密集模式環(huán)境測試解決方案 - 復(fù)雜RF環(huán)境下的RFID測試

　　密集模式環(huán)境測試解決方案

　　可以使用任意波形發(fā)生器（AWG）仿真密集模式環(huán)境?，F(xiàn)代AWG可以通過編程直接生成在HF頻段和UHF頻段的RFID信號，進(jìn)而使用一臺儀器仿真各種信號，如多個閱讀器或多個標(biāo)簽，從而降低必須配置多臺信號發(fā)生器所引起的時間和成本。

　　分析設(shè)備通常需要非常深的存儲器，才能捕獲這些冗長的交互。一般來說，標(biāo)簽閱讀器會嘗試多個查詢，可能會命令標(biāo)簽降低鏈路頻率，以檢驗標(biāo)簽是否像某些實現(xiàn)方案要求的那樣空出通道。實時頻譜儀（RTSA）能夠分析這類事件。

　　RTSA可以直接檢驗ISO18000-7的60s傳輸周期和10s靜默周期，在這一應(yīng)用中的存儲深度超過100s，能全面分析錯誤條件。

　　此外，還可以使用多次采集來分析跳頻和突發(fā)RFID信號。在這種模式下，RTSA能被設(shè)置為捕獲那些用戶自定義時間周期內(nèi)任何時候發(fā)生跳頻和相關(guān)觸發(fā)的數(shù)據(jù)。結(jié)合了超高幀速率（超過48，000frame/s），可以全面捕獲、分析和解調(diào)跳頻RFID信號。

　　一旦捕獲了信號，設(shè)備可以采用相應(yīng)的方式分析信號，幫助工程師了解閱讀器和標(biāo)簽在當(dāng)前RF環(huán)境中的性能是否達(dá)到預(yù)期的水平，以及如果沒有，為什么沒有。測量位時間、CW時間及閱讀器和標(biāo)簽之間的響應(yīng)時間（稱為周轉(zhuǎn)時間）能提供重要信息，幫助了解閱讀器和標(biāo)簽的交互和吞吐量。針對頻率事件檢查幅度毛刺有助于確定錯誤的根本原因。例如如果某個位沒有正確解碼，那么它是FSK調(diào)制錯誤引起的還是ASK調(diào)制錯誤引起的？把各個域中的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來，有助于回答這類問題。

　　現(xiàn)代RTSA可以把頻域、時域、符號域和其它域中的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來，全面迅速地分析復(fù)雜的RF環(huán)境和物理層交互。對于自動改變數(shù)據(jù)速率的ISO18000-6C （EPC GEN2）信號，這些儀器可以自動檢測符號速率，突出顯示前置碼，更輕松地完成分析任務(wù)。

　　監(jiān)測RFID同頻道干擾

　　RFID收發(fā)機(jī)必須遵守“產(chǎn)生干擾有關(guān)的”本地法規(guī)，設(shè)計提供最優(yōu)的抗干擾能力。例如，新加坡和歐洲分配的頻譜是2MHz，而北美則變成了26MHz，這使得世界各地采用的調(diào)制方案和避免沖突的技術(shù)有所不同。

　　有兩種方法可以避免沖突，降低自我干擾，即跳頻技術(shù)（FH）和先聽后說（LBT）/RFID閱讀器同步技術(shù)。美國根據(jù)FCC 47 CFG Ch. 1 Part 15采用跳頻技術(shù)，大部分歐洲國家則根據(jù)ETSI EN 302 208-1采用LBT或同步技術(shù)。

　　在實際環(huán)境中，有效地分析RFID信號可能是一項復(fù)雜的任務(wù)。在一個突發(fā)干擾源于多閱讀器、多標(biāo)簽響應(yīng)、甚至Wi-Fi、Zigbee、藍(lán)牙和類似短程RF通信等其它RF服務(wù)的環(huán)境中，這些信號也具有突發(fā)特點(diǎn)。

　　其中一種最優(yōu)秀的監(jiān)測技術(shù)是稱為DPX的RTSA數(shù)字熒光技術(shù)。這種技術(shù)采用非常快的幀速率，同時用顏色表明信號密度或駐留時間，以獨(dú)特的方式查看復(fù)雜環(huán)境中的脈沖式RF信號。

　　圖6展現(xiàn)了一個仿真的復(fù)雜RF環(huán)境，通過將大量的標(biāo)簽放在閱讀器的閱讀范圍內(nèi)形成。在監(jiān)測閱讀器跳頻輸出短短30秒后，我們可以看到大量的信息。讓我們更仔細(xì)地看一下這個彩色顯示畫面。

　　紅色信號一直存在，在本例中，它代表著噪底及接近顯示畫面底部的多個干擾信號。綠色信號（在本例中主要是突發(fā)干擾） 可能在50%的時間中存在，藍(lán)色信號是偶發(fā)信號，右下角的信號密度標(biāo)度表明了這一點(diǎn)。

　　藍(lán)色信號主要是RFID信號，是閱讀器與一套標(biāo)簽之間的通信信號。在本例中，調(diào)制類型采用幅移鍵控（ASK），高度較高的窄藍(lán)色脈沖是“1”，較低的窄藍(lán)色脈沖是“0”。DPX可以查看傳統(tǒng)掃頻分析儀看不到的信號。

　　在這個屏幕截圖中，閱讀器在多個頻率上成功運(yùn)行，沒有被干擾。首先，我們看到的（主要呈）藍(lán)色RFID脈沖只發(fā)生在干凈的頻率上，就可以說明這一點(diǎn)。其次，通過查看主要呈藍(lán)色的RFID脈沖上的其它顏色，我們可以確定RFID成功交易的擴(kuò)展駐留時間。同時我們可以看到在那些沒有干擾或者信噪比比較好的頻率上，閱讀器才能進(jìn)行成功的巡檢。這清楚地表明，在干擾最低的環(huán)境中，標(biāo)簽讀取成功的概率會提高。

　　在進(jìn)行頻率規(guī)劃，把每個閱讀器限定在某條通道（或多條通道）時，可以使用DPX保證調(diào)制邊帶的電平不會在并放閱讀器使用的通道中產(chǎn)生干擾。注意圖6中心的閱讀器和標(biāo)簽信號擁有寬頻譜展寬，駐留時間要長于其它通道。較亮的信號邊緣表明信號密度較高，因此駐留時間較長。這可能會導(dǎo)致鄰道讀取失敗，應(yīng)采取措施，保證閱讀器中的濾波功能足以抗擊這種干擾。

　　總結(jié)

　　隨著設(shè)備價格下跌和全球市場擴(kuò)大，RFID應(yīng)用也進(jìn)一步擴(kuò)展，導(dǎo)致了RFID設(shè)備迅猛增長。由于固有的特點(diǎn)，RFID信號面臨著復(fù)雜的、甚至苛刻的RF環(huán)境。此外，RFID信號的脈沖式特點(diǎn)使得其很難使用傳統(tǒng)頻譜分析儀進(jìn)行分析。AWG和RTSA可以高效地仿真和分析多個閱讀器、密集模式環(huán)境和常見干擾信號?？梢允褂眠@種技術(shù)，在苛刻的環(huán)境中保證可靠的RFID通信和吞吐量。