和相干解调.PPT

通信原理-RFID调制解调技术 张建明 2015年 9 月 通信原理-RFID调制解调技术 张建明 2015年 9 月 数字通信系统是利用数字信号来传输信息的通信系统，如图所示 信源编码与信源译码的目的是提高信息传输的有效性以及完成模/数转换等；信道编码与信道译码的目的是增强信号的抗干扰能力，提高传输的可靠性；数字调制是改变载波的某些参数，使其按照将要传输信号的特点变化而变化的过程，通过将数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的带通信号。 本节主要 介绍RFID的核心技术————数字调制与解调 1、RFID系统的通信过程 1、RFID系统的通信过程 在RFID系统中，读写器和电子标签之间的数据传输方式与基本 的数字通信系统结构类似。读写器与电子标签之间的数据传输是双 向，这里以读写器向电子标签传输数据为例说明其通信过程。读写 器中信号经过信号编码、调制器及传输介质（无线信道），以及电 子标签中的解调器和信号译码等处理，如图所示。 RFID系统通信结构框图（以读写器向电子标签发送数据为例） 在RFID系统中，读写器和电子标签之间的数据传输方式与基本 的数字通信系统结构类似。读写器与电子标签之间的数据传输是双 向，这里以读写器向电子标签传输数据为例说明其通信过程。读写 器中信号经过信号编码、调制器及传输介质（无线信道），以及电 子标签中的解调器和信号译码等处理，如图所示。 2、 RFID系统调制方法 在通信中，通常会有基带信号和频带信号。基带信号也就是原始信号，通常具有较低的频率成分，不适合在无线信道中进行传输。在通信系统中，由一个载波来运载基带信号，调制就是使载波信号的某个参量随基带信号的变化而变化，从而实现基带信号转换成频带信号。在通信系统的接收端对应要有解调过程，其作用是将信道中的频带信号恢复为基带信号。 数字调制是指把数字基带信号调制到载波的某个参数上，使得载波的参数（幅度、频率、相位）随数字基带信号的变化而变化，因此数字调制信号也称键控信号。数字调制中的调幅、调频和调相分别称为移幅键控（ASK）、移频键控（FSK）和移相键控（PSK）。 3、 RFID系统调制方法 3.1、 RFID振幅键控调制 目前电感耦合RFID系统常采用ASK调制方式，如ISO/IEC 14443及ISO/IEC 15693标准均采用ASK调制方式。 1.调制 二进制振幅键控信号可以表示成具有一定波形的二进制序列（二进制数字基带信号）与正弦载波的乘积，即 其中， 为载波，S(t)为二进制序列，即 式中，Ts为码元持续时间，g(t)为基带脉冲波形，假设是高度为1，宽度等于Ts的矩形脉冲；an表示第n个符号的电平取值。 3、 RFID系统调制方法 3.1、 RFID振幅键控调制 载波振幅在0、1两种状态之间切换（键控）： 2ASK信号产生与波形图如图所示： 3、 RFID系统调制方法 3.2、 RFID振幅键控解调 二进制移幅键控信号有两种解调方法：非相干解调（包络检波法）和相干解调。非相干解调的过程如图（a）所示，输入信号为调制后的信号v(t)，依次经过带通滤波器、全波整流器、低通滤波器和抽样判决器，最后输出解调后的信号,其波形如图（b）所示. 3、 RFID系统调制方法 3.2、 RFID振幅键控解调 相干解调的原理框图如图所示，输入信号为调制后的信号v(t)，依次经过带通滤波器、相乘器、低通滤波器和抽样判决器，最后输出解调后的信号。与非相关不同的是，此次用到了与调制时的载波信号cosωct，因此被称为相干解调。 2ASK信号相干解调原理图 4 RFID频移键控调制方法 数字频移键控是用载波的频率来传输数字消息，即用所传输的数字消息来控制载波的频率。数字频率调制又称为频移键控调制（Frequency Shift keying，FSK），即用不同的频率来表示不同的符号。二进制频移键控记为2FSK 5 RFID相移调制方法 数字相位调制又称为相移键控调制（Phase Shift Keying，PSK）。二进制移相键控方式2PSK是键控的载波相位按基带脉冲序列的规律而改变的一种数字调制方式，即根据数字基带信号的两个电平（或符号）使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方法 2PSK信号波形图 6 数字信号最佳接收 “最佳”的准则：错误概率最小 产生误码的原因：讨论在二进制数字通信系统中如何使噪声引起的错误概率最小。 判决规则 设在一个二进制通信系统中发送码元“1”的概率为P(1)，发送码元“0”