Etude des systèmes RFID opérants en rétrodiffusion modulée ultra large bande

Study of Ultra Wide Band Modulated Backscattering Based RFID Systems

• Auteur / Autrice : Francesco Guidi
• Direction : Alain Sibille
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science de l'ingénieur
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Palaiseau, Ecole polytechnique
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Ghaïs El Zein

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes d'identification par radiofréquence

Mots clés libres

UWB - RFID - Backscatter - Tag - Detection

Résumé

Depuis quelques années le nouveau paradigme d'internet des objets, qui se traduit par la connexion des objets de la vie quotidienne à internet grâce à des dispositifs électroniques intégrés, est devenu plus qu'un simple concept et a commencé à entrer dans la réalité. Il en est ainsi des systèmes d'identification par radiofréquence (RFID), qui font partie des technologies disponibles. Lorsque le coût et la taille des tags deviennent des exigences prépondérantes, l'adoption de tags (semi-)passifs fondés sur la modulation d'un signal rétrodiffusé représente une solution attractive. En outre, l'utilisation de techniques ULB apporte des avantages propres à favoriser le remplacement d'une partie des systèmes RFID actuels qui souffrent de certains défauts tels qu'une trop forte consommation ou une faible robustesse en présence d'interférence. La thèse de doctorat se place dans ce contexte: elle a pour objectif l'étude des systèmes ULB RFID semi-passifs et se situe dans le cadre du projet européen SELECT, qui vise à développer et à évaluer un tel système. La prise de conscience qu'il était fondamental de comprendre les mécanismes électromagnétiques intrinsèques à la communication lecteur-tag, préalablement à la conception du système, s'est traduite par la mise en oeuvre d'une collaboration franco-italienne dans le cadre d'une cotutelle de thèse. C'est donc au départ autour d'une analyse fine et d'une modélisation des aspects antennaires et du canal radio entre le lecteur et le tag que la 1re partie du travail s'est construite. La 2nde partie a exploité ces travaux pour l'élaboration des schémas de modulation et de codage du lecteur et du tag pour les systèmes semi-passifs

In the recent years, the idea of the Internet of Things, that is a pervasive presence of electronics devices embedded in every-day objects, is facing a rapid adoption and will create a new era in the Internet scenario. Among all the technologies, radio frequency identification (RFID) seems one of the most promising. In addition, when tag cost, size and power consumption become stringent requirements, (semi-) passive solutions based on the modulation of the backscatter signal represent a good choice. Thus, this work was developed with the intent to study UWB RFID systems based on the modulation of the backscattered signal considering different related issues. The European Project SELECT gave the motivation to investigate the combination of UWB and RFID technologies, which are expected together to overcome many limitations of current narrowband RFID devices. The consciousness that, before the design of proper system architectures for backscatter communication, it was fundamental to understand the basic EM mechanisms underlying the interaction between readers and tags, was reflected in a wide investigation ranging from EM characterization of backscatter links to the definition and design of signal structures and transmission schemes. This dual need motivated a joint french-italian agreement between two laboratories for the supervision of the thesis. In particular, in the course of the work carried out in France, the analysis of the tag backscattering has been analyzed in several ways, both in ideal and real conditions. The results and competences were then exploited in Italy, in order to study an architecture able to ensure a reliable communication between reader and tag