基于虚拟无线电的RFID读写器实现方案

时间:2013-01-16来源:网络

3 接收端算法研究与实现
接收端算法:接收端接收的信号为(A/2)g(t),经过I/Q两路解调、低通滤波、隔直流后分别为(A/2)g(t)sinθ和(A/2)g(t)cosθ,如果只采用单路接收信号,当接收信号的相位和本振信号的相位相差θ为90°或者0°,则接收到的信号(A/2)g(t)sinθ或(A/2)g(t)cosθ可能始终为0,即有用信号没有解调出来。为了避免射频场中存在的盲点,系统接收端采用两路正交混频结构,即:
f.JPG
将I,Q两路信号平方后求和得出(A2/4)g2(t),无论接收信号的相位和本振信号的相位相差θ为多少,总能解调出有用信号。
对于本方案,接收端基带信号处理在PC中完成,PC中接收到的I,Q两路的数据存在一个数组RECEIVE[N]中,针对接收端算法的其体实现步骤如图5所示。

g.JPG


(1)首先解调出I,Q两路信号:即:
RECEIVE_I=RECEIVE(1,1:2:N)
RECEIVE_Q=RECEIVE(1,2:2:N)
RECEIVE_data2=RECEIVE_I2+RECEIVE_Q2
//N为接收数据所在数组的大小
(2)求接收信号的均值,即求信号的直流分量
sum=O
for i=1:N/2
sum=sum+RECEIVE_data[i]
end
ave_sum=(sum/(N/2))
(3)去直流分量
RECEIVE_data=RECEIVE_data-ave_sum
(4)做相关,找到同步点
在该系统中,标签反向散射的数据有加短前导Frame_Sync和长前导Preamble两种形式,读写器发送的Query指令中的TRext位决定了标签反向散射的数据的前导形式,本方案中标签反向散射的数据采用加前导Preamble的方式。
首先,生成本地的Preamble信号,即编码调制后为Preamble[m],将Preamble[m]与接收到的RECEIVE_data做相关,找到最大点,取出标签反向散射的数据。
i.JPG
以读写器发送Query指令为例,在采样率为10 MHz,标签反向链路频率为200 kHz时,标签响应时反向散射信号Preamble+RN16(16位随机码),通过上述过程,解调出数据如图6所示,显示方式为:数据以两路A,B方式,其中A为上部分,B为下部分,如RN16[N],则有:
h.jpg
(5)解调标签反向散射的数据
根据射频部分的采样率和标签反向散射数据的调制方式,对0和1进行编码调制,生成0和1的本地基带信号,将其与接收的数据进行相关,并进行判断,解调出标签反向散射的数据。
j.JPG

a.JPG


对图6中的数据进行解调得出此次标签反向散射的随机数为:1101 0001 0100 0011。

4 结语
本文提出的基于虚拟无线电的RFID读写器的实现方案,从系统级角度对基于虚拟无线电的RFID读写器的硬件平台及主控部分进行了阐述,并对接收端算法进行了研究与实现。虚拟无线电技术易于实验、开发快捷、与其他应用结合、改进功能盼特点,使得基于虚拟无线电的超高频RPID读写器具有灵活处理基带信号、支持开发多种协议的优点。实践结果表明,基于虚拟无线电实现超高频RFID读写器的方案具有可行性。

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关键词: 虚拟无线电 超高频 射频识别 读写器 电子标签

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