超高频射频标签协议芯片的设计与实现

西安电子科技大学硕士学位论文超高频射频标签协议芯片的设计与实现姓名：苑少娜申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：刘红侠20080101超高频射频标签协议芯片的设计与实现作者：苑少娜学位授予单位：西安电子科技大学相似文献(10条)1.期刊论文王平.胡爱群.赵洪新.WANGPing.HUAi-qun.ZHAOHong-xin反射调制通用超高频射频识别系统测试平台-应用科学学报2007,25(5)该文对超高频射频识别系统的反射调制机制进行研究,提出一种基于反射调制技术识别的测试平台方案.该平台可对调制、编码和防碰撞机制进行编程修改的通用性测试.文中分别对标签端和处理部分的供电、信号检波、反射负载进行了设计和阻抗匹配计算,设计并实现了读卡器端和基带处理部分的射频端.理论分析和实验验证表明,该测试平台适合于不同协议的射频识别和低速无线通讯系统的试验.2.学位论文杨准明超高频射频识别系统的研究与标签设计2009射频识别是一种非接触的自动识别新技术，它成功地实现了多目标的跟踪与识别，以非接触性、识别速度快、可以多卡识别等优于其他自动识别技术的特性受到广泛重视。近年来，超高频频段射频识别系统应用的要求推动了超高频读写器和电子标签的研究和开发，射频识别系统的应用领域日益扩大。相对于低中频的射频识别系统，超高频射频识别是一种利用超高频射频为载波与标签实现无线通信的射频识别技术，具有更远的识别距离、更广的识别范围、更高的识别深度等特性，是目前国际上射频识别技术研究的热点。为适应远程信息化管理的需求，本文以交通稽查自动识别系统为研究背景，系统总结了射频识别系统的电磁学基础和通信学原理，从系统的观点研究射频识别技术及其电子标签，提出了超高频射频识别系统与智能编码技术的结合，创新了交通稽查的理论方法。首先，本文介绍超高频射频识别系统研究的背景和意义，对超高频射频识别系统与标签设计的理论方法进行了介绍，并重点研究了超高频射频识别系统电子标签的射频前端模块及关键技术；同时，在应用中，标签与读写器之间的认证和安全通信也是重中之重，本文对已有的射频识别的安全技术和机制进行了初步研究。其次，进行了超高频电子标签射频前端结构及功能系统仿真，验证了标签远距离性能的关键因素，对低功耗超高频电子标签进行了硬件和软件设计，在超高频段射频识别系统电子标签的设计当中，作为电子标签的重要组成部分的天线和射频电路及标签制造工艺流程，决定着整个射频识别系统的性能指标和实际可用性。通过研究，成功设计出一种效果良好的低功耗超高频射频识别系统电子标签。最后，结合智能编码技术运用于交通稽查系统，测试和仿真结果显示了设计的正确性。3.期刊论文肖自铧.马琪.顾伟.潘剑侠.吕炳赟.XIAOZi-hua.MAQi.GUWei.PANJian-xia.LVBing-yun一种应用于超高频射频识别的密勒解码器-杭州电子科技大学学报2008,28(6)密勒编码数据含有丰富的时钟信息且具有较好的抗干扰能力,广泛应用于射频识别通信中,因此密勒调制副载波序列解码技术是射频通信领域的重点问题之一,需要对该技术进行详细研究并实现工程化.该文在分析密勒调制副载波技术的基础上,设计了一种密勒解码器对来自标签的突发数据帧进行帧起始检测、密勒解码和帧结尾检测.解码器用硬件描述语言实现.FPGA硬件测试结果表明,该解码器能实时地对密勒调制副载波序列进行正确解码,符合ISO/IEC18000-6C协议要求.4.学位论文李强超高频射频电子标签芯片中低功耗电路研究2005本文系统的论述了超高频射频识别系统的物理基础及其工作链路，对超高频射频识别标签的关键指标进行了分析，并对低成本低功耗的标签芯片实现中的关键技术与设计难点进行了研究。　　本文对标签芯片的射频前端中的N级倍压整流电路进行了研究、分析并建立了理论模型，为设计初期的芯片系统重要参量如射频整流效率、输入阻抗及芯片工作频宽等的优化及确定提供理论依据与参考。　　本文为降低标签芯片成本及提高标签芯片性能，研究了标准CMOS工艺兼容的肖特基二极管设计，并加以流片实现，根据测试结果建立了其可用于电路仿真的高频模型。　　本文针对于无源标签低功耗特点，研究了标签芯片模拟前端中能隙基准源电路、检波电路的低电压低功耗电路设计方法及相关电源噪声传递，流片实现，对测试结果进行了分析。并提出了适用于标签芯片中应用的新的亚阈值电压基准及开关电容电压基准低功耗电路结构。　　本文提出了射频端双通道输入及标签芯片内部时钟频率n位可调振荡器的优化的标签芯片系统架构。根据EPCC1G2超高频射频识别标签标准性能指标要求，设计了简化的无源标签芯片原型并加以实现。5.学位论文刘圆超高频射频读写器基带接收机的设计与实现2007超高频射频识别系统由于具有通信距离远、速度快、信息容量大等特点，在物流、供应链等领域具有广阔的发展前景。本文以超高频识别系统中的重要部件-超高频射频读写器的单芯片实现为目标，对读写器的基带接收链路进行了系统分析和电路设计。论文根据超高频射频识别接收链路的数据特征，提出了基带接收链路的系统架构，在SMIC0.18umMix-Signal1P6M标准工艺下设计并实现了模拟基带抗混迭滤波器、∑△模数转换器、数字基带相关解调器，形成了完整的基带接收系统，成为整个读写器系统单芯片实现的重要组成部分。首先，对接收链路的数据特征进行了分析，提出了基带接收链路的系统架构，根据系统设计指标对系统链路参数进行了详细计算，确定了基带接收系统中各个模块的设计指标。其次，以Active-RC、双二阶形式实现了四阶全差分Bessel滤波器，对模数转换器前数据进行抗混迭滤波和强干扰抑制。对模数混合系统中模拟滤波器和数字滤波器的性能分配准则进行了讨论，分析了应用于滤波器中的运算放大器性能指标的选取方法。再次，设计了二阶单比特∑△调制器以及数字端抽取滤波器，实现了完整的ZA模数转换器。输入信号Nyquist带宽4MHz，模数转换器采样速率128MHz，在32倍过采样下实现了50dB的输出动态范围，为基带接收链路提供了性能稳定的模数接口。最后，针对接收链路的数据特征，设计了基于I/Q两路复数相关操作的相关解调器。该解调器可完成对输入数据的频偏估计、时钟恢复以及数据解码。仿真结果显示，在保证10'-5的误码率的情况下该解调器最小解调信噪比小于15dB，为读写器系统接收灵敏度的提高提供了有力保证。经FPGA测试表明，应用该解调器后，读写器的识读距离扩展到5米以上。6.期刊论文刘拓晟.何怡刚.侯再平.侯周国.肖迎群.邓晓超高频射频识别的防碰撞算法设计-计算机工程与应用2008,44(36)为了实现多标签的读取,对射频识别(RFID)系统的防碰撞算法进行了研究,提出了一种基于码分多址的预约ALOHA的防碰撞算法,在分析该算法的识别过程后,引进马尔可夫链建模,并根据此模型对算法的性能进行了分析.通过仿真实验验证了算法的可行性.7.学位论文张俊超高频射频识别系统相位噪声的研究2009射频识别（RFID）技术是近年来发展极为迅速的一种非接触式自动识别技术，被喻为21世纪最具革命性意义的无线通信技术之一。目前在理论和实际应用方面都十分引入注目，其中超高频段（UHF）的射频识别技术是国际上最先进的自动识别技术。本文主要研究对象为超高频射频识别系统的相位噪声。本文首先从RFID系统的背景出发，详细介绍了后向散射调制式RFID系统的通信原理，分析了国际上RFID的主要标准以及应用频段，确定了UHFRFID系统阅读器的射频前端电路架构。其次，文章介绍了相位噪声的基本概念和表征方式，并对其噪声特性和相位噪声模型进行研究和分析。相位噪声性能是阅读器中振荡器最重要的性能指标，本文分别介绍了分析相位噪声的三种模型，其中包括两种基于线性时不变系统的模型：Leeson经验模型和Razavi模型，一种时变相位噪声模型：Hajimiri&Lee的线性相位时变噪声模型。然后根据UHFRFID系统阅读器中发射机的频谱特性和接收机的链路特征，本文系统地分析了阅读器中发射机和接收机的设计指标，基于此建立了阅读器仿真模型，经计算机仿真验证了所提仿真模型及其指标的正确性。最后本文提出了一种新的UHFRFID系统本振相位噪声性能分析方法。在一般情况下，相位噪声是频率源信号与干扰信号的相互混频。在UHFRFID系统中发射信号与本振信号使用的是相同的振荡器，距离相关现象会影响相位噪声性能指标要求。本文在考虑到距离相关影响的前提下得到了RFID系统的新的相位噪声方程并进行了仿真，仿真结果表明了距离相关是UHFRFID系统设计中的重要因素。8.期刊论文谈熙.常若艇.黄晨灵.闵昊.TANXi.CHANGRuo-ring.HUANGChen-ling.MINHao超高频射频识别系统信号特征分析及应用-通信学报2009,30(6)基于无源标签的超高频射频识别系统由于其上下行通信的不对称性,读写器和标签在基带分别采用PIE和FMO/Miller编码.通过分析和计算得到了其各自的功率谱特征,并依此确定了第一零点带宽与数据率的关系.同时,在读写器发射信号分别采用DSB-ASK、SSB-ASK及PR-ASK调制时,通过数值仿真得到了PIE编码数据在经过基带脉冲成形滤波器调制后的功率谱及相应的邻道功率抑制,并给出了在一定信道带宽条件下,优化的通信数据率选择方案.9.学位论文戴宏跃超高频射频识别系统阅读器网络关键技术研究2008射频识别(RadioFrequencyIdentification,RFID)技术作为自动识别技术的一个重要分支,由于其独特的优势,近年来得到了快速的发展,被认为21世纪十大热门研究领域之一。随着社会经济的不断发展,应用RFID技术的要求日益提高,其规模也越来越大。为了实现对目标区域的大范围覆盖,往往需要在该区域内密集部署大量RFID阅读器,构成阅读器网络系统。然而,问题也随之而来,特别是作为网络关键部件的阅读器,其工作效率、防冲突能力,以及阅读器网络的性能、覆盖效率等成为RFID网络系统亟待解决的关键问题。这些问题对整个RFID网络系统起着重要作用,决定了网络的工作效率与可靠性。基于此,本文深入研究UHF频段RFID阅读器网络系统注1相关关键技术,并针对这些关键问题,提出相应的解决方案或算法,具体说来,主要包括以下几个方面：1)本文首先分析相关研究背景、研究现状,讨论当前RFID技术所面临的技术难题以及RFID技术的发展方向,在此基础上,阐述本文的研究目的。接着第二章特别分析阅读器网络的相关研究,着重讨论RFID阅读器网络系统的一些关键要素,包括阅读器网络的拓扑结构、相关协议、网络覆盖等,作为下一步工作的基础。2)对于阅读器工作效率问题,本文重点关注如何提高阅读器性能,满足阅读器网络的要求。为了提高阅读器数据处理的效率与质量,本文提出一种基于FPGA的阅读器设计方案,利用FPGA数据处理的优点,将其应用于RFID阅读器的数据处理过程。3)为了解决或缓解阅读器网络中存在的冲突问题,本文首先深入分析这些冲突问题、接着研究传统无线网络相关的冲突避免机制、RFID阅读器网络与传统无线通信网络的区别与联系以及当前为解决RFID阅读器之间冲突所采取的方法以及这些方法的优缺点,然后在此基础上,基于阅读器网络的介质访问控制(MAC),提出一种多通道MAC协议,试图通过扩充阅读器的工作信道,提高网络效率,减少冲突情况的发生。4)在阅读器功率控制方面,为提高阅读器网络性能而展开深入的研究工作,在详细分析当前相关阅读器功率控制算法的基础上,通过详细的理论分析与推导,针对当前这些算法存在的不足,提出一种高效的分布式功率控制(EDPC)算法,并深入分析算法的执行情况,讨论算法的稳定性,阐述算法的工作流程,为了验证算法的效果,最后对算法进行相应的仿真工作,分析算法的性能。5)最后,从阅读器网络的覆盖问题着手,就如何提高覆盖效率,降低冗余阅读器数量进行相关的研究。首先讨论完全覆盖连续区域的阅读器部署方案,接着针对阅读器网络的特点,对阅读器网络完全覆盖情况进行进一步优化,提出