[實用新型]一種NFC基帶符號檢測裝置

有效

• 申請號: 201220119459.X
• 申請日: 2012-03-27
• 公開（公告）號: CN202713355U
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 孫雷
• 申請（專利權）人: 無錫里外半導體科技有限公司
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L1/00
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 曹祖良

技術領域

本實用新型涉及一種符號檢測裝置，尤其是一種NFC基帶符號檢測裝置，屬于NFC數據通信的技術領域。

背景技術

NFC是在RFID(Radio?Frequency?Identification)基礎上發展起來的雙向近程數據通信系統，具有廣泛應用前景。目前主要相關標準為IEEE18092，IEEE14443等等，其中IEEE?14443定義了基本的數據率和調制方式，其中補充標準又定義了擴展的數據率和調制方式，最高支持847kbps。概括起來，其調制方式為OOK(開關調制)和BPSK(二進制移相)調制2種。NFC(Near?Field?Communication)通常集成于其它移動設備上，如手機等等，這就對NFC的成本，功耗，靈敏度等等有很大限制。圖1是一種NFC系統的結構圖。

對于IEEE14443中的基本數據和調制方式定義，系統載波頻率為13.56Mhz，既為本振頻率，系統的操作對象可以是另一個NFC設備(以″標簽模擬“方式)，也可以是一個被動標簽，對RF信號進行負載調制。調制信號通過I/Q兩路混頻，和低通濾波、A/D轉換，進入數字信號處理器進行解碼，所以此解碼器為同步解調方式運行。

對于BPSK，OOK的解碼，關鍵點在于如何探測信號狀態的轉換，包括信號幅度和信號的相位。系統在低信噪比的情況下要保證較低的誤碼率，同時還要滿足成本，功耗方面的限制。即實現不能過于復雜，又不能犧牲系統整體性能。

圖2顯示了一種典型的BPSK/OOK解碼器數字處理器的實現。I/Q兩路輸入信號經過模數轉換后進入數字處理器，先經過DC分量移除，然后進行信號強度估算，利用反饋回來的定時恢復信息進行矯正，然后經過增益控制，進入符號相位排列，主要消除I/Q相位不平衡帶來的影響，然后對2路信號相加，進行硬判決。

需要指出的是，如果系統中引入補償器(Equalizer)，采用軟判決，會達到更好的性能，但系統更為復雜，會需要更多的邏輯電路來實現。

圖3顯示了一種實現上更為簡單的解碼方式。I/Q信號首先經過一階差分，然后進入峰值判定和限幅。差分同時也就刪除了DC分量的影響，由于我們只要判定信號幅度(OOK)或者相位(BPSK)是否發生了突然的轉換，所以差分突然達到一個峰值，可以用來做為判決的依據。

上述圖2和圖3所示的兩種解決方法中，圖2代表的方法性能比較好，但邏輯實現比較復雜，也就意味著成本較高，功耗較高。

圖3所代表的方案邏輯簡單，但系統性能受到很多限制，如信噪比，調制深度，距離，通信速率等等。尤其在高數據率情況下，由于符號間干饒(ISI)比較高，所以性能下降，圖4和圖5解釋了為什么簡單利用差分器會造成性能上的影響。

圖4顯示了OOK的信號圖，豎直方向的虛線代表采樣時間點。在時間0處，發生從1到0的轉換，圖中可以看到，載波幅度是逐漸變化的，中間有一段過渡帶，符號間干擾(ISI)越大，這個過渡帶就越長。圖上黑色方框為一階差分值，圖中可以看到，由于過渡帶的存在，在8個采樣點內，差分值1，和差分值1都達到或近似達到了一個峰值，但是在理想狀態下，應該只有差分值1達到了峰值，意味著在差分值1的時間點，信號狀態發生轉換。差分值2的存在使得判決器認為信號又發生了一次跳轉，從而造成誤碼。

此失效原理同樣適用于BPSK，圖5顯示了BPSK的信號圖。對于BPSK信號，符號間干擾表現為相位的轉換不是理想狀態下的180°。圖中紅色的虛線代表理想狀態下的信號，在時間T0時刻調制的數據從0跳變到1，由于符號間干擾的存在，實際信號的相位偏移有一定的延遲，而且有一個過渡帶的存在(圖中的黑色虛線框)，在過渡帶之間，相位是逐漸偏移的，ISI越大，過渡帶就越寬，可能會出現在多個采樣周期內。一階差分值1，和2的絕對值都近似一個峰值，而在理想狀態下，只有差分值1的絕對值達到峰值，標志著信號的相位跳轉。多個采樣點落在峰值區間造成判決器的誤判，從而導致出現誤碼。

對于IEEE14443定義的擴展通信速率，隨著速率的提高，ISI增大，每個符號的采樣點減少，此種失效模式會表現很突出從而嚴重影響解碼性能。

發明內容

本實用新型的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種NFC基帶符號檢測裝置，其在保持電路相對簡單的條件下提高解碼的可靠性。