4 验证及分析
根据上述分析设计样机验证平台，其中基带的数字信号处理通过ALTEra CycloneII FPGA完成，实现的功能包括ADC驱动、FIFO缓冲、CIC滤波以及相关性判等，协议流程的处理交由FPGA内嵌的软核CPU完成，上述功能块按照外设的方式挂接在软核CPU内部总线上．全部功能块的设计以Altera提供的标准IP库为基础．测试时发射机天线端口输出功率30dBm，工作频率915MHz，使用7dBi的圆极化天线，标签使用Alien公司产品．设置标签距离天线8m，控制标签的回传速率为250kdBs。
ADC采集的原始数据曲线如下图3所示(横轴是采样个数，纵轴是采样数据值不同)。由于完整的通信帧数据较多，在此仅仅给出包含同步头和同步码的I路前半部分数据及其处理结果。
图3 ADC采集的原始数据曲线
可以看出，在零中频接收模拟输出除了所需要的标签回传数据外，数据帧同步头还混杂了直流偏移干扰以及高频噪声．由于距离较远，有用信号的p-p值仅有110，波形畸变严重，信噪比较差。
经过CIC及带通滤波，可以得到图4所示的曲线，此时滤波器去除了混杂的噪声，波形变得比较圆滑整齐，能够较容易的分辨出数据帧的同步头和数据位．图中同时显示了过零检测的解码曲线(位于图形下方，方波上边标注的是过零检测的0和1及其样本点数量；下方标注解码结果。2B4 ：0，表示第2字节的第4位解码为0)，该算法在横轴坐标240左边出现了解码判决错误(1B5：1，码元0被判决为1)，表明处理畸变干扰能力有限。
图4 直接过零检测解码的效果
同时采用直流偏移校正和相干检测方法对同一个数据进行处理，得到的曲线及效果参见图5。解码结果波形显示算法改善了同步头的解码效果。同时，横轴坐标240左边被正确的解码(1B5：0)，证明了该算法在远距离标签返回信号幅度比较小或者标签信号中值波动的情况下，仍然可以正确获得EPC数据。
图5 直流偏移校正及相干检测解码的效果
5 结论
本文通过分析零中频架构超高频RFID读写器数字接收机设计中的性能瓶颈，明确了影响接收性能的噪声干扰、直流偏移及解码问题的成因及解决思路．从基带数字信号处理角度，在过采样滤波处理基础上，给出直流偏移校正和相关解码等解决办法．经过测试验证，读写器最远能够稳定读取10m左右距离的标签，且能够自适应天馈和环境的变化，读取效果比市场上常见产品更为稳定可靠．证明达到了提高读写器作用距离的设计要求。
本文关键字：读写器 射频技术-RFID，通信技术 - 射频技术-RFID
