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利用实时频谱分析仪 发现UHF频段RFID信号一例

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作者：广东省无线电监测站
RFID是一种射频识别技术 ， 是通过射频技术生成以及采集特定代码信息的过程 。
RFID的主要工作频段有两个 ， HF段和UHF段 ， UHF频段在国际上各国一般取860～960MHz频段的子集 ， 设备采用反向散射的方式工作 ， 标签利用接收到的由读写器发出的射频能量 ， 将其中的编码信息利用电波传播回去 ， 其工作距离较大 ， 一般最大可达3～10米 。目前860MHz～960MHz RFID系统的读写设备通常采用跳频工作模式 ， 在一定的工作频带下划分多个跳频信道 ， 按特定跳频顺序输出射频能量进行工作 。在实际的工作过程中 ， 读写设备输出调制波或者连续单载波 ， 调制波所携带的信息是为了对标签进行各种操作 ， 而连续单载波是为了向标签提供能量 。
前一段时间我们发现 ， 广州市部分单位在使用UHF频段的RFID系统 。我国目前尚未为该系统划分工作频段 ， 经我站技术人员监测 ， 发现目前社会上使用的UHF频段RFID系统的工作频段一般为902MHz～928MHz ， 跟美国政府划分给RFID系统使用的频段基本相吻合 。该频段与我国GSM业务的上行频段（885MHz～915 MHz）、900 MHz无中心多信道选址业务频段（915 MHz～917 MHz）以及点对点立体声广播传输业务频段(917 MHz～925 MHz)相重叠 。RFID信号主要特点包括:RFID信号是间歇的 ， 微功率发射 ， 很多时候是跳频信号;RFID信号采用了多种不同的调制方式 ， 如ASK、BPSK调制等;RFID测试有许多和时间有关的测试参数 ， 如读写器和标签发射及响应时间参数、跳频周期、码元周期等;RFID信号是有数据传输的 ， 并有一定的编码方式如NRZ、Miller、FM0、PIE等 。这些特点要求测试仪表同时具备可以实时捕捉瞬态变化信号、数字解调能力、存储一段时间数据并进行时域测试的能力, 以及对如NRZ、Miller、FM0、PIE等RFID信号解码的能力等 ， 我们目前的频谱仪及矢量信号分析仪都无法完全实现这些功能 。
经过技术交流我们试用了泰克公司RSA3408A实时频谱分析仪 ， RSA3408A具备频域、时域和数字调制域的多域测试功能 ， 可以满足RFID的时间相关参数测试及数字解调测试 。它专门的RFID测试软件提供了目前所有的RFID解码功能 ， 同时泰克公司专利的频域模板触发技术为捕捉跳频RFID信号提供了很好的手段 。
以下是我站技术人员在监测过程中发现的空中UHF频段RFID跳频信号 。在测试过程中我们使用了RSA3408A特有的脉冲信号分析、瞬变信号捕捉等功能对信号进行了监测存储 ， 并根据捕捉信号特征对该信号进行了分析 ， 同时利用便携式频谱分析仪在该不明信号四周进行查找 ， 发现发射源位于某大厦车库入口处 。测试的相关结果参数、图表及该发射源的信号特征和设备图片如下 。
图1; RFID信号三维频谱
相关参数:信号频率——902.5MHz～927.5MHz;跳频间隔:500kHz;跳频信道总数——50 信道 。通过图1的三维频谱可以看出信号的跳频速率为50跳/15秒 。
RSA3408A提供了FFT桢重叠技术 ， 它可以将信号在时间轴上“展宽” 。我们可以测量出每跳持续的时间约300ms 。图2显示每跳共发信号21次 ， 每次持续时间约7.6ms 。其间载波不间断 。
图2; RFID信号每跳发送21次
图3; 显示每次发射信号时间7.6ms中有700μs时间不发码元只发单载波 。
(a)
(b)
图3; 700ms时间中不发码元只发单载波
我们测出的信号接收功率约-57dBm ， 带宽约250kHz ， 通过解调功能得出调制方式为ASK（见图4） 。
图4; RFID信号调制方式

;最后 ， 我们使用RSA3408A的RFID测试套件测量得出 ， 此RFID信号的码元周期为40μs（见图5） 。由此完成了对该RFID信号的查找 。

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