专利名称：Rfid读写器抗邻道干扰能力的基准测试系统及方法
技术领域：
本发明涉及RFID技术领域，尤其涉及一种对RFID读写器抗邻道干扰能力进行基 准测试的系统及方法。
背景技术：
RFID全称为射频识别(Radio Frequency Identif ication)，是一种利用射频技 术实现的非接触式自动识别技术。RFID标签具有体积小、读写速度快、形状多样、使用寿命 长、可重复使用、存储容量大、能穿透非导电性材料等特点，结合RFID读写器可以实现多目 标识别和移动目标识别，进一步通过与互联网技术的结合还可以实现全球范围内物品的跟 踪与信息的共享。RFID技术应用于物流、制造、公共信息服务等行业，可大幅提高管理与运 作效率，降低成本。RFID技术目前已经成为IT领域的热点，众多机构和企业都在大力推广这种技术。 随着RFID技术飞速发展，相关产品的生产厂家逐渐增多，从手持式到固定式，RFID读写器 的品种也已经上升到数百种，并且还在不断推出新的产品。为了在众多的RFID读写器中选 择最能够满足使用者需求的产品，就需要对RFID产品的性能指标进行专门的测试，RFID读 写器抗邻道干扰能力即是RFID读写器产品的重要性能指标之一。RFID读写器抗邻道干扰 能力是指在多读写器或密集读写器环境下，来自邻道的电磁信号干扰对待测读写器读取率 的影响大小，相同的读取率下，可接受邻道干扰越强就说明该待测读写器的抗邻道干扰能 力越强。众所周知，在大范围下的RFID应用中，如在公园或博物馆内为了防止游人走失而 部署的RFID游客位置跟踪系统，为了保证跟踪的区域尽量不留死角，就需要RFID读写器能 读取较大的范围内任何地点的RFID标签，为此必须部署多个读写器。RFID硬件设备的不断 增多很可能会造成有些读写器的覆盖区域重叠，产生读写器冲突，甚至因此影响整个RFID 系统的性能效果。由于读写器多采用跳频通信，即发射的载波按一定规则的随机跳变序列 发生变化，如我国于2007年4月20日发布的《800/900MHZ频段射频识别(RFID)技术应用 规定(试行)》中指出，800/900MHz频段RFID技术的具体使用频率为840. 125-844. 875MHz 和920. 125-924. 875MHz各20个跳频频点，因此多读写器或密集读写器环境下的读写器冲 突模式主要表现为邻道干扰，即一个读写器在某个信道(可称为主信道)工作的同时，附近 的另一个读写器也在该主信道或主信道的相邻信道工作，而造成信道之间的通信干扰。在 多读写器或密集读写器环境下，由于这种冲突不可避免地会发生，因此对读写器的抗邻道 干扰能力进行基准测试是非常有必要的。基准测试的目的是通过设计合理的测试方法、测试流程和测试工具对一类测试对 象的某项性能指标进行测试，并且保证测试取得的结果是可比较的、可重复的。使用基准测 试方法对RFID读写器的抗邻道干扰能力进行测试，不仅可以直接得到一款RFID读写器产 品在主信道及相邻信道受到干扰时的读取率表现，还可以通过和其它RFID读写器产品的 抗邻道干扰能力相比较，挑选出在多读写器或密集读写器环境下能够更稳定工作的读写器
5女口 广 BFI ο目前国内外对RFID读写器产品在多读写器或密集读写器环境下的性能差异已引 起不少关注。为了尽量降低这种影响，EPCGL0BAL在其Classl Gen2 UHF RFID通信协议中 专门规定了多读写器和密集读写器环境下发射模板，如在多读写器环境下，读写器工作在 某个主信道时，其第一邻道的带外杂散发射功率至少要小于主信道发射功率20dB以上；而 在密集读写器环境下的要求更为苛刻，其第一邻道的带外杂散发射功率至少要小于主信道 发射功率30dB以上。但是，这仅仅是对读写器厂商的一种主动约束，不能用来评价读写器 在复杂电磁环境下的性能表现差异。此外，也有专门的测试机构模拟真实的应用场景建立 测试环境，预先设定数十个读写器部署点，将不同厂家的读写器安装在这些点上后，再对读 写器的读取效果进行评价。然而，这种方法仅是一种定性的而非定量的分析，一旦应用场景 或部署点发生改变，则测试结果将不再适用。
发明内容
为了提供对RFID读写器抗邻道干扰能力进行高效测试所急需的技术和方法，本 发明的目的是为使用者提供一种简单、明确、有效的自动化测试工具和基准测试方法，用以 在可重复条件下快速评价一款RFID读写器在主信道及邻道受到外部干扰时所表现出的抗 干扰能力，从而为使用者设备选型提供决策参考，为此，本发明提供一种RFID读写器抗邻 道干扰能力的基准测试系统及方法。为达成所述目的，本发明提供的RFID读写器抗邻道干扰能力的基准测试系统及 方法，其原理是在理想空间中人为施加可控的电磁干扰信号并作用到待测读写器的信号 上，通过多次测试待测读写器正确解调RFID标签返回信号的次数获得读取率，相同的读取 率下，可接受邻道干扰越强就说明该待测读写器的抗邻道干扰能力越强。本发明第一方面，提供一种RFID读写器抗邻道干扰能力的基准测试系统，其特征 在于包括标准测试环境、读写器发射天线、信号源发射天线、接收天线、电子标签、读写器 天线支架、信号源天线支架、接收天线支架、待测读写器、信号源、频谱分析仪、控制计算机， 其中读写器发射天线、信号源发射天线、接收天线、电子标签、读写器天线支架、信号源天线 支架、接收天线支架置于标准测试环境的内部，待测读写器、信号源、频谱分析仪、控制计算 机置于标准测试环境的外部，读写器发射天线置于读写器天线支架上，信号源发射天线置 于信号源天线支架上，接收天线与电子标签相对置于接收天线支架上，接收天线放置于读 写器发射天线和信号源发射天线的辐射面几何中心位置连线的中心位置，读写器发射天线 与待测读写器、信号源发射天线与信号源、接收天线与频谱分析仪之间分别通过射频馈线 相连，控制计算机向待测读写器发送读取单标签指令，读写器发射天线按照设定时间间隔 发射电磁信号等待电子标签响应，控制计算机再向信号源发送控制指令，通过信号源发射 天线发射功率和频率可控的干扰信号，频谱分析仪通过接收天线捕获标准测试环境中的电 磁信号，当在同一时刻出现信号源的发射信号恰好在待测读写器发射的主信道或该主信道 的邻道时进行触发，并通过控制计算机读取待测读写器的单标签读取结果，在控制计算机 上判断本次读取是否正确，统计后再次发送控制指令至待测读写器和信号源，调整发射功 率和频率后开始下一次测试。优选地，所述读写器天线支架、信号源天线支架和接收天线支架采用传导率低且介电常数小于1.5的材料制成。优选地，所述读写器发射天线和信号源发射天线是增益为IOdBi及IOdBi以上的 同种型号的标准增益喇叭天线，在测试带宽范围内，读写器发射天线和信号源发射天线的 增益基本保持不变。优选地，所述接收天线是增益为2dBi及2dBi以上的双偶极子天线。优选地，所述信号源是能够以预设频率和预设功率发射RFID读写器信号的仪器， 并且该预设频率和预设功率通过控制计算机远程调整。优选地，所述频谱分析仪是能够进行频域触发并显示无线信号瞬时波形的仪器。优选地，所述待测读写器、信号源、频谱分析仪的射频接口和电源接口，以及控制 计算机的电源接口发出的电磁辐射被标准测试环境隔离。本发明第二方面，提供一种RFID读写器抗邻道干扰能力的基准测试方法，包括以 下步骤步骤1 设备初始化，分别建立控制计算机与待测读写器、信号源、频谱分析仪之 间的通信连接，使待测读写器和信号源进入工作准备状态，频谱分析仪进入频谱分析仪的 频域模板触发模式准备状态，设定当前主信道序号N的初始值N = O;步骤2 通过控制计算机设定待测读写器的发射功率为所在地区规定读写器发射 功率的最大值，设定待测读写器的发射频点f。为f。= fo+NXBW，待测读写器重复发送读取 单个电子标签指令，其中&为所在地区规定的读写器发射中心频率的下限，BW为待测读写 器的发射带宽，N为当前主信道序号；步骤3 在控制计算机端设定频谱分析仪的频域模板触发功能对待测读写器的发 射频点为f。的信号进行触发，触发后读取接收天线位置处的最大信号强度PK，Pk单位为
dBm,并将信号源的发射功率Pt设定为
(Pr =^+201g -— -G^-G7■，其中d为接收天线与读写器发射天线和信号源发
射天线之间的距离，λ为波长，Gk为接收天线增益，Gt为读写器发射天线和信号源发射天线 增益；步骤4 通过控制计算机将信号源发射频点fd依次设定为fd = f。+i XBW，依据待 测读写器发射频点f。、待测读写器的发射带宽BW和邻道参数i计算，使信号源发射频点fd 分别位于待测读写器发射频点f。的左侧第二邻道、左侧第一邻道、主信道、右侧第一邻道和 右侧第二邻道，并由控制计算机通过信号源发送RFID读写器读取单个电子标签指令，对待 测读写器的发射频点f。的信号进行邻道干扰，其中邻道参数设置为i = _2，-1,0,1,2；步骤5 在控制计算机端设定频谱分析仪的频域模板触发功能对待测读写器发射 频点f。的信号与信号源的发射频点为fd的信号进行触发，触发后通过控制计算机停止待测 读写器的发射频点为f。的信号与信号源的发射频点为fd的信号，并将待测读写器最后一次 的单标签读取结果记录到控制计算机中，判断最后一次的单标签读取结果是否与电子标签 的真实识别号码相同，完成一次读取采样；步骤6 在控制计算机端判断步骤5是否已重复事先设定的读取采样M次，如果 已经重复读取采样M次，则进入步骤7 ；如果重复读取采样小于M次，则回到步骤5，其中 M 彡 10 ；
步骤7 由控制计算机统计待测读写器的发射频点为f。的信号分别受到信号源的 发射频点为fd、功率为Pt的干扰信号后，待测读写器仍然正确读取电子标签识别号码的次 数与M的比值，即正确读取率；步骤8 在控制计算机端判断正确读取率是否大于预先设定的可接受读取率σ， 如果正确读取率大于预先设定的可接受读取率σ，则进入步骤9，如果正确读取率小于预 先设定的可接受读取率ο，则将信号源的发射功率Pt降低一个调整单位，回到步骤4 ；步骤9 在控制计算机端统计待测读写器当前发射频点f。在受到信号源发射频点为 fd的信号干扰时，达到可接受读取率σ的最大干扰强度Ρτ，同时当前主信道序号N值加1;步骤10 在控制计算机端判断当前主信道序号N值是否等于所在地区规定的读写 器跳频频点数，如果等于跳频频点数，则进入步骤11，如果不等于跳频频点数，则回到步骤 2，测试下一个频点的抗干扰能力；步骤11 在控制计算机端统计对来自待测读写器各频点的左侧第二邻道、左侧第 一邻道、主信道、右侧第一邻道、右侧第二邻道的最大抗干扰能力，并将各邻道达到可接受 读取率ο时的最大干扰强度Pt与其它待测读写器的邻道干扰强度测试结果进行对比，相 同的可接受读取率下，邻道干扰越强就说明该待测读写器的抗邻道干扰能力越强；步骤12 断开控制计算机与待测读写器、信号源、频谱分析仪之间的通信连接，关 闭设备。优选地，所述分别建立控制计算机与待测读写器、信号源、频谱分析仪之间的通信 连接是通过以太网或者GPIB总线使控制计算机能够发送和接收来自待测读写器、信号源、 频谱分析仪的控制指令和查询结果。优选地，所述在控制计算机端设定频谱分析仪的频域模板触发是在一个很短的采 样时间周期内，频域中出现满足设定的频率及功率条件的信号时触发相应的设备操作指 令。本发明的有益效果是1)通过人为施加功率、频率可控的RFID读写器模拟邻道干扰信号，可以科学的、 可重复的对RFID读写器的抗邻道干扰能力进行自动化测试，不仅可以直接得到一款RFID 读写器产品在主信道及相邻信道受到干扰时的读取率表现，还可以通过和其它RFID读写 器产品的抗邻道干扰能力相比较，挑选出在多读写器或密集读写器环境下能够更稳定工作 的读写器产品。2)本发明提供的方案的主要难点在于微弱信号测试，测试过程中出现的外部干扰 将导致结果出现重大偏差，由于测试过程在标准测试环境中进行，电磁环境稳定，主要设备 均保持固定，测试中受到人为干扰因素少，因此可以有效避免外部干扰带来的影响，使测试 结果具有可比性。3)使用增益较低、方向图对称的双偶极子天线作为接收天线，与电子标签并排放 置，可以降低接收天线对电子标签天线产生的耦合和干扰，同时采用增益在IOdBi以上的 标准增益喇叭天线作为发射天线，信号分辨率高，可以有效提高微弱信号的分辨能力。
图1为本发明提供的RFID读写器抗邻道干扰能力的基准测试系统示意图。
图2为本发明提供的RFID读写器抗邻道干扰能力的基准测试方法流程图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照 附图，对本发明进一步详细说明。随着RFID的应用规模越来越大，RFID硬件设备的不断增多很可能会造成有些读 写器的覆盖区域重叠，产生读写器冲突，甚至因此影响整个RFID系统的性能效果。对读写 器在多读写器或密集读写器环境下信道之间的通信干扰进行基准测试可以避免这类冲突 的出现。本发明提供一种对RFID读写器的抗邻道干扰能力进行自动化测试的系统及方法， 可以在可控环境下通过人为施加主信道的邻道电磁干扰，并用待测读写器在受到干扰情况 下的正确读取率来评价读写器抗干扰能力的优劣，在相同的可接受读取率下，邻道干扰越 强就说明该待测读写器的抗邻道干扰能力越强。此外，基于本发明提出的技术方案所得到 的结果是定性的，在各种应用环境中都可以用作参考，解决了当前模拟真实应用场景建立 测试环境进行评价的方法中测试结果仅在该应用环境中有效的问题。如图1所示，图1为本发明提供的RFID读写器抗邻道干扰能力的基准测试系统示 意图，其中包括标准测试环境1、读写器发射天线2、信号源发射天线3、接收天线4、电子标 签5、读写器天线支架6、信号源天线支架7、接收天线支架8、待测读写器9、信号源10、频谱 分析仪11、控制计算机12，其中读写器发射天线2、信号源发射天线3、接收天线4、电子标 签5、读写器天线支架6、信号源天线支架7、接收天线支架8置于标准测试环境1内，待测 读写器9、信号源10、频谱分析仪11、控制计算机12置于标准测试环境1外，读写器发射天 线2置于读写器天线支架6上，信号源发射天线3置于信号源天线支架7上，接收天线4与 电子标签5并排置于接收天线支架8上，接收天线4放置于读写器发射天线2和信号源发 射天线3的辐射面几何中心位置的连线中心位置，读写器发射天线2与待测读写器9、信号 源发射天线3与信号源10、接收天线4与频谱分析仪11之间分别通过射频馈线相连，控制 计算机12向待测读写器9发送读取单标签指令，读写器发射天线2按照设定时间间隔发射 电磁信号等待电子标签5响应，控制计算机12再向信号源10发送控制指令，通过信号源发 射天线3发射功率和频率可控的干扰信号，频谱分析仪11通过接收天线4捕获标准测试环 境1中的电磁信号，当在同一时刻出现信号源10的发射信号恰好在待测读写器9发射的主 信道或该主信道的邻道时进行触发，并通过控制计算机12读取待测读写器9的单标签读取 结果，在控制计算机12上判断本次读取是否正确，统计后再次发送控制指令至待测读写器 9和信号源10，调整发射功率和频率后开始下一次测试。在本发明的一个实施例中，标准测试环境1建立在长6米，宽3米，高3米全电波 暗室中，读写器天线支架6、信号源天线支架7、接收天线支架8的高度均为1. 5米，由聚苯 乙烯材料制成，外裹吸波材料，支架上方分别固定增益为IOdBi的标准增益喇叭天线作为 读写器发射天线2、信号源发射天线3，以及固定增益为2. 3dBi的双偶极子天线作为接收天 线4，接收天线4与读写器发射天线2及信号源发射天线3之间的距离均为1. 5米，与电子 标签5之间的距离为0. 05米，信号源10选择能够以预设频率和预设功率发射RFID读写器 模拟信号的矢量信号发生器ESGE4438C，频谱分析仪11选用能够进行频域触发并显示无线 信号瞬时波形的实时频谱分析仪RSA3308A，控制计算机12选择带有LAN接口的普通桌面PC机，与ESG E4438C、RSA3308A及待测读写器9通过1000Mbps以太网交换机进行连接，使 用基于VXI总线的TCP/IP协议传输模式完成数据交换。为了使测试结果具有可重复性，就需要保证测试过程中的环境参数保持稳定，即 需要一个标准测试环境1。所谓标准测试环境1的地点，可以是全电波暗室、半电波暗室，也 可以是开放空间。在一次完整的测试中，标准测试环境的温度均应保持在23士3°C，湿度在 30 50 %，光照度在低亮度条件范围内。在本发明的实施例中，选择全电波暗室进行测试， 待测读写器9、信号源10、频谱分析仪11、控制计算机12置于全电波暗室外，这些仪器的射 频接口和电源接口通过位于全电波暗室墙上的光纤波导管与暗室内的设备相连，这样暗室 外的设备接口发出的电磁辐射不会对全电波暗室内的电磁环境造成改变。在另一个实施例 中，选择开放空间进行测试，待测读写器9、信号源10、频谱分析仪11、控制计算机12的射频 接口和数据传输接口通过长距离导线与位于开放空间内的设备相连，同样保证了开放空间 外的设备接口发出的电磁辐射对开放空间内的电磁环境造成的影响降到最低。此外，由于 本发明技术方案中改变的变量仅为发射频率和功率，因此标准测试环境内的设备不会发生 空间位移，也就不会造成电磁环境的改变。进而，通过选择低传导率和低介电常数的材料作 为支架，也可尽量减小电磁波折射对计算结果造成的误差。可以认为，本实施例中的环境参 数均能够保持稳定，可以作为标准测试环境进行测试。如图2所示，图2为本发明提供的RFID读写器抗邻道干扰能力的基准测试方法流 程图，包括以下步骤步骤201 设备初始化，分别建立控制计算机12与待测读写器9、信号源10、频谱 分析仪11之间的通信连接，使待测读写器9和信号源10进入工作准备状态，频谱分析仪11 进入频谱分析仪的频域模板触发模式准备状态，并根据所在地区规定的读写器跳频频点数 设定测试循环次数，如在中国跳频频点为840-845MHZ和920_925MHz每段各20个，设定当 前主信道序号N的初始值为0 ；步骤202 通过控制计算机12设定待测读写器9的发射功率为所在地区规定读写 器发射功率的最大值，如在中国发射功率最大为2W ERP,设定待测读写器9的发射频点设 为f。= fjNXBW，待测读写器9重复发送读取单个电子标签指令，其中&为所在地区规定 的读写器发射中心频率的下限，如在中国RFID的使用频段为840-845MHZ和920_925MHz，fQ 则分别为840. 125MHz及920. 125MHz，Bff为待测读写器的发射带宽，如在中国为250KHz，N 为当前主信道序号；步骤203 在控制计算机12端设定频谱分析仪11的频域模板触发功能对待测读 写器9的发射频点为f。的主信道信号进行触发，触发后读取接收天线4位置处的最大信号 强度，记录为Ρκ，单位为dBm，并根据电波在自由空间中的传播公式计算信号源10的发射功 率为Pt=Pr +201g -Gr-Gr ,其中d为接收天线4与读写器发射天线2和信号源发射天线3之间的距离，本 实施例中为1. 5米，λ = c/fc为波长，当f。= 840. 125MHz时，λ = 0. 3568米，当fc = 920. 125MHz时，λ = 0. 3258米，Ge为接收天线4的增益，Gt为读写器发射天线2和信号源 发射天线3的增益，本实施例中Ge = 2. 3dBi, Gt = IOdBi ；
步骤204 通过控制计算机12将信号源10发射频点fd依次设定为fd = f。+i X Bff, 依据待测读写器9的发射频点f。、待测读写器10的发射带宽BW和邻道参数i计算，使信号 源10的发射频点fd分别位于待测读写器9的发射频点f。的左侧第二邻道、左侧第一邻道、 主信道、右侧第一邻道和右侧第二邻道，例如当f。= 920. 625MHz时，则五个干扰频点分别 为[920.125 920.375 920.625 920.875 921. 125]MHz，并由控制计算机 12 通过信号源 10 发送RFID读写器读取单个电子标签指令，对待测读写器9的发射频点f。的信号进行邻道 干扰，其中邻道参数设置为i = _2，-1,0,1,2 ；步骤205 在控制计算机12端设定频谱分析仪11的频域模板触发功能依次对待 测读写器9的发射频点为f。的主信道信号与信号源10的发射频点为fd的干扰信号进行 触发，触发后通过控制计算机12停止待测读写器9和信号源10发送信号，并将待测读写器 9最后一次的单标签读取结果记录到控制计算机12中，判断最后一次的单标签读取结果其 是否与电子标签5的真实识别号码相同，完成一次读取采样；步骤206 在控制计算机12端判断步骤205是否已重复事先设定的读取采样M次， 其中M > 10，在本实施例中M = 100，即在每个干扰频点测试100次，如果已经重复读取采 样100次，则进入步骤207 ；如果重复读取采样小于100次，则回到步骤205 ；步骤207 由控制计算机12统计待测读写器9的发射频点为f。的信号分别受到信 号源10的发射频点为fd、功率为Pt的干扰信号后，待测读写器9仍然正确读取电子标签5 识别号码的次数与M的比值，即正确读取率；步骤208 在控制计算机12端判断正确读取率是否大于预先设定的可接受读取率 σ，在本实施例中σ =0.85，即在100次测试中如有85次以上读取正确即可认为待测读 写器9通过该干扰信道的抗干扰能力测试，如果正确读取率大于预先设定的可接受读取率 σ，则进入步骤2099，如果正确读取率小于预先设定的可接受读取率ο，则将信号源10的 发射功率Pt降低一个调整单位，在本实施例中为ldB，回到步骤204 ；步骤209 在控制计算机12端统计待测读写器9当前发射频点f。在受到信号源10 发射频点为fd的信号干扰时，达到可接受读取率ο的最大干扰强度Pt，同时当前主信道序 号N值加1 ；步骤210 在控制计算机12端判断当前主信道序号N值是否等于20，即本实施例 中规定的跳频频点数，如果等于跳频频点数，则进入步骤211，如果不等于跳频频点数，则回 到步骤202，测试下一个频点的抗干扰能力；步骤211 在控制计算机12端统计对来自待测读写器9各频点的左侧第二邻道、 左侧第一邻道、主信道、右侧第一邻道、右侧第二邻道的最大抗干扰能力，并将各邻道达到 可接受读取率σ时的最大干扰强度Pt与其它待测读写器9的邻道干扰强度测试结果进行 对比，相同的可接受读取率下，如果某个读写器A在左侧第一邻道能够达到可接受读取率 的最大干扰强度为_30dBm，另一个读写器B为-25dBm，由于B的邻道干扰更强，则可以得出 结论，在该频点下，读写器B在左侧第一邻道的抗邻道干扰能力强于读写器A ；步骤212 断开控制计算机12与待测读写器9、信号源10、频谱分析仪11之间的 通信连接，关闭设备。上面描述是用于实现本发明及其实施例，本发明的范围不应由该描述来限定，本 领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围的任何修改或局部替换，均属于本发明权利要求来限定的范围。
权利要求
一种RFID读写器抗邻道干扰能力的基准测试系统，其特征在于包括标准测试环境、读写器发射天线、信号源发射天线、接收天线、电子标签、读写器天线支架、信号源天线支架、接收天线支架、待测读写器、信号源、频谱分析仪、控制计算机，其中读写器发射天线、信号源发射天线、接收天线、电子标签、读写器天线支架、信号源天线支架、接收天线支架置于标准测试环境的内部，待测读写器、信号源、频谱分析仪、控制计算机置于标准测试环境的外部，读写器发射天线置于读写器天线支架上，信号源发射天线置于信号源天线支架上，接收天线与电子标签相对置于接收天线支架上，接收天线放置于读写器发射天线和信号源发射天线的辐射面几何中心位置连线的中心位置，读写器发射天线与待测读写器、信号源发射天线与信号源、接收天线与频谱分析仪之间分别通过射频馈线相连，控制计算机向待测读写器发送读取单标签指令，读写器发射天线按照设定时间间隔发射电磁信号等待电子标签响应，控制计算机再向信号源发送控制指令，通过信号源发射天线发射功率和频率可控的干扰信号，频谱分析仪通过接收天线捕获标准测试环境中的电磁信号，当在同一时刻出现信号源的发射信号恰好在待测读写器发射的主信道或该主信道的邻道时进行触发，并通过控制计算机读取待测读写器的单标签读取结果，在控制计算机上判断本次读取是否正确，统计后再次发送控制指令至待测读写器和信号源，调整发射功率和频率后开始下一次测试。
2.根据权利要求1所述的RFID读写器抗邻道干扰能力的基准测试系统，其特征在于 所述读写器天线支架、信号源天线支架和接收天线支架采用传导率低且介电常数小于1. 5 的材料制成。
3.根据权利要求1所述的RFID读写器抗邻道干扰能力的基准测试系统，其特征在于 所述读写器发射天线和信号源发射天线是增益为IOdBi及IOdBi以上的同种型号的标准增 益喇叭天线，在测试带宽范围内，读写器发射天线和信号源发射天线的增益基本保持不变。
4.根据权利要求1所述的RFID读写器抗邻道干扰能力的基准测试系统，其特征在于 所述接收天线是增益为2dBi及2dBi以上的双偶极子天线。
5.根据权利要求1所述的RFID读写器抗邻道干扰能力的基准测试系统，其特征在于 所述信号源是能够以预设频率和预设功率发射RFID读写器信号的仪器，并且该预设频率 和预设功率通过控制计算机远程调整。
6.根据权利要求1所述的RFID读写器抗邻道干扰能力的基准测试系统，其特征在于 所述频谱分析仪是能够进行频域触发并显示无线信号瞬时波形的仪器。
7.根据权利要求1所述的RFID读写器抗邻道干扰能力的基准测试系统，其特征在于 所述待测读写器、信号源、频谱分析仪的射频接口和电源接口，以及控制计算机的电源接口 发出的电磁辐射被标准测试环境隔离。
8.—种RFID读写器抗邻道干扰能力的基准测试方法，其特征在于，包括以下步骤步骤1 设备初始化，分别建立控制计算机与待测读写器、信号源、频谱分析仪之间的通信连接，使待测读写器和信号源进入工作准备状态，频谱分析仪进入频谱分析仪的频域 模板触发模式准备状态，设定当前主信道序号N的初始值N = O;步骤2 通过控制计算机设定待测读写器的发射功率为所在地区规定读写器发射功率 的最大值，设定待测读写器的发射频点f。为f。= fo+NXBW，待测读写器重复发送读取单个 电子标签指令，其中&为所在地区规定的读写器发射中心频率的下限，BW为待测读写器的发射带宽，N为当前主信道序号；步骤3 在控制计算机端设定频谱分析仪的频域模板触发功能对待测读写器的发射频 点为f。的信号进行触发，触发后读取接收天线位置处的最大信号强度PK，Pe单位为dBm，并(ΑπΗλ将信号源的发射功率Pt设定为iV=A+201g —- -Gft-Gr，其中d为接收天线与读写器发射天线和信号源发射天线之间的距离，λ为波长，Gk为接收天线增益，Gt为读写器发射 天线和信号源发射天线增益；步骤4 通过控制计算机将信号源发射频点fd依次设定为fd = f。+iXBW，依据待测读 写器发射频点f。、待测读写器的发射带宽BW和邻道参数i计算，使信号源发射频点fd分别 位于待测读写器发射频点f。的左侧第二邻道、左侧第一邻道、主信道、右侧第一邻道和右侧 第二邻道，并由控制计算机通过信号源发送RFID读写器读取单个电子标签指令，对待测读 写器的发射频点f。的信号进行邻道干扰，其中邻道参数设置为i = _2，-1,0,1,2；步骤5 在控制计算机端设定频谱分析仪的频域模板触发功能对待测读写器发射频点 f。的信号与信号源的发射频点为fd的信号进行触发，触发后通过控制计算机停止待测读写 器的发射频点为f。的信号与信号源的发射频点为fd的信号，并将待测读写器最后一次的单 标签读取结果记录到控制计算机中，判断最后一次的单标签读取结果是否与电子标签的真 实识别号码相同，完成一次读取采样；步骤6 在控制计算机端判断步骤5是否已重复事先设定的读取采样M次，如果已经重 复读取采样M次，则进入步骤7 ；如果重复读取采样小于M次，则回到步骤5，其中M > 10 ； 步骤7 由控制计算机统计待测读写器的发射频点为f。的信号分别受到信号源的发射 频点为fd、功率为Pt的干扰信号后，待测读写器仍然正确读取电子标签识别号码的次数与M 的比值，即正确读取率；步骤8 在控制计算机端判断正确读取率是否大于预先设定的可接受读取率σ，如果 正确读取率大于预先设定的可接受读取率σ，则进入步骤9，如果正确读取率小于预先设 定的可接受读取率ο，则将信号源的发射功率Pt降低一个调整单位，回到步骤4 ；步骤9 在控制计算机端统计待测读写器当前发射频点f。在受到信号源发射频点为fd 的信号干扰时，达到可接受读取率σ的最大干扰强度Ρτ，同时当前主信道序号N值加1 ；步骤10 在控制计算机端判断当前主信道序号N值是否等于所在地区规定的读写器跳 频频点数，如果等于跳频频点数，则进入步骤11，如果不等于跳频频点数，则回到步骤2，测 试下一个频点的抗干扰能力；步骤11 在控制计算机端统计对来自待测读写器各频点的左侧第二邻道、左侧第一邻 道、主信道、右侧第一邻道、右侧第二邻道的最大抗干扰能力，并将各邻道达到可接受读取 率ο时的最大干扰强度Pt与其它待测读写器的邻道干扰强度测试结果进行对比，相同的 可接受读取率下，邻道干扰越强就说明该待测读写器的抗邻道干扰能力越强；步骤12 断开控制计算机与待测读写器、信号源、频谱分析仪之间的通信连接，关闭设备。
9.根据权利要求8所述的RFID读写器抗邻道干扰能力的基准测试方法，其特征在于 所述分别建立控制计算机与待测读写器、信号源、频谱分析仪之间的通信连接是通过以太 网或者GPIB总线使控制计算机能够发送和接收来自待测读写器、信号源、频谱分析仪的控制指令和查询结果。
10.根据权利要求8所述的RFID读写器抗邻道干扰能力的基准测试方法，其特征在于 所述在控制计算机端设定频谱分析仪的频域模板触发是在一个很短的采样时间周期内，频 域中出现满足设定的频率及功率条件的信号时触发相应的设备操作指令。
全文摘要
本发明为一种RFID读写器抗邻道干扰能力的基准测试系统及方法，由标准测试环境、读写器发射天线、信号源发射天线、接收天线、电子标签、读写器天线支架、信号源天线支架、接收天线支架、待测读写器、信号源、频谱分析仪、控制计算机组成，其方法是通过人为施加功率、频率可控的RFID读写器模拟邻道干扰信号，统计在可接受读取率下的最大邻道干扰强度，从而科学的、可重复的对RFID读写器的抗邻道干扰能力进行评价，在相同的可接受读取率下，邻道干扰越强就说明该待测读写器的抗邻道干扰能力越强。通过模拟RFID读写器的邻道干扰对读写器的读取率进行测试，为使用者提供一种简单、明确、有效的RFID自动化测试工具和基准测试方法。
文档编号G01R31/00GK101931472SQ200910087129
公开日2010年12月29日 申请日期2009年6月10日 优先权日2009年6月10日
发明者关强, 刘怀达, 刘禹, 赵健 申请人:中国科学院自动化研究所