无源标签UHFRFIE空中接口三大支撑技术

文章介绍了无源标签uHFRFID系统设计的三个支撑技术，即无线功率传输、后向散射调制和标签碰撞协调，分析了无源标签无线功率传输接收灵敏度的两个决定因素，阐述了后向散射调制的概念与ASK调制结构，讨论了标签碰撞仲裁算法。     

一种双站后向散射系统结构及其FSK调制和接收

为了实现需要大量无线传感器覆盖和大的通信范围的应用,本文提出了一种双站后向散射系统结构及其基于移频键控(FSK)的非相干调制方案.首先对双站后向散射系统结构的后向散射信号和信道模型进行了详细分析;然后在此基础上针对功率受限情形提出了基于FSK的非相干调制和克服采用双站结构带来的载波频率偏移技术;最后给出基于FSK的接收...     

无源可计算标签的感知距离理论模型研究

无源可计算标签因为搭载微型处理器缺乏能量而使得通信距离缩短成为棘手的问题.为此,针对无源可计算标签的通信距离和能量的问题,通过分析标签功率的能量转化证明调制阻抗对于标签通信以及能量获取的重要性.同时建立标签反向散射调制阻抗和通信距离之间的理论模型,为提升标签性能做了铺垫.最后实验验证了所提出的理论模型的可靠性,在一定程度上可以应用于可计算标签的设计,具有一定的实际意义.     

一种副载波单边带分插复用的OFDM-PON模型

提出并证明了一种基于副载波单边带分插复用的正交频分复用无源光网络(OFDM-PON)系统的新型结构.该结构的下行传输是基于单边带的OFDM-4-正交幅度调制(QAM),传输速率为10 Gbit/s;而上行传输则是利用下行信号中保留的另一条边带进行2.5 Gbit/s速率的幅移键控(ASK)调制,采用时分多路接入方式.该方案可以较好地避免双向传输中的后向瑞利散射,考虑后向散射情况下,下行信号功率代价＜0.8 dB,上行信号功率代价＜1.8 dB.     

UHF RFID无源标签的芯片供电机理

介绍了UHF RFID无源标签的供电特点,即采用无线功率传输供电,或利用片上储能电容充放电实现对芯片电路供电。同时为保证通信需求,应该做到充电与放电供需平衡,可取的设计是将标签所接收的射频能量大部分用于浮充供电;为集中更多能量用于浮充供电,应当尽量减少射频能量的其它应用消耗,包括接收时段的解调解码、应答时段的调制和发送。     

紫外分离双脉冲位置调制误码性能分析

基于紫外非视距(NLOS)单次散射信道传输模型,分析了用于无线紫外光通信的分离双脉冲位置调制(SDPPM)方案的误码性能.介绍了SDPPM调制方案的符号结构,将该调制方案与开关键控调制(OOK)、脉冲位置调制(PPM)和双脉冲位置调制(D-PPM)在带宽需求、功率需求方面进行比较.利用光子计数方法,研究了无背景辐射噪声条件下SDPPM的误符率(SER).对PPM、D-PPM和SDPPM紫外通信系统的误码性能进行仿真,分析路径损耗对其影响.结果表明,SDPPM在信源比特分组长度n为5和6 bit时获得了带宽需求与功率需求的较好平衡.当SER达到10-4时,有效通信距离比D-PPM长20 m左右.同时,SDPPM调制方案降低了紫外光散射通信中因多径色散造成的码间串扰(ISI).     

基于扩频的汽车雷达后向散射通信系统研究

汽车雷达是自动驾驶车辆不可或缺的传感器。随着智能交通技术和车路协同技术的发展,通过后向散射通信技术,为前向防撞雷达增加路旁交通标志的标签识别功能将具有重要的应用价值。本文针对标签后向散射信号能量弱,易受车辆目标回波、杂波和噪声的影响,在传统汽车防撞雷达的基础上提出一种基于扩频编码的调频连续波雷达后向散射通信系统。系统将直接序列扩频技术引入到标签的后向散射调制中,利用接收解扩处理产生的扩频增益增强标签后向散射信号,从而达到标签目标检测和信息提取的目的。仿真结果表明,该系统能够区分车辆和标签目标,准确识别标签信息。扩频编码技术的引入大大降低了系统误码率,提高了系统稳定性和可靠性。     

一种随机极性MCP-EBPSK调制解调器

为改善随机极性的连续相应的扩展二元相移键控(CP-EBPSK)调制信号的频谱结构,该文提出一种带功率谱形状调节系数的随机极性修正CP-EBPSK (Modified CP-EBPSK, MCP-EBPSK)调制解调器。阐述了随机极性MCP-EBPSK调制的基本原理,给出了无随机极性的MCP-EBPSK调制理论功率谱表达式。同时,设计了合适的数字冲击滤波器用于解调,给出了无编码的随机极性MCP-EBPSK通信系统框图,分析和验证了该类调制信号的功率谱特性和解调性能,并对多径信道上的解调性能进行了仿真。仿真结果表明:新的调制方式通过对功率谱形状的调节,不仅频谱利用率更高,解调性能也更好;现阶段,该系统不适合在无线信道传输,有望在有线信道上率先获得应用。     

ROF系统中单边带光载OFDM信号传输性能研究

研究了一种光纤无线通信系统中用单边带产生光载波并传输的OFDM-ROF方案.将2Gbit/s的OFDM信号与10GHz的射频信号混频驱动电光调制器,产生单边带调制信号,调制后的信号经光纤传输至基站,通过光电转换后再进行无线传输.实验证实,2Gbit/s的基带OFDM信号在10GHz-ROF系统中通过光纤传输200km后不经无线传输,其功率代价仅为1dB.不经过光纤仅经过8m无线传输后功率代价大约只有0.3 dB.产生的信号既经过200km光纤传输又经过8m无线传输后接收星座图也很好.     

基于nRF24LE1的有源RFID电子标签的设计简

本文提出了一种基于nRF24LEl射频芯片和RFX2401C功率扩展芯片的有源RFID电子标签的设计,包括硬件电路设计和软件编程设计。该电子标签工作在2．4GHzlSM频段,通过功率扩展芯片RFX2401C提高了标签的发射功率和接收灵敏度,利用接收功率检波（RPD）实现载波监听,解决多标签的碰撞问题,采用无线唤醒技术有效降低了系统的功耗,利用电源监管功能提高工作稳定性。测试结果表明：该标签抗干扰能力强,传输稳定,工作距离远且可调。     

光分组交换系统中载波抑制光标签的研究

为了研究高带宽利用率和大容量的光分组交换系统,对载波抑制调制原理进行理论分析,提出了一种载波抑制调制光标签的方案,并对基于载波抑制调制的光标签系统进行了仿真分析和实验研究。结果表明,载波抑制光标签的中心载波抑制比达到21.3dB;在622Mbit/s和1.25Gbit/s的标签调制速率下,系统传输距离超过40km时,依然能保持低于10-10的误比特率;以误比特率10-10为标准,在传输距离为40km时,两种标签调制速率的功率代价分别为1.7dB和1.9dB。此结果说明载波抑制光标签在光分组交换系统中具有串扰小、功率代价低等特点,信号质量好,适合远距离传输。     

ASK调制度对无源RFID系统能量和数据传输的影响

研究了无源射频识别（RFID）系统中幅移键控（ASK）调制度对读写器与标签之间能量传输及数据传输的影响,推导出了能量传输效率和数据传输可靠性随调制度变化的计算公式,并给出了相应的性能曲线。这些公式和曲线有助于RFID系统ASK调制度的选取和读写器的功率设计,可用于指导实际无源RFID系统的应用设计与开发。     

高能效半有源射频识别标签的分析与设计

本文介绍了一款半有源射频识别标签的分析与设计。通过将多级AC-DC电荷泵的能量转换效率模型引入到反向散射射频识别系统的功率传输链路中,本文给出了计算半有源标签最大读写距离的数学方法,以及当读写距离限制因素改变时,制定标签功耗设计指标和反向散射调制系数的方法。在理论分析的指导下,本文设计了一颗半有源标签的测试芯片,芯片采用SMIC 0.18 μm标准CMOS工艺流片实现。主要的功能模块包括了一个采用阈值补偿技术的电荷泵和采用功率唤醒模式的低功耗唤醒电路。本文设计的半有源标签完全兼容EPC C1G2标准,芯片面积为0.54 mm2,支持输出电压在1.2到2.4 V范围内的电池。     

频移反向散射系统的窃听与欺骗攻击方法

频移反向散射系统（Frequency Shift Backscatter Systems）是一种新型低功耗通信系统,即将广泛应用于物联网应用。本文提出了一种基于探针信号对频移反向散射系统进行窃听和欺骗攻击的方法,展示现有系统安全漏洞。首先,发射探针信号并采集标签反射信号进行比对,获取标签对探针的频移量和调制方式,对标签上数据解调,完成窃听。其次,使用软件定义无线电（Software Defined Radio, SDR）采集时域信号,进行下变频处理后与自身做相关性计算,通过阈值筛选出激励信号中心频率。最后,构建错误数据的标签反射信号,同步发送激励信号,欺骗接收机收到合法数据。实验验证该方法在频移反向散射系统中的可行性,实验结果表明,该方法可以解码标签数据并成功向接收机发送虚假数据。      

反向散射中基于载波索引的混合NOMA方案

基于功率域非正交多址的环境反向散射通信系统上行链路常通过距离差完成用户配对。无源反向散射系统的双重信道衰落,导致远端边缘设备无法满足通信所需功率或解码所需信干噪比(Signal-to-Interference-Noise Ratio, SINR)约束。为了解决上述问题,提出一种OFDM和具有索引调制(Index Modulation, IM)的OFDM混合的上行NOMA方案,该方案由标签调制方案和反射系数调节方案组成。OFDM-IM提供了更好的能量效率,可以使功率水平低的设备满足通信条件。反向散射设备(Backscatter Devices, BD)根据接收到的功率水平,灵活地选择OFDM或者OFDM-IM,并在功率域叠加;通过调节反射系数保证叠加信号的功率差,接收机利用功率电平来执行多用户检测。实验结果表明,该方能够有效地提高远端用户解码的成功率,并且解码用户数量的增加提高了系统容量。     

基于脉冲宽度调制技术的激光引信抗干扰方法

针对激光引信易受云烟雾干扰的问题,提出了一种基于脉冲宽度调制技术的激光引信抗干扰方法。计算了不同脉冲宽度条件下的云烟雾后向散射回波功率,并给出了云烟雾后向散射回波功率随发射脉冲宽度的变化规律。分析了不同云烟雾条件下使用不同发射脉冲宽度探测时所得到的回波功率比。实验结果表明,在使用不同脉冲宽度激光探测条件下,云烟雾激光后向散射功率比大于3,使用该方法可有效提升激光引信抗干扰性能。     

海底能见度测量方法的研究

文中对半导体激光器进行调制,用分束平片将被调制的激光束分成透射光束和反射光束,透射光束作为探测光束,反射光束作为参考光束。同时,测量探测光束在前向散射区35毅角的散射光功率和参考光束的功率,用散射功率与参考光功率之比来计算角散射系数。激光器输出光功率波动时,探测光束和参考光束同步波动,散射光功率与参考光功率之比不受光源波动的影响。用2 滋m 石英颗粒作为散射源,对构建的装置进行测试。结果表明,角散射系数与石英微粒浓度成线性关系,相关系数为0. 99。双通道测量方式可以用于水底能见度的测量。     

基于PAM4数字光标签的WDM光网络监测

波分复用（WDM）光网络具有波长和节点数目众多、传输路径动态重构、业务/资源动态调度等特点,亟须发展低成本、高可靠的在线监测技术,以保障光网络的安全稳定运行。本文提出了一种基于四进制脉冲幅度调制（PAM4）数字光标签的低成本、高可靠、高效率监测方案,并创新设计了PAM4光标签加载、探测和处理等整套机制与方法,配合所提出的基于PAM4光标签序列特征的光功率监测误差修正方法以及基于频谱峰值的功率计算方法,所提方案可以准确高效地监测波长通道光功率、估计光信噪比（OSNR）并恢复数字标签信息等。搭建了16 GBaud偏振复用QPSK/16QAM WDM光传输仿真系统和离线实验平台,验证结果表明所提方案在25跨段长距离传输后的通道光功率监测误差不超过0.65 dB,OSNR估计误差不超过0.6 dB,性能略优于传统的基于差分相移键控（DPSK）低阶调制格式的光标签监测方案。     

基于对流层散射的超视距无源探测距离分析

无源探测设备通过对流层散射可实现对雷达超视距侦察。在此情况下,其探测距离与多种因素有关。从传输总损耗和系统总增益2个方面进行了工程计算,以具体的超视距侦察接收机和雷达的主要性能参数作为输入,计算分析了无源探测设备在对流层散射条件下对雷达的超视距探测距离。     

混沌脉冲激光雷达水下目标探测

海水对光波的吸收和散射,严重制约了激光雷达水下目标探测的性能。通过对激光在海水传输过程中产生后向散射的定量分析,说明了激光回波信号被海水后向散射影响的严重性。分析比较了距离选通技术和强度调制技术抑制海水后向散射的能力,提出了使用自身具有高频强度调制特性的混沌脉冲激光进行水下目标探测,设计了基于相关法测距的混沌脉冲激光雷达水下目标探测方案。通过对后向散射光以及带有不同后向散射强度的回波信号光的时域和频域特性的研究,使用互相关噪声水平算法判定混沌脉冲激光雷达抑制海水后向散射的能力。理论仿真分析表明,当后向散射光强度是混沌脉冲激光强度36倍时,仍能提取出目标信号。