読者とタグの価格の低下と世界市場の拡大に伴い、RFID（Radio Frequency Identification）の利用が増えています。タグはリーダ（パッシブタグ）から給電することも、タグのオンボード電源（セミアクティブタグとアクティブタグ）によって給電することもできます。サブマイクロパッシブCMOSタグのコストの削減により、在庫および他のアプリケーションが急速に増加している。いくつかの評価では、パッシブタグの価格が低下し続けると、販売されたほとんどの製品にRFIDタグが内蔵されることが示されています。パッシブRFIDタグの重要性と独自のエンジニアリング実装の課題のため、この記事ではパッシブタグシステムに焦点を当てます。
リーダからCW信号を受信すると、パッシブタグはRF（RF）エネルギーを整流してタグ動作を維持するのに必要なエネルギーの小さな部分を生成し、アンテナの吸収特性を変更して信号を変調して通過させます。後方散乱は読者を反映する。 RFIDシステムは、しばしば、単純な変調技術および符号化方式を使用する。しかし、単純な変調技術はスペクトル効率が低く、所与のデータ速度に対してより多くのRF帯域幅を必要とする。変調する前に、データを符号化して連続した情報ストリームを形成する必要があります。ビットエンコーディングシステムには多くの種類があり、それぞれのタイプのエンコーディングには、ベースバンドスペクトル性能、エンコーディングとデコードの複雑さ、クロック駆動条件下でのメモリへのデータ書き込みの独自の利点があります。タグボード上のタイミングソースの必要精度を達成することが困難であること、およびタグにエネルギーを供給するための困難な帯域幅要件および最大限のRFエネルギー伝達を達成するために、受動タグは使用される符号化システムに固有の要件を有する。最後に、読者がそのカバレッジ内のすべてのタグを読むことができるように、何らかのアンチコリジョンプロトコルが必要である。
RFIDテストの概要
すべてのRFID通信システムは規制要件を満たし、使用される標準を満たさなければなりません。しかし、今日、システムの最適化は、急速に成長しているこの業界の勝者と敗者を区別します。この記事では、RFID通信システムの設計者が直面しているテスト課題、規制テスト、標準準拠、最適化について説明します。
RFIDテクノロジには、過渡信号、低帯域幅変調技術、後方散乱データなど、いくつかの珍しいエンジニアリング・テスト課題があります。無線データリンクの開発には、従来のスイープチューンスペクトルアナライザ、ベクトル信号アナライザ、およびオシロスコープが使用されていました。しかし、これらのツールには、RFIDテストで使用するときにいくつかの欠点があります。掃引同調型スペクトルアナライザは、瞬間的なRF信号を正確に捕捉して特徴付けることは困難です。ベクトル信号アナライザは、実際には低スペクトル効率のRFID変調技術および特殊な復号化要件をサポートしていません。高速オシロスコープはダイナミックレンジが小さく、変調およびデコード機能を備えていません。リアルタイムスペクトラムアナライザRTSA（RTSA）は、これらの従来のテストツールの限界を克服し、過渡信号の最適化を提供します。テクトロニクスの特許取得済みの周波数テンプレートトリガにより、複雑な実世界のスペクトル環境で特定のスペクトルイベントを確実にトリガすることができます。
規制試験
すべての電子機器メーカは、機器の販売場所や使用場所に関する規制基準を遵守しなければなりません。パッシブRFIDタグの独自のデータリンク特性に従うように、多くの国が規制の規則を変更しています。ほとんどの規制当局は、短期試験に使用されない限り、機器からのCW排出を禁止しています。パッシブタグは、タグにエネルギーを供給するために読み取り器にCW信号を送り、変調のために後方散乱する必要があります。パッシブタグに標準的なトランスミッタがない場合でも、変調された信号を放射することができます。しかし、多くの規制は、トランスミッタレス変調に対応していません。さまざまなスペクトル放射テストは、読者のRFID規格には明示的に含まれていませんが、規定されています。
標準的な整合性
リーダとタグ間の信頼性の高い対話要件は、ISO 18000-6タイプC仕様などの業界標準と一致しています。この要件は、政府のスペクトル放射要件を満たすために基本要件を超える多くのテストを追加します。 RFコンフォーマンステストは、タグとリーダー間の信頼性の高い相互運用性を確保する上で重要です。
事前にプログラムされた測定値は、これらのテストを実行するのに必要なセトリング時間を減少させる可能性があります。たとえば、ISO18000-6 Cタイプの重要な尺度は、起動およびシャットダウン時間です。キャリアのエネルギー上昇時間は、タグが適切に動作するのに十分なエネルギーを収集するのに十分速くなければなりません。信号はまた、定常状態に素早く到達しなければならない。トランスミッションの終わりに、キャリアのエネルギー低下時間は、他のエミッションが妨害されないように十分に速くなければならない。
一部のRFIDデバイスは、最適化されたアプリケーション固有の通信メカニズムを使用します。この場合、エンジニアは、使用される特定のフォーマットに従って変調および符号化メカニズムを調整するようにプログラムできるさまざまな変調および符号化メカニズムを提供できるアナライザが必要です。
最適化された
基本仕様が満たされれば、特定の市場分野で競争優位を得るためにRFID製品の性能を最適化することが特に重要です。パフォーマンスメトリックには、タグが読み取られる速度、マルチリーダー環境で動作するタグの能力、およびタグとリーダー間の距離が含まれます。コンシューマ向けアプリケーションでは、タグとリーダ間の通信速度がユーザの満足度に直接影響します。たとえば、RFIDを使用した公共交通機関業界では、読み取り時間が5秒から半分以下に短縮されました。産業用途では、スピードとは生産を意味します。生産が高ければ高いほど、資金と人的資源の使用が効率的になります。パッシブタグはRFIDリーダから適切に動作するために必要なエネルギーを得るので、複数のリーダによって、タグがそれを求めるすべてのリーダに応答しようとする可能性があります。複数のリーダの場合、システムのスループットを向上させるために何らかの種類のアンチコリジョンプロトコルが必要です。最後に、タグの読取範囲を最大にするためには、搬送波対雑音の要件を最小限に抑える必要がありますが、搬送波のデッドタイムを最小限に抑えてタグのエネルギー不足を防ぐ必要性と矛盾します。これらの最適化は、エンジニアや計測機器に挑戦しています。
具体的な例を見てみましょう - ロールオーバー時間TAT（以下、TATともいう）として知られる通信速度の最適化。利用可能なRFエネルギー、パスフェーディング、および変更されたシンボルレートは、リーダ照会に対するタグの応答時間を増加させる可能性がある。レスポンスが遅いほど、複数のタグを読み取るのに時間がかかります。高速測定RFIDシステムの速度を最適化するためには、TATが必要です。
TATはRTSAを使用して簡単に測定できます。まず、タグとリーダ間でクエリ全体を取得するために、頻度テンプレートのトリガをインストールする必要があります。 RTSAの電力対時間ビューにより、ユーザは起動プロセス全体を見ることができます。半二重システムのTATとして1つのダウンリンク送信の終了（リーダーからタグへの）と次のダウンリンク送信の開始との間の時間を考慮することが通例である。 TAT時間は、タグ照会の最後にマーカーを、後方散乱の終わりに、または次のリーダーのデータ送信の開始時に第2のδマーカーを置くことによって、正確に測定することができる。幅広いダウンリンク条件にわたって最短のTATを維持することは、システムスループットを最大にするのに役立つ。
RTSAは、タグ照会に関連するシンボルまたはビットを復調することもできる。ユーザは、適切なRFID規格、変調タイプ、及び復号フォーマットを選択するだけである。アナライザはリンクのビットレートを自動的に検出して表示します。エンジニアの生産性をさらに向上させるために、回復されたデータシンボルに対して機能ベースの色分けが行われます。 RTSAはリーダーを自動的に認識し、そのシンボルを$として出力します。これにより、実際のデータロードを簡単に識別し、既知の値と比較します。
RFID産業には、多数の技術とアプリケーションが含まれており、その多くは一般的な通信リンクとは異なります。エンジニアは、規制テスト、標準準拠、および測定の最適化を迅速かつ簡単に実行できるツールが必要です。
RSA3408Aは、これらのニーズを満たし、複数のRFID国際規格、時間依存のマルチドメイン測定、カスタムRFID通信システム、複数のRFID信号の復調、およびシンボル復号をサポートするツールです。 この装置は、エンジニアリングの効率を大幅に改善し、製品が市場に出るまでの時間を短縮します。 政府のスペクトル規制を満たすかどうか、タグやリーダーが特定の通信規格を満たしていること、開発中に発生した問題をデバッグすることなど、RTSAはリーダーやタグから放射されるRFID信号を分析するユニークなツールです。