基于小波分析的RFID射频信号处理

摘要

射频信号调制方式的自动识别对RFID接收机的实现具有重大意义，是射频信号处理中的重要部分。只有正确识别通信调制信号的调制类型，才能更有针对性地对信号解调和处理。小波分析提取数字调制信号的调制特征是一种有效的识别方法。小波变换具有良好的时间，频率局域化特征和多分辨率分析的特性，所以小波变换是一种能有效地从不同调制类型的信号中提取瞬时特征的技术，而且不需要已调信号任何的先验知识。不同类型信号的小波变换系数的明显不同非常适合对数字调制信号的调制类型进行识别。 本文讨论了在RFID中调制制式(2ASK、2FSK、2PSK)的识别问题，研究了RFID通信信号调制方式自动识别的小波算法。针对不同调制方式的数字信号提取其小波域特征，设计了以小波域特征为主要识别参数的梯形结构分类器，建立了数字信号调制方式的自动识别小波算法模型。深入分析了信号特征提取中小波变换后信噪比增益与载波频率、抽样速率及小波缩放尺度之间的关系，提出了对抽样速率和小波缩放尺度的优化，减少了噪声影响。通过大量的计算机仿真验证了该算法的良好性能，具有较为理想的识别能力，在SNR>5dB下大部分的数字调制信号的正确识别率可达到了90％以上。 同时本文还用小波分析方法对数字信号调制参数估计进行了研究。研究了连续Morlet小波变换的应用，利用小波脊线理论对FSK、PSK的载波频率和码速作出估计。为了更好的提取信号特征与识别，文中进行了一些算法相关公式推导与证明，同时讨论了小波分析提取参数中的主要影响因素。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:图表目录

声明

第1章绪论

1.1选题背景及意义

1.2本文主要内容及章节安排

第2章射频识别技术

2.1发展历史

2.2应用现状

2.3 系统构成

2.4 基本工作流程

2.5 RFID 系统的特点

2.6 RFID 系统的分类和选择

2.7 RFID 数字调制方式

2.7.1幅度键控(ASK)信号调制

2.7.2频率键控(FSK)信号调制

2.7.3相位键控(PSK)信号调制

2.8本章小结

第3章小波变换的基本理论

3.1小波分析简介及特点

3.1.1小波分析简介

3.1.2小波变换的特点及与傅里叶变换的比较

3.2小波变换的基本理论

3.2.1连续小波变换的定义

3.2.2连续小波变换的性质

3.2.3离散小波变换

3.2.4几种常用小波的介绍

3.3小波包的基本原理

3.3.1多分辨率分析

3.3.2小波包分析

3.4小波在信号处理中的作用

3.5本章小结

第4章基于小波的调制样式分析

4.1数字调制信号的小波变换

4.2识别器实现

4.3对小波缩放尺度及采样速率的考虑

4.4噪声在小波分解下的特性

4.5本章小结

第5章基于小波的调制参数估计

5.1载波频率的估计

5.1.1小波脊线的提取

5.1.2小波脊线估计载频

5.2码元周期的估计

5.2.1 PSK码速估计

5.2.2 FSK码速估计

5.2.3 ASK码速估计

5.3小波参数对信号识别以及参数估计的影响

5.4本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录