基于虚拟无线电的RFID读写器实现方案

2．3．2 防冲突软件设计
为防止多个标签同时响应，读写器发送的Query指令中令Q不等于0，Q为(0～15)，标签接收到Query指令后，会选择(0～2Q-1)给Slot Counter，当Slot Counter=0时，标签反向散射数据，Slot Counter不为0时标签不响应，如果标签无响应，则连续发送QueryReq，每发送一次QueryReq，标签的Slot Counter的值会减1，直到Slot Counter=0，标签响应为止。其流程图如图4所示。

3 接收端算法研究与实现
接收端算法：接收端接收的信号为(A／2)g(t)，经过I／Q两路解调、低通滤波、隔直流后分别为(A／2)g(t)sinθ和(A／2)g(t)cosθ，如果只采用单路接收信号，当接收信号的相位和本振信号的相位相差θ为90°或者0°，则接收到的信号(A／2)g(t)sinθ或(A／2)g(t)cosθ可能始终为0，即有用信号没有解调出来。为了避免射频场中存在的盲点，系统接收端采用两路正交混频结构，即：

将I，Q两路信号平方后求和得出(A2／4)g2(t)，无论接收信号的相位和本振信号的相位相差θ为多少，总能解调出有用信号。
对于本方案，接收端基带信号处理在PC中完成，PC中接收到的I，Q两路的数据存在一个数组RECEIVE[N]中，针对接收端算法的其体实现步骤如图5所示。

(1)首先解调出I，Q两路信号：即：
RECEIVE_I=RECEIVE(1，1：2：N)
RECEIVE_Q=RECEIVE(1，2：2：N)
RECEIVE_data2=RECEIVE_I2+RECEIVE_Q2
／／N为接收数据所在数组的大小
(2)求接收信号的均值，即求信号的直流分量
sum=O
for i=1：N／2
sum=sum+RECEIVE_data[i]
end
ave_sum=(sum／(N／2))
(3)去直流分量
RECEIVE_data=RECEIVE_data-ave_sum
(4)做相关，找到同步点
在该系统中，标签反向散射的数据有加短前导Frame_Sync和长前导Preamble两种形式，读写器发送的Query指令中的TRext位决定了标签反向散射的数据的前导形式，本方案中标签反向散射的数据采用加前导Preamble的方式。
首先，生成本地的Preamble信号，即编码调制后为Preamble[m]，将Preamble[m]与接收到的RECEIVE_data做相关，找到最大点，取出标签反向散射的数据。

以读写器发送Query指令为例，在采样率为10 MHz，标签反向链路频率为200 kHz时，标签响应时反向散射信号Preamble+RN16(16位随机码)，通过上述过程，解调出数据如图6所示，显示方式为：数据以两路A，B方式，其中A为上部分，B为下部分，如RN16[N]，则有：

(5)解调标签反向散射的数据
根据射频部分的采样率和标签反向散射数据的调制方式，对0和1进行编码调制，生成0和1的本地基带信号，将其与接收的数据进行相关，并进行判断，解调出标签反向散射的数据。

对图6中的数据进行解调得出此次标签反向散射的随机数为：1101 0001 0100 0011。

4 结语
本文提出的基于虚拟无线电的RFID读写器的实现方案，从系统级角度对基于虚拟无线电的RFID读写器的硬件平台及主控部分进行了阐述，并对接收端算法进行了研究与实现。虚拟无线电技术易于实验、开发快捷、与其他应用结合、改进功能盼特点，使得基于虚拟无线电的超高频RPID读写器具有灵活处理基带信号、支持开发多种协议的优点。实践结果表明，基于虚拟无线电实现超高频RFID读写器的方案具有可行性。