[发明专利]一种基于开放式软件无线电平台的射频识别系统

权利要求书

1.一种基于开放式软件无线电平台的射频识别系统，其特征在于，包括：

开放式物理层处理模块，包括基带处理模块、AD/DA模块、射频收发模块和时钟模块。基带处理模块实现物理层信号的基带和中频信号之间的转换。AD/DA模块用于在不同的协议和标准中完成高频数字信号和模拟中频信号之间的转换，将从天线接收下来的射频信号再次下变频输出模拟信号到AD模块输入端和把DA模块输出端的模拟中频信号上变频成射频信号，并通过天线发射出去。射频收发模块，完成射频识别信号的调制，将查询信号发射到空间中，并接收RFID标签反向散射回来的信息，解调成模拟信号。时钟模块产生时钟信号，并通过时钟总线送至基带处理模块和射频收发模块。

后台处理机，实现对所述的开放式物理层处理模块的配置和控制，并将RFID的标签信息返回至GUI界面，同时显示MAC层和物理层的信息。

开放式硬件接口，实现开放式物理层处理模块和后台处理机以及开放式物理层处理模块内部中的数据信号和控制信号的传输。

2.根据权利要求1所述的基于开放式软件无线电平台的射频识别系统，其特征在于，所述的基带处理模块采用FPGA芯片，从输入的中频数字信号中提取所需的窄带信号，并将数据速率降低以便数据能通过开放式硬件接口传到后台处理机上。在接收路径上，FPGA对ADC采样得到的数字信号进行数字下变频DDC，并通过层叠梳状滤波器CIC对数据进行可变速率的抽取。在发送路径上，FPGA对数据进行的是梳状内插。基带处理模块能够满足底层的数据处理量大，处理速度高等要求。

3.根据权利要求1所述的基于开放式软件无线电平台的射频识别系统，其特征在于，所述的射频收发模块分为接收机部分和发射机部分。接收机能将UHF频段范围内的RF输入信号通过两级可变增益放大器，送至混频器，直接将输入信号下变频为基带同相/正交分量，基带输出经过独立的I/Q通道可变增益放大器，获得的增益具有自动控制功能。发射机的分相器PHASE SPLITTER电路产生两路正交的本振，混频电路将产生两路调制信号并通过求和后输出，模拟信号被直接调制到射频载波上并送入后级射频功放器放大，最终通过天线辐射。

4.根据权利要求1所述的基于开放式软件无线电平台的射频识别系统，其特征在于，所述的AD/DA模块具有高采样速率、高采样精度和较大的动态范围的特点。本平台采用复数(IQ)采样，对得到两组复数输入和两组复数输出进行配对，具有较高的灵活性，能够适应复杂的电磁环境。

5.根据权利要求1所述的开放式软件无线电平台的方法和系统，其特征在于，所述的时钟模块可以使用有源晶振，或者无源晶振，或者脉冲发生器等产生时钟信号，将时钟信号通过MMCX接口送至射频模块用以提供本地振荡，以及送至基带处理模块和AD/DA模块用以进行时钟同步。

6.根据权利要求1所述的基于开放式软件无线电平台的射频识别系统，其特征在于，所述的后台处理机通过可以对所述开放式物理层处理模块进行接收和发射参数的调整，包括信道带宽、Training、脉冲宽度(PW)、调制深度等参等。

7.根据权利要求1所述的基于开放式软件无线电平台的射频识别系统，其特征在于，所述的开放式硬件接口采用USB 2.0(通用串行总线)接口与后台处理机进行通信，USB支持三种传输方式：命令、bulk读写、同步传输。在本平台中使用命令包配置、装入固件和FPGA的bitstream；使用bulk读写或者同步传输传送FPGA与后台处理之间的数据。开放式物理层处理模块内部中的数据信号和控制信号则通过SPI(Serial Peripheral Interface，串行外围设备接口)总线和I²C总线(Inter IC Bus，芯片间串行传输总线)进行传输，以实现快速和高效的信息传输，使整个系统运行流畅，满足实时性的要求。

8.根据权利要求1～3所述的基于开放式软件无线电平台的射频识别系统，其特征在于，基带处理模块和射频收发模块之间必须使用E²PROM进行标示和配对，且多个E²PROM同时使用时，需要通过地址来区分。

9.根据权利要求1、6所述的基于开放式软件无线电平台的射频识别系统，其特征在于，所述的后台处理机通过GUI界面显示RFID系统的MAC层和PHY层的信息，通过改进MAC层和PHY层可以在不同的环境下进行最优化配置，进一步提高射频识别的准确率和读取速度。