無線射頻識別(RFID)技術(shù)---第5章_編碼與調(diào)制

1、 willtg. All rights reserved. 第第5章章 編碼與調(diào)制編碼與調(diào)制 willtg. All rights reserved.5.1 5.1 信號與編碼信號與編碼5.2 5.2 RFIDRFID常見的編碼方式常見的編碼方式 5.3 5.3 脈沖調(diào)制脈沖調(diào)制5.4 5.4 正弦波調(diào)制正弦波調(diào)制主要內(nèi)容主要內(nèi)容 willtg. All rights reserved.本章學(xué)習(xí)目標(biāo)本章學(xué)習(xí)目標(biāo) ：n了解通信系統(tǒng)里的信號與編碼相關(guān)基礎(chǔ)了解通信系統(tǒng)里的信號與編碼相關(guān)基礎(chǔ)n掌握掌握串曼徹斯特碼、密勒碼、修正密勒碼的編串曼徹斯特碼、密勒碼、修正密勒碼的編碼方法，了解對應(yīng)的解碼方法碼方

2、法，了解對應(yīng)的解碼方法n掌握掌握數(shù)據(jù)傳輸過程中采用的調(diào)制與解調(diào)技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸過程中采用的調(diào)制與解調(diào)技術(shù) willtg. All rights reserved.人類在生活、生產(chǎn)和社會活動中總是伴隨著消息（或信息）人類在生活、生產(chǎn)和社會活動中總是伴隨著消息（或信息）的傳遞，這種傳遞消息（或信息）的過程就叫做的傳遞，這種傳遞消息（或信息）的過程就叫做通信通信。通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)是指完成通信這一過程的全部設(shè)備和傳輸媒介。是指完成通信這一過程的全部設(shè)備和傳輸媒介。 一般可概括為如下圖所示的模型：一般可概括為如下圖所示的模型： 通信系統(tǒng)模型通信系統(tǒng)模型5.1 信號和編碼 willtg. All rights

3、 reserved.信息源信息源（簡稱信源）：把各種消息轉(zhuǎn)換成原始電信號，如麥（簡稱信源）：把各種消息轉(zhuǎn)換成原始電信號，如麥克風(fēng)。信源可分為模擬信源和數(shù)字信源?？孙L(fēng)。信源可分為模擬信源和數(shù)字信源。發(fā)送設(shè)備發(fā)送設(shè)備：產(chǎn)生適合于在信道中傳輸?shù)男盘?。：產(chǎn)生適合于在信道中傳輸?shù)男盘?。信道信道：將來自發(fā)送設(shè)備的信號傳送到接收端的物理媒質(zhì)。分：將來自發(fā)送設(shè)備的信號傳送到接收端的物理媒質(zhì)。分為有線信道和無線信道兩大類。為有線信道和無線信道兩大類。噪聲源噪聲源：集中表示分布于通信系統(tǒng)中各處的噪聲。：集中表示分布于通信系統(tǒng)中各處的噪聲。接收設(shè)備接收設(shè)備：從受到減損的接收信號中正確恢復(fù)出原始電信號。：從受到減損的

4、接收信號中正確恢復(fù)出原始電信號。 受信者受信者（信宿）：把原始電信號還原成相應(yīng)的消息，如揚(yáng)聲（信宿）：把原始電信號還原成相應(yīng)的消息，如揚(yáng)聲器等。器等。5.1 信號和編碼 willtg. All rights reserved.模擬信號模擬信號：代表消息的信號參量取值連續(xù)，例如麥克風(fēng)輸出電壓：代表消息的信號參量取值連續(xù)，例如麥克風(fēng)輸出電壓：數(shù)字信號數(shù)字信號：代表消息的信號參量取值為有限個，例如電報信號、：代表消息的信號參量取值為有限個，例如電報信號、計算機(jī)輸入輸出信號：計算機(jī)輸入輸出信號： (a) 話音信號話音信號 (b) 抽樣信號抽樣信號 模擬信號模擬信號 (a) 二進(jìn)制信號二進(jìn)制信號 (b)

5、 2PSK信號信號 數(shù)字信號數(shù)字信號5.1 信號和編碼 willtg. All rights reserved.通常，按照信道中傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字信號，相應(yīng)地通常，按照信道中傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字信號，相應(yīng)地把通信系統(tǒng)分為把通信系統(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)模擬通信系統(tǒng)和和數(shù)字通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)。 模擬通信系統(tǒng)模擬通信系統(tǒng)是利用模擬信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)。是利用模擬信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)。 可見，在模擬通信系統(tǒng)中，發(fā)送設(shè)備簡化為調(diào)制器，接收可見，在模擬通信系統(tǒng)中，發(fā)送設(shè)備簡化為調(diào)制器，接收設(shè)備簡化為解調(diào)器，主要是強(qiáng)調(diào)在模擬通信系統(tǒng)中調(diào)制的設(shè)備簡化為解調(diào)器，主要是強(qiáng)調(diào)在模擬通信系統(tǒng)中調(diào)制的重

6、要作用。重要作用。 模擬通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型5.1 信號和編碼 willtg. All rights reserved. 數(shù)字通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)是利用數(shù)字信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)。是利用數(shù)字信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)。信源編碼與譯碼目的：提高信息傳輸?shù)挠行砸约巴瓿赡Ｐ旁淳幋a與譯碼目的：提高信息傳輸?shù)挠行砸约巴瓿赡? /數(shù)數(shù)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 ；信道編碼與譯碼目的：增強(qiáng)抗干擾能力；信道編碼與譯碼目的：增強(qiáng)抗干擾能力；加密與解密目的：保證所傳信息的安全；加密與解密目的：保證所傳信息的安全；數(shù)字調(diào)制與解調(diào)目的：形成適合在信道中傳輸?shù)膸ㄐ盘枖?shù)字調(diào)制與解調(diào)目的：形成適合在信道中傳輸?shù)膸ㄐ盘?；同步

7、目的：使收發(fā)兩端的信號在時間上保持步調(diào)一致同步目的：使收發(fā)兩端的信號在時間上保持步調(diào)一致 。 數(shù)字通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信系統(tǒng)模型5.1 信號和編碼 willtg. All rights reserved.RFIDRFID系統(tǒng)常采用數(shù)字信號。其主要特點系統(tǒng)常采用數(shù)字信號。其主要特點信號的完整性信號的完整性RFIDRFID采用非接觸技術(shù)傳遞信息，容易遇到干擾，使信息傳輸采用非接觸技術(shù)傳遞信息，容易遇到干擾，使信息傳輸發(fā)生改變。數(shù)字信號容易校驗，并容易防碰撞，可以使信號發(fā)生改變。數(shù)字信號容易校驗，并容易防碰撞，可以使信號保持完整性。保持完整性。信號的安全性信號的安全性RFIDRFID系統(tǒng)采用無線方式傳

8、遞信息，開放的無線系統(tǒng)存在安全系統(tǒng)采用無線方式傳遞信息，開放的無線系統(tǒng)存在安全隱患。數(shù)字信號的加密和解密處理比模擬信號容易的多。隱患。數(shù)字信號的加密和解密處理比模擬信號容易的多。便于存儲、處理和交換便于存儲、處理和交換數(shù)字信號的形式與計算機(jī)所用的信號一致，都是二進(jìn)制代碼。數(shù)字信號的形式與計算機(jī)所用的信號一致，都是二進(jìn)制代碼。便于與計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)，也便于計算機(jī)對數(shù)字信息進(jìn)行存儲、便于與計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)，也便于計算機(jī)對數(shù)字信息進(jìn)行存儲、處理和交換，可使物聯(lián)網(wǎng)的管理和維護(hù)實現(xiàn)自動化、智能化。處理和交換，可使物聯(lián)網(wǎng)的管理和維護(hù)實現(xiàn)自動化、智能化。5.1 信號和編碼 willtg. All rights re

9、served.RFIDRFID系統(tǒng)的基本通信模型系統(tǒng)的基本通信模型按讀寫器到電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳輸方向，按讀寫器到電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳輸方向，RFIDRFID系統(tǒng)的通信模型主要由讀寫系統(tǒng)的通信模型主要由讀寫器（發(fā)送器）中的信號編碼（信號處理）和調(diào)制器（載波電路），傳輸器（發(fā)送器）中的信號編碼（信號處理）和調(diào)制器（載波電路），傳輸介質(zhì)（信道），以及電子標(biāo)簽（接收器）中的解調(diào)器（載波回路）和信介質(zhì)（信道），以及電子標(biāo)簽（接收器）中的解調(diào)器（載波回路）和信號譯碼（信號處理）組成。號譯碼（信號處理）組成。RFIDRFID系統(tǒng)最終要完成的功能是對數(shù)據(jù)的獲取，這種在系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)最終要完成的功能是對數(shù)據(jù)的獲

10、取，這種在系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)交換有兩個方面的內(nèi)容：有兩個方面的內(nèi)容：RFIDRFID讀寫器向讀寫器向RFIDRFID電子標(biāo)簽方向的數(shù)據(jù)傳輸電子標(biāo)簽方向的數(shù)據(jù)傳輸和和RFIDRFID電子標(biāo)簽向電子標(biāo)簽向RFIDRFID讀寫器方向的數(shù)據(jù)傳輸讀寫器方向的數(shù)據(jù)傳輸。RFIDRFID系統(tǒng)的基本通信模型系統(tǒng)的基本通信模型5.1 信號和編碼 willtg. All rights reserved.信號編碼系統(tǒng)信號編碼系統(tǒng)是對要傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行編碼，以便傳輸信號能是對要傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行編碼，以便傳輸信號能夠盡可能最佳的與信道相匹配，防止信息干擾或發(fā)生碰撞。夠盡可能最佳的與信道相匹配，防止信息干擾或發(fā)生碰撞。調(diào)制器調(diào)制器

11、用于改變高頻載波信號，即使得載波信號的振幅、頻用于改變高頻載波信號，即使得載波信號的振幅、頻率或相位與調(diào)制的基帶信號相關(guān)。率或相位與調(diào)制的基帶信號相關(guān)。射頻識別系統(tǒng)射頻識別系統(tǒng)信道信道的傳輸介質(zhì)為磁場（電感耦合）和電磁波的傳輸介質(zhì)為磁場（電感耦合）和電磁波（微波）。（微波）。解調(diào)器解調(diào)器用于解調(diào)獲取信號，以便再生基帶信號。用于解調(diào)獲取信號，以便再生基帶信號。信號譯碼系統(tǒng)信號譯碼系統(tǒng)是對從解調(diào)器傳來的基帶信號進(jìn)行譯碼，恢復(fù)是對從解調(diào)器傳來的基帶信號進(jìn)行譯碼，恢復(fù)成原來的信息，并識別和糾正傳輸錯誤。成原來的信息，并識別和糾正傳輸錯誤。5.1 信號和編碼 willtg. All rights res

12、erved.5.1 信號和編碼5.1.1 5.1.1 數(shù)據(jù)和信號數(shù)據(jù)和信號數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)是指預(yù)先約定的具有某種含義的數(shù)字、數(shù)據(jù)是指預(yù)先約定的具有某種含義的數(shù)字、符號和字母的組合。符號和字母的組合。信號：信號：數(shù)據(jù)在傳輸過程中的電磁波的表示。數(shù)據(jù)在傳輸過程中的電磁波的表示。信息信息數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)信號信號 willtg. All rights reserved.5.1.1 5.1.1 數(shù)據(jù)和信號數(shù)據(jù)和信號( (signalssignals) )數(shù)據(jù)的電氣或電磁表示方式數(shù)據(jù)的電氣或電磁表示方式有模擬信號或數(shù)字信號兩種形式。有模擬信號或數(shù)字信號兩種形式。( (analog signalsanalog si

13、gnals) )信號波形隨時間連續(xù)變化；信號波形隨時間連續(xù)變化；通常用連續(xù)變化的電壓值表示。通常用連續(xù)變化的電壓值表示。( (digitadigital l signalssignals) )瞬時跳變直方形；瞬時跳變直方形； 只有有限個特定的電壓值。只有有限個特定的電壓值。5.1 信號和編碼 willtg. All rights reserved.5.1.1 5.1.1 數(shù)據(jù)和信號數(shù)據(jù)和信號模擬信號和數(shù)字信號之間是可以互相轉(zhuǎn)換的模擬信號和數(shù)字信號之間是可以互相轉(zhuǎn)換的5.1 信號和編碼 willtg. All rights reserved.5.1.1 5.1.1 數(shù)據(jù)和信號數(shù)據(jù)和信號 最基本的

14、周期模擬信號，可用三個參數(shù)表示最基本的周期模擬信號，可用三個參數(shù)表示峰值振幅峰值振幅 (A)(A)信號強(qiáng)度之峰值信號強(qiáng)度之峰值單位：伏特單位：伏特頻率頻率(f)(f)信號變化的速率信號變化的速率單位：赫茲單位：赫茲 (Hz)(Hz)周期周期 T = 1/fT = 1/f相位相位( ( ) )相對于時間相對于時間0 0的波形位置的波形位置正弦波可用下式表示正弦波可用下式表示 s(s(t t) = ) = A A sin(2 sin(2f t f t + + ) )5.1 信號和編碼 willtg. All rights reserved.5.1.1 5.1.1 數(shù)據(jù)和信號數(shù)據(jù)和信號【信號的頻譜和

15、帶寬】【信號的頻譜和帶寬】(time domain)(time domain) 顯示信號振幅隨時間變化的情況顯示信號振幅隨時間變化的情況 信號隨時間變化的情況（時間的函數(shù)）信號隨時間變化的情況（時間的函數(shù)） 通常由電子線路設(shè)計師使用通常由電子線路設(shè)計師使用(frequency domain)(frequency domain) 顯示信號振幅隨頻率變化的情況顯示信號振幅隨頻率變化的情況 信號中頻率分量的組成情況（頻率的函數(shù)）信號中頻率分量的組成情況（頻率的函數(shù)） 通常由通信系統(tǒng)設(shè)計師使用通常由通信系統(tǒng)設(shè)計師使用5.1 信號和編碼 willtg. All rights reserved.【信號的頻

16、譜和帶寬】【信號的頻譜和帶寬】5.1.1 5.1.1 數(shù)據(jù)和信號數(shù)據(jù)和信號5.1 信號和編碼 willtg. All rights reserved.【信號的頻譜和帶寬信號的頻譜和帶寬】5.1.1 5.1.1 數(shù)據(jù)和信號數(shù)據(jù)和信號5.1 信號和編碼 willtg. All rights reserved.5.1.2 5.1.2 信道信道 傳輸介質(zhì)是用來傳遞信號的某種介質(zhì)。常見的傳傳輸介質(zhì)是用來傳遞信號的某種介質(zhì)。常見的傳輸介質(zhì)包括雙絞線、同軸電纜、光纖、無線傳輸?shù)?。輸介質(zhì)包括雙絞線、同軸電纜、光纖、無線傳輸?shù)?。傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)5.1 信號和編碼 willtg. All rights reser

17、ved.無線傳輸無線傳輸5.1.2 5.1.2 信道信道5.1 信號和編碼 willtg. All rights reserved.傳輸損耗與失真?zhèn)鬏敁p耗與失真5.1.2 5.1.2 信道信道所謂所謂“傳輸損耗與失真?zhèn)鬏敁p耗與失真”，指的是接收方收到的信，指的是接收方收到的信號與發(fā)送方發(fā)送的信號不相同。號與發(fā)送方發(fā)送的信號不相同。對模擬信號，主要表現(xiàn)為信號品質(zhì)下降。對模擬信號，主要表現(xiàn)為信號品質(zhì)下降。對數(shù)字信號，主要表現(xiàn)為產(chǎn)生位錯（比特反置，即對數(shù)字信號，主要表現(xiàn)為產(chǎn)生位錯（比特反置，即 0 0 1 1 或或 1 1 0 0）。）。造成造成“減損減損”的原因的原因衰減（衰減（attenuati

18、on)attenuation)時延失真（時延失真（delay distortiondelay distortion）噪聲（噪聲（noisenoise）5.1 信號和編碼 willtg. All rights reserved.5.1.2 5.1.2 信道信道變?nèi)踝內(nèi)? (衰減）衰減）變形變形( (失真失真) )摻雜摻雜( (噪聲噪聲) )傳輸損耗傳輸損耗5.1 信號和編碼 willtg. All rights reserved.傳輸損耗與失真?zhèn)鬏敁p耗與失真衰減衰減5.1.2 5.1.2 信道信道信號強(qiáng)度（能量）隨傳輸距離增長而不斷減弱；信號強(qiáng)度（能量）隨傳輸距離增長而不斷減弱；衰減程度與傳輸介

19、質(zhì)有關(guān)；衰減程度與傳輸介質(zhì)有關(guān)；傳輸工程師要考慮的三個問題傳輸工程師要考慮的三個問題: :接收到的信號要強(qiáng)接收到的信號要強(qiáng) 以便接收電路檢測。以便接收電路檢測。信噪比要高信噪比要高 信號電平必須大大高于噪聲電平。信號電平必須大大高于噪聲電平。特別注意高頻衰減特別注意高頻衰減 通常頻率越高，衰減越嚴(yán)重特別是模擬傳輸（對數(shù)通常頻率越高，衰減越嚴(yán)重特別是模擬傳輸（對數(shù)字傳輸影響不大）。字傳輸影響不大）。5.1 信號和編碼 willtg. All rights reserved.傳輸損耗與失真?zhèn)鬏敁p耗與失真衰減衰減5.1.2 5.1.2 信道信道數(shù)字信號的衰減可通過在傳輸電路上安裝中繼器數(shù)字信號的衰減

20、可通過在傳輸電路上安裝中繼器(repeater)(repeater)來解決。來解決。5.1 信號和編碼 willtg. All rights reserved.傳輸損耗與失真?zhèn)鬏敁p耗與失真時延失真（變形）時延失真（變形）5.1.2 5.1.2 信道信道復(fù)合信號中的不同頻率成分傳播速度不同復(fù)合信號中的不同頻率成分傳播速度不同( (中心頻率處最快中心頻率處最快, ,兩側(cè)最慢兩側(cè)最慢) )，導(dǎo)致到達(dá)最終接收端時有各自的延遲。，導(dǎo)致到達(dá)最終接收端時有各自的延遲。對數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)影響大對數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)影響大( (產(chǎn)生產(chǎn)生“碼間串?dāng)_碼間串?dāng)_”，即某個比特的一些，即某個比特的一些頻率成分溢到其他比特上頻率成分溢到其他比

21、特上) )，最大比特率因此受限。，最大比特率因此受限。5.1 信號和編碼 willtg. All rights reserved.傳輸損耗與失真?zhèn)鬏敁p耗與失真噪聲噪聲5.1.2 5.1.2 信道信道傳輸過程中，在發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備之間插入進(jìn)來的多余傳輸過程中，在發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備之間插入進(jìn)來的多余因而有害的信號。因而有害的信號。5.1 信號和編碼 willtg. All rights reserved.信道的最大容量信道的最大容量5.1.2 5.1.2 信道信道u 對在給定條件、給定通信信道上的數(shù)據(jù)傳輸速率稱為信道容對在給定條件、給定通信信道上的數(shù)據(jù)傳輸速率稱為信道容量。數(shù)據(jù)傳輸速率是指每秒鐘

22、傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)，用比特率（量。數(shù)據(jù)傳輸速率是指每秒鐘傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)，用比特率（b/s)b/s)來衡量來衡量2log (1)SCWN其中：其中：C C：信道容量（比特：信道容量（比特/ /秒）；秒）； N N：噪聲功率：噪聲功率 W W：帶寬；：帶寬； S S：信號功率：信號功率香農(nóng)定理：香農(nóng)定理：5.1 信號和編碼 willtg. All rights reserved.5.1.3 5.1.3 編碼編碼數(shù)據(jù)編碼數(shù)據(jù)編碼( (信源編碼和信道編碼信源編碼和信道編碼 ) ) 信源編碼是對信源信息進(jìn)行加工處理，模擬數(shù)據(jù)要經(jīng)過采樣、信源編碼是對信源信息進(jìn)行加工處理，模擬數(shù)據(jù)要經(jīng)過采樣、量化和編碼變換為數(shù)

23、字?jǐn)?shù)據(jù)，為降低所需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，在量化和編碼變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，為降低所需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，在信源編碼中還采用了數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。信源編碼中還采用了數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。 信道編碼是將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼成適合于在數(shù)字信道上傳輸?shù)臄?shù)字信道編碼是將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼成適合于在數(shù)字信道上傳輸?shù)臄?shù)字信號，并具有所需的抵抗差錯的能力，即通過相應(yīng)的編碼方法信號，并具有所需的抵抗差錯的能力，即通過相應(yīng)的編碼方法使接收端能具有使接收端能具有檢錯或糾錯能力檢錯或糾錯能力。 5.1 信號和編碼 willtg. All rights reserved.5.1.3 5.1.3 編碼編碼【基帶信號和寬帶信號】【基帶信號和寬帶信號】基帶信號基帶信號

24、就是將數(shù)字信號就是將數(shù)字信號 1 1 或或 0 0 直接用兩種不同直接用兩種不同的電壓來表示，然后送到線路上去傳輸。的電壓來表示，然后送到線路上去傳輸。 寬帶信號寬帶信號則是將基帶信號進(jìn)行則是將基帶信號進(jìn)行調(diào)制調(diào)制后形成的頻分復(fù)后形成的頻分復(fù)用模擬信號。用模擬信號。 5.1 信號和編碼 willtg. All rights reserved.5.1.3 5.1.3 編碼編碼【數(shù)字基帶信號的波形】【數(shù)字基帶信號的波形】5.1 信號和編碼 willtg. All rights reserved.5.1.3 5.1.3 編碼編碼 1.1.單極性不歸零波形單極性不歸零波形 NRZ NRZ 最簡單最常用

25、的基帶信號形式。最簡單最常用的基帶信號形式。 零電平和正電平分別對應(yīng)著二進(jìn)制代碼零電平和正電平分別對應(yīng)著二進(jìn)制代碼0 0和和1 1。應(yīng)用應(yīng)用：導(dǎo)線連接的各點之間近距離傳輸。：導(dǎo)線連接的各點之間近距離傳輸。特點特點：極性單一，有直流分量。另外位同步信息包含在電平：極性單一，有直流分量。另外位同步信息包含在電平 的轉(zhuǎn)換之中，當(dāng)出現(xiàn)連的轉(zhuǎn)換之中，當(dāng)出現(xiàn)連0 0序列時沒有位同步信息。序列時沒有位同步信息。5.1 信號和編碼 willtg. All rights reserved.5.1.3 5.1.3 編碼編碼 2 2雙極性不歸零波形雙極性不歸零波形 NRZ NRZ 脈沖的正負(fù)電平分別對應(yīng)于二進(jìn)制代碼

26、脈沖的正負(fù)電平分別對應(yīng)于二進(jìn)制代碼1 1、0 0。 特點特點：無直流分量。幅度相等極性相反的雙極性波形，故當(dāng)無直流分量。幅度相等極性相反的雙極性波形，故當(dāng)0 0、1 1符號等概率出現(xiàn)時，無直流分量。符號等概率出現(xiàn)時，無直流分量。 節(jié)省能源。平均功率為節(jié)省能源。平均功率為E E2 2/4/4。 抗干擾能力較強(qiáng)。恢復(fù)信號的判決電平為零值。抗干擾能力較強(qiáng)。恢復(fù)信號的判決電平為零值。5.1 信號和編碼 willtg. All rights reserved.5.1.3 5.1.3 編碼編碼3 3單極性歸零波形單極性歸零波形 RZ RZ 與單極性不歸零波形的區(qū)別是有電脈沖寬度小于碼元寬與單極性不歸零波形

27、的區(qū)別是有電脈沖寬度小于碼元寬度，每個有電脈沖在小于碼元長度內(nèi)總要回到零電平。度，每個有電脈沖在小于碼元長度內(nèi)總要回到零電平。 通常使電脈沖寬度為碼元寬度的一半。通常使電脈沖寬度為碼元寬度的一半。5.1 信號和編碼 willtg. All rights reserved.4 4、曼徹斯特編碼（、曼徹斯特編碼（ManchesterManchester）曼徹斯特編碼也被稱為分相編碼（曼徹斯特編碼也被稱為分相編碼（Split-Phase CodingSplit-Phase Coding）。）。某比特位的值是由該比特長度內(nèi)半個比特周期時電平的變化某比特位的值是由該比特長度內(nèi)半個比特周期時電平的變化（上

28、升或下降）來表示的，在半個比特周期時的負(fù)跳變表示（上升或下降）來表示的，在半個比特周期時的負(fù)跳變表示二進(jìn)制二進(jìn)制“1”1”，半個比特周期時的正跳變表示二進(jìn)制，半個比特周期時的正跳變表示二進(jìn)制“0”0”，如下圖所示：如下圖所示：5.1.3 5.1.3 編碼編碼5.1 信號和編碼 willtg. All rights reserved. 在在RFIDRFID中，為使閱讀器在讀取數(shù)據(jù)時能很好地解中，為使閱讀器在讀取數(shù)據(jù)時能很好地解決同步的問題，往往不直接使用數(shù)據(jù)的決同步的問題，往往不直接使用數(shù)據(jù)的NRZNRZ碼對射頻碼對射頻進(jìn)行調(diào)制，而是將數(shù)據(jù)的進(jìn)行調(diào)制，而是將數(shù)據(jù)的NRZNRZ碼進(jìn)行編碼變換后再對

29、碼進(jìn)行編碼變換后再對射頻進(jìn)行調(diào)制。所采用的變換編碼主要由射頻進(jìn)行調(diào)制。所采用的變換編碼主要由曼徹斯特碼、曼徹斯特碼、密勒碼、修正密勒碼密勒碼、修正密勒碼等。等。 5.2 RFID常見的編碼方式 willtg. All rights reserved.5.2.1 5.2.1 曼徹斯特碼曼徹斯特碼【編碼方式】【編碼方式】u在曼徹斯特碼中，在曼徹斯特碼中，1 1碼是前半（碼是前半（50%50%）位為高，后半）位為高，后半位為低；位為低；0 0碼是前半位為低，后半位為高。碼是前半位為低，后半位為高。uNRZNRZ碼和數(shù)據(jù)時鐘進(jìn)行異或便可得到曼徹斯特碼。碼和數(shù)據(jù)時鐘進(jìn)行異或便可得到曼徹斯特碼。5.2 R

30、FID常見的編碼方式 willtg. All rights reserved.5.2.1 5.2.1 曼徹斯特碼曼徹斯特碼【編碼器】【編碼器】編碼器電路 5.2 RFID常見的編碼方式 willtg. All rights reserved.74HC74功能表功能表5.2 RFID常見的編碼方式 willtg. All rights reserved.5.2.1 5.2.1 曼徹斯特碼曼徹斯特碼【編碼器】【編碼器】曼徹斯特碼編碼器時序波形圖曼徹斯特碼編碼器時序波形圖5.2 RFID常見的編碼方式 willtg. All rights reserved.5.2.1 5.2.1 曼徹斯特碼曼徹斯特

31、碼【軟件實現(xiàn)方法】【軟件實現(xiàn)方法】編碼：采用曼徹斯特碼傳輸數(shù)據(jù)信息時，信息塊編碼：采用曼徹斯特碼傳輸數(shù)據(jù)信息時，信息塊格式如下：格式如下： 曼徹斯特碼與曼徹斯特碼與2 2倍數(shù)據(jù)時鐘頻率的倍數(shù)據(jù)時鐘頻率的NRZNRZ碼對應(yīng)關(guān)系：碼對應(yīng)關(guān)系： 曼徹斯特碼曼徹斯特碼10結(jié)束位NRZNRZ碼碼10 01005.2 RFID常見的編碼方式 willtg. All rights reserved.5.2.1 5.2.1 曼徹斯特碼曼徹斯特碼【軟件實現(xiàn)方法】【軟件實現(xiàn)方法】解碼：在解碼時，解碼：在解碼時，MCUMCU可以采用可以采用2 2倍數(shù)據(jù)時鐘頻率對輸倍數(shù)據(jù)時鐘頻率對輸入數(shù)據(jù)的曼徹斯特碼進(jìn)行讀入。入數(shù)據(jù)

32、的曼徹斯特碼進(jìn)行讀入。首先判斷首先判斷起始位起始位，其碼序為，其碼序為1010；然后將讀入的；然后將讀入的10,0110,01組組合轉(zhuǎn)換為合轉(zhuǎn)換為NRZNRZ的的1,01,0碼；若讀到碼；若讀到0000組合，則表示接收到組合，則表示接收到結(jié)束位結(jié)束位。 例例5.15.1：曼徹斯特碼的讀入串為曼徹斯特碼的讀入串為10100101100100 10100101100100 ，求，求NRZNRZ碼值。碼值。5.2 RFID常見的編碼方式 willtg. All rights reserved.差分曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼波形圖：差分曼徹斯特編碼波形圖：“1”代表沒有跳變（也就是說

33、上代表沒有跳變（也就是說上一個波形圖在高現(xiàn)在繼續(xù)在高開始，上一波形圖在低繼續(xù)在一個波形圖在高現(xiàn)在繼續(xù)在高開始，上一波形圖在低繼續(xù)在低開始）；低開始）； “0”代表有跳變（也就是說上一個波形圖在高位代表有跳變（也就是說上一個波形圖在高位現(xiàn)在必須改在低開始，上一波形圖在高位必須改在從低開始）現(xiàn)在必須改在低開始，上一波形圖在高位必須改在從低開始）5.2 RFID常見的編碼方式 willtg. All rights reserved.思考題：思考題：數(shù)據(jù)碼為：數(shù)據(jù)碼為：100110101011001110請畫出請畫出單極性不歸零碼、雙極性不歸零碼、單極性不歸零碼、雙極性不歸零碼、單極性歸零碼、曼徹斯特

34、碼、差分曼徹斯特單極性歸零碼、曼徹斯特碼、差分曼徹斯特碼碼五種編碼的波形圖。五種編碼的波形圖。 willtg. All rights reserved.5.2.2 5.2.2 密勒碼密勒碼【編碼方式】【編碼方式】u編碼規(guī)則：密勒碼的邏輯編碼規(guī)則：密勒碼的邏輯0 0的電平和前位有關(guān)，邏輯的電平和前位有關(guān)，邏輯1 1雖然在中間有跳變，但是上跳還是下跳取決于前位結(jié)雖然在中間有跳變，但是上跳還是下跳取決于前位結(jié)束時的電平。束時的電平。5.2 RFID常見的編碼方式 willtg. All rights reserved.5.2.2 5.2.2 密勒碼密勒碼【編碼器】【編碼器】u密勒碼的傳輸格式如下圖，

35、起始位為密勒碼的傳輸格式如下圖，起始位為1 1，結(jié)束位為，結(jié)束位為0 0，數(shù)據(jù)流包，數(shù)據(jù)流包括傳送數(shù)據(jù)和它的檢驗碼。括傳送數(shù)據(jù)和它的檢驗碼。u倒相的曼徹斯特碼的上跳變沿正好是密勒碼波形中的跳變沿。倒相的曼徹斯特碼的上跳變沿正好是密勒碼波形中的跳變沿。5.2 RFID常見的編碼方式 willtg. All rights reserved.5.2.2 5.2.2 密勒碼密勒碼【編碼器】【編碼器】用曼徹斯特碼產(chǎn)生密勒碼的電路 5.2 RFID常見的編碼方式 willtg. All rights reserved.5.2.1 5.2.1 密勒碼密勒碼【軟件實現(xiàn)方法】【軟件實現(xiàn)方法】編碼：從密勒碼的編碼

36、規(guī)則可以看出，編碼：從密勒碼的編碼規(guī)則可以看出，NRZNRZ碼可以轉(zhuǎn)碼可以轉(zhuǎn)換為用兩位換為用兩位NRZNRZ碼表示的密勒碼值，其轉(zhuǎn)換關(guān)系如下碼表示的密勒碼值，其轉(zhuǎn)換關(guān)系如下 起始位起始位數(shù)據(jù)流位數(shù)據(jù)流位結(jié)束位結(jié)束位密勒碼密勒碼二位表示法的二進(jìn)制數(shù)二位表示法的二進(jìn)制數(shù)1 11010或或01010 01111或或00005.2 RFID常見的編碼方式 willtg. All rights reserved.5.2.2 5.2.2 密勒碼密勒碼【軟件實現(xiàn)方法】【軟件實現(xiàn)方法】解碼：首先判斷解碼：首先判斷起始位起始位，在讀出電平由高到低的跳變，在讀出電平由高到低的跳變沿時，便獲取了起始位。然后對以沿時

37、，便獲取了起始位。然后對以2 2倍數(shù)據(jù)時鐘頻率讀倍數(shù)據(jù)時鐘頻率讀入的位值進(jìn)行每兩位進(jìn)行一次轉(zhuǎn)換：入的位值進(jìn)行每兩位進(jìn)行一次轉(zhuǎn)換：0101和和1010都轉(zhuǎn)換為都轉(zhuǎn)換為1,001,00和和1111都轉(zhuǎn)換為都轉(zhuǎn)換為0 0。例例5.25.2：設(shè)讀入的密勒碼為設(shè)讀入的密勒碼為1000 0110 0011 1000 1000 0110 0011 1000 ，求，求NRZNRZ碼值。碼值。5.2 RFID常見的編碼方式 willtg. All rights reserved.5.2.3 5.2.3 修正密勒碼修正密勒碼【編碼規(guī)則】【編碼規(guī)則】TYPE ATYPE A中定義了如下三種時序：中定義了如下三種時序

38、：（1 1）時序）時序X X：該時序?qū)⒃冢涸摃r序?qū)⒃?464fcfc處產(chǎn)生一個處產(chǎn)生一個“pause”pause”（凹槽）；（凹槽）；（2 2）時序）時序Y Y：該時序在整個位期間（：該時序在整個位期間（128128fcfc）不發(fā)生調(diào)制；）不發(fā)生調(diào)制；（3 3）時序）時序Z Z：這種時序在位期間的開始時，產(chǎn)生一個：這種時序在位期間的開始時，產(chǎn)生一個“pause”pause”。 邏輯邏輯“1”1”選擇時序選擇時序X X；邏輯；邏輯“0”0”選擇時序選擇時序Y Y。但有兩種情況。但有兩種情況除外，第一種是在相鄰有兩個或更多的除外，第一種是在相鄰有兩個或更多的“0”0”時，此時應(yīng)從第二個時，此時應(yīng)從

39、第二個“0”0”開始采用時序開始采用時序Z Z；第二種是在直接與起始位相連的所有位為；第二種是在直接與起始位相連的所有位為“0”0”時，此時應(yīng)當(dāng)用時序時，此時應(yīng)當(dāng)用時序Z Z表示。表示。另外，通信開始時，用時序另外，通信開始時，用時序Z Z表示。通信結(jié)束則用邏輯表示。通信結(jié)束則用邏輯“0”0”加時序加時序Y Y表示。無信息時，通常應(yīng)用至少兩個時序表示。無信息時，通常應(yīng)用至少兩個時序Y Y來表示。來表示。5.2 RFID常見的編碼方式 willtg. All rights reserved.5.2.3 5.2.3 修正密勒碼修正密勒碼【編碼器】【編碼器】假設(shè)輸入數(shù)據(jù)假設(shè)輸入數(shù)據(jù)為為01 1010

40、01 1010波形波形C實際上是曼徹斯特的反相波形，用它實際上是曼徹斯特的反相波形，用它的上升沿輸出變便產(chǎn)生了密勒碼，而用其的上升沿輸出變便產(chǎn)生了密勒碼，而用其上升沿產(chǎn)生一個凹槽就是修正密勒碼上升沿產(chǎn)生一個凹槽就是修正密勒碼起始用時序起始用時序Z直接與起始位相直接與起始位相連的連的0用時序用時序Z相鄰多個或更多相鄰多個或更多0，則從第二格，則從第二格0開始用時序開始用時序Z通信結(jié)束用邏通信結(jié)束用邏輯輯0加時序加時序Y5.2 RFID常見的編碼方式 willtg. All rights reserved.5.3 脈沖調(diào)制為什么要進(jìn)行調(diào)制？為什么要進(jìn)行調(diào)制？ 調(diào)制的目的是把傳輸?shù)哪M信號或數(shù)字信號

41、，變換成適合調(diào)制的目的是把傳輸?shù)哪M信號或數(shù)字信號，變換成適合信道傳輸?shù)男盘?，這就意味著要把信源的基帶信號，轉(zhuǎn)變?yōu)橐恍诺纻鬏數(shù)男盘枺@就意味著要把信源的基帶信號，轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€相對基帶信號頻率而言非常高的帶通信號。個相對基帶信號頻率而言非常高的帶通信號。工作頻率越高帶寬越高。工作頻率越高帶寬越高。 當(dāng)工作頻率為當(dāng)工作頻率為1GHz1GHz，若傳輸?shù)南鄬挒?，若傳輸?shù)南鄬挒?0%10%，可以傳輸，可以傳輸100MHz100MHz帶寬的信號，而當(dāng)工作頻率為帶寬的信號，而當(dāng)工作頻率為1MHz1MHz，若傳輸?shù)南鄬?，若傳輸?shù)南鄬挒闉?0%10%，只可以傳輸，只可以傳輸0.1MHz0.1MHz

42、帶寬的信號。帶寬的信號。 當(dāng)信號帶寬加大時，還可以提高無線通信系統(tǒng)的抗干擾能當(dāng)信號帶寬加大時，還可以提高無線通信系統(tǒng)的抗干擾能力、抗衰落能力。力、抗衰落能力。工作頻率越高，天線尺寸越小。工作頻率越高，天線尺寸越小。 willtg. All rights reserved.將數(shù)據(jù)的將數(shù)據(jù)的NRZNRZ碼變換為更高頻率的脈沖串，該脈沖串碼變換為更高頻率的脈沖串，該脈沖串的脈沖波形參數(shù)受的脈沖波形參數(shù)受NRZNRZ碼的值碼的值0 0和和1 1調(diào)制。調(diào)制。主要的調(diào)制方式為頻移鍵控主要的調(diào)制方式為頻移鍵控FSKFSK和相移鍵控和相移鍵控PSKPSK。 5.3 脈沖調(diào)制 willtg. All right

43、s reserved. 對于一個信號，可用三個參數(shù)表示對于一個信號，可用三個參數(shù)表示峰值振幅峰值振幅 (A)(A)信號強(qiáng)度之峰值信號強(qiáng)度之峰值單位：伏特單位：伏特頻率頻率(f)(f)信號變化的速率信號變化的速率單位：赫茲單位：赫茲 (Hz)(Hz)周期周期 T = 1/fT = 1/f相位相位( ( ) )相對于時間相對于時間0 0的波形位置的波形位置正弦波可用下式表示正弦波可用下式表示 s(s(t t) = ) = A A sin(2 sin(2f t f t + + ) )5.3 脈沖調(diào)制 willtg. All rights reserved.5.3.1 FSK5.3.1 FSK方式方式

44、【FSKFSK波形】波形】FSKFSK是指對已調(diào)脈沖波形的是指對已調(diào)脈沖波形的頻率頻率進(jìn)行控制，進(jìn)行控制，F(xiàn)SKFSK調(diào)制方式用于頻率調(diào)制方式用于頻率低于低于135Khz135Khz的情況。的情況。如下為例，數(shù)據(jù)傳輸速率為如下為例，數(shù)據(jù)傳輸速率為fc/40,fcfc/40,fc為射頻載波頻率。為射頻載波頻率。FSKFSK調(diào)制調(diào)制時對應(yīng)數(shù)據(jù)時對應(yīng)數(shù)據(jù)1 1的脈沖頻率的脈沖頻率f f1 1=fc/5=fc/5，對應(yīng)數(shù)據(jù)，對應(yīng)數(shù)據(jù)0 0的脈沖頻率為的脈沖頻率為f f0 0=fc/8=fc/8。5.3 脈沖調(diào)制 willtg. All rights reserved.5.3.1 FSK5.3.1 FS

45、K方式方式【FSKFSK調(diào)制】調(diào)制】FSK實現(xiàn)的原理框圖實現(xiàn)的原理框圖 5.3 脈沖調(diào)制 willtg. All rights reserved.5.3.1 FSK5.3.1 FSK方式方式【FSKFSK解調(diào)】解調(diào)】FSKFSK解調(diào)電路原理圖解調(diào)電路原理圖 5.3 脈沖調(diào)制 willtg. All rights reserved.5.3.2 PSK5.3.2 PSK方式方式【PSKPSK波形】波形】5.3 脈沖調(diào)制PSK1PSK1（絕對調(diào)相）調(diào)制時，若在數(shù)據(jù)位的起始處出現(xiàn)上升（絕對調(diào)相）調(diào)制時，若在數(shù)據(jù)位的起始處出現(xiàn)上升沿或下降沿（即出現(xiàn)沿或下降沿（即出現(xiàn)1,01,0或或0,10,1交替），則

46、相位將于位起始交替），則相位將于位起始處跳變處跳變180180。PSK2PSK2（相對調(diào)相）調(diào)制時，相位在數(shù)據(jù)位為（相對調(diào)相）調(diào)制時，相位在數(shù)據(jù)位為1 1時從位起始處時從位起始處跳變跳變180180，在數(shù)據(jù)位為，在數(shù)據(jù)位為0 0時則相位不變。時則相位不變。 willtg. All rights reserved.5.3.2 PSK5.3.2 PSK方式方式【PSKPSK調(diào)制】調(diào)制】選擇相位法電路框圖選擇相位法電路框圖 5.3 脈沖調(diào)制 willtg. All rights reserved.5.3.2 PSK5.3.2 PSK方式方式【PSKPSK調(diào)制】調(diào)制】5.3 脈沖調(diào)制用基帶數(shù)字信號用基

47、帶數(shù)字信號S(t)（叫做絕對碼）去控制電子開關(guān)，電子（叫做絕對碼）去控制電子開關(guān)，電子開關(guān)按照開關(guān)按照S(t)的不同取值進(jìn)行相應(yīng)的動作，進(jìn)而完成載波相的不同取值進(jìn)行相應(yīng)的動作，進(jìn)而完成載波相位的切換，因此輸出信號中載波的相位按基帶數(shù)字信號的位的切換，因此輸出信號中載波的相位按基帶數(shù)字信號的規(guī)律而變化，即實現(xiàn)了調(diào)相的功能。規(guī)律而變化，即實現(xiàn)了調(diào)相的功能。 willtg. All rights reserved.5.3.2 PSK5.3.2 PSK方式方式【PSKPSK調(diào)制】調(diào)制】5.3 脈沖調(diào)制由由“碼變換碼變換”方框?qū)⒔^對碼波形方框?qū)⒔^對碼波形S(t)變?yōu)橄鄬Υa波形，變?yōu)橄鄬Υa波形，再利用相對

48、碼去進(jìn)行絕對調(diào)相，最終達(dá)到相對調(diào)相的再利用相對碼去進(jìn)行絕對調(diào)相，最終達(dá)到相對調(diào)相的目的。目的。 willtg. All rights reserved.5.3.2 PSK5.3.2 PSK方式方式【PSKPSK解調(diào)】解調(diào)】5.3 脈沖調(diào)制 willtg. All rights reserved.5.3.3 5.3.3 副載波調(diào)制副載波調(diào)制【副載波】【副載波】在在RFIDRFID系統(tǒng)中，副載波的調(diào)制方法主要應(yīng)用在頻率系統(tǒng)中，副載波的調(diào)制方法主要應(yīng)用在頻率為為13.56MHz13.56MHz的的RFIDRFID系統(tǒng)中，而且僅是在從系統(tǒng)中，而且僅是在從電子標(biāo)簽向電子標(biāo)簽向閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸閱讀器的數(shù)據(jù)

49、傳輸中采用。中采用。對對13.56MHz13.56MHz的的RFIDRFID系統(tǒng)，大多數(shù)使用的副載波頻率系統(tǒng)，大多數(shù)使用的副載波頻率為為847kHz847kHz（13.56MHz/1613.56MHz/16）、）、424 kHz424 kHz（13.56MHz/3213.56MHz/32）212 kHz212 kHz（13.56MHz/6413.56MHz/64）。）。5.3 脈沖調(diào)制 willtg. All rights reserved. 應(yīng)答器將基帶編碼調(diào)制到低頻率的副載波頻率上，最后再應(yīng)答器將基帶編碼調(diào)制到低頻率的副載波頻率上，最后再采用采用ASKASK、FSKFSK或或PSKPSK對

50、副載波進(jìn)行二次調(diào)制。對副載波進(jìn)行二次調(diào)制。 優(yōu)點優(yōu)點: :采用副載波信號進(jìn)行負(fù)載調(diào)制時，調(diào)制管每次導(dǎo)采用副載波信號進(jìn)行負(fù)載調(diào)制時，調(diào)制管每次導(dǎo)通時間較短，對閱讀器的電源影響小，另由于調(diào)制管的總通時間較短，對閱讀器的電源影響小，另由于調(diào)制管的總導(dǎo)通時間減小，降低了總功耗。有用信息的頻譜分布在導(dǎo)通時間減小，降低了總功耗。有用信息的頻譜分布在副載波附件而不是載波附件，便于閱讀器對傳送數(shù)據(jù)信息副載波附件而不是載波附件，便于閱讀器對傳送數(shù)據(jù)信息的提取，但射頻耦合回路應(yīng)用較寬的頻帶。的提取，但射頻耦合回路應(yīng)用較寬的頻帶。5.3 脈沖調(diào)制 willtg. All rights reserved.5.3.3

51、5.3.3 副載波調(diào)制副載波調(diào)制【副載波】【副載波】在在13.56MHz13.56MHz的的RFIDRFID系統(tǒng)中，應(yīng)答器將需要傳送的信系統(tǒng)中，應(yīng)答器將需要傳送的信息首先組成相應(yīng)的幀，然后將幀的基帶編碼調(diào)制到副息首先組成相應(yīng)的幀，然后將幀的基帶編碼調(diào)制到副載波頻率上，最后再進(jìn)行載波調(diào)制，實現(xiàn)向閱讀器的載波頻率上，最后再進(jìn)行載波調(diào)制，實現(xiàn)向閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)傳輸。標(biāo)準(zhǔn)幀的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)幀的結(jié)構(gòu) 5.3 脈沖調(diào)制 willtg. All rights reserved.5.3.3 5.3.3 副載波調(diào)制副載波調(diào)制【副載波調(diào)制】【副載波調(diào)制】1.TYPEA 1.TYPEA 中的副載波調(diào)制中的副載波調(diào)制

52、TYPE ATYPE A規(guī)定：應(yīng)答器向閱讀器通信采用的編碼是曼徹斯特碼，數(shù)據(jù)規(guī)定：應(yīng)答器向閱讀器通信采用的編碼是曼徹斯特碼，數(shù)據(jù)傳輸速率為傳輸速率為106kbps106kbps，副載波頻率，副載波頻率fs=847KHz,fs=847KHz,在數(shù)據(jù)傳輸時，位的在數(shù)據(jù)傳輸時，位的表示和編碼方法如下：表示和編碼方法如下：u時序時序D D：載波被副載波在位寬度的前半部（：載波被副載波在位寬度的前半部（50%50%）調(diào)制）調(diào)制u時序時序E E：載波被副載波在位寬度的后半部調(diào)制。：載波被副載波在位寬度的后半部調(diào)制。u時序時序F F：在整位寬度內(nèi)載波不被副載波調(diào)制。：在整位寬度內(nèi)載波不被副載波調(diào)制。 u邏輯

53、邏輯1 1：時序：時序D D。u邏輯邏輯0 0：時序：時序E E。u通信結(jié)束：時序通信結(jié)束：時序F F。u無信息：無副載波。無信息：無副載波。5.3 脈沖調(diào)制 willtg. All rights reserved.1.TYPEA 1.TYPEA 中的副載波調(diào)制中的副載波調(diào)制 從上面內(nèi)容可知，在從上面內(nèi)容可知，在TYPE ATYPE A中應(yīng)答器向閱讀器傳輸數(shù)據(jù)時，僅中應(yīng)答器向閱讀器傳輸數(shù)據(jù)時，僅需要將所傳送的幀結(jié)構(gòu)的需要將所傳送的幀結(jié)構(gòu)的NRZNRZ碼轉(zhuǎn)換為曼徹斯特碼，并用曼徹斯特碼轉(zhuǎn)換為曼徹斯特碼，并用曼徹斯特碼調(diào)制副載波，即可實現(xiàn)副載波調(diào)制。碼調(diào)制副載波，即可實現(xiàn)副載波調(diào)制。副載波調(diào)制波形

54、副載波調(diào)制波形 5.3 脈沖調(diào)制 willtg. All rights reserved.2.TYPE B 2.TYPE B 中的副載波調(diào)制中的副載波調(diào)制 TYPE B TYPE B規(guī)定：位編碼采用規(guī)定：位編碼采用NRZNRZ編碼，副載波采用編碼，副載波采用BPSKBPSK方式，邏方式，邏輯狀態(tài)的轉(zhuǎn)換用副載波相移輯狀態(tài)的轉(zhuǎn)換用副載波相移180180來表示，來表示，00表示邏輯表示邏輯1 1，0+1800+180表示邏輯表示邏輯0.0.副載波頻率采用副載波頻率采用847kHz847kHz，數(shù)據(jù)傳輸速率為，數(shù)據(jù)傳輸速率為106kbps106kbps。數(shù)位的副載波調(diào)制加負(fù)載調(diào)制數(shù)位的副載波調(diào)制加負(fù)載

55、調(diào)制 5.3 脈沖調(diào)制 willtg. All rights reserved.5.4.1 5.4.1 載波載波 載波通常是一個高頻正弦振蕩信號，它是信息的載體。在無線通載波通常是一個高頻正弦振蕩信號，它是信息的載體。在無線通信中，攜有信息的電信號的頻率非常低，例如，聲音信號的頻率范圍信中，攜有信息的電信號的頻率非常低，例如，聲音信號的頻率范圍約為約為20Hz-20kHz,20Hz-20kHz,如果直接發(fā)送，則需要非常大的天線。如果直接發(fā)送，則需要非常大的天線。 這是因為天線的幾何尺寸和無線電波的波長相關(guān)，只有饋送到天這是因為天線的幾何尺寸和無線電波的波長相關(guān)，只有饋送到天線上的信號波長和天線

56、的尺寸可以比擬時，天線才能有效地輻射和接線上的信號波長和天線的尺寸可以比擬時，天線才能有效地輻射和接收電磁波。收電磁波。 c=f c=f 因此，無線廣播中需要將信號搭乘到更高頻率上去傳輸，如因此，無線廣播中需要將信號搭乘到更高頻率上去傳輸，如fc=700kHz,fc=700kHz,頻率頻率fcfc的高頻信號稱為載波。的高頻信號稱為載波。 在在RFIDRFID系統(tǒng)中，和通常無線通信系統(tǒng)的情況不同的是，正弦載波除系統(tǒng)中，和通常無線通信系統(tǒng)的情況不同的是，正弦載波除了是信息的載體，在無源應(yīng)答器中還具有提供能量的作用。了是信息的載體，在無源應(yīng)答器中還具有提供能量的作用。5.3 脈沖調(diào)制 willtg.

57、 All rights reserved.5.4 正弦波調(diào)制數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制調(diào)幅調(diào)幅調(diào)頻調(diào)頻調(diào)相調(diào)相振幅鍵控振幅鍵控ASK（線性）（線性）移頻鍵控移頻鍵控FSK（非線性）（非線性）移相鍵控移相鍵控PSK絕對移相鍵控PSK相對移相鍵控（差分）DPSK willtg. All rights reserved.正弦載波的正弦載波的3種鍵控波形種鍵控波形5.4 正弦波調(diào)制 willtg. All rights reserved.5.4.2 5.4.2 數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制ASKASK波形和頻譜波形和頻譜 RFID RFID系統(tǒng)通常采用數(shù)字調(diào)制方式傳送信息，系統(tǒng)通常采用數(shù)字調(diào)制方式傳送信息，調(diào)制信號調(diào)制信號

58、（包括數(shù)字基帶信號和已調(diào)脈沖）對正弦波進(jìn)行調(diào)制。已調(diào)（包括數(shù)字基帶信號和已調(diào)脈沖）對正弦波進(jìn)行調(diào)制。已調(diào)脈沖包括前面介紹的脈沖包括前面介紹的NRZNRZ碼的碼的FSK,PSKFSK,PSK調(diào)制波和副載波調(diào)制信調(diào)制波和副載波調(diào)制信號，數(shù)字基帶信號包括曼徹斯特碼、密勒碼、米勒修正碼信號，數(shù)字基帶信號包括曼徹斯特碼、密勒碼、米勒修正碼信號等，這些號等，這些信號包含了傳送的信息信號包含了傳送的信息。 數(shù)字調(diào)制的方法有幅移鍵控（數(shù)字調(diào)制的方法有幅移鍵控（ASKASK）、頻移鍵控（）、頻移鍵控（FSKFSK）、）、和相移鍵控（和相移鍵控（PSKPSK）。而）。而ASKASK是是RFIDRFID系統(tǒng)中采用較

59、多的方式系統(tǒng)中采用較多的方式。5.4 正弦波調(diào)制 willtg. All rights reserved.5.4.2 5.4.2 數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制ASKASK ASK ASK的時域波形見下圖。的時域波形見下圖。 5.4 正弦波調(diào)制 willtg. All rights reserved.5.4.3 5.4.3 數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制ASKASK方式的實現(xiàn)方式的實現(xiàn)1 1、負(fù)載調(diào)制、負(fù)載調(diào)制應(yīng)答器向閱讀器的信息傳輸應(yīng)答器向閱讀器的信息傳輸 5.4 正弦波調(diào)制 willtg. All rights reserved.5.4.3 5.4.3 數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制ASKASK方式的實現(xiàn)方式的實現(xiàn)1 1、負(fù)載調(diào)制

60、、負(fù)載調(diào)制在閱讀器中的應(yīng)用在閱讀器中的應(yīng)用 在閱讀器想應(yīng)答器傳輸信息時，常需要一定幅度的在閱讀器想應(yīng)答器傳輸信息時，常需要一定幅度的ASKASK調(diào)制。調(diào)制。例如，在例如，在ISO/IEC 14443ISO/IEC 14443標(biāo)準(zhǔn)中，標(biāo)準(zhǔn)中，TYPE BTYPE B的閱讀器想應(yīng)答器傳的閱讀器想應(yīng)答器傳輸信息時，采用輸信息時，采用10%10%調(diào)制度的調(diào)制度的ASKASK調(diào)制，調(diào)制波形如下。調(diào)制，調(diào)制波形如下。5.4 正弦波調(diào)制 willtg. All rights reserved.5.4.3 5.4.3 數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制ASKASK方式的實現(xiàn)方式的實現(xiàn)2 2、100%100%調(diào)幅度的實現(xiàn)調(diào)幅度的