5RFID编码调制.ppt

第4讲 RFID的编码和调制 ;人类在生活、生产和社会活动中总是伴随着消息（或信息）的传递，这种传递消息（或信息）的过程就叫做通信。 通信系统是指完成通信这一过程的全部设备和传输媒介， 一般可概括为如下图所示的模型： 图1 通信系统模型;信息源（简称信源）：把各种消息转换成原始电信号，如麦克风。信源可分为模拟信源和数字信源。 发送设备：产生适合于在信道中传输的信号。 信道：将来自发送设备的信号传送到接收端的物理媒质。分为有线信道和无线信道两大类。 噪声源：集中表示分布于通信系统中各处的噪声。 接收设备：从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。 受信者（信宿）：把原始电信号还原成相应的消息，如扬声器等。 ;模拟信号：代表消息的信号参量取值连续，例如麦克风输出电压： 数字信号：代表消息的信号参量取值为有限个，例如电报信号、计算机输入输出信号： ; 通常，按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。 模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统。 可见，在模拟通信系统中，发送设备简化为调制器，接收设备简化为解调器，主要是强调在模拟通信系统中调制的重要作用。 ;数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统。 信源编码与译码目的：提高信息传输的有效性以及完成模/数转换 ； 信道编码与译码目的：增强抗干扰能力； 加密与解密目的：保证所传信息的安全； 数字调制与解调目的：形成适合在信道中传输的带通信号 ； 同步目的：使收发两端的信号在时间上保持步调一致 。 ;RFID系统常采用数字信号。其主要特点 信号的完整性 RFID采用非接触技术传递信息，容易遇到干扰，使信息传输发生改变。数字信号容易校验，并容易防碰撞，可以使信号保持完整性。 信号的安全性 RFID系统采用无线方式传递信息，开放的无线系统存在安全隐患。数字信号的加密和解密处理比模拟信号容易的多。 便于存储、处理和交换 数字信号的形式与计算机所用的信号一致，都是二进制代码。便于与计算机互联网，也便于计算机对数字信息进行存储、处理和交换，可使物联网的管理和维护实现自动化、智能化。;RFID系统的基本通信模型;信号编码系统是对要传输的信息进行编码，以便传输信号能够尽可能最佳的与信道相匹配，防止信息干扰或发生碰撞。 调制器用于改变高频载波信号，即使得载波信号的振幅、频率或相位与调制的基带信号相关。 射频识别系统信道的传输介质为磁场（电感耦合）和电磁波（微波）。 解调器用于解调获取信号，以便再生基带信号。 信号译码系统是对从解调器传来的基带信号进行译码，恢复成原来的信息，并识别和纠正传输错误。;4、信号工作方式;二、RFID常用的编码方式;（1）反向不归零编码（NRZ，Non Return Zero） 反向不归零编码用高电平表示二进制“1”，低电平表示二进制“0”，如下图所示： 图7 反向不归零编码 此码型不宜传输，有以下原因 有直流，一般信道难于传输零频附近的频率分量； 接收端判决门限与信号功率有关，不方便使用； 不能直接用来提取位同步信号，因为NRZ中不含有位同步信号频率成分； 要求传输线有一根接地。;（2）曼彻斯特编码（Manchester） 曼彻斯特编码也被称为分相编码（Split-Phase Coding）。 某比特位的值是由该比特长度内半个比特周期时电平的变化（上升或下降）来表示的，在半个比特周期时的负跳变表示二进制“1”，半个比特周期时的正跳变表示二进制“0”，如下图所示： 图8 曼彻斯特编码;曼彻斯特编码的特点 曼彻斯特编码在采用负载波的负载调制或者反向散射调制时，通常用于从电子标签到读写器的数据传输，因为这有利于发现数据传输的错误。这是因为在比特长度内，“没有变化”的状态是不允许的。 当多个标签同时发送的数据位有不同值时，则接收的上升边和下降边互相抵消，导致在整个比特长度内是不间断的负载波信号，由于该状态不允许，所以读写器利用该错误就可以判定碰撞发生的具体位置。 曼彻斯特编码由于跳变都发生在每一个码元中间，接收端可以方便地利用它作为同步时钟。;（3）单极性归零编码（Unipolar RZ） 当发码1时发出正电流，但正电流持续的时间短于一个码元的时间宽度，即发出一个窄脉冲 当发码0时，完全不发送电流。 单极性归零编码可用来提取位同步信号。 单极性归零编码 ;（4）差动双相编码（DBP） 差动双相编码在半个比特周期中的任意的边沿表示二进制“0”，而没有边沿就是二进制“1”，如下图所示。此外在每个比特周期开始时，电平都要反相。因此，对于接收器来说，位节拍比较容易重建。 图10 差动双相编码;（5）密勒编码（Miller） 密勒编码在