1、射频识别技术,第七章 编码与调制,信号与信道,编码,调制,CONTENTS, 读写器与电子标签之间消息的传递是通过电信号来实 现的，以自由空间作为信道的无线电传输无法进行基带传输， 需要借助“编码”和“调制”来实现信息的传递； 对于这样一个开放的无线系统，外界的各种干扰容易使 得传输产生错误，同时数据也容易被外界窃取，因此需要数 据校验和保密措施。,1.1 信号 信号是消息的载体，在通信系统中信息是以电信号的形 式从一点被传送到另一点的； RFID系统主要使用数字信号：* 信号的完整性数字信号易于接收端校验，便于信 号保持完整性* 信号的安全性数字信号易于加密和解密* 便于计算机存储和处理且易
2、与互联网结合构成物联网* 设备便于集成化和微型化,一. 信号与信道, 在RFID中对信号频域的研究比对信号时域的分析更重 要，需要讨论信号的频率构成、带宽等参数； 读写器和电子标签之间的工作方式可分为时序系统、全 双工系统和半双工系统；,一. 信号与信道, 通信握手指读写器与电子标签在通信开始、结束或通信 过程中的基本沟通，主要用于解决通信双方的工作状态、数 据同步、信息确认等问题：* 优先通信无源系统都是读写器先讲，而有源系统 则都有可能* 数据同步双方协同位速率* 由于时间是制约速度的主要因素，故RFID通信协议常 采用“自动连续重发”,一. 信号与信道,补充：TCP连接的三次握手过程,一
3、. 信号与信道,1.2 信道 信道是信号的传输媒质，将带有信息的信号从输入端传 递到输出端； 信道的组成一旦确定其带宽也就确定了； 数据传输速率是描述传输系统的重要技术指标之一，常 用单位有kb/s、Mb/s、Gb/s； 信道容量是反映信道信息传递能力的参数，这种能力与 信道的频带宽度(RFID主要选用微波频率)、信道工作时间、 信道中的信噪比有关。,一. 信号与信道,锐普PPT论坛chinakui转载：,二. 编码,锐普PPT论坛chinakui转载：, 编码是为了达到某种目的而对信号进行的一种变换，根据目的的不同可分为信源编码、信道编码和保密编码： * 信源编码的主要任务是A/D转换和数据
4、压缩 * 信道编码包括为适应信道条件、提高通信可靠性而进行的编码 * 保密编码是为了使信息在传输过程中不易被人窃译而进行的编码,二. 编码,锐普PPT论坛chinakui转载：, RFID常用的编码方法(属于信道编码中适应信道的情况)： 课本P145 图6.2 表6.1,二. 编码,锐普PPT论坛chinakui转载：, 每种编码都有自身的优点和缺点，在一个RFID系统中要分析多方面的因素来确定编码的方式： * 电子标签能量的来源对于无源标签，所选码型应保证不中断读写器对电子标签的能量供应(归零码不合适) * 电子标签的检错能力为保证系统工作的可靠性，编码方式应提供一定的检错能力 * 电子标签
5、对时钟的提取电子标签芯片中一般不含时钟电路，需在读写器发来的码流中提取时钟,二. 编码,锐普PPT论坛chinakui转载：, 使用调制的原因 * 工作频率越高天线尺寸越小天线尺寸可以与工作波长相比拟时其辐射更有效，而减小天线尺寸迎合了现代通信对尺寸小型化的要求； * 工作频率越高则可用带宽越宽信道的相对带宽一定时，工作频率越高则可用带宽越宽且带宽增加时能提高系统的抗干扰和抗衰落能力，同时也能实现带宽和信噪比互换和实现多路复用。,三. 调制,锐普PPT论坛chinakui转载：,补充：扩频通信抗窄带干扰的原理,三. 调制,锐普PPT论坛chinakui转载：,三. 调制,锐普PPT论坛chin
6、akui转载：,补充：扩频通信用带宽换取信噪比的原理(扩频增益),三. 调制,锐普PPT论坛chinakui转载：, 数字基带信号含有丰富的低频分量需要调制以便和信道的特性相匹配，同时调制方式也决定了一个通信系统的性能(如误码率)； RFID采用的是数字键控调制方式，如振幅键控、频移键控、相移键控，其中的载波除了是信息的载体外还为无源标签提供能量，这是RFID和其它通信系统不同的地方；,三. 调制,锐普PPT论坛chinakui转载：, 利用副载波的负载调制 * 实质是2次调制先将信号调制到副载波上，再用其对载波进行调制 * 对于RFID系统而言，副载波主要用在6.78/13.56/27.125MHz的电感耦合系统中且是从标签到读写器的方向上，其中的副载波通常是对工作频率分频产生的(如847kHz的副载波是13.56MHz/16分频) * 采用ASK的副载波调制,三. 调制,锐普PPT论坛chinakui转载：,三. 调制,
