超高频射频识别系统信号特征分析及应用

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1、第6期谈熙等：超高频射频识别系统信号特征分析及应用·95·超高频射频识别系统信号特征分析及应用谈熙1，常若艇2，黄晨灵1，闵昊1（1.复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室，上海201203；2.工业与信息化部无线电管理局，北京100037）摘要：基于无源标签的超高频射频识别系统由于其上下行通信的不对称性，读写器和标签在基带分别采用PIE和FM0/Miller编码。通过分析和计算得到了其各自的功率谱特征，并依此确定了第一零点带宽与数据率的关系。同时，在读写器发射信号分别采用DSB-ASK、SSB-ASK及

2、PR-ASK调制时，通过数值仿真得到了PIE编码数据在经过基带脉冲成形滤波器调制后的功率谱及相应的邻道功率抑制，并给出了在一定信道带宽条件下，优化的通信数据率选择方案。关键词：信道带宽；功率谱；射频识别中图分类号：TN91文献标识码：B文章编号：1000-436X(2009)06-0089-06SignalcharacterizationandapplicationofUHFRFIDsystemTANXi1,CHANGRuo-ting2,HUANGChen-ling1,MINHao1(1.StateKeyL

3、aboratoryofASIC&System,FudanUniversity,Shanghai201203,China2.StateRadioRegulatoryCommittee,MinistryofIdustryandInformationTechnologyofthePeople’sRepublicofChina,Beijing100037,China)Abstract:FortheasymmetrypropertyofthepassivetagUHFRFIDsystem’sup/downlink,P

4、IEandFM0/Millerencodingwereusedinthereaderandtagbasebandrespectively.Thepowerspectraldensity(PSD)andthefirstnullbandwidthoftheseencodingwerecharacterizedbyanalysisandcalculation.ThePSDandadjacentchannelpowerratio(ACPR)ofDSB-ASK,SSB-ASKandPR-ASKmodulatedPIE

5、dataafterpulseshapingweregivenbysimulation.Andtheoptimizeddataratewasproposedforagivenchannelbandwidth.Keywords:channelbandwidth;PSD;radiofrequencyidentification第6期谈熙等：超高频射频识别系统信号特征分析及应用·95·1引言收稿日期：2008-04-09；修回日期：2009-03-10基金项目：欧盟Bridge基金资助项目(033546)Found

6、ationItem:TheFoundationofEUBridge(033546)超高频射频识别（RFID,radiofrequencyidentification）系统由于其适中的通信距离、通信速度以及较小的天线尺寸，近年来在物流、仓储管理、追踪、防伪等领域受到越来越广泛的关注。基于远场工作的射频识别系统原理与雷达相似[1]，读写器向标签发出电磁波并被标签反射，在返回的电磁波中，读写器可以获得标签的信息。读写器通过调制载波的幅度向标签送出指令，标签则通过改变前端电路的阻抗来影响自身的反射截面，从而在反射的

7、电磁波上调制所需要返回的信息。目前最为广泛研究和应用的超高频射频识别空中接口协议为EPC-globalClass-1Generation-2[2]和ISO18000-6C[3]第6期谈熙等：超高频射频识别系统信号特征分析及应用·95·。协议中规定了调制方式、数据率、基带信源编码等物理层关键参数。本文分析了基于上述协议的RFID系统的信号特征，给出了不同编码及调制方式下信号的频谱特征，并得到了在不同调制方式下数据率与信道带宽的关系。2基带编码、功率谱及带宽2.1读写器发射信号为了优化标签对读写器信号的接收，读

8、写器发射信号采用脉冲间隔编码（PIE,pulse-intervalencoding），通过脉冲出现的时间不同来表示不同的数据，其符号波形如图1所示。文献[2,3]中规定，将符号0的持续时间长度作为读写器到标签通信时间单位的参考，也是通信数据率的参考，其取值为：6.25~25ms，对应的数据率为：40~160kHz。符号1的长度需要在数据0长度的1.5倍到2倍之间。PW（pulsewidth）为脉冲的宽度，在符号0