[发明专利]一种用于远距离反向散射通信系统的低功耗接收机

说明书

本发明属于反向散射通信技术领域，具体为一种用于远距离反向散射通信系统的低功耗接收机。本发明的接收机主要包括射频前端，模数转换器，数字基带与存储器等电路模块。所述的接收机采用多载波调制，射频前端电路利用了包络检波器传递函数中的平方项提取载波之间的频差，得到确知中频信号。并对此中频信号进行相干解调，能够实现较高的接收灵敏度。另外，不同于传统有源接收机相干解调的方式，该接收机芯片不需要高频本振信号，因此可以节约大量的功耗。该接收机可被应用于反向散射通信系统中，能够有效地提高通信距离，同时满足反向散射通信协议对于接收机低功耗的要求。

技术领域

本发明属于反向散射通信技术领域，具体涉及一种应用于远距离反向散射通信系统的接收机芯片。

背景技术

物联网技术的迅速发展极大地改变了人们的生活，而伴随着物联网技术，射频识别技术(Radio Frequency Identification)有了更广阔的应用场景。通常可以根据读写器和标签之间通信频率的不同，将射频识别系统分为低频(LF：low Frequency)、高频(HF：High Frequency)、超高频(UHF：Ultra High Frequency)几个大类，其中低频和高频的RFID系统使用的是电磁耦合的通信方式。超高频的RFID系统使用的是电磁波发射以及电磁波反向散射的方式。反向散射的传输方式具有较高的识别速率和较长的通信距离，被广泛应用于仓储、物流和零售等领域。

但是，通信距离仍然是限制反向散射通信系统的重要因素。目前，无源接收机的通信距离大多在1-10m左右。长距离的反向散射通信技术可以打破反向散射技术的僵局，为反向散射通信打开一个全新的领域。

反向散射系统正常工作，必须满足的条件为：基站发出的信号经过前向链路衰减后，功率需要大于接收机的接收灵敏度。传统的无源接收机，其采用的是如图2所示的接收机芯片解调基站发送过来的信号。由无源二极管构成的包络检波器320的输入直接接到了射频输入端口310，输出接到了解调比较器330的输入。解调比较器330的输出连接到了数字基带与存储器340。此类接收机的解调方式属于非相干解调，由于无源二极管具有开启电压的特性，在小输入功率下，会使得包络检波器320无法正常工作，因此这类解调方式灵敏度较低。在长距离反向散射通信中，基站发出的信号经过长距离的衰减到达接收机时功率已经很低，因此此类接收机不适用于远距离的反向散射通信系统。

针对上述问题，本发明提出了一种用于远距离反向散射通信系统的低功耗接收机。本发明接收机采用多载波调制，利用包络检波器传递函数中的平方项，提取出多子载波信号中不同载波之间的差频信号。避免使用高频振荡器，能够满足通信协议对于接收灵敏度的要求，同时具有较低功耗，适用于远距离的反向散射通信系统。

发明内容

本发明的目的在于提出一种能够用于远距离反向散射通信系统的高灵敏度低功耗接收机，其能够正确解调基站发送过来经过长距离衰减的信号，并且能够保持较低的功耗。

本发明提供的接收机，其电路系统如图1所示，包括：射频输入端口110、无源滤波器120、包络检波器130、混频器140、本振信号150、基带放大器160、模数转换器170以及数字基带与存储器180。其中无源滤波器120、包络检波器130、混频器140、本振信号150属于射频前端电路。

其中，从基站发送过来的信号，经过衰减，进入射频输入端口110。无源滤波器120连接在射频输入端口110和包络检波器130之间。包络检波器130的输入与无源滤波器120相连，输出与混频器140的输入相连。与混频器140的一个输入端口和包络检波器120相连，另一个输入端口和本振信号150的输出相连，实现混频功能。基带放大器160的输入与混频器140相连，输出与模数转换器170的输入相连。模数转换器170的输入端口与基带放大器160相连，完成将模拟信号转换为数字信号的功能，输出端口连接到数字基带与存储器180的输入端口。数字基带与存储器180的输入端口与模数转换器170的输出端口相连，实现解码以及存储数据。