基于超高速下超高频射频识别信道仿真模型

为复杂应用场景下的机动车电子车牌性能测试提供科学、可量化的测试方法,通过无线通信信道模型理论,针对超高频射频识别通信技术特征,通过理论验证和实验仿真,建立超高频射频识别在高速移动过程中的信道仿真模型。     

基于RFID不同信号特征参数的室内定位方法综述

基于超高频射频识别(RFID)的定位技术,因其标签成本低、可使用无源工作方式,目前在许多实际应用场景中发挥重要作用.为进一步推进基于超高频RFID的室内定位技术,对不同信道特征参数信息的获取及其对应定位模型进行介绍,对不同标签定位处理方法进行探讨,从不同关键技术角度对定位方法进行比较,并总结和展望超高频RFID室内定位技术的未来发展趋势.     

多天线UHF RFID系统的性能分析

超高频(UHF)射频识别(RFID)系统的性能受到多径信道的制约,为提高UHF RFID系统的可靠性,文中针对前向信道和后向信道都为莱斯分布的UHF RFID系统,给出了最大比合并(MRC)准则下系统信噪比的概率分布,导出了系统中断概率和误码率的理论表达式,并开发了多天线UHF RFID读写器的原型机,通过数值仿真和实际测试考察接收天线数、莱斯因子对系统性能的影响.实验结果表明,多天线技术能够有效地提高UHF RFID系统的性能,并且接收天线越多,系统的中断概率和误码率越低.     

药品及其包装对超高频RFID标签性能的影响

超高频射频识别(radio frequency identification, RFID)标签应用于药品包装可促进药品的信息化管理,然而在实际应用中基于药品及其包装对超高频RFID标签性能的影响尚未得到研究.通过电磁仿真软件Ansoft HFSS对超高频RFID标签的性能进行仿真分析,并结合理论分析和实验测试研究了液体类药品和泡罩包装的铝箔板对超高频RFID标签的影响.仿真分析结果显示当铝箔板和液体瓶与天线距离在20 mm以上时,天线的增益为正值,标签可正常工作;当铝箔板和液体瓶离开标签的距离在6 mm-8 mm时,标签的识别距离可在药品包装尺寸的限定范围内达到最大.且液体类药品和泡罩包装铝箔板与超高频RFID标签接近时都会使得天线增益降低,引起天线失调,其中铝箔板使得天线性能降低的程度较液体大.     

射频识别的随机模型及参数分析

为提高影响射频识别系统广泛应用的关键因素之一-多标签识别的识别效率和可靠性,基于二项分布随机过程,建立了射频标签识别时隙ALOHA协议的马尔可夫随机模型,给出了其求解方法和过程,讨论了依据时隙占用情况进行标签数量估计的方法,建立了标签数量、时隙数量和识别吞吐率、识别效率之间的数学关系,分析和得出了识别不同数量标签时帧中最佳时隙数量的选择.通过数字仿真,验证了所建立马尔科夫随机模型和理论分析的正确性,并得出了一些有益的结论.     

基于射频耦合与数字重建的同址干扰对消

提出了一种改进的联合射频耦合与数字重建的射频域对消方法.射频耦合对消阶段根据最小化加权信道响应原则优化抽头系数,将干扰强度更高的线性成分赋予较大权重,等效减小了多抽头对消带宽,从而增大该阶段干扰对消比.数字重建射频对消阶段对发射机功放、干扰信道和多抽头射频对消结构联合建立非线性模型,采用最小二乘法提取模型参数,在数字域重构干扰信号并利用射频链路发送到射频域以对消剩余干扰.仿真结果表明:该方法在降低硬件复杂度的同时仍能获得高对消比.     

基于高统计量方法对OFDM信号进行检测的研究

针对OFDM信号与单载波信号统计特性的不同,本文采用了一种基于四阶累积量对OFDM信号检测的算法,用以区别多载波信号（OFDM）与单载波信号（MFSK,MQAM）。通过理论分析与仿真验证,该方法性能稳定,识别率高。但在信号经过Rayleigh衰落信道后该算法会失效。针对Rayleigh衰落信道中使用高阶累积量进行OFDM识别的缺陷本文采用了更加实用的基于高阶矩的识别算法,通过理论分析与仿真验证,对OFDM信号具有很好的监测和识别效果,具有很高的理论和实用价值。     

维特比解码算法在超高频RFID中的应用

射频识别是一种非接触式信息获取和识别技术。随着超高频(UHF)射频识别(RFID)技术在生产管理和物流管理中的广泛应用,人们对其接收机的灵敏度要求也越来越高。接收机数字基带中解码器的误码率(BER)性能直接影响其灵敏度。为了降低解码器的误码率,该文将一种广泛应用于卷积码中的维特比解码算法移植应用于FM0编码的解码算法中,利用FM0编码的记忆性,实现前向纠错解码。仿真表明,在相同的误码率时,该解码器所需的信噪比相对于传统最优接收机结构有2 d B的优势。     

移动通信衰落信道的建模与仿真

在分析移动通信信道的多普勒扩展、平坦衰落和频率选择性衰落的基础上,将有限个等频率间隔的随机相位谐波信号叠加,设计了移动通信系统的Rician信道确知仿真模型;通过选择不同滤波器结构和参数将高斯白噪声转化为多种有色高斯随机过程,设计了移动通信系统的Rician信道随机仿真模型.基于最小均方误差(MMSE)准则推导了任意信号功率谱条件下的信道模型参数,利用Matlab编程实现了移动通信衰落信道实验系统.仿真实验表明,提出的2种信道模型较好地反映了移动通信衰落信道的主要特征且实现简单,尤其是谐波数为8的确知仿真信道参数已经接近理论值,适用于多种移动通信系统的理论研究和信道仿真.     

ISO18000-6C标准的防冲突改进算法

对超高频RFID系统中ISO18000-6C标准使用的时隙Aloha算法进行改进,并用仿真试验来检验系统的性能。改进的算法运用切比雪夫不等式估计现场未识别的标签数目,根据最优帧长原理动态地调整帧时隙数和分群数。在标签数目相同情况下,改进算法后系统的吞吐率与信道利用率都有所增高。     

基于AR模型的平坦衰落信道仿真

无线信道大多处于复杂的传播环境中,研究复杂环境下的信道仿真是进一步研究空时信号处理技术的基础。本文实现了复杂传播环境下平坦衰落信道的AR模型仿真。在研究接收信号(含直射和方向性散射)复包络二阶统计特性的基础上,采用AR模型对信道进行仿真。仿真结果表明:基于AR模型的平坦衰落信道的仿真结果与理论曲线匹配度高,而且AR模型求解简便,适用于复杂环境下的信道。     

低功耗超高频RFID标签芯片基带控制器

在分析RFID标签芯片系统架构的基础上,设计了一款适用于超高频射频识别标签芯片的基带控制器,以支持ISO 18000-6 Type C标准协议的RFID标签芯片的设计与实现.该基带控制器从系统架构和关键电路设计两个方面进行低功耗的系统集成优化设计,工作主时钟频率采用1.28 MHz,解码电路的采样时钟频率采用2.56 MHz,并采用TSMC 0.18 μm工艺对面积和功耗进行仿真验证和实现评估.仿真结果标明:该基带控制器符合ISO 18000-6 Type C标准协议,芯片面积0.16 mm2,芯片功耗20.07 μW,能够满足无源射频识别标签芯片的低成本和低功耗的需求.     

用于小型化RFID阅读器的两种天线

为满足超高频(UHF)频段射频识别(RFID)阅读器小型化设计要求,提出了两种天线的小型化设计方法.通过在贴片四周开槽的方法,实现平面倒F天线(PIFA)小型化;采用两条四分之一波长缝隙加载增加缝隙天线的谐振回路,增加了天线的带宽.对比分析了天线各个设计参数对辐射特性的影响,仿真和实测结果表明,这两种天线具有较好的增益和带宽特性.     

中国频率规范下RFID防碰撞算法性能分析

在射频识别(RFID)系统中,频率规范决定了通信数据率,通信数据率是决定多目标识别性能的重要因素之一.根据我国最新发布的超高频RFID频率规范,通过对信号的频谱仿真分别确定了单读写器环境下,以及标签信号邻道返回时的密集读写器环境下,RFID系统的最大通信数据率,在此通信数据率下对各种符合ISO18000-6C协议的多标签防碰撞算法进行了仿真,结果表明,在不考虑算法在时间和硬件资源上的开销后,Vogt算法在识别超过300个标签时,识别速度(平均每秒识别标签的数量)最高;单读写器环境下最高识别速度约1050个/s,密集读写器环境下邻道返回时的最高识别速度约270个/s.     

无源标签中的全MOS电压基准源

为了解决传统基准源功耗和版图面积较大而无法适用于超高频射频识别技术中无源标签的设计,设计一无运放、全MOSFETs(metal oxide field-effect transistor)构成的低压低功耗基准电压源。提出的全MOS结构的基准核心电路,有良好的温度特性;加入了预稳压电路而摒弃传统的运放设计,提高电源抑制比。仿真结果表明,在1.5 V典型供电电压下,输出的基准电压为619 m V,静态功耗为1.8μW;1.5~5 V基准电压变化22μV,线性调整率为4.9μV/V;低频时电源抑制比高达-102 d B;-20~120°的温度系数为6.2×10~(-6)/℃。该设计尤其适用于要求低成本、低功耗的超高频射频识别标签芯片。     

基于RFID技术的方向感知方法研究

目标物方向感知是供应链及设备管理等射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)应用领域中亟需解决的问题,基于RFID工作原理及天线散射理论,给出了超高频(Ultra High Frequency,UHF)RFID系统链路模型,利用天线极化分集理论,提出了一种基于RFID技术的目标物方向感知方法.该方法是给目标物贴附两个标签,通过改变阅读器天线极化方向获取分集接收信号强度,并对所得数据进行统计分析,根据分析结果估计目标物方向.在室内开阔环境下对该方法进行了测试,测试结果表明,该方法对目标物方向平均估计误差为10.1°.     

云雾天气下卫星信道两状态Markov模型研究与实现

为研究云雾天气下卫星信道的传播特性,建立了云雾天气下卫星信道两状态模型。首先分析多径效应、阴影效应及云雾天气对卫星信道链路的影响;然后分别建立表征云和雾天气下信道传输特性的Corazza信道模型和Nakagami信道模型,并利用两状态Markov模型实现云雾天气变化带来的信道转换;最后设计了信道模型的实现方法。仿真结果表明,所建模型模型的仿真数据与理论数据具有较好的吻合性。     

受限空间无线传输信道建模研究

本文研究以矿井隧道为代表的受限空间无线信道,通过对无线信号在井下传输特性分析,并以电磁波在矩形隧道反射传输规律为理论基础,建立一种更加贴合矿井无线信号传输特性的信道模型,并利用System View对建立的模型进行信道仿真与模拟验证。实验证明,本文所提出的受限空间无线信道模型,可以为矿井隧道数字无线通信系统的设计与理论研究提供指导。     

Ka波段移动卫星信道的综合模型及误码率分析

在分析Ka波段移动卫星信道的统计特性的基础上，建立了包括多径衰落、阴影遮蔽以及Ka波段所特有的雨衰影响的Ka波段移动卫星信道的综合模型，并进行了系统性能的实验仿真．同时通过理论计算，给出了该信道误码率的理论上限，并与仿真结果进行比较，证明了Ka波段移动卫星信道模型的合理性．该模型为分析系统的性能提供了一个有力的系统平台．     

Rice衰落信道的统计特性分析与仿真

建立了Rice衰落信道的仿真模型,讨论了Rice衰落信道的统计特性,推导了电平交叉率(LCR)和平均衰落延时(ADF)的理论表达式,然后利用仿真模型对各种统计特性进行仿真和分析,并与理论分析结果进行比较。