第4章数据校验和防碰撞算法课程.ppt

* 第4章 数据校验和防碰撞算法 4.4 碰撞检测 检测接收到的电信号参数（如信号电压幅度、脉冲宽度等）是否发生了非正常变化，但是对于无线电射频环境，门限值较难设置； 通过差错检测方法检查有无错码，虽然应用奇偶校验、CRC码检查到的传输错误不一定是数据碰撞引起，但是这种情况的出现也被认为是出现了碰撞； 利用某些编码的性能，检查是否出现非正常码来判断是否产生数据碰撞，如曼彻斯特码，若以2倍数据时钟频率的NRZ码表示曼彻斯特码，则出现11码就说明产生了碰撞，并且可以知道碰撞发生在哪一位。 * 第4章 数据校验和防碰撞算法 4.5 设计实例 MCRF250芯片 非接触可编程无源RFID器件 工作频率（载波）为125kHz 两种工作模式：初始模式（Native）和读模式。 只读数据传送，片内带有一次性可编程（OTP）的96位或128位用户存储器（支持48位或64位协议）； 具有片上整流和稳压电路； 低功耗； 编码方式为NRZ码、曼彻斯特码和差分曼彻斯特码； 调制方式为FSK、PSK和直接调制； 封装方式有PDIP和SOIC两种。 * 第4章 数据校验和防碰撞算法 芯片内部电路 由射频前端、防碰撞电路及存储器3部分组成 * 第4章 数据校验和防碰撞算法 芯片 配置寄存器 * 第4章 数据校验和防碰撞算法 基于FSK脉冲调制方式的碰撞检测方法 数位1和数位0碰撞情况的时序图 * 第4章 数据校验和防碰撞算法 FSK防碰撞阅读器设计 * 第4章 数据校验和防碰撞算法 防碰撞流程 合肥工业大学 计算机与信息学院 《RFID原理与应用》第2版 单承赣 教授 * 第4章 数据校验和防碰撞算法 在RFID系统中，数据传输的完整性存在两个方面的问题： 一是外界的各种干扰可能使数据传输产生错误； 二是多个应答器同时占用信道使发送数据产生碰撞。 运用数据检验（差错检测）和防碰撞算法可分别解决这两个问题。 * 第4章 数据校验和防碰撞算法 4.1 差错检测 4.1.1 差错的性质和表示方法 随机错误：由信道中的随机噪声干扰引起。在出现这种错误时，前后位之间的错误彼此无关。 突发错误：由突发干扰引起，当前面出现错误时，后面往往也会出现错误，它们之间有相关性。 混合错误 差错的表示方法：误比特率 突发错误长度b 5 * 第4章 数据校验和防碰撞算法 4.1.2 差错控制 在传输信息数据中增加一些冗余编码，使监督码元和信息码元之间建立一种确定的关系，实现差错控制编码和差错控制解码功能 。 反馈重发（ARQ）、前向纠错（FEC）和混合纠错（HEC） 反馈重发发送端需要在得到接收端正确收到所发信息码元（通常以帧的形式发送）的确认信息后，才能认为发送成功。 前向纠错接收端通过纠错解码自动纠正传输中出现的差错，所以该方法不需要重传。这种方法需要采用具有很强纠错能力的编码技术 混合纠错是ARQ和FEC的结合，设计思想是对出现的错误尽量纠正，纠正不了则需要通过重发来消除差错。 * 第4章 数据校验和防碰撞算法 4.1.3 检纠错码 信息码元与监督码元 信息码元 k 监督码元r 总码元数为n k + r * 第4章 数据校验和防碰撞算法 检纠错码的分类 * 第4章 数据校验和防碰撞算法 分组码 码组的监督码元仅与本码组的信息码元有关，而与其他码元组的信息码元无关 卷积码 码组的监督码元不仅与本码组的信息码元相关，而且与本码组相邻的前m个时刻输入的码组的信息码元之间也具有约束关系 性能优于分组码 交织码 利用交织技术构造出来的编码 * 第4章 数据校验和防碰撞算法 交织码 第4章 数据校验和防碰撞算法 4.1.4 数字通信系统的性能 频谱效率和可靠性 Eb/No C/N和S/N * 第4章 数据校验和防碰撞算法 4.1.5 RFID中的差错检测 线性分组码 奇偶校验码 CRC码 CRC码（循环冗余码） ——较强的检错能力，硬件实现简单 算法步骤 * 第4章 数据校验和防碰撞算法 RFID中的差错检测 CRC码（循环冗余码） ——较强的检错能力，硬件实现简单 算法步骤 将k位信息写成k-1阶多项式M X ； 设生成多项式G X 的阶为r； 用模2除法计算XrM X /G X ，获得余数多项式R X ； 用模2减法求得传送多项式T X ，T X XrM X -R X ，则T X 多项式系数序列的前k位为信息位，后r位为校验位，总位数n k+r。 * 第4章 数据校验和防碰撞算法 4.2 防碰撞算法 有两个或两个以上的应答器同时发送数据，那么就会出现通信冲突，产生数据相互的