[发明专利]移位m序列族扩展频谱RFID空中接口下行信道同步

说明书

技术领域

本发明属于短距离通信领域，与无线传感器网络(WSN)、射频识别(RFID)等空中接口系统和设备设计有关。

背景技术

短距离通信是近年来异常活跃的新的技术领域之一。此中无线传感器网络(WSN)和射频识别(RFID)技术尤其突出，具有极大的产业前景。WSN与RFID同属短距离通信，所以技术上存在着某些共性。

射频识别(RFID)空中接口技术的发展过程，是从低频到高频，再到超高频和微波的载波频率提升过程，也是作用距离从接触式到非接触式，从感应场应用到辐射场应用的发展过程。国际上适合于辐射场应用的最有代表性的技术规范是ISO/IEC 18000-4/-6/-7射频识别(RFID)系统的空中接口通信参数系列标准。在这些标准的关于传输体制的规定中明确指出，直接序列扩展频谱(DSSS)为不被采用的技术。因此，国内外，未见有关直接序列扩展频谱(DSSS)技术在射频识别(RFID)空中接口应用的研究与开发成果报道.

直接序列扩展频谱(DSSS)技术在其它通信系统中有广泛的应用，例如CDMA蜂窝移动通信系统IS-95中，以超长(2⁵²-1)位的m序列作为时间基准，两个长度(2¹⁵-1)位的m序列作为扩展频谱码，以64位Walsh码作为用户接入码.在WCDMA系统中使用了m序列优选对产生Gold序列.在兰牙设计中，使用了跳频扩展频谱(HFSS)技术等.

近有文章称用线性反馈移位寄存器取代RFID电子标签中的计数器，以控制命令选取的报道。实际上没有真正发挥m序列的技术优势。

本发明在于对应用移位m序列族扩展频谱空中接口同步设计提供一种新的实现方法。适合于由主站(读写器)提供时钟源，从站(标签)由主站(读写器)发送的经时钟调制的载波中提取时钟，且要求同步速度快，频率精度高的应用场合。例如，当无源标签RFID移位m序列族扩展频谱空中接口同步组网。与现行设计相比，现行ISO/IEC18000-6标准，对于无源标签，在接收时段接收由读写器发来的受指令数据波形调制的信号，从接收信号中提取时钟信息，用以校准本地时钟源；在标签应答时段读写器只发送载波，标签依靠自己的时钟源驱动数据传输，由于无源标签缺少稳频措施，标签时钟存在频率漂移，不能满足移位m序列扩展频谱同步组网应用的需求。

发明内容

本发明基于移位m序列扩展频谱短距离通信空中接口下行信道同步的设计需求。适用于无源标签RFID系统时钟源设计；也可用于其它短距离通信系统。

本发明所用的同步方法是基于接收(标签)端的同步信号源自发射(读写器)端发送信号。

在移位m序列RFID系统中，对于无源标签，当读写器发送指令时，标签从接收指令信号中提取时钟，当标签应答时，读写器发送经时钟信号调制的载波，而不是现行设计的读写器只发射载波。标签从已调载波中提取时钟。对于直接使用移位m序列扩展频谱设计系统，所提取时钟为chip时钟，对于使用曼彻斯特码传输的移位m序列扩展频谱设计系统，所提取时钟为2倍chip时钟。通过标签的扩展频谱序列产生器的分频作用实现基带比特时钟提取。

在读写器发送指令时段，读写器向标签发送移位m序列扩展频谱信号，标签从接收的扩展频谱信号中提取时钟，在标签发送应答数据时段，读写器持续向标签发送经时钟调制的载波，其调制时钟频率等于chip率的一半，调制方式为浅调幅幅度键控。调制度大小要足以保证标签能够从接收信号中提取出时钟信号，而不显著降低载波能量。

在标签发送应答数据时段，标签无需对接收的已调载波实施去调制，直接在所接收的已调载波上实施再调制。调制方式为2PSK。调制信号为用移位m序列扩展的基带数据。

标签使用单稳态触发器和非门与单稳触发器两个提取支路从接收码流的上升沿和下降提取同步时钟。称其为用户码沿时钟提取支路。

由或门将两个码沿时钟提取支路合路，其输出经1码元(τ)时间延时单元延时后再反馈到合路或门，与合路时钟相或，构成同步注入振荡环，实现时钟提纯，和实现时钟保持。

码沿时钟提取支路的单稳触发器时间宽度等于码元宽度之半。使用曼彻斯特码作为传输码型的移位m序列扩展频谱信号延时单元的延时(τ)宽度等于chip宽度的一半，直接用移位m序列扩展频谱的信号调制时，延时单元的延时(τ)宽度码元宽度等于chip宽度。

附图说明

图1.曼彻斯特码传输的移位m序列扩展频谱信号同步时钟提取图中各符号涵义：

M：接收曼彻斯特码信号