超高频射频识别系统性能的分析与测试

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1、I学校代号：10532学号：B06091005密级：公开湖南大学博士学位论文超高频射频识别系统性能的分析与测试堂僮由遣厶丝名!奎基昱!!亟筵名壁驱鏊!衄俭圈4熬援墙差望僮；电氢生信息王猩堂院童业名猛；电氢王翟诠室提銮目塑；2Q!!生Q兰旦2三旦论室筌趱目期；2Q!!生Q曼且2鱼旦筌避委虽金圭廑；姚建圈9tI＼㈣1㈣908777AnalysisandmeasurementofultrahighfrequencyradiofrequencyidentificationsystemsbyLIBingB．E．(ChongqingUnive

2、rsityofScienceandTechnology)1995M．S．(HunanUniversity)2006AdissertationsubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofDoctorofEngineeringlnElectricalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorHEYigangMay，2011湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的

3、论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：毒瑗EI凝：沙◆f年夕具诞Et学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、

4、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密囹。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：李豆导师签名：∽IJcEt期：加f『年乡月％ElEl期：hff年f月&ZEl博士学位论文摘要随着近几年“物联网"技术的飞速发展，作为物联网关键技术之一的射频识别技术(RadioFrequencyIdentification,RFID)技术也迎来了一个新的飞速发展时期，开始大量应用于工业生产自动化、交通、身份识别和物流等领域，并且在不断扩大其应用范围。同时，RFID技术标准的多样性及应用的

5、特殊性给相应的RFID测试和RFID性能评估也带来新的要求和挑战。基于以上现状，应用电磁场、天线、测试和统计分析等相关理论，本文研究了无源超高频RFID系统中的雷达散射截面差值、误码率和反向散射调制性能以及RFID系统性能评估模型，主要内容及工作包括：首先阐述了RFID系统工作原理、组成及RFID相关标准。从RFID测试原理、测试技术和测试内容出发，根据应用测试现状研究了RFID系统性能测试方法及测试设备；介绍了虚拟仪器技术、软件无线电技术和射频测试技术，基于此设计了一套基于虚拟仪器技术和软件无线电技术的RFID系统测试平台，重点

6、介绍了测试系统的架构形式、硬件选型及软件设计，并给出了一些具体参数的测试方法和测试结果。结果表明，该测试平台具备可靠性、兼容性、稳定性等性能测试能力，可以完成RFID空中接口一致性、电气性能、第三方监测、系统性能及应用场景性能等测试，具备性能指标分析和可视化性能评估功能，并且支持多协议标准的测试，具备客户自定义标准测试的扩展能力。可以满足RFID术研究测试、硬件产品认证测试、应用测试等公共服务需求。其次基于RFID技术通信原理和天线反向散射理论，导出了无源标签的雷达散射截面的三维表现形式，并给出了反向散射信号在“0”“1"状态下的

7、雷达散射截面差值与反向散射链路通信误码率的关系，提出了一种适合于反向散射RFID通信链路的误码率分析及测试方法。使用研发的RFID测试系统，运用矢量相减法消除收发天线间直接路径泄漏信号产生的误差，测量了不同参数设置情况下标签的雷达截面差值和通信误码率。得出在满足阅读器和标签灵敏度要求条件下，发射功率越大，标签反向散射链路通信BER越大。第三，分析了无源超高频射频识别系统阅读器接收机取得最大有效吸收功率值的条件，讨论阻抗失配对标签反向散射链路调制系数的影响，导出阅读器接收机标准化有效吸收功率、解调输出信号信噪比(SNR)下边界和接收

8、端误码率(BER)三者的反向散射调制系数表达式。在开阔的室内环境下，完成了不同参数条件下的反向散射调制系数测试。采用研发的RFID测试系统对采用ASK调制方式的标签调制系数进行了测试，得出：调制系数位于5％～10％区间时，标超高频射频识别系统性能的