基于TH-PPM的RFID安全認(rèn)證
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UWB信號(hào)是指其相對(duì)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(hào)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(hào)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(xué)表達(dá)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(duì)于標(biāo)準(zhǔn)位置的偏移量來表示一個(gè)特定的符號(hào)。TH-PPM是跳時(shí)和脈位調(diào)制的結(jié)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(jī)生成器在PN碼的一個(gè)周期內(nèi)有2N-1個(gè)狀態(tài)，所以傳輸一個(gè)符號(hào)需要2N-1個(gè)時(shí)隙)；然后在PPM調(diào)制中用符號(hào)來控制脈沖在所選時(shí)隙內(nèi)相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)位置的偏移量，TH-PPM信號(hào)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(jù)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(nèi)，當(dāng)符號(hào)為“0”時(shí)，脈沖的位置不發(fā)生偏移，當(dāng)符號(hào)為“1”時(shí)，在時(shí)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(dāng)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(gè)被隨機(jī)選擇傳輸符號(hào)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(nèi)偏移量不同代表不同的符號(hào)。由圖可見整個(gè)數(shù)據(jù)幀共176 b，分為三個(gè)部分：首部、PN序列初態(tài)和標(biāo)簽ID。首部由32 b組成，用于標(biāo)簽和讀寫器的同步。PN序列的初態(tài)和標(biāo)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(xiàn)偽隨機(jī)碼同步，如果PN碼不同步，閱讀器就無法對(duì)信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)，無法獲得標(biāo)簽信息，所以同步是TH-PPM的關(guān)鍵。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/157716.htm
1．3 TH-PPM RFID示簽結(jié)構(gòu)
UWB RFID標(biāo)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(dāng)標(biāo)簽的能量轉(zhuǎn)換電路收到信號(hào)后，將一部分能量轉(zhuǎn)換為標(biāo)簽所需的能量，另一部分通過窄帶接收機(jī)處理為標(biāo)簽提供時(shí)鐘；如果標(biāo)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(zhǔn)備要發(fā)送的數(shù)據(jù)，這時(shí)標(biāo)簽的數(shù)據(jù)幀中的176 b數(shù)據(jù)經(jīng)整合后形成一個(gè)二進(jìn)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(duì)輸入的每個(gè)符號(hào)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(gè)符號(hào)的位空間)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的信道編碼；然后通過跳時(shí)和PPM模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)脈沖在位空間和時(shí)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(gè)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。
評(píng)論