基于TH-PPM的RFID安全认证

1．3 TH-PPM RFID示签结构
UWB RFID标签的结构如图2所示，主要由能量转换供应电路、PN码生成器、PPM和脉冲成形等模块组成。当标签的能量转换电路收到信号后，将一部分能量转换为标签所需的能量，另一部分通过窄带接收机处理为标签提供时钟；如果标签获得了足够的能量则根据防碰撞算法(在此未加讨论)准备要发送的数据，这时标签的数据帧中的176 b数据经整合后形成一个二进制数据流，以速率Rb=1／Tb输入重复编码器；重复编码器对输入的每个符号重复Ns次编码，将数据流速率提高到Rcd=Ns／Tb=1／Ts(Ts为传输一个符号的位空间)，实现对数据的信道编码；然后通过跳时和PPM模块实现对每个脉冲在位空间和时隙的定位，经冲激响应为高斯多阶微分的脉冲成形滤波器后向阅读器发送一个数据帧。以下主要介绍系统中PN码生成器和PPM调制模块。
1．3．1 PN码生成器
PN码生成器的结构采用模件抽头型(MSRG)，如图3所示；MSRG型序列生成器的反馈系数由特征多项式f(x)=c0+c1x+c2x2+…+cixi的系数决定，它们的关系是ci=dm-i。MSRG型序列发生器是在两个触发器之间接入一个模2加法器，使得反馈路径上无时延部件，和反馈移位寄存器结构(SSRG)的发生器比较，其反馈支路上没有时延部件，其工作频率为fMSRC=1／(Ti+Ta)，而SSRG结构的模2加法器在反馈支路上其工作频率为fSSR=1／(Tt+∑Ta)，所以MSRG型结构提高了发生器的工作速率。m序列共产生2m-1种状态，所以跳时编码时一个位空间有2m-1个时隙(m为反馈移位寄存器的级数)。

1．3．2 PPM调制模块
PPM调制可以采用计数器结构产生，但是这种结构耗能大，所用分频器结构如图4所示。

分频器结构PPM调制器由分频器和触发器构成。因为系统选择的是15级的伪随机序列发生器，所以图中共15个模块，每个模块都会对前一模块进行二分频，然后为该模块的触发器提供时钟。每个模块在时钟的驱动下，如果P[i]为‘0’则对输入时延一个时钟周期后输出；如果P[i]为‘1’则时延两个时钟周期输出。15个模块最小延迟215-1个周期(当P[14．．0]=00…00)，所以数据只有可能被调制在216-1个时隙的后面215-1个时隙上，消除了相邻两个位空间的码间串扰。

2 结 语
文中比较了多种基于算法和协议的RFID安全认证，但这种安全认证方式都会使标签的电路复杂化，不利于集成和降低成本，且标签信息容易泄漏，所以本文提出一种基于UWB的RFID安全认证系统，并对其中的某些重要模块的实现做了研究和仿真。由于篇幅和能力有限，这样的系统还有很多问题需要探讨和研究，比如基于UWB RFID系统的阅读器和标签之间的MAC协议等还需更深入探讨。