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)來傳輸數(shù)據(jù)，而不采用連續(xù)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(shù)選得合適可使信號沒有直流分量，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(shù)學表達式為：
UWB系統(tǒng)有多種脈沖調(diào)制方式(TH-PPM，DS-PAM等)，由于TH-PPM電路簡單，成本低和功耗小，所以可用于UWB RFID系統(tǒng)的調(diào)制方式。PPM調(diào)制是利用脈沖出現(xiàn)的位置相對于標準位置的偏移量來表示一個特定的符號。TH-PPM是跳時和脈位調(diào)制的結(jié)合，首先用PN碼選擇傳輸碼元的時隙(一個周期為2N-1的PN碼的跳時，由于偽隨機生成器在PN碼的一個周期內(nèi)有2N-1個狀態(tài)，所以傳輸一個符號需要2N-1個時隙)；然后在PPM調(diào)制中用符號來控制脈沖在所選時隙內(nèi)相對于標準位置的偏移量，TH-PPM信號為：
比如一個二進制的信源，用周期為2N-l的PN碼進行跳時，首先根據(jù)PN碼生成器的狀態(tài)cj，選擇傳輸PN碼的時隙即在位空間偏移ciTc；然后在選擇的時隙內(nèi)，當符號為“0”時，脈沖的位置不發(fā)生偏移，當符號為“1”時，在時隙內(nèi)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(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)
TH-PPM RFID的數(shù)據(jù)幀格式如圖1，圖中底層為在位空間中一個被隨機選擇傳輸符號的時隙，由上分析，位空間只可能有一個時隙才有脈沖，一個時隙內(nèi)偏移量不同代表不同的符號。由圖可見整個數(shù)據(jù)幀共176 b，分為三個部分：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)傳輸給閱讀器實現(xiàn)偽隨機碼同步，如果PN碼不同步，閱讀器就無法對信號進行解擴，無法獲得標簽信息，所以同步是TH-PPM的關(guān)鍵。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/157716.htm
1．3 TH-PPM RFID示簽結(jié)構(gòu)
UWB RFID標簽的結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要由能量轉(zhuǎn)換供應(yīng)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(zhuǎn)換電路收到信號后，將一部分能量轉(zhuǎn)換為標簽所需的能量，另一部分通過窄帶接收機處理為標簽提供時鐘；如果標簽獲得了足夠的能量則根據(jù)防碰撞算法(在此未加討論)準備要發(fā)送的數(shù)據(jù)，這時標簽的數(shù)據(jù)幀中的176 b數(shù)據(jù)經(jīng)整合后形成一個二進制數(shù)據(jù)流，以速率Rb=1／Tb輸入重復(fù)編碼器；重復(fù)編碼器對輸入的每個符號重復(fù)Ns次編碼，將數(shù)據(jù)流速率提高到Rcd=Ns／Tb=1／Ts(Ts為傳輸一個符號的位空間)，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的信道編碼；然后通過跳時和PPM模塊實現(xiàn)對每個脈沖在位空間和時隙的定位，經(jīng)沖激響應(yīng)為高斯多階微分的脈沖成形濾波器后向閱讀器發(fā)送一個數(shù)據(jù)幀。以下主要介紹系統(tǒng)中PN碼生成器和PPM調(diào)制模塊。
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