超高頻RFID系統(tǒng)Capture效應下防碰撞算法研究及讀寫器碼元同步器設計.pdf

1、超高頻無源RFID(RaidoFrequencyIdentification)系統(tǒng)由于具有標簽成本低、讀寫距離遠、識別速度快等優(yōu)點,在物流、零售等領域發(fā)展迅速,應用前景廣闊。本文的研究內(nèi)容是基于IS018000-6C協(xié)議的超高頻RFID系統(tǒng)中的兩個關鍵技術-Capture應下的多標簽防碰撞算法研究、讀寫器數(shù)字接收機中碼元同步器設計。
　　Capture效應普遍存在于超高頻無源RFlD系統(tǒng)中,它通過將碰撞時隙轉(zhuǎn)化為成功時隙從而提高了

2、系統(tǒng)吞吐率。針對目前國內(nèi)外對Capture效應的分析和建模尚不完善的問題,論文對Capture效應進行了理論建模,并通過蒙特卡羅仿真分析了各因素對Capture效應的影響,然后通過實際倉儲環(huán)境下的測試驗證了模型的準確性,測試結果表明,實測數(shù)據(jù)與模型仿真值的均方誤差小于3％,相對傳統(tǒng)模型(均方誤差大于12％)有較大幅度的改善;繼而以Capture效應為出發(fā)點,設計了新的標簽估算算法及最佳幀長確定方法,在此基礎上對隨機型多標簽防碰撞算法進行

3、了改進,算法仿真結果表明,在Capture效應下,改進后的防碰撞算法可以使系統(tǒng)吞吐率提升至接近50％;最后對Capture效應下隨機型防碰撞算法的系統(tǒng)性能極限進行了理論推導,結果表明,該極限由平均Capture概率決定。
　　相比于防碰撞算法是從MAC(介質(zhì)訪問控制)層入手來改善系統(tǒng)性能,高性能碼元同步器設計則是物理層的手段。碼元同步器是讀寫器數(shù)字接收機的一部分,數(shù)罕接收機的主要任務是進行ADC后信號的碼元數(shù)據(jù)率及相位同步、解調(diào)及

4、解碼,并提供對多數(shù)據(jù)率的支持,并兼容FMO/Miller編碼方式。由于ISO18000-6C允許標簽返回數(shù)據(jù)率可以存在最大22％的偏差,因此碼元頻率及相位同步成為數(shù)字接收機設計的主要難點。傳統(tǒng)的碼元同步器多采用基于相關器的架構,其結構簡單容易設計并實現(xiàn),但資源消耗較大、同步精度有限。本文采用基于內(nèi)插及數(shù)字PLL的碼元同步器結構,很好地解決了上述問題。仿真結果表明,該結構比相關型碼元同步結構(以采用12組相關器為例),數(shù)字接收機的PER性