UHF RFID讀寫器的設(shè)計(jì)方案（二）

2.2 讀寫器的調(diào)制解調(diào)建模

　　按照從讀寫器到電子標(biāo)簽的傳輸方向，讀寫器中發(fā)送的信號(hào)首先需要經(jīng)過(guò)編碼，然后通過(guò)調(diào)制器調(diào)制，最后傳送到傳輸通道上去，基帶數(shù)字信號(hào)往往具有豐富的低頻分量，因此必須用數(shù)字基帶信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，以使信號(hào)與信道的特性相匹配。2ASK 調(diào)制是基于ISO18000-6標(biāo)準(zhǔn)下RFID 系統(tǒng)最常用的調(diào)制方式，其原理利用載波的幅度變化來(lái)傳遞數(shù)字信息，而其頻率和初始相位保持不變。

　　2ASK信號(hào)可以表示成具有一定波形的二進(jìn)制序列與正弦波的乘積，即：

　　式中：A 為振幅；Ts 為碼元持續(xù)時(shí)間；g（t）為持續(xù)時(shí)間為Ts 的基帶脈沖波形，為簡(jiǎn)便起見，通常假設(shè)g（t）是高度為1、寬度等于Ts 的矩形脈沖。

　　解調(diào)和調(diào)制的實(shí)質(zhì)一樣，均是頻譜搬移。調(diào)制是把基帶信號(hào)搬移到載波位置，這一過(guò)程可以通過(guò)一個(gè)相乘器來(lái)實(shí)現(xiàn)。解調(diào)則是調(diào)制的反過(guò)程，即把在載頻位置的已調(diào)信號(hào)的頻譜搬回到原始基帶位置，因此同樣可以用相乘器與載波相乘來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　在ISO18000-6 Type B協(xié)議下，RFID系統(tǒng)采用的是2ASK調(diào)制。以下仿真模型給出了讀寫器向電子標(biāo)簽傳輸過(guò)程中編碼及調(diào)制解調(diào)的仿真模型，前面已經(jīng)對(duì)曼徹斯特編碼給出了介紹，此處不再贅述。將經(jīng)過(guò)編碼信號(hào)與正弦波進(jìn)行相乘并通過(guò)帶通濾波器后，可得到已調(diào)的高頻信號(hào)，解調(diào)時(shí)將已調(diào)信號(hào)與原正弦信號(hào)相乘再經(jīng)過(guò)低通濾波以及抽樣判決器，即可恢復(fù)出原始的編碼信號(hào)，在對(duì)接收到的已調(diào)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)時(shí)采用相同頻率的正弦波，其曼徹斯特編碼進(jìn)行2ASK調(diào)制解調(diào)的仿真模型如圖4所示，仿真結(jié)果如圖5所示。

　　在本文中為了加快系統(tǒng)的仿真時(shí)間，將本地振蕩正弦波幅值設(shè)置為1，頻率設(shè)為915 Hz，設(shè)置脈沖發(fā)生器的采樣時(shí)間分別為0.1 s和0.05 s，帶通濾波器參數(shù)設(shè)置為600~1 100 Hz，低通濾波器的截止頻率為200 Hz，抽樣判決器的時(shí)間設(shè)為0.01 s.從圖5 中可以清楚的看到，信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)制以及解調(diào)之后恢復(fù)的信號(hào)與原始信號(hào)保持一致。

　　2.3 UHF RFID讀寫器傳輸性能的研究

　　任何信號(hào)的傳輸都伴隨著噪聲，加性高斯白噪聲是最常見的一種噪聲，它存在于各種傳輸煤質(zhì)中，表現(xiàn)為信號(hào)圍繞平均值的一種隨機(jī)波動(dòng)過(guò)程。加性高斯白噪聲的均值為0，方差表現(xiàn)為噪聲的功率的大小。本文對(duì)讀寫器與電子標(biāo)簽之間的信號(hào)傳輸性能的研究就是基于加性高斯白噪聲信道的基礎(chǔ)之上。

　　圖6給出UHF RFID讀寫器向電子標(biāo)簽傳輸方向的通信模塊仿真，仿真結(jié)果如圖7所示。已調(diào)信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)加性高斯白噪聲信道傳輸后再經(jīng)帶通濾波器濾除多余的諧波后與正弦載波信號(hào)相乘進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)后的信號(hào)經(jīng)過(guò)放大再濾波以及抽樣判決就可以得到原始的基波信號(hào)。