得到的剩余信號(hào)幅值最小的抵消信號(hào))，并向抵消信號(hào)產(chǎn)生單元21發(fā)出指令，以使其輸出最佳的抵消信號(hào)，同時(shí)向信號(hào)合并單元23發(fā)出指令，以指示其對(duì)最佳抵消信號(hào)與干擾信號(hào)進(jìn)行相加或相減使得其輸出的剩余信號(hào)的幅值最小，進(jìn)而達(dá)到消除干擾的目的。
[0054]具體的，抵消信號(hào)產(chǎn)生單元21可每產(chǎn)生一個(gè)抵消信號(hào)就輸出該抵消信號(hào)給信號(hào)合并單元23 ;信號(hào)合并單元23可每接收到一個(gè)抵消信號(hào)就對(duì)該抵消信號(hào)和所述干擾信號(hào)進(jìn)行相加或相減處理以得到一個(gè)合并信號(hào)，并輸出該合并信號(hào)給功率檢測(cè)器24 ;功率檢測(cè)器24可接收合并信號(hào)，每接收到一個(gè)合并信號(hào)就檢測(cè)該合并信號(hào)的幅值，并輸出該合并信號(hào)的幅值給控制單元22 ;控制單元22可運(yùn)行用于查找最佳抵消信號(hào)的計(jì)算機(jī)程序以查找到用于干擾消除的最佳抵消信號(hào)；其中，控制單元22可記錄所述多個(gè)抵消信號(hào)的相位變化及其對(duì)應(yīng)的來自功率檢測(cè)器24的多個(gè)合并信號(hào)的幅值，以獲得合并信號(hào)的幅值隨抵消信號(hào)的相位變化的第一曲線，確定所述第一曲線中的最大值或最小值對(duì)應(yīng)的抵消信號(hào)的相位為最佳相位，進(jìn)而可記錄具有所述最佳相位的所述多個(gè)抵消信號(hào)的幅值變化及其對(duì)應(yīng)的所述多個(gè)合并信號(hào)的幅值，以獲得合并信號(hào)的幅值隨具有所述最佳相位的抵消信號(hào)的幅值變化的第二曲線，確定所述第二曲線上的最小值對(duì)應(yīng)的抵消信號(hào)為最佳抵消信號(hào)，并設(shè)定信號(hào)合并單元23在進(jìn)行干擾消除時(shí)是將所述最佳抵消信號(hào)與所述干擾信號(hào)相加還是將二者相減；其中，如果所述最佳相位對(duì)應(yīng)所述最大值，則所述干擾信號(hào)與所述最佳抵消信號(hào)的運(yùn)算與得到對(duì)應(yīng)于所述第一曲線的所述多個(gè)合并信號(hào)的運(yùn)算相反，如果所述最佳相位對(duì)應(yīng)所述最小值，則所述干擾信號(hào)與所述最佳抵消信號(hào)的運(yùn)算與得到對(duì)應(yīng)于所述第一曲線的所述多個(gè)合并信號(hào)的運(yùn)算相同。當(dāng)確定了所述最佳抵消信號(hào)之后，控制單元22根據(jù)所述最佳抵消信號(hào)的幅值和相位指令抵消信號(hào)產(chǎn)生單元21產(chǎn)生所述最佳抵消信號(hào)；抵消信號(hào)產(chǎn)生單元21按控制單元22的指令生成所述最佳抵消信號(hào)并輸出給信號(hào)合并單元23 ;控制單元22根據(jù)所設(shè)定的所述在進(jìn)行干擾消除時(shí)是將所述最佳抵消信號(hào)與所述干擾信號(hào)相加還是將二者相減，指令信號(hào)合并單元23對(duì)所述最佳抵消信號(hào)和所述干擾信號(hào)做相加處理或?qū)Χ咦鱿鄿p處理；信號(hào)合并單元23連接所述接收端口，其進(jìn)一步按控制單元22的指令對(duì)所述最佳抵消信號(hào)和所述干擾信號(hào)做相加處理或者相減處理，以消除所述干擾信號(hào)對(duì)于向所述接收端口傳輸?shù)慕邮招盘?hào)的干擾。
[0055]在本發(fā)明實(shí)施例中，傳輸線20可以為各種傳輸線，比如:微帶線、共面帶線或共面波導(dǎo)線等。
[0056]基于圖2A所示的干擾消除裝置，圖2B示出了依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的干擾消除裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，傳輸線20為微帶線201，抵消信號(hào)產(chǎn)生單元21包括兩個(gè)可變衰減器203a?203b、開關(guān)204a和功率合并器205a，信號(hào)合并單元23包括功率合并器205b和開關(guān)204b，控制單元22為一個(gè)微控制單元(MCU) 206，耦合單元包括四個(gè)耦合器202a?202d。如圖2B所示，該干擾消除裝置包括:微帶線201、耦合器202a?202d、可變衰減器203a?203b、開關(guān)204a?204b、功率合并器205a?205b、微控制單元206和功率檢測(cè)器207。與圖2A所示相同，圖2B中的微帶線201連接發(fā)送端口(TX port)和天線，將閱讀器輸出的前向載波信號(hào)Asin(X)傳輸至天線，而這會(huì)導(dǎo)致前述三種干擾信號(hào)，分別表示為ASsin (χ+β )和ARCsin(x+Y)，這樣，前述三種干擾信號(hào)對(duì)接收端口(RX port)的接收信號(hào)所帶來的干擾可以表不為 ASsin (χ+ β ) +ARCsin (x+ y )。
[0057]在圖2B的干擾消除裝置中，耦合器202a、耦合器202b和耦合器202c分別從微帶線201稱合得到三路載波信號(hào)ACsin(x+a )、ACcos(x+a )和-ACsin(χ+a )。稱合器202d用于從微帶線201耦合得到干擾信號(hào)ASsin (χ+ β )和干擾信號(hào)ARCsin (χ+ Y ),并將耦合到的干擾信號(hào)ASsin(χ+β)+ARCsin(x+Y)輸出給功率合并器205b。MCU206用于對(duì)可變衰減器203a、可變衰減器203b、開關(guān)204a、開關(guān)204b進(jìn)行控制。耦合器202c輸出信號(hào)ACcos (χ+ α )給可變衰減器203a，可變衰減器203a按MCU206的指令對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行
處理再輸出信號(hào)
【權(quán)利要求】
1.一種干擾消除裝置，其包括:控制單元(22，206)、抵消信號(hào)產(chǎn)生單元(21)、信號(hào)合并單元(23)和功率檢測(cè)器(24，207)，其中: 所述抵消信號(hào)產(chǎn)生單元(21)用于接收第二載波信號(hào)、與所述第二載波信號(hào)相位差為90度的第三載波信號(hào)以及與所述第二載波信號(hào)相位差為180度的第四載波信號(hào)，根據(jù)所述控制單元(22，206 )的指令對(duì)所述第二載波信號(hào)、所述第三載波信號(hào)以及所述第四載波信號(hào)的幅值進(jìn)行多次調(diào)節(jié)，以產(chǎn)生多個(gè)抵消信號(hào)，并輸出所述多個(gè)抵消信號(hào)給所述信號(hào)合并單元(23);其中，所產(chǎn)生的每一抵消信號(hào)為幅值調(diào)節(jié)后的所述第二載波信號(hào)和幅值調(diào)節(jié)后的所述第三載波信號(hào)相加所得到的信號(hào)，或者為幅值調(diào)節(jié)后的所述第三載波信號(hào)和幅值調(diào)節(jié)后的所述第四載波信號(hào)相加所得到的信號(hào)； 所述信號(hào)合并單元(23)用于接收干擾信號(hào)以及所述多個(gè)抵消信號(hào)，對(duì)所述干擾信號(hào)和所述多個(gè)抵消信號(hào)分別進(jìn)行相加或相減以得到多個(gè)合并信號(hào)，輸出所述多個(gè)合并信號(hào)給所述功率檢測(cè)器(24，207)，并根據(jù)所述控制單元(22，206)的指令對(duì)所述干擾信號(hào)進(jìn)行消除； 所述功率檢測(cè)器(24，207)用于接收所述多個(gè)合并信號(hào)，檢測(cè)每一合并信號(hào)的幅值，并輸出所述多個(gè)合并信號(hào)的幅值給所述控制單元(22，206); 所述控制單元(22，206)用于控制所述抵消信號(hào)產(chǎn)生單元(21)產(chǎn)生所述多個(gè)抵消信號(hào)，接收所述多個(gè)合并信號(hào)的幅值，根據(jù)所述多個(gè)合并信號(hào)的幅值變化情況確定最佳抵消信號(hào)，并控制所述信號(hào)合并單元(23)使用所述最佳抵消信號(hào)對(duì)所述干擾信號(hào)進(jìn)行消除。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述抵消信號(hào)產(chǎn)生單元(21)包括:第一可變衰減器(203a)、第二可變衰減 器(203b)、開關(guān)(204a)和功率合并器(205a);其中: 所述開關(guān)(204a)用于接收所述第二載波信號(hào)和所述第四載波信號(hào)，根據(jù)所述控制單元(22，206)的指令對(duì)所述第二載波信號(hào)和所述第四載波進(jìn)行選路，以輸出所述第二載波信號(hào)或所述第四載波信號(hào)給所述第二可變衰減器(203b)； 所述第一可變衰減器(203a)用于接收所述第三載波信號(hào)，根據(jù)所述控制單元(22，206)的指令對(duì)所述第三載波信號(hào)的幅值進(jìn)行多次調(diào)節(jié)，并輸出多個(gè)第五載波信號(hào)給所述功率合并器(205a)； 所述第二可變衰減器(203b)用于根據(jù)所述控制單元(22，206)的指令對(duì)所述開關(guān)(204a)輸出的所述第二載波信號(hào)或所述第四載波信號(hào)的幅值進(jìn)行多次調(diào)節(jié)，并輸出多個(gè)第六載波信號(hào)給所述功率合并器(205a)； 所述功率合并器(205a)用于對(duì)所述多個(gè)第五載波信號(hào)和所述多個(gè)第六載波信號(hào)分別進(jìn)行相加以得到所述多個(gè)抵消信號(hào)，并輸出所述多個(gè)抵消信號(hào)給所述信號(hào)合并單元(23)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述抵消信號(hào)產(chǎn)生單元(21)包括:第一可變衰減器(203a)、第二可變衰減器(203b)、第三可變衰減器(203b)、開關(guān)(204a)和功率合并器(205a);其中: 所述第一可變衰減器(203a)用于接收所述第三載波信號(hào)，根據(jù)所述控制單元(22，206)的指令對(duì)所述第三載波信號(hào)的幅值進(jìn)行多次調(diào)節(jié)，并輸出多個(gè)第五載波信號(hào)給所述功率合并器(205a)； 所述第二可變衰減器(203b)用于接收所述第二載波信號(hào)，根據(jù)所述控制單元(22，206)的指令對(duì)所述第二載波信號(hào)進(jìn)行多次調(diào)節(jié)，并輸出多個(gè)第六載波信號(hào)給所述開關(guān)(204a)；所述第三可變衰減器(203b)用于接收所述第四載波信號(hào)，根據(jù)所述控制單元(22，206)的指令對(duì)所述第四載波信號(hào)進(jìn)行多次調(diào)節(jié)，并輸出多個(gè)第七載波信號(hào)給所述開關(guān)(204a)； 所述開關(guān)(204a)用于根據(jù)所述控制單元(22，206)的指令對(duì)所述多個(gè)第六載波信號(hào)和所述多個(gè)第七載波進(jìn)行選路，以輸出所述多個(gè)第六載波信號(hào)或所述多個(gè)第七載波信號(hào)給所述功率合并器(205a)； 所述功率合并器(205a)用于對(duì)所述多個(gè)第五載波信號(hào)和所述多個(gè)第六載波信號(hào)分別進(jìn)行相加，或者對(duì)所述多個(gè)第五載波信號(hào)和所述多個(gè)第七載波信號(hào)分別進(jìn)行相加，以得到所述多個(gè)抵消信號(hào)，并輸出所述多個(gè)抵消信號(hào)給所述信號(hào)合并單元(23)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的裝置，其進(jìn)一步包括:傳輸線(20，201)，第一耦合傳輸線(202a，402a)、第二耦合傳輸線(202b)和第三耦合傳輸線(202c);其中: 所述傳輸線(20, 201)用于傳輸?shù)谝惠d波信號(hào)； 所述第一耦合傳輸線(202a，402a)與所述傳輸線(20，201)平行設(shè)置，用于從所述傳輸線(20，201)上耦合得到所述第二載波信號(hào)并輸出給所述抵消信號(hào)產(chǎn)生單元(21)； 所述第二耦合傳輸線(202b)與所述傳輸線(20，201)平行設(shè)置，且與所述第一耦合傳輸線(202a)相距四分之一所述第一載波信號(hào)波長(zhǎng)，用于從所述傳輸線(20，201)上耦合得到所述第三載波信號(hào)并輸出給所述抵消信號(hào)產(chǎn)生單元(21); 所述第三耦合傳輸線(202c)與所述傳輸線(20，201)平行設(shè)置，且與所述第二耦合傳輸線(202b)相距四分之一 所述第一載波信號(hào)波長(zhǎng)，用于從所述傳輸線(20，201)上耦合得到所述第四載波信號(hào)并輸出給所述抵消信號(hào)產(chǎn)生單元(21)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的裝置，其進(jìn)一步包括:傳輸線(20，201)，第一耦合傳輸線(202a, 402a)、第一功分器(403)、第一固定移相器(404a)和第二固定移相器(404b)；其中: 所述傳輸線(20, 201)用于傳輸?shù)谝惠d波信號(hào)； 所述第一耦合傳輸線(202a，402a)與所述傳輸線(20，201)平行設(shè)置，用于從所述傳輸線(20，201)上耦合得到所述第二載波信號(hào)并輸出給所述第一功分器(403); 所述第一功分器(403)用于接收所述第二載波信號(hào)，將所述第二載波信號(hào)分為三路，并分別輸出所述第二載波信號(hào)給所述抵消信號(hào)產(chǎn)生單元(21)、所述第一固定移相器(404a)和所述第二固定移相器(404b)； 所述第一固定移相器(404a)用于對(duì)接收到的所述第二載波信號(hào)做90度的移相處理，以得到所述第三載波信號(hào)，并輸出所述第三載波信號(hào)給所述抵消信號(hào)產(chǎn)生單元(21); 所述第二固定移相器(404b)用于對(duì)接收到的所述第二載波信號(hào)做180度的移相處理，以得到第四載波，并輸出所述第四載波信號(hào)給所述抵消信號(hào)產(chǎn)生單元(21)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的裝置，其進(jìn)一步包括:傳輸線(20，201)，第一耦合傳輸線(202a, 402a)、第一功分器(403)、第二功分器(403，)、第一固定移相器(404a)和第三固定移相器(404a’)；其中: 所述傳輸線(20, 201)用于傳輸?shù)谝惠d波信號(hào)； 所述第一耦合傳輸線(202a，402a)與所述傳輸線(20，201)平行設(shè)置，用于從所述傳輸線(20，201)上耦合得到所述第二載波信號(hào)并輸出給所述第一功分器(403);所述第一功分器(403)用于接收所述第二載波信號(hào)，將所述第二載波信號(hào)分為兩路，并分別輸出所述第二載波信號(hào)給所述抵消信號(hào)產(chǎn)生單元(21)和所述第一固定移相器(404a)； 所述第一固定移相器(404a)用于對(duì)接收到的所述第二載波信號(hào)做90度的移相處理，以得到所述第三載波信號(hào)，并輸出所述第三載波信號(hào)給所述第二功分器(403’ )； 所述第二功分器(403’)用于接收所述第三載波信號(hào)，將所述第三載波信號(hào)分為兩路，并分別輸出所述第三載波信號(hào)給所述抵消信號(hào)產(chǎn)生單元(21)和所述第三固定移相器(404a’)； 所述第三固定移相器(404a’)用于對(duì)接收到的所述第三載波信號(hào)做90度的移相處理，以得到第四載波，并輸出所述第四載波信號(hào)給所述抵消信號(hào)產(chǎn)生單元(21)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6任一所述的裝置，其進(jìn)一步包括:第四耦合傳輸線(202d)； 所述第四耦合傳輸線(202d)與所述傳輸線(20，201)平行設(shè)置，用于從所述傳輸線(20，201)上耦合得到所述干擾信號(hào)并輸出給所述信號(hào)合并單元(23)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至6任一所述的裝置，其中:所述第一載波信號(hào)的頻率可變。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，根據(jù)所述多個(gè)合并信號(hào)的幅值變化情況確定最佳抵消信號(hào)進(jìn) 一步包括: 根據(jù)所述多個(gè)抵消信號(hào)的相位變化及其對(duì)應(yīng)的所述多個(gè)合并信號(hào)的幅值獲得合并信號(hào)的幅值隨抵消信號(hào)的相位變化的第一曲線，確定所述第一曲線上的最大值或最小值對(duì)應(yīng)的抵消信號(hào)的相位為最佳相位；根據(jù)具有所述最佳相位的所述多個(gè)抵消信號(hào)的幅值變化及其對(duì)應(yīng)的所述多個(gè)合并信號(hào)的幅值獲得合并信號(hào)的幅值隨具有所述最佳相位的抵消信號(hào)的幅值變化的第二曲線，確定所述第二曲線上的最小值對(duì)應(yīng)的抵消信號(hào)為最佳抵消信號(hào)； 控制所述信號(hào)合并單元(23)使用所述最佳抵消信號(hào)對(duì)所述干擾信號(hào)進(jìn)行消除進(jìn)一步包括:控制所述信號(hào)合并單元(23)將所述干擾信號(hào)與所述最佳抵消信號(hào)進(jìn)行相加或相減；其中，如果所述最佳相位對(duì)應(yīng)于所述第一曲線上的最大值，則所述干擾信號(hào)與所述最佳抵消信號(hào)的運(yùn)算與得到對(duì)應(yīng)于所述第一曲線的所述多個(gè)合并信號(hào)的運(yùn)算相反，如果所述最佳相位對(duì)應(yīng)于所述第一曲線上的最小值，則所述干擾信號(hào)與所述最佳抵消信號(hào)的運(yùn)算與得到對(duì)應(yīng)于所述第一曲線的所述多個(gè)合并信號(hào)的運(yùn)算相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述控制單元(22，206)進(jìn)一步用于保存所述最佳相位，并在確定所述最佳抵消信號(hào)之前查找所保存的所述最佳相位；如果查找到，則所述控制單元(22，206)控制所述抵消信號(hào)產(chǎn)生單元(21)產(chǎn)生具有所述最佳相位但幅值變化的所述多個(gè)抵消信號(hào)。
11.一種干擾消除裝置，其包括:控制單元(52，506)、向量調(diào)制器(51，504)、信號(hào)合并單元(53，505)和功率檢測(cè)器(54，507)，其中: 所述向量調(diào)制器(51，504)用于接收第二載波信號(hào)，根據(jù)所述控制單元(52，506)的指令對(duì)所述第二載波信號(hào)的幅值和相位進(jìn)行多次調(diào)節(jié)，以產(chǎn)生多個(gè)抵消信號(hào)，并輸出所述多個(gè)抵消信號(hào)給所述信號(hào)合并單元(53，505)； 所述信號(hào)合并單元(53，505)用于接收干擾信號(hào)以及所述多個(gè)抵消信號(hào)，對(duì)所述干擾信號(hào)和所述多個(gè)抵消信號(hào)分別進(jìn)行相加以得到多個(gè)合并信號(hào)，輸出所述多個(gè)合并信號(hào)給所述功率檢測(cè)器(54，507)，并根據(jù)所述控制單元(52，506)的指令對(duì)所述干擾信號(hào)進(jìn)行消除；所述功率檢測(cè)器(54，507)用于接收所述多個(gè)合并信號(hào)，檢測(cè)每一合并信號(hào)的幅值，并輸出所述多個(gè)合并信號(hào)的幅值給所述控制單元(52，506)； 所述控制單元(52，506)用于控制所述向量調(diào)制器(51，504)產(chǎn)生所述多個(gè)抵消信號(hào)，接收所述多個(gè)合并信號(hào)的幅值，根據(jù)所述多個(gè)合并信號(hào)的幅值變化情況確定最佳抵消信號(hào)，并控制所述信號(hào)合并單元(53，505)使用所述最佳抵消信號(hào)對(duì)所述干擾信號(hào)進(jìn)行消除。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其進(jìn)一步包括:傳輸線(50，501)和第一耦合傳輸線(502a);其中: 所述傳輸線(20, 201)用于傳輸?shù)谝惠d波信號(hào)； 所述第一耦合傳輸線(502a)與所述傳輸線(20，201)平行設(shè)置，用于從所述傳輸線(50，501)上耦合得到所述第二載波信號(hào)并輸出給所述向量調(diào)制器(51，504)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其進(jìn)一步包括:第四耦合傳輸線(502b)； 所述第四耦合傳輸線(502b)與所述傳輸線(50，501)平行設(shè)置，用于從所述傳輸線(50, 501)上稱合得到所述干擾信號(hào)并輸出給所述信號(hào)合并單兀(53, 505)。
14.一種干擾消除方法，該方法包括: 接收第二載波信號(hào)、與所述第二載波信號(hào)相位差為90度的第三載波信號(hào)以及與所述第二載波信號(hào)相位差為180度的第四載波信號(hào)； 接收干擾信號(hào)； 對(duì)所述第二載波信號(hào)、所述第三載波信號(hào)以及所述第四載波信號(hào)的幅值進(jìn)行多次調(diào)節(jié)，以產(chǎn)生多個(gè)抵消信號(hào)；其中，所產(chǎn)生的每一抵消信號(hào)為幅值調(diào)節(jié)后的所述第二載波信號(hào)和幅值調(diào)節(jié)后的所述第三載波信號(hào)相加所得到的信號(hào)，或者為幅值調(diào)節(jié)后的所述第三載波信號(hào)和幅值調(diào)節(jié)后的所述第四載波信號(hào)相加所得到的信號(hào)； 對(duì)所述干擾信號(hào)和所述多個(gè)抵消信號(hào)分別進(jìn)行相加或相減以得到多個(gè)合并信號(hào)； 檢測(cè)每一合并信號(hào)的幅值，并根據(jù)所述多個(gè)合并信號(hào)的幅值變化情況確定最佳抵消信號(hào); 使用所述最佳抵消信號(hào)對(duì)所述干擾信號(hào)進(jìn)行消除。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，根據(jù)所述多個(gè)合并信號(hào)的幅值變化情況確定最佳抵消信號(hào)進(jìn)一步包括: 根據(jù)所述多個(gè)抵消信號(hào)的相位變化及其對(duì)應(yīng)的所述多個(gè)合并信號(hào)的幅值獲得合并信號(hào)的幅值隨抵消信號(hào)的相位變化的第一曲線，確定所述第一曲線上的最大值或最小值對(duì)應(yīng)的抵消信號(hào)的相位為最佳相位；根據(jù)具有所述最佳相位的所述多個(gè)抵消信號(hào)的幅值變化及其對(duì)應(yīng)的所述多個(gè)合并信號(hào)的幅值獲得合并信號(hào)的幅值隨具有所述最佳相位的抵消信號(hào)的幅值變化的第二曲線，確定所述第二曲線上的最小值對(duì)應(yīng)的抵消信號(hào)為最佳抵消信號(hào)； 使用所述最佳抵消信號(hào)對(duì)所述干擾信號(hào)進(jìn)行消除進(jìn)一步包括:將所述干擾信號(hào)與所述最佳抵消信號(hào)進(jìn)行相加或相減；其中，如果所述最佳相位對(duì)應(yīng)于所述第一曲線上的最大值，則所述干擾信號(hào)與所述最佳抵消信號(hào)的運(yùn)算與得到對(duì)應(yīng)于所述第一曲線的所述多個(gè)合并信號(hào)的運(yùn)算相反，如果所述最佳相位對(duì)應(yīng)于所述第一曲線上的最小值，則所述干擾信號(hào)與所述最佳抵消信號(hào)的運(yùn)算與得到對(duì)應(yīng)于所述第一曲線的所述多個(gè)合并信號(hào)的運(yùn)算相同。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，根據(jù)所述多個(gè)抵消信號(hào)的相位變化及其對(duì)應(yīng)的所述多個(gè)合并信號(hào)的幅值獲得合并信號(hào)的幅值隨抵消信號(hào)的相位變化的第一曲線，確定所述第一曲線上的最大值或最小值對(duì)應(yīng)的抵消信號(hào)的相位為最佳相位進(jìn)一步包括: 在所述多個(gè)抵消信號(hào)的相位變化步長(zhǎng)為第一相位差時(shí)，根據(jù)所述第一曲線確定所述最佳相位所在的相位范圍； 在所述多個(gè)抵消信號(hào)的相位變化步長(zhǎng)為第二相位差時(shí)，根據(jù)所述第一曲線在所述相位范圍內(nèi)確定所述最佳相位； 其中，所述第一相位差大于所述第二相位差。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，檢測(cè)每一合并信號(hào)的幅值進(jìn)一步包括: 在所述多個(gè)抵消信號(hào)的相位變化步長(zhǎng)為第一相位差時(shí)，使用第一數(shù)量的采樣數(shù)量檢測(cè)每一合并信號(hào)的幅值； 在所述多個(gè)抵消信號(hào)的相位變化步長(zhǎng)為第二相位差時(shí)，使用第二數(shù)量的采樣數(shù)量檢測(cè)每一合并信號(hào)的幅值； 其中，所述第一數(shù)量小于 所述第二數(shù)量。
【文檔編號(hào)】H04B1/12GK104009776SQ201310057573
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2013年2月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月22日
【發(fā)明者】袁勇, 喻丹, 迪特爾·霍斯特 申請(qǐng)人:西門子公司