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1、单位代码： 10293 密 级： 公开硕士学位论文论文题目：基于码分多址机制超高频 RFID 阅读器的仿真与研究学姓导号名师1010020717张雷杨恒新 副教授学研科究专方业向电路与系统智能信息处理申请学位类别论文提交日期工学硕士二 O 一三年二月Simulation and Research of UHF RFID ReaderBased on CDMA MechanismThesis Submitted to Nanjing University of Posts andTelecommunications for the Degree ofMaster of EngineeringBy
2、Zhang LeiSupervisor: Prof. Yang Heng-xinFebruary 2013南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。研究生签名：_ 日期：_南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留
3、并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名：_ 导师签名：_ 日期：_摘要射频识别技术(Radio Frequency Identification，RFID)是一种利用射频无线通信实现非接触式的自动识别技术。超高频段的射频识别由于其识别速度快，识别距离远等优点，在物流业得到了广泛的应用。本文基于 Matlab 平台，对
4、基于码分多址机制的超高频 RFID 阅读器进行了仿真分析与研究。首先，对 RFID 系统在国内外的发展现状进行了分析；对 RFID 系统的基本概念、基本工作原理和 RFID 技术标准进行了介绍；接着介绍码分多址(CDMA)技术的基本原理及其在 RFID中的应用，重点介绍了扩频通信的原理和常用的伪噪声码性能特点；然后研究了常规的阅读器设计方案，并针对协议的特点分析了协议中的编码技术和调制技术，给出了超高频 RFID阅读器发射机和接收机的设计方案；最后在理论研究的基础上，使用 Matlab 的系统函数设计了 PIE 和 FM0 数据编解码程序，使用 Matlab/FDATool 设计了低通滤波器。
5、本文使用Matlab/Simulink 对所设计的 RFID 阅读器的前向链路和反向链路分别进行了系统级时域仿真，并对其误码率性能进行了仿真与分析；提出了基于码分多址和帧时隙相结合的标签防碰撞性能评估方案，并进行了仿真分析。仿真结果表明，本文提出的基于码分多址机制和帧时隙相结合的超高频 RFID 阅读器方案合理可行，使用的伪码周期小，电子标签响应时间快，防碰撞效率高，能同时处理多个标签信息，实现了多址存取，改善了无线频谱利用率。关键词:射频识别，码分多址，超高频，阅读器，SimulinkIAbstractRFID technology (Radio Frequency Identificati
6、on, RFID) is a contactless automaticidentification technology based on RF wireless communications. Ultra-high frequency (UHF) radiofrequency identification has been a wide range of applications due to its recognition speed andrecognition distance in the logistics industry. This thesis, based on Matl
7、ab platform, takes on thesimulation analysis and study about the ultra-high frequency (UHF) RFID reader based on codedivision multiple access mechanisms.Firstly, this paper introduces the development status of the RFID system at home and abroad,the basic concepts of RFID systems, the basic working p
8、rinciples and the standards for RFIDtechnology. Then the basic principles of Code Division Multiple Access (CDMA) and itsapplications in RFID are introduced. The spread spectrum communication principle and thepseudo-noise code performance characteristic are highlighted in this section as well. Succe
9、ssively,we research the regular reader design, analyse the protocol characteristics of coding and modulationtechniques based on ISO18000-6C protocol, present ultra-high frequency RFID reader transmitterand receiver design proposal, design PIE and FM0 data encoding and decoding procedures and alow-pa
10、ss filter using the Matlab system function and FDATool correspondingly. Finally,system-level time-domain simulation of RFID reader forward and reverse links, is carried on byutilizing Matlab/Simulink. The BER performance of the simulation and anti-collision performanceassessment program based on the
11、 combination of code division multiple address and frame slot, areanalyzed also.Simulation results show that the presented UHF RFID reader layout using a combination ofcode division multiple access mechanism and frame slot is feasible, the layout achieves shorterpseudo-code period, faster response t
12、ime, higher efficiency of anti-collision, and can handlemultiple tags information, improve the utilization rate of wireless spectrum.Key words:RFID, CDMA, UHF, Reader, SimulinkII目录第一章 绪论 . 1 1.1 课题的研究背景和意义 . 1 1.2 RFID 系统在国内外发展现状 . 2 1.3 本文主要研究内容与结构 . 4 1.4 本章小结 . 5 第二章 RFID 系统的基本原理 . 6 2.1 RFID 系统的组成部分 . 6 2.2 RFID 系统分类 . 7 2.3 RFID 系统的工作原理 . 8 2.4 RFID 技术相关标准与规定 .
