UHF RFID读写器平台中数字基带的研究与设计

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1、硕士学位论文＿議ＵＨＦＲＦＩＤ读写器平台中数字基带的研究与设计１作者姓名王博文学校导师姓名、职称曾志斌副教授企业导师姓名、职称向新研究员申请学位类别工程硕士．Ｉ慮学校代码10701学号1511122716分类号TN4密级公开西安电子科技大学硕士学位论文UHFRFID读写器平台中数字基带的研究与设计作者姓名：王博文领域：集成电路工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：曾志斌副教授企业导师姓名、职称：向新研究员学院：微电子学院提交日期：2018年4月ResearchandDesignontheDigitalBase

2、bandofUHFRFIDReaderPlatformAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinIntegratedCircuitEngineeringByWangBoWenSupervisor:ZengZhibinTitle:AssociateProfessorSupervisor:XiangXinTitle:ResearchFellowApril2018摘要摘要UHFRFID技术因识别速度快、传输距离远、抗恶

3、劣环境能力强等特点，在智能家居、身份识别、公共安全等领域都有着广泛的应用。随着UHFRFID技术的不断发展，新的技术标准也不断出现，读写器的兼容性成为其中亟待解决的问题。因此，设计实现一种方便调试和便于系统升级的读写器验证平台具有重要的意义。本文采用NI公司的软件无线电平台，设计了一款拓展性强的RFID读写器平台，并给出了该读写器平台的软硬件设计方案。本设计基于ISO/IEC18000-6C协议，设计了读写器的系统架构，给出了协议层的整体状态控制方案，并对读写器中数字基带在物理层的关键技术进行了如下的重点研究：利用板载FPGA的高速处理能力实现读写器的发

4、射链路、接收链路以及控制状态机，包括命令的生成/解析、数据的编码/解码、组帧/解帧、调制/解调、系统的逻辑控制和CRC冗余校验等。为满足协议对于射频包络的要求，在发射链路数字基带的设计中，利用成型滤波器和希尔伯特滤波器相结合的设计方案，实现单边带调制提高频带利用率。为满足系统对多码率数据处理的要求，在接收链路数字基带的设计中，利用一种CIC抽取滤波器、半带滤波器、FIR滤波器相结合的设计方案，并对于不同码率的数据保持固定倍数的过采样率，既降低了硬件消耗，又可以提高系统的可扩展性。测试结果表明，系统可以实现对于硬件、协议参数的实时可配置。其发射链路满足协议

5、要求的频谱规范；它可以处理协议要求的40Kbps-640Kbps速率的返回信号，并满足22%频率容差要求，测试结果表明该读写器平台能与商用标签成功得进行完整的盘存周期通信。关键词：超高频，多速率信号处理，抽取滤波器，数字基带IABSTRACTABSTRACTTheUltraHighFrequency(UHF)RadioFrequencyIdentification(RFID)technologycharacterizedbyfastidentification,longtransmissiondistance,resistancetoharshenvir

6、onmentshasbeenwidelyusedinsmarthome,identification,publicsafety,andotherfields.WiththedevelopmentofUHFRFIDtechnology,newstandardshaveimplemented,whichleadstothecompatibilityofreaderplatformtobesolved.Therefore,itissignificanttodesignandimplementareaderverificationplatformwhichise

7、asytodebugandsystemupgrade.BaseonthesoftwareradioplatformofNationalInstrument,aexpandablereaderplatformisdesignedandimplemented,andthehardwareandsoftwaredesignofthereaderisproposered.OnbasisofISO/IEC18000-6Cprotocol,thearchitectureofsystem,andstatecontrolofprotocollayerisdesigned

8、,especially,focusedonthekeytechnologieso