隨著設備價格的下降及全球市場擴大，RFID應用正面臨飛速發(fā)展。嵌入式RFID的使用量不斷提高，隨著泛在ID中心(UbiquitousIDCenter)和T引擎論壇(T-EngineForum)等協(xié)調性機構的形成，GSM協(xié)會現(xiàn)已支持將基于RFID的近場通信技術運用于手機中。
RFID的一大挑戰(zhàn)是在復雜的、甚至苛刻的RF環(huán)境中優(yōu)化吞吐量或數(shù)據讀取速度。無源RFID標簽可以對射頻范圍內的任何一個或多個閱讀器做出反應。協(xié)議中規(guī)定了這些通信的行為，但在實際的通信過程中,如果沒有適當?shù)脑O備，則很難對其進行測試。此外，在集成到采用蜂窩技術、WLAN、藍牙或ZigBee技術的同一臺設備中時，也需要運行嵌入式RFID系統(tǒng)。最后，必須考慮同一頻段中其它用戶發(fā)出的干擾。
其結果是，在部署前就有必要仿真復雜的RF環(huán)境，并分析RFID系統(tǒng)在這些條件下的性能。RFID的脈沖式特點和典型的干擾源令測試任務變得更富挑戰(zhàn)性。
RFID技術概述
最簡單的RFID系統(tǒng)由一個標簽(可以是無源標簽)和一個閱讀器組成。從結構上看，無源標簽的讀取與傳統(tǒng)全雙工數(shù)據鏈路略有不同。與傳統(tǒng)有源數(shù)據鏈路不同的是，無源標簽依賴其收到的RF能量為自身供電。無源標簽同樣不會生成自己的傳送載波信號，而是調制詢問器發(fā)送到標簽的部分能量，這一過程稱為反向散射。
通過把標簽的天線負荷從吸收負荷改變?yōu)榉瓷湄摵桑梢哉{制來自詢問器的連續(xù)波(CW)信號。這個過程與利用鏡子和陽光向遠處某人發(fā)送信號的過程非常類似。此外，這樣還消除了標簽中對高精度頻率來源和功率密集型發(fā)射機的需求。由于閱讀器和標簽共享相同的頻率，它們必須輪流發(fā)送信息。因此，反向散射把閱讀器和標簽之間的通信限定在半雙工系統(tǒng)上。
由于從標簽(T)到閱讀器(R)(表示為T→R)的上行方向從詢問器的CW信號中調制，因此可以使用擴頻技術，如跳頻。在接收機零差下變頻中，任何詢問器信號的擴展或跳頻會被自動刪除，因為它們共享相同的本振(LO)信號。
當存在多個標簽、多個閱讀器和干擾時，這個簡單的系統(tǒng)會變得更加復雜。讓我們看一下來自這些情況下的兩個RFID設計挑戰(zhàn)。
多個閱讀器和密集模式環(huán)境
無源RFID標簽的寬帶特點也給密集的(多個)閱讀器站點帶來了某些挑戰(zhàn)。由于標簽閱讀器確定了系統(tǒng)的工作頻率，且標簽是對任何閱讀器進行應答的寬帶設備，因此標簽對某個特定閱讀器的應答能力有限。無源標簽可能會試圖對所有發(fā)出詢問的閱讀器做出應答。
許多RFID系統(tǒng)將被運用到多個閱讀器或密集模式環(huán)境中，以下是一些定義：
·單閱讀器環(huán)境：環(huán)境中只有一個閱讀器工作;
·多個閱讀器環(huán)境：同時工作的閱讀器數(shù)量低于提供的通道數(shù)量;
·密集閱讀器模式：挑戰(zhàn)最大的環(huán)境，其中閱讀器數(shù)量超過通道數(shù)量。
閱讀器和標簽干擾可能發(fā)生在工作環(huán)境內部，在這個區(qū)域內，閱讀器的RF信號衰減低于90dBc(輻射范圍大約相當于方圓1千米的自由空間)。因此，在密集模式環(huán)境中，不管是出于設計還是由于相鄰的RFID閱讀器，許多閱讀器都將會停止工作。
對于一個擁有多個固定閱讀器和精確頻譜規(guī)劃的倉庫應用環(huán)境，在1千米范圍以內來自相鄰設備的干擾可能會達到最小。然而，由于缺少對安全的緩和距離的控制，移動RFID設備所面對的將是一個密集模式閱讀器環(huán)境。在這種情況下，找出現(xiàn)有或之后RFID系統(tǒng)應用環(huán)境中可能存在哪些信號，并了解閱讀器和標簽在存在干擾時的行為變得非常關鍵。
針對這種環(huán)境，已通過認證用于密集環(huán)境的ISO18000-6C閱讀器通常會切換到米勒調制副載波(MMS)編碼。這種精心設計的編碼技術在每個比特位下提供了更多的跳變，因而在有噪聲時更容易解碼，但對同一標簽反向散射鏈路頻率(BLF)來說速度較慢。共有三種不同的MMS方案可供選擇，即Miller-2、Miller-4和Miller-8，其中的數(shù)字指明了多少個BLF周期定義一個數(shù)據符號。例如，在使用40kHz的最慢BLF時，Miller-8的數(shù)據速率是BLF/8 = 5 kbit/s。在這種慢的速率下，傳送一個96位EPC和16位錯誤校驗將需要22.4ms，對應每秒讀取不到45個標簽(當包括一些命令字節(jié)時，如前向鏈路命令，那么能夠讀取的標簽數(shù)量會進一步下降)。出于吞吐量原因，人們不希望以這么低的速率傳送信號，另外某些法規(guī)(如美國FCC Part 15)規(guī)定，根據信號20dB的帶寬，在10s或20s的周期內，只允許在某個頻率上持續(xù)工作平均約400ms。這種法規(guī)要求標簽閱讀器在400ms后空出通道，跳到一個其他的頻率，即使在原有頻率上的閱讀還沒有完成。
根據ISO18000-7規(guī)范工作的閱讀器和標簽采取不同的方法。它們使用更長的RF傳輸及更低的傳送速率，提高了信號的抗干擾能力。對采用同等商用版本ISO18185的集裝箱應用，這要求最大傳輸周期提高到60s，同時在傳輸之間保持10s的最低靜默周期(FCCpart15.240)。在這么慢的傳送速率下，可能要用兩分鐘才能傳送識別集裝箱所有貨物所需的整個128kB數(shù)據。根據這一標準使用的標簽是有源標簽，也就是說它們帶有機載電源，一般輻射功率要高于無源標簽。
這兩種技術都意味著測試解決方案必需在相對較長的時間周期內收集與脈沖式信號有關的詳細的RF數(shù)據。
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。現(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，進而使用一臺儀器仿真各種信號，如多個閱讀器或多個標簽，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。