RFID技术中的DS/FH混合扩频接收机解扩及同步技术FPGA实现

摘要：研究采用编码扩频的DS/FH混合扩频接收机的核心模块――同步及解扩部分的FPGA实现结构。将多种专用芯片的功能集成在一片大规模FPGA芯片上，实现了接收机的高度集成化、小型化。伪码的串并混合捕获算法及跳频同步算法等均采用硬件完成，提出了捕获速度。实现结果证明该方案是正确可行的。 关键词：DS/FH接收机　解扩　同步　FPGA实现 DS/FH混合扩频通信系统中，需要数字下变频器、相关累加器及码发生器等完成下变频、相关解扩等运算。通常采用专用芯片来完成这些功能，导致系统体积增大不便于小型化。现代的EDA(电子设计自动化)工具已突破了早期仅能进行PCB版图设计或电路功能模拟、纯软件范围的 RFID技术中的DS/FH混合扩频接收机解扩及同步技术FPGA实现涉及到的关键知识点主要包括RFID技术、DS/FH混合扩频通信系统、FPGA实现、解扩与同步算法以及数字信号处理。 RFID（Radio Frequency Identification）技术是一种无线通信技术，用于识别特定目标并读写相关数据，无需两者物理接触。在RFID系统中，DS/FH混合扩频通信技术结合了直接序列扩频（DS）和跳频扩频（FH）的优点，提高了系统的抗干扰能力和安全性。DS/FH混合扩频通信系统利用伪随机码进行扩频，同时通过快速切换不同的工作频率，以达到分散信号能量和抵抗多径衰落的效果。 在DS/FH混合扩频接收机中，解扩和同步是核心环节。解扩是指对接收到的扩频信号进行逆操作，恢复原始信息信号。这个过程包括下变频、相关解扩等运算，通常需要数字下变频器、相关累加器和码发生器等组件。同步则确保接收机与发射机的码元和频率保持一致，以便正确解码。 FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，它允许设计者在单个芯片上实现复杂的数字电路。在DS/FH混合扩频接收机中，FPGA可以实现接收机的高度集成化和小型化，通过集成多种功能，如数字下变频器、NCO、码发生器等，替代传统的专用芯片。FPGA的使用简化了系统设计，减少了硬件成本，并提供了更高的灵活性。 在FPGA实现中，NCO（Numerically Controlled Oscillator）是一种重要的组件，通过相位累加器和查找表生成精确的时钟信号，用于码发生器。数字下变频器则利用NCO产生的正弦和余弦信号，通过复乘法运算和低通滤波，将中频信号转换为基带信号。 为了提高捕获速度，文中提出了一种串并混合捕获算法，同时针对跳频同步，采用了特定的硬件实现算法。这些算法的硬件实现不仅加快了处理速度，还降低了系统延迟。 本文的研究重点是利用FPGA技术实现DS/FH混合扩频接收机的解扩和同步功能，通过高度集成化的设计，提高了系统的性能和效率，为RFID系统提供了更可靠、紧凑的解决方案。FPGA的使用体现了现代电子设计自动化工具的强大能力，它能够处理从电路设计到硬件实现的全过程，推动了RFID技术的创新和发展。