超高頻RFID系統(tǒng)Capture效應(yīng)下防碰撞算法研究及讀寫(xiě)器碼元同步器設(shè)計(jì).pdf

1、超高頻無(wú)源RFID(RaidoFrequencyIdentification)系統(tǒng)由于具有標(biāo)簽成本低、讀寫(xiě)距離遠(yuǎn)、識(shí)別速度快等優(yōu)點(diǎn),在物流、零售等領(lǐng)域發(fā)展迅速,應(yīng)用前景廣闊。本文的研究?jī)?nèi)容是基于IS018000-6C協(xié)議的超高頻RFID系統(tǒng)中的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)-Capture應(yīng)下的多標(biāo)簽防碰撞算法研究、讀寫(xiě)器數(shù)字接收機(jī)中碼元同步器設(shè)計(jì)。
　　Capture效應(yīng)普遍存在于超高頻無(wú)源RFlD系統(tǒng)中,它通過(guò)將碰撞時(shí)隙轉(zhuǎn)化為成功時(shí)隙從而提高了

2、系統(tǒng)吞吐率。針對(duì)目前國(guó)內(nèi)外對(duì)Capture效應(yīng)的分析和建模尚不完善的問(wèn)題,論文對(duì)Capture效應(yīng)進(jìn)行了理論建模,并通過(guò)蒙特卡羅仿真分析了各因素對(duì)Capture效應(yīng)的影響,然后通過(guò)實(shí)際倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境下的測(cè)試驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性,測(cè)試結(jié)果表明,實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與模型仿真值的均方誤差小于3％,相對(duì)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(yīng)為出發(fā)點(diǎn),設(shè)計(jì)了新的標(biāo)簽估算算法及最佳幀長(zhǎng)確定方法,在此基礎(chǔ)上對(duì)隨機(jī)型多標(biāo)簽防碰撞算法進(jìn)行

3、了改進(jìn),算法仿真結(jié)果表明,在Capture效應(yīng)下,改進(jìn)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(duì)Capture效應(yīng)下隨機(jī)型防碰撞算法的系統(tǒng)性能極限進(jìn)行了理論推導(dǎo),結(jié)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(wèn)控制)層入手來(lái)改善系統(tǒng)性能,高性能碼元同步器設(shè)計(jì)則是物理層的手段。碼元同步器是讀寫(xiě)器數(shù)字接收機(jī)的一部分,數(shù)罕接收機(jī)的主要任務(wù)是進(jìn)行ADC后信號(hào)的碼元數(shù)據(jù)率及相位同步、解調(diào)及

4、解碼,并提供對(duì)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(biāo)簽返回?cái)?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(jī)設(shè)計(jì)的主要難點(diǎn)。傳統(tǒng)的碼元同步器多采用基于相關(guān)器的架構(gòu),其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單容易設(shè)計(jì)并實(shí)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(jié)構(gòu),很好地解決了上述問(wèn)題。仿真結(jié)果表明,該結(jié)構(gòu)比相關(guān)型碼元同步結(jié)構(gòu)(以采用12組相關(guān)器為例),數(shù)字接收機(jī)的PER性