专利名称：一种无源射频标签反向调制性能测试方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一 种无源射频标签反向调制性能测试方法和装置，特别是涉及无源射频识别(Radio frequency identification, RFID)系统中射频标签芯片电路调制模块的反向散射调制性能的测试方法和装置。
背景技术：
RFID技术具有识别准确率高、识别距离远、识别速度快等特点，被广泛应用于交通物流、工业生产、门禁管理等领域。无源RFID系统通信链路分为阅读器到射频标签的前向链路和射频标签到阅读器的反向链路。前向链路中，射频标签天线接收阅读器发射的携带相关指令信息的连续载波信号，连续载波信号经射频标签芯片电路中的整流器转换为直流信号为芯片电路供电，指令信息经芯片解调模块处理传送至应用模块；反向链路采用反向散射调制技术，通过应用模块控制射频标签芯片的阻抗，改变射频标签芯片与天线接口处的反射系数，使射频标签返回信号的幅度和相位发生改变。典型反向散射调制无源RFID系统如图2所示。射频标签被识别需要满足两个条件射频标签芯片获得能量满足芯片工作需要； 射频标签反向散射信号被阅读器正确解调和解码。射频标签的反向调制性能直接影响射频标签芯片反射和吸收的能量，同时也决定反向散射信号的质量，因此射频标签的反向调制性能直接影响RFID系统的识别性能。射频标签反向散射调制性能的分析与测试主要包括射频标签吸收和反射功率的分析以及阅读器接收端的误码率的测试。目前，射频标签反向散射调制性能的主要分析方法是反射系数法，反射系数测试系统的结构如图3所示，通过测量的射频标签天线和芯片阻抗计算射频标签天线和芯片接口处的反射系数，利用双线性变换将上述反射系数计算值转换至Smith图，在Smith图中进行相关调制性能的分析。标签反向散射信号质量则通过阅读器接收端误码率测试系统进行误码率评价，现有的误码率测试系统如图4所示，包括误码测试仪和待测信道，其中，待测信道的输出端口与误码测试仪的输入端口连接，待测信道的输入端口与误码测试仪的输出端口连接。测试时，误码测试仪通过输出端口发送一组已知的伪随机序列，误码测试仪输入端口接收待测信道返回的伪随机序列，两者比较，通过统计出错的次数便可计算出误码率。现有误码率测试系统需要专用的误码测试仪，主要通过伪随机序列完成对信道误码率的测试，无法完成测试信道的实时信道质量和实时误码率的分析和测量，测试的参考价值不大。反射系数的测量需要网络分析仪、探针和平衡-非平衡转换器等器件，同时为了减少噪声影响及测量误差，需要测试多种负载情况下的反射系数，利用其最小平均方差进行曲线拟合，测试方式繁杂且测试效率低。本发明方法可满足无源标签在不同应用场景下的调制性能的实时测量要求，极具工程实用价值
发明内容
为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供一种操作简单，测试成本低，测试效率高的无源射频标签反向调制性能测试方法。
该测试方法的基本思想是，基于射频识别技术通信原理和反向散射理论，导出阅读器接收机归一化有效吸收功率、解调输出信号的信噪比(SNR)下边界和接收端误码率三者与反向散射调制系数的关系，即将反射系数和误码率的分析与测量转换为反向散射链路调制系数的分析和测量。本发明之无源射频标签反向调制性能测试方法的具体工作原理如下
假定自由空间下阅读器天线获得功率被全部吸收，根据Friis天线传播方程，标签反
向散射功率^，阅读器接收机吸收功率和接收信号幅度巧分别为
权利要求
1.一种无源射频标签反向调制性能的测试方法，其特征在于，包括如下步骤测量无源射频识别系统反向链路中射频标签反向散射信号在状态“1”和“O”时的响应信号幅度， 计算反向链路的调制系数，确定阅读器接收机平均吸收功率、有效吸收功率、解调输出信号的信噪比和接收端误码率。
2.根据权利1所述的无源射频标签反向调制性能的测试方法，其特征在于，所述反向链路的调制系数在幅移键控调制方式下表示为
3.根据权利1所述的无源射频标签反向调制性能的测试方法，其特征在于，反向链路的调制系数在相移键控调制方式下表示为Wt = Bl-O^其中，钱和·是响应信号在状态“1”和“O”时的信号相位幅度。
4.根据权利2所述的无源射频标签反向调制性能的测试方法，其特征在于，采用幅移键控调制方式时，反向链路的调制系数进一步表示为爾=其中，Ai是射频标签反向散射信号为状态“O”时的反射系数，即射频标签反向散射信号为状态“ 1 ”时的共轭反射系数。
5.根据权利3所述的无源射频标签反向调制性能的测试方法，其特征在于，采用相移键控调制方式时，反向链路的调制系数进一步表示为
6.根据权利4所述的无源射频标签反向调制性能的测试方法，其特征在于，在幅移键控调制方式下，阅读器接收机平均吸收功率、有效吸收功率、解调输出信号的信噪比和接收端误码率分别表示为
7.根据权利5所述的无源射频标签反向调制性能的测试方法，其特征在于，在相移键控调制方式下，阅读器接收机的接收端误码率表示为
8.一种无源射频标签反向调制性能测试装置，其特征在于，包括 矢量信号发生器，用于产生指令信号；矢量信号分析仪，用于测量射频标签反向散射信号的信号幅度； 发射天线和接收天线，分别用于发射信号和接收信号； 射频电缆，用于传输射频信号；所述矢量信号发生器分别通过不同的射频电缆与发射天线和接收天线相连，射频标签置于发射天线和接收天线之间。
全文摘要
一种无源射频标签反向调制性能测试方法和装置，其测试方法包括如下步骤测量无源射频识别系统反向链路中射频标签反向散射信号在状态“1”和“0”时的响应信号幅度，计算反向链路的调制系数，确定阅读器接收机平均吸收功率、有效吸收功率、解调输出信号的信噪比和接收端误码率。本发明还包括无源射频标签反向调制性能的测试装置。本发明测试方法实现简单，测试成本低、测试效率高，适用范围广，可用于不同协议标准的无源RFID系统反向链路调制系数的实时测量。
文档编号G01R31/08GK102221663SQ20111011813
公开日2011年10月19日 申请日期2011年5月9日 优先权日2011年5月9日
发明者何怡刚, 李兵 申请人:长沙河野电气科技有限公司