近场通信卡超高数据速率解调解码电路的实现
2021-08-20曾素馨肖时茂
曾素馨,肖时茂
(1.中国科学院微电子研究所智能感知研发中心,北京 100029;2.中国科学院大学电子电气与通信工程学院,北京 100049;3.南京中科微电子有限公司,南京 210018)
NFCIP-1标准和早期ISO/IEC 14443协议规定的数据传输速率最高达848 Kbps,随着芯片存储容量不断加大,近距离无线通信技术(near field communication,NFC)通信要求在低功耗的同时追求更高的数据速率。后来的ISO/IEC 14443 VHBR修正案[1]提出2ASK解调的理论最高速率能达到6.78 Mbps,英飞凌[2]在此基础上提出了超高数据速率(very high bit rate, VHBR)技术,使得近场通信技术能兼容更高的通信速率。文献[3]提出2ASK实现6.78 Mbps传输速率对天线等结构的要求很高,且有较高误码率,并不适用于实际应用;文献[4]中的m-ASK方法需要电路能精确地检测多种信号幅度,相比于2ASK方式,需要增加电路来补偿幅度的非线性失真,还可能会影响电源的稳定性;m-PSK方法在VHBR修正案中,理论最高速率可以达到27.12 Mbps,但接收器设计对相位噪声、码间串扰等问题的处理要求很高,在以低功耗、低成本为优势的NFC实际应用中竞争力并不强。为改进基于PICC接收电路,使接收数据速率可以覆盖标准的106~848 Kbps以及VHBR修正案中1.70 Mbps和3.39 Mbps要求,以适用于大多数NFC通信场景,现将先分析接收原理,再给出对应的改进方案。
1 电路原理及结构设计
NFC应用中,VHBR主要通过提升符号速率或增加每个符号表示的比特数两种方式实现。如文献[1,4]提到,每符号多比特的m-ASK,m-PSK方法会较大增加硬件复杂度和功耗,同时也不利于与标准106~848 Kbps速率电路兼容,故采用2ASK方法,通过第一种提升符号速率的方式来实现。……
