Bpsk副载波相关解调位边界确定电路及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数字相关解调电路领域，特别是涉及一种IS0/IEC14443协议规定的847k波特率下的BPSK (二相相移键控)副载波相关解调位边界确定电路。本发明还涉及一种BPSK副载波相关解调位边界确定方法。
【背景技术】
[0002]根据IS0/IEC14443协议(以下简称“协议”)规定的BPSK码流，在847k波特率下，每个副载波都代表了一个位周期。
[0003]根据协议规定，不管是typeA (类型A)还是typeB (类型B)的卡返回BPSK编码都有一定的位同步期，在同步期间不会有相位翻转，因此根据对位同步期的待解调副载波上升沿进行检测，可以选择出合理的上升沿作为基准参考副载波的起始点，产生基准副载波。
[0004]根据协议规定，在位同步期的数据认为是I’bl，第一次翻转后即跳变为1’bO。对于847k波特率，由于I个副载波对应I个位周期，因此数据期的第一次翻转点的确定非常重要。第一次翻转的位置与基准副载波的相位，由第一次翻转为高电平翻转或者低电平翻转决定。
[0005]结合图1所示，所谓高电平翻转，是第一次翻转点的高电平持续时间等于I个周期，即高翻；同理，所谓低电平翻转，是指第一次翻转点的低电平持续时间等于I个周期，即低翻。用数字相关的方式对847k波特率下的副载波进行解调时，是要确定每帧数据是高翻开始还是低翻开始。
[0006]由于基准信号的产生是按照位同步期的基准副载波的上升沿为基准，高翻和低翻的实际位边界是有半个副载波周期相位差的。因此后续对847k波特率下BPSK副载波进行数字相关解调时，如果不能准确的得到首次翻转的高翻或者低翻情况，就会出现解调时不能确定是用基准副载波的上升沿儿还是下降沿儿的时刻去判断相关结果。因此首次翻转点的确定对847k波特率下BPSK副载波的数字相关解调非常关键。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题是提供一种BPSK副载波相关解调位边界确定电路，能够提高首次翻转点检测的成功率；为此，本发明还要提供一种BPSK副载波相关解调位边界确定方法。
[0008]为解决上述技术问题，本发明的BPSK副载波相关解调位边界确定电路，包括:
[0009]一 BPSK副载波上升沿计数器，用于统计位同步期间模拟接收电路打开之后的BPSK副载波信号个数；
[0010]一第一比较模块，与所述BPSK副载波上升沿计数器相连接，用于限定BPSK副载波高电平统计计数器的计数范围；
[0011]一 BPSK副载波高电平统计计数器，与所述第一比较模块相连接，根据限定的计数范围，在不稳定的几个BPSK副载波周期过后启动计数，用于统计连续多个位同步期的BPSK副载波高电平期间的系统时钟个数，并得到单周期高电平的平均系统时钟个数；根据高电平的平均系统时钟个数计算出单周期低电平的平均系统时钟个数；
[0012]一第二比较模块，与所述BPSK副载波高电平统计计数器相连接，将所述高电平的平均系统时钟个数加上高翻阈值偏移量，得到高翻阈值；将所述低电平的平均系统时钟个数加上低翻偏移量得到低翻阈值；
[0013]一 BPSK副载波高低电平计数器，用于统计每个周期BPSK副载波的高电平和低电平的系统时钟个数，在BPSK副载波的上升沿或者下降沿清O ;
[0014]一首次翻转位边界信号产生模块，与所述BPSK副载波上升沿计数器、第二比较模块和BPSK副载波高低电平计数器相连接，将所述BPSK副载波高低电平计数器输出的高电平系统时钟个数统计值与高翻阈值进行比较，或者将所述BPSK副载波高低电平计数器输出的低电平系统时钟个数统计值与低翻阈值进行比较，得到判决结果，并且一旦得到判决结果即锁定锁定判决结果，输出位边界锁定信号和边界标志信号；
[0015]所述BPSK副载波为IS0/IEC14443协议规定的847k波特率下的BPSK副载波。
[0016]所述BPSK副载波相关解调位边界确定方法，包括如下步骤:
[0017]步骤1、对位同步期间的单周期BPSK副载波的高低电平分别进行计数统计；
[0018]步骤2、统计完成后用统计平均值，作为位同步期间的单周期BPSK副载波的高低电平的计算参考值；
[0019]步骤3、将所述高电平的计算参考值加上高翻偏移量，低电平的计算参考值加上低翻偏移量分别作为首次高翻阈值和低翻阈值；
[0020]步骤4、将BPSK副载波的高电平统计值与高翻阈值相比较，低电平统计值与低翻阈值相比较，得到位边界锁定信号和位边界标志信号。
[0021]本发明能在接收电路打开后，针对每次接收的通信特征，用统计计数器的方式计算出本次通信的畸变情况；在进行阈值判决时，由于是根据统计计数器平均后的统计平均值加上设置的偏移量，对于BPSK副载波占空比畸变的情况，如位同步期间单周期内高电平时间多于低电平时间已经体现在统计计数器的统计平均值之中，因此判断第一次翻转点的阈值是更接近实际特征的阈值，提高了首次翻转点检测的成功率。
[0022]另外，通过I个BPSK副载波高低电平计数器在待检测的BPSK副载波边沿处复位的方式，精简了设计。
【附图说明】
[0023]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
[0024]图1是高翻和低翻定义示意图；
[0025]图2是BPSK副载波相关解调位边界确定电路原理框图；
[0026]图3是BPSK副载波高低电平计数器原理框图；
[0027]图4是高低翻阈值产生逻辑示意图。
【具体实施方式】
[0028]参见图2所示，在下面的实施例中，所述BPSK副载波相关解调位边界确定电路，包括:一 BPSK副载波上升沿计数器，一第一比较模块，一 BPSK副载波高电平统计计数器，一第二比较模块，一 BPSK副载波高低电平计数器，一首次翻转位边界信号产生模块。所述BPSK副载波是指IS0/IEC14443协议规定的847k波特率下的BPSK副载波。
[0029]所述BPSK副载波上升沿计数器，是对输入的BPSK副载波的上升沿进行计数，用于统计位同步期间模拟接收电路打开之后的BPSK副载波信号个数。
[0030]所述第一比较模块，将所述BPSK副载波上升沿计数器的计数值与设定的计数阈值相比较，产生计数使能信号，当所述BPSK副载波上升沿计数器的计数值大于等于计数阈值时该计数使能信号有效，用于限定所述BPSK副载波高电平统计计数器的计数范围。也即，在接收开始后，并不是马上就进行BPSK副载波高电平的统计，而是等待几个不稳定的BPSK副载波周期过后(丢弃开始的几个不稳定BPSK副载波)，开始对BPSK副载波的高电平进行连续统计。
[0031]所述BPSK副载波高电平统计计数器，在计数使能信号使能后，即在不稳定的几个BPSK副载波周期过后启动计数，用于统计连续多个位同步期的BPSK副载波高电平期间的系统时钟个数；以4个BPSK副载波周期为例，在完成4个BPSK副载波周期高电平的系统时钟个数统计后停止计数，即锁定统计值。然后，用统计值除以统计的BPSK副载波周期个数，即为I个BPSK副载波周期的高电平的平均系统时钟个数(或称“平均时间”)H_duty_cnt[5:2]。单位为计数时钟(即13.56MHz系统时钟)。
[0032]根据已经统计完成的I个BPSK副载波的高电平的平均系统时钟个数1(1此7_cnt[5:2],即可以算出I个BPSK副载波的低电平的平均系统时钟个数16_H_duty_cnt[5:2]。
[0033]所述第二比较模块，将所述高电平的平均系统时钟个数11_(1此7_0^[5:2]加上高翻阈值偏移量high_shift[3:0],得到高翻阈值high_threshold[3:0];将所述低电平的平均系统时钟个数16-H_duty_cnt [5:2]加上低翻偏移量low_shift [3:0]得到低翻阈值low_threshold[3:O]。
[0034]结合图4所示，根据协议，在理想情况下，当一次高电平持续了 16个系统时钟时，认为是一次高翻转(简称高翻)；同理当一次低电平持续了 16个系统时钟时，认为是一次低翻转(简称低翻)。假设统计出的单周期的高电平时间为H_duty_cnt [5:2] =9 (理想值为8),则如果判决一次高翻转，应当加上一个高翻偏移量high_shift[3:0],即9+high_shift[3:0]，用来和高低电平计数器的计数值进行比较，至于该偏移量取的具体值为多少应根据模拟电路的特点设定，理想值应为16-高翻理想值=16-8=8个系统时钟。建议取值与理想值相比留出余量，一般设定4-6，低翻的阈值计算同理。
[0035]所述BPSK副载波高低电平计数器，用于统计每个周期BPSK副载波的高电平和低电平的系统时钟个数，在BPSK副载波的上升沿或者下降沿清O。
[0036]所述首次翻转位边界信号产生模块，将所述BPSK副载波高低电平计数器输出的高