2.2 讀寫器的調制解調建模

　　按照從讀寫器到電子標簽的傳輸方向，讀寫器中發送的信號首先需要經過編碼，然后通過調制器調制，最后傳送到傳輸通道上去，基帶數字信號往往具有豐富的低頻分量，因此必須用數字基帶信號對載波進行調制，以使信號與信道的特性相匹配。2ASK 調制是基于ISO18000-6標準下RFID 系統最常用的調制方式，其原理利用載波的幅度變化來傳遞數字信息，而其頻率和初始相位保持不變。

　　2ASK信號可以表示成具有一定波形的二進制序列與正弦波的乘積，即：

　　式中：A 為振幅；Ts 為碼元持續時間；g（t）為持續時間為Ts 的基帶脈沖波形，為簡便起見，通常假設g（t）是高度為1、寬度等于Ts 的矩形脈沖。

　　解調和調制的實質一樣，均是頻譜搬移。調制是把基帶信號搬移到載波位置，這一過程可以通過一個相乘器來實現。解調則是調制的反過程，即把在載頻位置的已調信號的頻譜搬回到原始基帶位置，因此同樣可以用相乘器與載波相乘來實現。

　　在ISO18000-6 Type B協議下，RFID系統采用的是2ASK調制。以下仿真模型給出了讀寫器向電子標簽傳輸過程中編碼及調制解調的仿真模型，前面已經對曼徹斯特編碼給出了介紹，此處不再贅述。將經過編碼信號與正弦波進行相乘并通過帶通濾波器后，可得到已調的高頻信號，解調時將已調信號與原正弦信號相乘再經過低通濾波以及抽樣判決器，即可恢復出原始的編碼信號，在對接收到的已調信號進行解調時采用相同頻率的正弦波，其曼徹斯特編碼進行2ASK調制解調的仿真模型如圖4所示，仿真結果如圖5所示。

　　在本文中為了加快系統的仿真時間，將本地振蕩正弦波幅值設置為1，頻率設為915 Hz，設置脈沖發生器的采樣時間分別為0.1 s和0.05 s，帶通濾波器參數設置為600~1 100 Hz，低通濾波器的截止頻率為200 Hz，抽樣判決器的時間設為0.01 s.從圖5 中可以清楚的看到，信號經過調制以及解調之后恢復的信號與原始信號保持一致。

　　2.3 UHF RFID讀寫器傳輸性能的研究

　　任何信號的傳輸都伴隨著噪聲，加性高斯白噪聲是最常見的一種噪聲，它存在于各種傳輸煤質中，表現為信號圍繞平均值的一種隨機波動過程。加性高斯白噪聲的均值為0，方差表現為噪聲的功率的大小。本文對讀寫器與電子標簽之間的信號傳輸性能的研究就是基于加性高斯白噪聲信道的基礎之上。

　　圖6給出UHF RFID讀寫器向電子標簽傳輸方向的通信模塊仿真，仿真結果如圖7所示。已調信號經過一個加性高斯白噪聲信道傳輸后再經帶通濾波器濾除多余的諧波后與正弦載波信號相乘進行解調，解調后的信號經過放大再濾波以及抽樣判決就可以得到原始的基波信號。

　　在圖7 中將編碼信號與抽樣判決后的信號通過關系比較器進行比較，當兩者的結果不一致時，輸出1，當兩者結果一致時輸出0，再將結果與1一起輸入錯誤率統計模塊，即可得到誤碼率，考慮到信號傳輸過程中的延遲，故在原始信號后加一延遲模塊，延遲時間可由仿真圖形中進行估計。

　　2.4 誤碼率特性分析

　　本文所建立的UHF RFID 讀寫器仿真模型是建立在ISO18000 Type B 協議的基礎上的，其常用頻率為915 MHz，將載波信號頻率設為915 MHz.為了降低系統的仿真時間，將每個信號的抽樣數設為2，若增加信號的抽樣數時，所得的誤碼率將降低，但同時仿真時間將增大，取抽樣信號的功率為1 W，觀察信噪比從1~15 dB變化時，系統的誤碼率的變化，誤碼率曲線如圖8 所示，從圖中可以看出，當信噪比達到12 dB時，誤碼率已達到10-4，系統具有較高的抗干擾性能。

　　3 結語

　　本文提出了基于ISO18000-6 type B 協議下UHF RFID讀寫器的設計方案，并對其通信過程進行了Simulink仿真，給出了曼徹斯特編解碼以及2ASK調制解調的模型。通過結合實際中經常遇到的高斯白噪聲信道分析了系統的信道抗干擾性能，給出了在915 MHz頻率下，系統的誤碼率曲線，分析了系統的抗干擾性能，在SNR 達到12 dB，誤碼率達到10-4 ，系統具有較高的抗干擾性能。（作者：張媛，蘆海玉，朱武）