RFID协议一致性测试系统设计

标准将作为Mode 3对ISO 18000-3标准进行扩展。新协议的出现，又会带来新的物理层空中接口规定和协议层数据交换标准，因此需要一个灵活可扩展的测试平台与之相适应，使之不仅能实现对现有RFID协议的一致性测试，也能快速应对下一代RFID协议的测试需求。

　　2.RFID协议一致性测试系统概述

　　目前应用于RFID协议一致性测试的系统主要有以下几种构架方式，即：成功/失败模式、监听模式、激励/响应模式、实时仿真模式，依次覆盖了从简单到复杂不同层次的一致性测试需求。本节中我们将对比不同构架的特点及其局限性，并引入软件无线电等关键技术，结合各种测试构架来应对RFID协议一致性测试中面临的困难与挑战。

　　2.1RFID协议一致性测试系统的构架方式

　　1.成功/失败模式

　　最简单的RFID协议一致性测试系统采用一个参考阅读器与被测标签之间进行通讯，得出通讯成功或失败的结果，以此判定被测标签的特性，或反之采用参考标签判定被测阅读器的特性。成功/失败模式如图2-1所示：

图2-1：成功/失败模式

　　该测试模式的特点是系统构成简单，测试时间极短，适合于生产线等对测试速度要求很高的测试场合。但其缺点在于测试项目少，测试结果简单，仅能提供被测单元是否正常工作的信息，对于判定被测单元的协议一致性来说是远远不够的。另外，当遇到测试结果为失败时，由于无法分析失败的原因，不能够对被测单元的改进提供有用的信息。

　　2.监听模式

　　严格来说，成功/失败模式并未真正构成RFID协议一致性测试系统，该模式更多的只作为一种辅助的测试手段。针对成功/失败模式的不足，我们可以在它的基础上增加频谱仪和示波器等仪器，构成监听模式。进一步的，我们可以采用矢量信号分析仪等高级信号分析仪器替代频谱仪和示波器，以获得更加强大的信号分析能力。在该测试模式中，当参考单元和被测单元之间进行数据交换时，我们可以通过第三方仪器对通讯的信号进行采集和分析。监听模式如图2-2所示：

图2-2：监听模式

　　该测试模式能够实现的协议一致性测试功能主要取决于两个要素，首先是矢量信号分析仪。RFID协议一致性测试，要求矢量信号分析仪不仅具有传统的时域和频域分析功能，还需要具有针对RFID协议的解调和解码功能，才能获得通讯过程中的数据。同时，矢量信号分析仪还需要具备适合于RFID信号的同步触发采集功能，如射频功率触发或频谱模板触发。由于几乎所有RFID信号都是间断的瞬时信号，具有射频功率开启标志着通讯开始的共同特征，射频功率触发已成为最常用的触发采集方式。除此之外，由于RFID阅读器和标签之间的通讯速率很快，受限于矢量信号分析仪的操作和信号处理速度，监听模式下无法实现对信号的实时分析，而只能采用实时采集，离线分析的方式，因此矢量信号分析仪的信号存储能力就显得至关重要了。

　　监听模式在弥补了成功/失败模式的不足的同时，也存在着同样的局限性，即该测试模式的另一个要素，参考单元（阅读器或标签）。在RFID协议标准中，对于大多数参数的规定，都采用了灵活组合的方式，即阅读器和标签都可以在宽泛的范围内进行操作，如不同的调制参数、编码方式、数据速率、强制的和可选的指令集等。需要说明的是，协议标准规定阅读器和标签并不需要同时支持所有的参数组合方式，而由于研发和生产成本等因素的制约，实际的RFID产品也无法支持所有的参数组合方式。

　　参考单元的选择很大程度上决定了该测试模式的效果，但寻找一个包含了所有功能的“完美”参考单元几乎是不现实的。退一步来看，即使找到了“完美”参考单元，对于完成RFID协议一致性测试来说还是不够的，因为在协议一致性测试中，不仅需要测试协议规定的正确通讯流程，还需要执行非正常流程来测试被测单元在特定条件下的反应。

　　受参考单元功能限制的影响，监听模式很难实现全面的协议一致性测试，但对于协议一致性测试来说，测试的完整性却又是必须保证的。因此，监听模式只适合于基本的物理层测试，如不依赖于标签应答的阅读器射频参数等。

　　3.激励/响应模式

　　RFID协议一致性测试系统的第三种实现是激励/响应模式，在这种模式下，参考单元被矢量信号发生器所取代，矢量信号发生器可以发射特定的RFID信号给被测单元，并同时给矢量信号分析仪发送一个数字触发标志，在收到触发时矢量信号分析仪开始同步采集通讯信号以进行分析。激励/响应模式如图2-3所示：

图2-3：激励/响应模式

该测试模式在各类测试应用中是比较常见的，因为这种测试模式具有很强的可控性并且容易实现自动化测试。与被动的监听模式不同，激励/响应模式能