基于TH-PPM的RFID安全認證
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UWB信號是指其相對帶寬大于0．2，它是利用很窄的脈沖(脈寬一般小于1 ns)來(lái)傳輸數據，而不采用連續的波形，所以信號的帶寬很大。窄脈沖一般用高斯多階微分脈沖、升余弦脈沖、多周期脈沖和脈沖串等，由于高斯多階微分脈沖易產(chǎn)生，且階數選得合適可使信號沒(méi)有直流分量，還能很好地向空中輻射能量(如一階、二階微分等)，所以最常用。高斯多階微分的數學(xué)表達式為：
UWB系統有多種脈沖調制方式(TH-PPM，DS-PAM等)，由于TH-PPM電路簡(jiǎn)單，成本低和功耗小，所以可用于UWB RFID系統的調制方式。PPM調制是利用脈沖出現的位置相對于標準位置的偏移量來(lái)表示一個(gè)特定的符號。TH-PPM是跳時(shí)和脈位調制的結合，首先用PN碼選擇傳輸碼元的時(shí)隙(一個(gè)周期為2N-1的PN碼的跳時(shí)，由于偽隨機生成器在PN碼的一個(gè)周期內有2N-1個(gè)狀態(tài)，所以傳輸一個(gè)符號需要2N-1個(gè)時(shí)隙)；然后在PPM調制中用符號來(lái)控制脈沖在所選時(shí)隙內相對于標準位置的偏移量，TH-PPM信號為：
比如一個(gè)二進(jìn)制的信源，用周期為2N-l的PN碼進(jìn)行跳時(shí)，首先根據PN碼生成器的狀態(tài)cj，選擇傳輸PN碼的時(shí)隙即在位空間偏移ciTc；然后在選擇的時(shí)隙內，當符號為“0”時(shí)，脈沖的位置不發(fā)生偏移，當符號為“1”時(shí)，在時(shí)隙內脈沖的位置偏移ai△，脈沖在位空間的總偏移量就為ciTc+ai△，要求ai△《ciTc(當ci≠0)。
1．2 TH-PPM RFID數據幀結構
TH-PPM RFID的數據幀格式如圖1，圖中底層為在位空間中一個(gè)被隨機選擇傳輸符號的時(shí)隙，由上分析，位空間只可能有一個(gè)時(shí)隙才有脈沖，一個(gè)時(shí)隙內偏移量不同代表不同的符號。由圖可見(jiàn)整個(gè)數據幀共176 b，分為三個(gè)部分：首部、PN序列初態(tài)和標簽ID。首部由32 b組成，用于標簽和讀寫(xiě)器的同步。PN序列的初態(tài)和標簽ID分別由16 b和128 b組成。PN序列的初態(tài)傳輸給閱讀器實(shí)現偽隨機碼同步，如果PN碼不同步，閱讀器就無(wú)法對信號進(jìn)行解擴，無(wú)法獲得標簽信息，所以同步是TH-PPM的關(guān)鍵。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/157716.htm
1．3 TH-PPM RFID示簽結構
UWB RFID標簽的結構如圖2所示，主要由能量轉換供應電路、PN碼生成器、PPM和脈沖成形等模塊組成。當標簽的能量轉換電路收到信號后，將一部分能量轉換為標簽所需的能量，另一部分通過(guò)窄帶接收機處理為標簽提供時(shí)鐘；如果標簽獲得了足夠的能量則根據防碰撞算法(在此未加討論)準備要發(fā)送的數據，這時(shí)標簽的數據幀中的176 b數據經(jīng)整合后形成一個(gè)二進(jìn)制數據流，以速率Rb=1／Tb輸入重復編碼器；重復編碼器對輸入的每個(gè)符號重復Ns次編碼，將數據流速率提高到Rcd=Ns／Tb=1／Ts(Ts為傳輸一個(gè)符號的位空間)，實(shí)現對數據的信道編碼；然后通過(guò)跳時(shí)和PPM模塊實(shí)現對每個(gè)脈沖在位空間和時(shí)隙的定位，經(jīng)沖激響應為高斯多階微分的脈沖成形濾波器后向閱讀器發(fā)送一個(gè)數據幀。以下主要介紹系統中PN碼生成器和PPM調制模塊。
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