1 弁言
无线射频识别技能(Radio Frequency Identification，RFID)，是一种利用无线射频办法在阅读器和标签之间进行非打仗双向数据传输，以达到目标识别和数据交流目的的技能。范例的RFID系统是由电子标签、读写器和后台管理打算机3部分组成。RFID的性能受到产品材质、传输带速率、交互办法、 标签粘贴位置等多种成分的影响。以是就须要对RFID的性能进行测试，担保RFID的产品质量。
RFID 的基带频率偏差便是个中一项很主要的内容。电子标签返回的高频旗子暗记被天线吸收后，经由放大、解调等步骤后得到的旗子暗记称为基带旗子暗记。对利用微打算机丈量基带旗子暗记的频率丈量进行了磋商。对付基带旗子暗记的解码方法紧张有二元序贯检测和干系检测，然而对付如何确定基带旗子暗记的频率偏差干系文献较少。
2 基带旗子暗记特点
与其他无线通信系统比较，RFID 有其自身的特点。首先基带数据采取FM0 编码，如图1 所示。数据速率可以在40k~640kbps 连续变革且最大许可频偏为22%。但是在不同数据速率和不同温度下，RFID 标准对付频偏有不同哀求。其次，由于标签到读写器的数据必须以图2 所示的前同步码开始，而前同步码只有6 个数据，数据长度过短而无法实现频率同步。上述特点都给频率偏差检测设计带来了相称大的困难。
3 频偏丈量方法
本文总体思路如下：①.首先对采样旗子暗记进行FIR 滤波②.通过干系运算捕捉前同步码,解码数据，并预估频偏的大致范围。③对付滤波前的基带采样数据进行适当抽取，布局波形。④通过FFT 确定频偏。功能模块见图3。为了方便谈论，假设过采样速率为8;高电平用1 表示，低电平用-1 表示;S 表示采样点序列;D 表示FM0 解码序列;S[i:j]≡1 表示序列S 中从i 到j 的数据全为高电平;S[i:j]≡-1 表示序列S 中从i 到j 的数据全为低电平。用L 加下标表示序列的长度。
3.1 FIR 滤波器
先容了几种频率检测的方法，文献中认为IIR 滤波器是一个非常适当且高效的滤波器，但是采取FIR 滤波器。考虑到IIR 滤波器的自激振荡问题，采取FIR 滤波器。其幅频相应如图4 所示。
3.2 干系-解码器
由于RFID基带旗子暗记常日采取FM0编码。且前一数据和后一数据之间一定存在电平跳变。即如果前一数据以高电平结束，下一数据则以低电平开始;如果前一数据以低电平结束，下一数据则以高电平开始。通过前同步码的干系(公式(1))完成数据出发点的捕捉，考虑FM0编码的正交性(公式(2))完成数据解码。设求得的数据出发点为k，结束点为e。解码后数据序列为D，假设D 的长度为LD。由前同步码的干系与门限的比较得到频偏范围R1。由k、e 得到预估频偏R2 ，个中R2 使得
最小。
3.3 存储矩阵
存储矩阵存储不同频率偏差o 下的基带采样点数序列To 和采样数据序列S,采样点数序列To 是由频偏为o%时的基带FM0 全0 编码通过ADC 得到。
3.4 数据抽取器
对付采样数据S,如果有S[PO[i]:PO[i+1]-1]≡1, S[PO[i+1]: PO[i+2]-1]≡-1(PO 序列布局算法附后)。可对序列S 进行如下抽取：
对付别的的采样数据S,如果有S[P[i]: P[i+1]-1]≡-1, S[P[i+1]: P[i+2]-1] ≡1。可对序列L 进行如下抽取：
注：z 表示用S 中的噪声数据进行补齐。
考虑前同步码以高电平结束，则有初始电平 e=-1,设i=1。由此得到序列F 的抽取算法：
A. If(i<=PO L -2)转B, 否则结束。
B. 如果 e=1，根据Po[i]、Po [i+1]、Po [i+2]参考公式(3)布局a。如果e=-1，根据Po[i]、Po[i+1]、Po[i+2]参考公式(4)布局f。转C
C. F=[F f], i=i+1，e= -e。转A。
注：F=[F f],,表示将序列f 添加在F 的后面，构成新的序列F。通过上述思路，将基带采样旗子暗记抽取为余弦旗子暗记的4 倍抽样。对付不同频率偏差o 下的Po 序列，可由序列To、解码序列 D 及数据出发点k 得到。假设序列D 的第一个数据D1=1，Po[1]=k, Po[2]= Po[1]+To[1]+To[2];如果D1=0，则有Po[1]=k，Po[2]= Po[1]+To[1]，Po[3]=Po[2]+To[2]。由此得到Po 序列布局算法：
A. P[1]=k，i=2，j=1。
B. If(j> LD)结束。如果D[j]==1，转C,否则转D。
C. Po[i]=Po[i-1]+To[2j-1]+To[2j],i=i+1。转E。
D. Po[i]=Po[i-1]+To[2j-1], Po[i+1]=Po[i]+To[2j],i=i+2。转E
E. j=j+1 转B。
3.4 频谱剖析
假设真实频偏为r,实际数据出发点为a。以a-1、a、a+1 为数据出发点，以r-1%、r、r+1%为参考频偏，其抽取序列的频谱如图5 所示。频谱打算见公式(5)，个中FFT(F)表示对序列F 进行
点FFT 变换。
由上述频谱结果可知，频谱存在如下特点：①.频谱
在处存在峰值。即序列F由
No为环境噪声; ②.以 r 为参考频偏、a 为参考出发点布局序列，
且均匀噪声密度?最小，
打算见公式(6)，定义见公式(7);③如果参考频率不即是真实频率，则在点
处功率谱密度较大且?较大。可以根据上述特点进行频偏确定。
考虑谱线分裂征象，用
代替理论上的
为参考频偏，讯断门限
布局波形的运算量为加法运算，且繁芜度为o(LD),而FFT 乘法运算量为o(NLogN),且有
。以是运算量紧张由FFT 决定。由以上剖析，得到思路如下：
A. 以R2 为参考频偏、k为参考出发点，布局波形，进行功率谱密度剖析。如
确定R2 为频偏;否则转B。此时运算量1 个FFT。
B. R2 为参考频偏、k-1、k+1 为参考起始点，布局波形，进行功率谱密度剖析，如
确定R2为频偏;否则转C。此时运算量3个FFT。
4 仿真结果及结论
以加性高斯白噪声为噪声坏境，得到仿真结果如图所示。图6 为丈量准确率与信噪比的关系，图7 为运算量与信噪比的关系。丈量长度为110 个FM0 码，运算量的单位为一个FFT 运算即nlogn 次乘法运算。图8 为不同信噪比下准确率与丈量长度的关系。本文通过对RFID 基带旗子暗记频率偏差检测的为研究工具。对付RFID 的基带采样旗子暗记，首先低通滤波，通过干系运算捕捉数据出发点并完成数据解码;从而确定频偏的大致范围;末了基带采样旗子暗记的适当抽取，布局波形进行FFT 变换确定频偏。根据仿真结果，在丈量长度大于90 时，丈量结果可以达到99%以上，SNR>6dB 时，运算量大概在(4~6)个FFT 运算。如何降落运算量并减少丈量长度仍旧是一个值得研究的方向。
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