本文研究和设计了一个射频识别（RFID）协议测试分析系统，主要针对RFID协议测试分析系统存在的关键问题进行研究，提出并实现了相应解决方案；最后将之应用于工程实践，对一款RFID协议进行了优化。本文研究的RFID协议测试分析系统，可在RFID系统工作的时候采集阅读器和标签之间的实际通信信号，并对其进行反向解析，进而分析通信协议和应用协议的实现情况。使用该协议测试分析系统能准确地定位RFID系统中存在的问题，可以明显提高RFID系统空中接口的测试效率，有助于发现应用层看不到的问题。另外，应用该协议测试分析系统对现有的RFID产品进行比较分析，能优化设计通信协议或应用层协议，提高RFID产品的性能。设计RFID协议测试分析系统需要破解三个难题：如何提高系统的容错能力、如何提高系统的处理速度、如何增强系统的通用性。对于问题一，应用插值法优化信号，提高信噪比；采用互相关波形匹配算法进行信号识别，最终系统的准确度超过了95%。对于问题二，采用窗函数与FFT相结合的方法计算互相关系数，计算速度比直接计算提高了近5倍。对于问题三，应用OSI协议分层理论，分析各种RFID标准，根据结果设计出分层的软件结构，使之适用于各种不同的协议标准。实际应用表明，本文提出的解决方案有效的提高了协议测试分析系统的容错能力、处理速度和通用性。本文最后介绍了一个RFID协议测试分析系统应用实例。通过对HF各种国际标准的比较研究，对ISO14443协议进行了优化。优化后的ISO14443协议采用了一种复合式数据传输结构，降低了协议开销，在读写大段数据时有效速率提高10%以上，基于这款新协议的RFID系统能更好地胜任实际应用的需求。