1、第四次RFID的編碼和調(diào)制將人在生活、生產(chǎn)、社會(huì)活動(dòng)中總是伴隨著消息(或信息)的傳送而傳送這種消息(或信息)的過程稱為通信。 通信系統(tǒng)指代完成通信的所有設(shè)備和傳輸介質(zhì)，并且一般地，圖1中的通信系統(tǒng)模型、第一通信系統(tǒng)、第一通信系統(tǒng)模型、信息源(簡(jiǎn)稱為源):將各種消息轉(zhuǎn)換為原始電信號(hào)，例如，麥克風(fēng)。 源分為模擬源和數(shù)字源。 發(fā)送設(shè)備生成適合于信道上的傳輸?shù)男盘?hào)。 信道將來自發(fā)送裝置的信號(hào)傳送到接收側(cè)的物理介質(zhì)。 大致分為有線信道和無線信道。 噪聲源：集中顯示分布在通信系統(tǒng)中各處的噪聲。 接收器：從受到缺陷的接收信號(hào)正確恢復(fù)原來的電信號(hào)。 收信人(信宿):將原來的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為揚(yáng)聲器等對(duì)應(yīng)的信息。模擬

2、信號(hào)：表示消息的信號(hào)殘奧儀表是連續(xù)的，例如麥克風(fēng)輸出電壓：數(shù)字信號(hào)：表示消息的信號(hào)殘奧儀表是有限個(gè)，例如電報(bào)信號(hào)、計(jì)算機(jī)輸入輸出信號(hào)： (a )語音信號(hào)(b )采樣信號(hào)圖2的模擬信號(hào)、(a )二進(jìn)制信號(hào)(b )天線在模擬通信系統(tǒng)中，可以看到發(fā)射機(jī)簡(jiǎn)化為調(diào)制器，接收機(jī)簡(jiǎn)化為解調(diào)器，并主要強(qiáng)調(diào)了調(diào)制解調(diào)器在模擬通信系統(tǒng)中的重要作用。 圖4是模擬通信系統(tǒng)模型、2、通信系統(tǒng)分類、數(shù)字通信系統(tǒng)和利用數(shù)字信號(hào)傳達(dá)信息的通信系統(tǒng)。 來源代碼和解碼的目的：提高信息傳輸?shù)挠行裕瓿赡M/數(shù)字轉(zhuǎn)換的信道編碼和解碼的目的：提高抗干擾性的加密和解碼的目的：保證傳達(dá)的信息的安全的數(shù)字調(diào)制和解調(diào)的目的：形成適合于通道傳

3、輸?shù)膸ㄐ盘?hào)的同步目的： 在圖5的數(shù)字通信系統(tǒng)模型中，RFID系統(tǒng)通常采用數(shù)字信號(hào)。 其主要特征信號(hào)的完整性RFID使用非接觸技術(shù)來傳輸信息，容易遭遇干擾，使信息傳輸發(fā)生變化。 數(shù)字信號(hào)容易檢查，容易防止沖突，能夠保持信號(hào)的完整性。 信號(hào)的安全性RFID系統(tǒng)通過無線信道傳輸信息，并且開放的無線系統(tǒng)是安全隱患。 數(shù)字信號(hào)的加密和解密過程比模擬信號(hào)容易得多。 容易進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的存儲(chǔ)、處理、交換的形式與在修正計(jì)算機(jī)中使用的信號(hào)一致，是二進(jìn)制碼。 易于與計(jì)算機(jī)建立互聯(lián)網(wǎng)連接，易于存儲(chǔ)、處理和交換計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字信息，并且可以自動(dòng)化和智能化物聯(lián)網(wǎng)管理和維護(hù)。 RFID系統(tǒng)的基本通信模型主要響應(yīng)于從讀取器-寫

4、入器到電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳送方向，RFID系統(tǒng)的通信模型主要是在讀取器-寫入器(發(fā)射器)的信號(hào)編碼(信號(hào)處理)與調(diào)制器(載波電路)、傳輸媒介(信道)、電子標(biāo)簽(接收器) 作為RFID系統(tǒng)中的解調(diào)器最終完成的功能是獲取數(shù)據(jù)，其中在此系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換包括從RFID讀取器到RFID電子標(biāo)簽方向的數(shù)據(jù)傳送以及從RFID電子標(biāo)簽到RFID讀取器方向的數(shù)據(jù)傳送。 3、RFID系統(tǒng)的基本通信模式，其中該信號(hào)編碼系統(tǒng)對(duì)要傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行編碼，使得傳輸?shù)男盘?hào)盡可能與信道最佳匹配，以防止信息干擾和沖突。 調(diào)制器用于改變高頻載波信號(hào)，即使其與調(diào)制了載波信號(hào)的幅度、頻率或相位的基帶信號(hào)相關(guān)。 射頻識(shí)別系統(tǒng)中信道的傳輸介質(zhì)是

5、磁場(chǎng)(電感耦合)和電磁波(微波)。 解調(diào)器解調(diào)所取得的信號(hào)以再現(xiàn)基帶信號(hào)。信號(hào)解碼系統(tǒng)對(duì)從解調(diào)器發(fā)送的基帶信號(hào)進(jìn)行解碼，恢復(fù)為原始信息，識(shí)別傳輸錯(cuò)誤并校正傳輸錯(cuò)誤。 4、信號(hào)工作方式、順序系統(tǒng)的電子標(biāo)簽和讀取器的信息傳遞是間歇地進(jìn)行電子標(biāo)簽的能量供給，讀取器和電子標(biāo)簽不同時(shí)發(fā)送的方式能夠改善信號(hào)受到干擾的狀況，提高系統(tǒng)的工作距離。 可以在全雙工系統(tǒng)電子標(biāo)簽和讀寫器之間同時(shí)傳輸信息可以在半雙工系統(tǒng)電子標(biāo)簽和讀寫器之間雙向傳輸信息，但同時(shí)只能在一個(gè)方向傳輸信息，發(fā)出能量，給電子標(biāo)簽充電，讀寫器停止發(fā)出能量，電子標(biāo)簽工作， 向讀取器-寫入器發(fā)送信號(hào)的RFID系統(tǒng)通常使用反歸零(NRZ )編碼、曼徹斯

6、特(Manchester )編碼、單極性反歸零(RZ )編碼、差分二相(DBP )編碼、鏡像編碼中的任一種編碼方法(1)非反歸零編碼(NRZ，non return ) 不進(jìn)行逆歸零的編碼在高電平表示二進(jìn)制“1”，在低電平表示二進(jìn)制“0”，如下圖所示：圖7不進(jìn)行逆歸零的編碼不應(yīng)該傳輸，由于以下原因的接收側(cè)的判定閾值與信號(hào)功率有關(guān)，在難以使用的NRZ中包含位同步信號(hào)的頻率成分注意：在iso 14443類型b協(xié)議中，電子標(biāo)簽和讀取器在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)采用NRZ，(2)曼徹斯特代碼曼徹斯特代碼也稱為拆分相位代碼。 某比特的值由該比特長(zhǎng)內(nèi)的半比特周期時(shí)的電平的變化(上升或下降)表示，半比特周期時(shí)的負(fù)跳躍表示二

7、進(jìn)制“1”，半比特周期時(shí)的正跳躍表示二進(jìn)制“0”，如下圖所示，圖8的曼徹斯特碼如果多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)發(fā)送的數(shù)據(jù)比特具有不同的值，則接收到的上升沿和下降沿相抵消，成為在位長(zhǎng)整體上不可中斷的負(fù)載波信號(hào)，因此不允許該狀態(tài)，從而讀取器-寫入器可利用該錯(cuò)誤來確定發(fā)生沖突的具體位置。 曼徹斯特編碼在各碼元之間產(chǎn)生跳躍，所以能夠在接收側(cè)容易地用作同步時(shí)鐘。 注意：在iso 14443類型a協(xié)議中，電子標(biāo)簽在向讀取器傳遞數(shù)據(jù)時(shí)使用曼徹斯特代碼。 ISO18000-6 TYPE B讀寫器在向電子標(biāo)簽傳輸數(shù)據(jù)時(shí)采用曼徹斯特碼，(3)單極零碼在傳輸代碼1時(shí)產(chǎn)生正電流，但正電流持續(xù)的時(shí)間比1碼元的時(shí)間寬度短，即狹窄單極性復(fù)

8、位零編碼可用于提取位同步信號(hào)。 單極性零復(fù)位編碼、(4)差動(dòng)二相編碼(DBP )差動(dòng)二相編碼的半比特周期中的任意邊緣表示二進(jìn)制“0”，沒有邊緣的是二進(jìn)制“1”。 另外，各位周期開始時(shí)，電平反轉(zhuǎn)。 因此，位節(jié)拍對(duì)于接收器而言相對(duì)容易重構(gòu)。 在圖10中的差分雙相編碼中，(5)鏡像編碼(Miller )鏡像編碼的半比特周期中的任何邊緣表示二進(jìn)制“1”，并且在下一個(gè)比特周期中不改變的電平表示二進(jìn)制“0”。 當(dāng)一系列的比特周期開始時(shí)，發(fā)生電平交替，由于如下圖所示，所以對(duì)于接收機(jī)而言，比特節(jié)拍的重構(gòu)也變得容易。在圖11的鏡像編碼中，在TYPE A中定義了(1)在定時(shí)64fc產(chǎn)生 pause 的定時(shí)、和(2

9、)在定時(shí)64fc產(chǎn)生 pause 的定時(shí)這3種定時(shí)(2)定時(shí)y :該定時(shí)是全部比特期間在上述定時(shí)說明中，fc為載波1356MHz，脈沖的底部寬度為0530s，90寬度為45s以下。 你可以在這三個(gè)定時(shí)對(duì)幀進(jìn)行編碼。 也就是說，修改后的鏡像代碼。 邏輯“1”選擇定時(shí)x； 邏輯“0”選擇定時(shí)y。 但是，兩種情況除外。 第一，在存在兩個(gè)以上相鄰的“0”的情況下，采用從第二個(gè)“0”開始的定時(shí)z；第二，在與開始比特直接連接的所有比特為“0”時(shí)，應(yīng)該用時(shí)間序列z來表示。 另外，通信開始時(shí)用序列z表示。 通信結(jié)束用邏輯“0”加順序y表示。 如果沒有信息，通常應(yīng)用至少兩個(gè)序列y來顯示。 6、修正鏡碼，注意：

10、ISO/IEC 14443標(biāo)準(zhǔn)(近耦合非接觸式IC卡標(biāo)準(zhǔn))，在TYPE A中讀取器向電子標(biāo)簽傳送數(shù)據(jù)時(shí)，以修正鏡碼方式調(diào)制載波。 輸入數(shù)據(jù)為01 1010，波形c實(shí)際上是曼徹斯特的反相波形，如果在其上升沿輸出改變，則產(chǎn)生鏡像代碼，在其上升沿一個(gè)槽修正鏡像代碼，開始用定時(shí)z、與開始比特直接連接的0用定時(shí)z、如果多個(gè)相鄰則為2 用于通信結(jié)束邏輯0相加定時(shí)變形鏡像編碼用于在電感耦合的射頻識(shí)別系統(tǒng)中從讀取器到電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳輸。 (7)脈沖間歇編碼在脈沖間歇編碼中，到下一個(gè)脈沖為止的休止期間t表示二進(jìn)制“1”，到下一個(gè)脈沖為止的休止期間2t表示二進(jìn)制“0”。 由于圖13的稱為脈沖間歇編碼的編碼方法被用

11、于感應(yīng)耦合的射頻系統(tǒng)中從讀取器向電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳輸，并且脈沖轉(zhuǎn)換時(shí)間短，因此保證在數(shù)據(jù)傳輸期間從讀取器的高頻場(chǎng)向射頻標(biāo)簽連續(xù)供給能量。 (8)脈沖位置編碼(PPM，Pulse Position Modulation )的脈沖位置編碼與上述的脈沖間歇編碼類似，但是在脈沖位置編碼中，不同點(diǎn)在于每個(gè)數(shù)據(jù)比特的寬度一致。 這里，脈沖在最初的時(shí)間段表示“00”，在第2個(gè)時(shí)間段表示“01”，在第3個(gè)時(shí)間段表示“10”，在第4個(gè)時(shí)間段表示“11”，如右圖所示。 注意：在ISO15693協(xié)議中，數(shù)據(jù)編碼被稱為PPM，(9)FM0編碼和FM0 (即，bi相位空間)編碼都被稱為二相空間編碼，并且操作原理在比特窗口

12、內(nèi)使用級(jí)別變化從位窗口的開頭起電平反轉(zhuǎn)時(shí)，表示邏輯“1”。 等級(jí)不僅在在位窗口的開頭翻轉(zhuǎn)，而且在在位窗口的中央翻轉(zhuǎn)時(shí)表示邏輯“0”。 一個(gè)窗戶的持續(xù)時(shí)間是25s。 注意： ISO18000-6 typeA在從標(biāo)簽向讀取器的數(shù)據(jù)傳輸中采用FM0碼，(10 )所有的pie碼pie (脈沖間隔編碼)碼被稱為脈沖寬度碼，并定義了脈沖下降沿之間的不同時(shí)間寬度在該標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定中，由讀取器發(fā)送的數(shù)據(jù)幀由幀開始信號(hào)(SOF )、幀結(jié)束信號(hào)(EOF )、數(shù)據(jù)0、1組成。 標(biāo)準(zhǔn)定義了名為“Tari”的時(shí)間間隔，也稱為基準(zhǔn)時(shí)間間隔。 該時(shí)間間隔為相鄰2個(gè)脈沖的下降沿的時(shí)間寬度，持續(xù)25s。 注意： ISO18000-

13、6 typeA采用PIE代碼將數(shù)據(jù)從讀取器發(fā)送到標(biāo)簽。 注意：選擇編碼方式的注意事項(xiàng)1、編碼方式的選擇考慮到電子標(biāo)簽的能源，REID系統(tǒng)中使用的電子標(biāo)簽大多是被動(dòng)的，被動(dòng)標(biāo)簽在讀寫器的通信中必須得到自身的能量供給。 為了保證系統(tǒng)的正常操作，信道編碼方案必須保證讀取器向電子標(biāo)簽的能量供應(yīng)不能中斷。在RFID系統(tǒng)中，在電子標(biāo)簽為被動(dòng)標(biāo)簽的情況下，通常要求基帶編碼在兩個(gè)相鄰的數(shù)據(jù)比特之間具有跳躍的特征，在該相鄰的數(shù)據(jù)之間具有跳躍的代碼，不能保證當(dāng)“0”連續(xù)出現(xiàn)時(shí)向電子標(biāo)簽的能量供給注意：選擇編碼方法的考慮因素2、編碼方案的選擇需要考慮電子標(biāo)簽的檢錯(cuò)能力來保證系統(tǒng)的可靠工作，因此編碼過程中必須提供數(shù)據(jù)

14、級(jí)檢驗(yàn)保護(hù)。 編碼方式應(yīng)該提供這種功能。 根據(jù)符號(hào)模式的變化可以判斷是發(fā)生了錯(cuò)誤符號(hào)還是發(fā)生了電子標(biāo)簽沖突。 在實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸中，由于信道中干擾的存在而導(dǎo)致了數(shù)據(jù)必然在傳輸期間發(fā)生錯(cuò)誤，同時(shí)要求信道編碼器能夠提供某種檢測(cè)錯(cuò)誤的能力。 曼徹斯特編碼、差分雙向編碼、單極歸零編碼具有較強(qiáng)的編碼錯(cuò)誤檢測(cè)能力。 注意：在考慮到選擇編碼方法的考慮事項(xiàng)3、考慮到編碼方法的選擇電子標(biāo)簽時(shí)鐘的提取的電子標(biāo)簽芯片中，一般沒有時(shí)間校正電路，而電子標(biāo)簽芯片一般需要從讀取器/寫入器發(fā)送的代碼流中提取時(shí)間校正。 曼徹斯特編碼、鏡像編碼和差分雙向編碼容易向電子標(biāo)簽提取時(shí)間校正。 1、調(diào)制以及解調(diào)，通?；鶐盘?hào)的頻率成分低，

15、不適合在無線信道上傳輸。 因此，通信系統(tǒng)的發(fā)送側(cè)需要用一個(gè)載波攜帶基帶信號(hào)。 也就是說，根據(jù)基帶信號(hào)的規(guī)則改變載波的殘奧儀表的過程稱為(載波)調(diào)制。 載波被稱為調(diào)制信號(hào)，該調(diào)制信號(hào)包括基帶信號(hào)的所有特征。 在通信系統(tǒng)的接收端需要解調(diào)過程，并且發(fā)揮恢復(fù)調(diào)制信號(hào)中的原始基帶信號(hào)的作用。 調(diào)制解調(diào)過程對(duì)于通信系統(tǒng)來說是重要的，因?yàn)檎{(diào)制解調(diào)方案極大地確定了系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的性能。 三、RFID調(diào)制和解調(diào)、調(diào)制的基本作用是移頻。 總之，調(diào)制主要是為了進(jìn)行頻移。 調(diào)制器將基帶信號(hào)的頻譜移動(dòng)到預(yù)定頻率范圍以適應(yīng)信道傳輸請(qǐng)求。 實(shí)現(xiàn)信道復(fù)用。 通常，傳輸?shù)拿總€(gè)信號(hào)占據(jù)的帶寬小于信道帶寬，因此，一個(gè)信道同時(shí)僅傳輸一

16、個(gè)信號(hào)是無用的，并且當(dāng)遠(yuǎn)小于其傳輸信息的容量時(shí)各信道就操作。 然而，調(diào)制使得能夠通過將各信號(hào)的頻譜移到指定的位置來同時(shí)在一個(gè)信道發(fā)送許多信號(hào)。 工作頻率越高，帶寬就越大。 從諸如信息論的原理可以理解，寬帶通信系統(tǒng)通常顯示出良好的抗干擾性能。 如果將信號(hào)轉(zhuǎn)換為占據(jù)較大帶寬，則抗干擾性會(huì)增強(qiáng)。 工作頻率越高，天線尺寸越小。 當(dāng)天線的大小比起工作波長(zhǎng)更偽時(shí)，天線的輻射是更有效的。 由于工作頻率與波長(zhǎng)成反比，因此，如果增加工作頻率，可以降低波長(zhǎng)，進(jìn)而減小天線大小，可以滿足現(xiàn)代通信大小小型化的要求。 由于調(diào)制信號(hào)分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)之間的差分，所以根據(jù)輸入調(diào)制信號(hào)，調(diào)制信號(hào)可以分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制。 模擬調(diào)制是指輸入調(diào)制信號(hào)的振幅連續(xù)變化的模擬量；數(shù)字調(diào)制是指輸入調(diào)制信號(hào)的振幅離散的數(shù)字量。 由于載波的殘奧儀表具有振幅、頻率和相位，因此根據(jù)載波的殘奧儀表的變化，調(diào)制可以分為振幅調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制。 振幅調(diào)制是指載波信號(hào)的振幅殘奧儀表根據(jù)調(diào)制信號(hào)的大小而變化的頻率調(diào)制是指載波信號(hào)的頻率殘奧儀表根據(jù)調(diào)制信號(hào)的大小而變化的相位調(diào)制是指載波信號(hào)的相位殘奧儀表根據(jù)調(diào)制信號(hào)的大小而變化。 數(shù)字調(diào)制和數(shù)字調(diào)制的概念使用二進(jìn)制(多進(jìn)制)數(shù)字信號(hào)作為調(diào)制信號(hào)控制某個(gè)載波的殘奧儀表的變化。 將這樣的基帶數(shù)字信號(hào)