码分射频识别无源标签应答数据时钟提取方法技术

本发明专利技术涉及码分射频识别无源标签应答数据时钟提取，包含建立系统时间基准和无源标签应答数据时钟。无源标签应答时段，同步启动控制开关将读写器发送的同步序列注入本地同步序列产生器移位寄存器，至移位寄存器进入同步序列初始状态，启动本地同步序列产生器进入自循环。由本地同步序列产生器的同步序列初始状态位提取门提取周期性脉冲，作为系统时间基准，由本地同步序列产生器的应答状态位提取门提取周期性脉冲，作为无源标签应答数据时钟。当上、下行信道扩展频谱chip率相等时，无源标签应答数据时钟速率等于同步序列周期率，当上行信道扩展频谱chip率是下行信道三倍时，无源标签应答数据时钟速率等于同步序列周期率三倍。

Clock extraction method of code division RFID passive tag response data

【技术实现步骤摘要】
码分射频识别无源标签应答数据时钟提取方法
本专利技术属于物联网领域的UHFRFID技术中的码分射频识别(CD-RFID)，涉及UHFRFID无源标签应答数据时钟提取方法。与现行UHFRFID相比，现行UHFRFID属于单信道接入(SC-RFID)体制，简单的ASK线性调制，脉冲间隔编码(PIE)，没有应答数据相位同步需求；基于移位m序列族扩展频谱的码分射频识别(CD-RFID)属于多信道码分接入(CD-RFID)体制，与CDMA移动通信相似，该体制要求统一的时间基准和精准的应答时间点的应答数据时钟。
技术介绍
基于移位m序列族的扩展频谱码分射频识别(CD-RFID)技术实现的关键之一，也是与现行UHFRFID的重要区别之一，在于要求所有到达读写器接收端的无源标签应答信号同频同相。UHFRFID是一个闭环工作系统，无源标签应答的射频载波和数据时钟全依靠下行信道提供支持。现行UHFRFID代表性的技术标准ISO/IEC18000-6规定：在UHFRFID无源标签上电激活时段，读写器发送询问指令，采用ASK线性调制，脉冲间隔编码(PIE)，无源标签通过对读写器(或称阅读器)发送的脉冲间隔编码调制信号检测，校准本地时钟，获取数据同步。在无源标签应答时段，读写器发送射频载波，供标签实施后向散射调制，应答数据信号仍然沿用此前由读写器询问指令信号校准的本地时钟，然而此时的本地时钟产生器没有新的参考信号输入，处于自由漂移状态，以致标签使用Miller副载波调制应答时，最大频偏达±22％，这种方法显然不适用于码分射频识别。2010年前后，很多国家(地区)，包括美国，日本，德国，印度，波兰，和我国台湾，开展了类似码分射频识别技术的“基于CDMA的RFID”研究，基于一个错误的认知：Gold序列族是“基于CDMA的RFID”的最佳选择。尽管一致承认，数据时钟同步和功率控制是系统设计的关键技术，但所有的“基于CDMA的RFID”研究都回避该类课题，假定同步和功率控制已经实现。与本专利技术最接近的技术是本人的专利“移位m序列族扩展频谱RFID空中接口下行信道同步”(专利号：LZ201010116160.4)，该专利主要权利要求针对码分射频识别下行信道信息传输需求，涉及读写器到无源标签的chip同步和数据同步需求。在无源标签应答时段，为支持无源标签应答，读写器通过下行信道发送受chip(扩展频谱序列码片)时钟调制的载波，但仅限于chip时钟，未涉及系统时间基准和应答时间点相关的数据时钟问题。
技术实现思路
本专利技术用于基于移位m序列族扩展频谱的码分射频识别无源标签应答时段，为无源标签应答提供确定的时间基准和精确应答时间点的应答数据时钟。实现方法包括本地同步序列产生器的启动，提取同步序列初始状态脉冲，建立时间基准；利用同步序列计时，提取同步序列特定状态位脉冲作为标签应答时间点，构建应答数据时钟。1.码分射频识别上行信道多标签应答信号相关的需求基于移位m序列族扩展频谱的码分射频识别上行信道为码分多标签并行应答信道，发射端为同一移位m序列族内不同序列扩展频谱，承载标签应答数据无源标签群，接收端为读写器多信道相关接收单元，为保证正确识别多标签，要求到达读写器接收端的所有标签应答信号同频、等幅、同相。同频：指射频载波同频，所有标签应答载波本来自同一读写器，可保证同频；等幅：指到达读写器信号电平一致，由系统功率控制解决；同相：码分多标签应答信号同相指应答数据调制信号同相，由应答数据时钟来保证。应答数据时钟有统一的时间基准，以确保多标签的应答时钟有统一的计时参考点；通过同步序列移位计时确定特定的状态位应答，使多标签都在统一的应答时间点应答。2.移位m序列族判决模糊特性决定应答数据相位同步精度需求由于移位m序列族具有判决模糊特性，当传输时延超过1chip时，一个移位m序列就变为同一序列族内的另一个移位m序列，传输时延0.5chip成为判决模糊界。因此，同一读写器接收的任一无源标签的应答时钟同步误差不能超过0.5chip，相对于序列周期，同步误差应满足：L为序列长度，例如，当L＝63时，则当L＝15时，则3.时间基准码分射频识别系统指配移位m序列族中的一个特定序列为同步序列，同步序列调制信号在无源标签应答时段由读写器发送，无源标签接收并解调得到读写器发送的同步序列，启动本地同步序列产生器，取同步序列的初始状态为系统的时间基准，若每个读写器构成一个独立系统，同步序列初始状态就成为系统内所有标签应答数据时钟的唯一的时间基准。3.应答数据时钟码分射频识别的射频频谱宽度不同，可能下行信道与上行信道采用相同或不同的chip速率。因此，对应的应答数据时钟速率不同，由于应答数据时钟速率与同步序列周期可能相等或不等，每同步序列周期提取状态位数决定于应答时钟数据速率。实现方法是：首先，用接收的同步序列启动无源标签本地同步序列产生器，取得对读写器发送的同步序列同步；情况一：下行信道chip率等于上行信道chip率1/3，应答状态位为同步序列周期内的三个等距离的状态位，连接在同步序列产生器的标签应答状态位提取门M2为全系统统一的同步序列三等分状态位提取门，所提取周期性脉冲，构建应答数据时钟。三等分状态位提取的时钟速率是同步序列周期率的三倍。三等分状态位的可能取值有L/3组，每组3个状态位，L为同步序列长度，系统设计选择L/3组状态位中的一组。情况二：上、下行信道chip率相同设计，连接在同步序列产生器的标签应答状态位提取门为系统统一的同步序列初始状态的某个移位状态位提取门M2，所提取周期性脉冲，构建应答数据时钟，应答数据时钟与时间基准间有统一的固定移位量，移位量取值范围：0～(L-1)，系统设计只能在0～(L-1)值中选择一个。由于应答数据时钟由连接在本地同步序列产生器的状态提取门M2提取，本地同步序列产生器产生序列与接收的读写器发送同步序列同步，可以确保时间基准一致，应答数据时钟与时间基准之间的相对关系确定，剩余同步误差仅决定于逻辑电路的翻转时延差和空间距离的传播时延差，前者由无源标签芯片CMOS制造工艺保证，后者因UHFRFID短距离通信环境特性而无虞。附图说明图1.上行信道无源标签应答时钟提取逻辑图一上行信道无源标签应答时钟提取逻辑，由同步启动控制开关K，双稳触发器F，本地同步序列产生器LSSG，同步序列初始状态位提取门M1，和应答状态位提取门M2组成；本地同步序列产生器LSSG由移位寄存器SG和反馈逻辑BL组成；反馈逻辑BL、同步序列初始状态位提取门M1和标签应答状态位提取门M2的逻辑函数均由系统设计决定。图1为一个示例。示例参数说明如下：使用15位移m序列族，本原多项式：g(X)＝1+X3+X4。反馈逻辑为：时间基准取同步序列初始状态位，本例取其状态15，逻辑函数：无源标签应答状态位是同步序列的三等分状态位(15，10，5)组，逻辑函数：图2.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种码分射频识别无源标签应答数据时钟提取方法，用于基于移m序列族码分射频识别系统无源标签应答时段，无源标签利用接收同步序列信号，启动其本地同步序列产生器LSSG，提取同步序列初始状态位周期性脉冲作为时间基准T

【技术特征摘要】
1.一种码分射频识别无源标签应答数据时钟提取方法，用于基于移m序列族码分射频识别系统无源标签应答时段，无源标签利用接收同步序列信号，启动其本地同步序列产生器LSSG，提取同步序列初始状态位周期性脉冲作为时间基准TB，提取同步序列特定状态位周期性脉冲作为应答数据时钟TD；其特征在于：
同步启动控制开关K设有接收同步序列输入和逻辑反馈输入两个输入端，通过双稳触发器控制选择其中一个连接本地同步序列产生器LSSG移位寄存器SG输入；双稳触发器的触发端为同步序列初始状态位提取门M1；本地同步序列产生器LSSG由移位寄存器SG和反馈逻辑BL组成；本地同步序列产生器的同步序列初始状态位提取门M1提取初始状态位周期性脉冲，作为系统时间基准TB；本地同步序列产生器的无源标签应答状态位提取门M2提取应答状态位周期性脉冲作为应答数据时钟TD。


2.根据权利要求1，其特征在于：初始，同步启动控制开关K连接接收同步序列输入端，读写器连续发送同步序列调制信号，经无源标签前端解调后的同步序列信号通过同步启动控制开关注入本地同步序列产生器LSSG移位寄存器SG，当连接在本地同步序列产生器的同步序列初始状态位提...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘礼白，
申请(专利权)人：刘礼白，
类型：发明
国别省市：广东;44