为了剖析UHF RFID读写器体系抗干扰功用，本文提出了依据ISO18000-6 type B 协议下UHF RFID读写器的规划方案，并对其通讯进程进行了Simulink仿真，给出了曼彻斯特编解码以及2ASK调制解调的模型。
最终，结合实践中常常遇到的高斯白噪声信道剖析了体系的信道抗干扰功用，给出了体系的误码率随信噪比改变曲线。仿真标明本方案所规划的UHF RFID读写器体系具有较高的抗干扰功用。
0 导言
射频辨认体系是一种非触摸的主动辨认体系，经过射频无线信号主动辨认方针目标，并进行读、写数据等相关操作，这种无线获取数据的办法在工业主动化、商业主动化、交通运输操控办理很多范畴得到广泛运用。
RFID体系由阅读器、电子标签和计算机网络构成，其间读写器是RFID体系信息操控和处理中心，在体系作业中起着无足轻重的效果，其功用的好坏直接影响到数据获取的可靠性和有效性。而超高频读写器在远间隔辨认以及高速数据读取方面有着明显的优势，为此本文研讨依据ISO 18000-6规范的Type B协议下的高频读写器具有重要的现实意义。
1 RFID作业原理
不同的RFID体系，作业原理略有不同，但其依据的底子作业原理是相同的。RFID体系读写器与电子标签底子结构如图1所示。由读写器模块中振动器发生射频振动信号，经过载波构成电路发生载波信号，再经过发送通道编码、调制和功率扩大后经天线宣布射频信号，当电子标签进入到作业区域，读取读写器发送的信号，一部分用于发生能量驱动电源激活本身作业，一部分用于获取信息，并依据指令将带有本身信息的信号经过编码、调制后由天线发送给读写器。读写器再将读取的信号传送给数据处理模块进行相应操作。
读写器在RFID 体系中扮演重要的人物，首要担任与电子标签的双向通讯，一同接纳来自主机体系的操控指令。各种读写器虽然在耦合办法、通讯流程、数据传输办法，特别是在频率规模等方面有着底子的不同，但是在功用原理上，以及由此决议的结构规划上，各种读写器是十分类似的。在ISO18000-6 Type B 协议下RFID 体系是依据读写器先讲话原理作业，即读写器先发送出必定频率的射频信号，当电子标签进入到该作业区域时，首要发生感应电流对本身激活，从而发射出带有本身信息的信号，读写器读取该信号后送到信息处理中心并进行相应的处理。
2 UHF RFID读写器规划
超高频射频辨认体系选用的频率首要坐落ISM 频段，依据ISO 18000-6规范的射频辨认体系的频率首要坐落860~930 MHz，常用频率为915 MHz.在该频段下，电子标签的辨认间隔一般能到达1~10 m，而电子标签的辨认间隔取决于读写器的输出功率，辨认间隔越远，其被辨认的准确率越高，但一同读写器输出功率越高，其造价及技能难度将越高，实践运用中，一般依据体系要求来确认实施方案。
2.1 读写器的编解码模型树立
在RFID 中，为了使读写器在读取数据时能很好地处理同步的问题，往往不直接运用数据的NRZ 码对射频进行调制，而是将数据的NRZ 码进行编码改换后再对射频信号进行调制。在ISO18000-6 TypeB协议下，运用的是曼彻斯特编码。其编码原则是，当原始数据为“1”，将其编码为“10”;当原始数据为“0”，将其编码为“01”。这种编码的特点是每个码元中心都有跳变，低频能量较少，便于接纳端提取时钟信息。
仿真完成时，用一个频率为原始数据发送频率2倍的矩形波与原始数据做异或运算即可完成曼彻斯特编码。对曼彻斯特编码进行解码的意图是从接纳到的曼彻斯特码流中康复出原始信号，仿真完成时能够运用和编码相反的办法，即用一个频率为原始码流一半的矩形波与原始数据做异或运算即可完成曼彻斯特解码，其仿真模型如图2所示，仿真成果如图3所示。曼彻斯特编解码后的输出信号与原始信号坚持共同，符合要求。
2.2 读写器的调制解调建模
依照从读写器到电子标签的传输方向，读写器中发送的信号首要需求经过编码，然后经过调制器调制，最终传送到传输通道上去，基带数字信号往往具有丰厚的低频重量，因而必须用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。2ASK 调制是依据ISO18000-6规范下RFID 体系最常用的调制办法，其原理使用载波的起伏改变来传递数字信息，而其频率和初始相位坚持不变。
2ASK信号能够表明成具有必定波形的二进制序列与正弦波的乘积，即：
式中：A 为振幅；Ts 为码元持续时刻；g（t）为持续时刻为Ts 的基带脉冲波形，为简洁起见，一般假定g（t）是高度为1、宽度等于Ts 的矩形脉冲。
解谐和调制的本质相同，均是频谱搬移。调制是把基带信号搬移到载波方位，这一进程能够经过一个相乘器来完成。解调则是调制的反进程，即把在载频方位的已调信号的频谱搬回到原始基带方位，因而相同能够用相乘器与载波相乘来完成。
在ISO18000-6 Type B协议下，RFID体系选用的是2ASK调制。以下仿真模型给出了读写器向电子标签传输进程中编码及调制解调的仿真模型，前面现已对曼彻斯特编码给出了介绍，此处不再赘述。将经过编码信号与正弦波进行相乘并经过带通滤波器后，可得到已调的高频信号，解调时将已调信号与原正弦信号相乘再经过低通滤波以及抽样判定器，即可康复出原始的编码信号，在对接纳到的已调信号进行解调时选用相同频率的正弦波，其曼彻斯特编码进行2ASK调制解调的仿真模型如图4所示，仿真成果如图5所示。
在本文中为了加速体系的仿真时刻，将本地振动正弦波幅值设置为1，频率设为915 Hz，设置脉冲发生器的采样时刻分别为0.1 s和0.05 s，带通滤波器参数设置为600~1 100 Hz，低通滤波器的截止频率为200 Hz，抽样判定器的时刻设为0.01 s.从图5 中能够清楚的看到，信号经过调制以及解调之后康复的信号与原始信号坚持共同。
2.3 UHF RFID读写器传输功用的研讨
任何信号的传输都伴随着噪声，加性高斯白噪声是最常见的一种噪声，它存在于各种传输煤质中，表现为信号环绕平均值的一种随机动摇进程。加性高斯白噪声的均值为0，方差表现为噪声的功率的巨细。本文对读写器与电子标签之间的信号传输功用的研讨便是依据加性高斯白噪声信道的根底之上。
图6给出UHF RFID读写器向电子标签传输方向的通讯模块仿真，仿真成果如图7所示。已调信号经过一个加性高斯白噪声信道传输后再经带通滤波器滤除剩余的谐波后与正弦载波信号相乘进行解调，解调后的信号经过扩大再滤波以及抽样判定就能够得到原始的基波信号。
在图7 中将编码信号与抽样判定后的信号经过联系比较器进行比较，当两者的成果不共一起，输出1，当两者成果共一起输出0，再将成果与1一同输入错误率计算模块，即可得到误码率，考虑到信号传输进程中的推迟，故在原始信号后加一推迟模块，推迟时刻可由仿真图形中进行估量。
2.4 误码率特性剖析
本文所树立的UHF RFID 读写器仿真模型是树立在ISO18000 Type B 协议的根底上的，其常用频率为915 MHz，将载波信号频率设为915 MHz.为了下降体系的仿真时刻，将每个信号的抽样数设为2，若添加信号的抽样数时，所得的误码率将下降，但一同仿真时刻将增大，取抽样信号的功率为1 W，调查信噪比从1~15 dB改变时，体系的误码率的改变，误码率曲线如图8 所示，从图中能够看出，当信噪比到达12 dB时，误码率已到达10-4，体系具有较高的抗干扰功用。
3 结语
本文提出了依据ISO18000-6 type B 协议下UHF RFID读写器的规划方案，并对其通讯进程进行了Simulink仿真，给出了曼彻斯特编解码以及2ASK调制解调的模型。经过结合实践中常常遇到的高斯白噪声信道剖析了体系的信道抗干扰功用，给出了在915 MHz频率下，体系的误码率曲线，剖析了体系的抗干扰功用，在SNR 到达12 dB，误码率到达10-4 ，体系具有较高的抗干扰功用。（作者：张媛，芦海玉，朱武）
