《超高頻射頻識別定位系統中載波相位測量技術的研究》是依託西安電子科技大學，由彭琪擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：超高頻射頻識別定位系統中載波相位測量技術的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：彭琪
- 依託單位：西安電子科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
超高頻射頻識別定位系統因其系統特性得到了越來越廣泛地關注和研究。隨著其套用範圍的不斷擴大，對系統功耗，定位精度，硬體成本等方面的要求也越來越高。就目前的研究而言，基於相位測量的超高頻射頻識別定位系統的定位精度可以達到厘米量級，比其餘幾種方案更優。但大部分工作的研究集中在基於相位測量的位置解算方案而忽略了載波相位測量本身以提高定位精度，特別是在國內。這是由超高頻射頻識別系統的發展現狀所決定的。本課題在對超高頻射頻識別系統研究的基礎上進行載波相位測量方案的設計與實現。對影響載波相位測量性能的關鍵問題如載波泄露、接收機的I/Q失配、直流漂移、噪聲等進行分析。擬在直流漂移的消除方法，非理想效應下的延遲-相位模型的建立和快速相位恢復算法等方面開展研究。提出解決這些問題的新方法和技術。並通過讀寫器平台對所提出的理論方法進行驗證，為今後帶有載波相位測量的讀寫器晶片的實現打下基礎。
結題摘要
項目重點研究了超高頻射頻識別定位系統中載波相位測量的方法。主要研究內容包括非理想效應下的延遲-相位模型的建立、相位快速測量算法設計及系統測量驗證三部分內容。在延遲-相位模型方面，首先針對超高頻射頻識別系統中存在的非理想效應，如載波泄露，直流失調，幅度/相位失配等，建立非理想效應下的系統模型，分析其對相位測量的影響。通過內建自測試方法修正相位-延遲模型解析式，並分離發射機幅度失配和接收機幅度失配對相位測量帶來的影響，減小非理想效應對相位測量精度的影響；其次在相位測量模組的設計與實現中，考慮到FM0編碼的特徵，利用不同調製狀態相減消除直流偏移對相位測量的影響。對於FM0編碼對稱性帶來的180°相位模糊度，通過檢測回波命令到達時的跳變情況識別標籤的默認狀態，恢復360°的相位變化周期，並且將相位測量檢測約束在[0,π/2]，從而可以通過CORDIC算法快速而有效地獲得測量相位；最後在系統驗證中，相位測量模組得到的相位是否有效與通信成功與否有關。為了保證系統在± 22%的標籤回波碼率偏移下可靠工作，針對硬體系統帶來的信號畸變對信號解碼性能的影響，採用支持向量機算法進行解碼模組的設計從而最佳化系統性能。考慮到非理想效應對信號的影響主要在於其波形分布和波形周期長度，幀頭檢測採用序列檢測，不同頻偏對應不同長度的向量，從而用分類學習問題處理幀同步問題，實現精確的頻率估計。對於數據檢測部分，採用碼元檢測以滿足協定規定的嚴格通信時序要求，並通過兩步調節法，自動調節非理想效應對碼元寬度的影響。測試結果表明，與傳統的解碼方案相比，該方案可有效提高通信的正確率，從而保證相位測量系統結果的有效性；設計的系統在實驗室環境下的測距精度在毫米量級，滿足室內定位的需求。
