RFID 编码与调制
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rfid阅读器信号的调制方案是1
rfid阅读器信号的调制方案是1无线射频识别（RFID）技术是一种通过无线电波进行物体识别的技术。
它通过将标签中嵌入的芯片和天线与读写器进行通信，实现对物体的追踪和管理。
在RFID系统中，调制是对信号的编码和解码过程，是实现数据传输和通信的关键环节之一。
本文将介绍RFID阅读器信号调制的方案1，重点讨论信号的编码和解调原理。
一、调制方案概述在RFID系统中，调制方案是确定数据如何编码和解码的规则和方式。
调制方案的选择直接影响到系统的可靠性、带宽利用率和抗干扰能力。
对于RFID阅读器信号的调制方案1，我们采用一种基于幅度调制（AM）的方案，即将数字信号转换为不同幅度的模拟信号进行传输。
二、编码原理编码是将数字信号转换为模拟信号的过程，采用不同的调制方式可以实现不同的编码效果。
在方案1中，我们采用脉冲振幅调制（Pulse Amplitude Modulation，PAM）的方式对信号进行编码。
PAM编码的原理是将数字信号分为若干个离散的数字幅度水平，每个数字幅度对应一个模拟信号的振幅。
当数字信号为1时，对应的模拟信号振幅为正；当数字信号为0时，对应的模拟信号振幅为零。
通过这种方式，可以实现对数字信号的有效编码和传输。
三、解调原理解调是将模拟信号转换为数字信号的过程，对应于编码过程的逆过程。
在方案1中，我们采用脉冲振幅调制解调（Pulse Amplitude Demodulation，PAD）的方式对信号进行解调。
PAD解调的原理是通过检测模拟信号的振幅变化来还原数字信号。
当模拟信号振幅为正时，我们判断为数字信号为1；当模拟信号振幅为零时，我们判断为数字信号为0。
通过这种方式，可以实现对模拟信号的有效解调和数字信号的还原。
四、方案1的优势和应用相比其他调制方案，方案1具有以下几个优势：1. 简单而高效：方案1采用基于幅度调制的方式，编码和解调过程相对简单，可以实现高效的数据传输和通信。
2. 抗干扰能力强：方案1通过对振幅的调制和解调，可以有效抑制信号噪声和干扰，提高系统的抗干扰能力。
物联网RFID-编码与调制
物联网RFID-编码与调制物联网 RFID 编码与调制在当今数字化的时代，物联网（Internet of Things，简称 IoT）正以前所未有的速度改变着我们的生活和工作方式。
作为物联网的关键技术之一，RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）发挥着至关重要的作用。
而在 RFID 系统中，编码与调制则是实现高效、准确数据传输的核心环节。
让我们先来了解一下什么是 RFID 。
简单来说，RFID 是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。
RFID 系统通常由标签（Tag）、阅读器（Reader）和后端数据库组成。
标签附着在被识别的物体上，存储着相关的信息；阅读器用于读取标签中的信息，并将其传输到后端数据库进行处理和分析。
在这个过程中，编码与调制就像是信息传递的“使者”。
编码是将数据转换为特定的符号序列，以便在传输过程中能够准确无误地表示和识别。
而调制则是将编码后的符号序列加载到射频信号上，使其能够在空间中传播。
常见的 RFID 编码方式有多种，比如曼彻斯特编码、米勒编码等。
曼彻斯特编码的特点是在每个时钟周期的中间都有跳变，从高电平到低电平表示“0”，从低电平到高电平表示“1”。
这种编码方式的优点是自同步性好，即在接收端可以很容易地根据编码的跳变恢复出时钟信号，从而准确地解析数据。
米勒编码则是在“1”的中间有跳变，“0”的中间没有跳变。
它在保持一定同步性的同时，减少了信号的变化次数，从而降低了能量消耗。
除了上述两种编码方式，还有脉冲间隔编码、脉冲位置编码等。
不同的编码方式在数据传输速率、抗干扰能力、能量消耗等方面都有各自的特点，因此在实际应用中需要根据具体的需求进行选择。
接下来我们再看看调制。
RFID 系统中常用的调制方式主要有振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）。
振幅键控（ASK）是通过改变射频信号的幅度来表示数字信息。
射频识别(RFID)原理-脉冲调制
计数器 的 Q₇ 输 出
单稳输 出
触 发 器 D₂
的反端
7
第3章 编码和调制
e5551芯片的4种FSK模式
模式 FSK1 FSK2 FSKla FSK2a
数据1 f/10
数据0 f/10
8
第3章编码和调制
脉冲调制
3.3.2 PSK PSK1 和 PSK2
数据NRZ 码
PSK1
PSK2 P
采 用 PSK1 调 制 时 ， 若 在 数 据 位 的 起 始 处 出 现 上 升 沿 或 下 降沿(即出现1,0或0,1交替),则相位将于位起始处跳 变 1 8 0 ° 。 而 PSK2 调 制 时 ， 相 位 在 数 据 位 为 1 时 从 位 起 始 处 跳变180°,在数据位为0时则相位不变。
13
第3章编码和调制
数据0
数据 I
PSK 波 形 (62.5kHz)
触发器D₂ 输出
判决器D; 输山
125kITz 基准方波 触发器 Di
输出
异或1输出
数据0
激据
( a ) 判 决 器 将 PSK 信 号 解 调 为 NRZ 码 的 波 形 图
触发器 D₂ 输山 (62.5kHz)
(b) 触发器D₂ 移相90°的波形图
9
第3章编码和调制
PSK调制电路
参考 脉沙波
移相π (倒机)
门电路
1
倒相器
门电路
2
选择相位法电路框图
数据
0
NRZ 码
∑
PSK 输出
10
第3章 编码和调制
PSK 调 制
an
十
bn
T 延迟
(a)绝对码转换为相对码
单稳输 出
触 发 器 D₂
的反端
7
第3章 编码和调制
e5551芯片的4种FSK模式
模式 FSK1 FSK2 FSKla FSK2a
数据1 f/10
数据0 f/10
8
第3章编码和调制
脉冲调制
3.3.2 PSK PSK1 和 PSK2
数据NRZ 码
PSK1
PSK2 P
采 用 PSK1 调 制 时 ， 若 在 数 据 位 的 起 始 处 出 现 上 升 沿 或 下 降沿(即出现1,0或0,1交替),则相位将于位起始处跳 变 1 8 0 ° 。 而 PSK2 调 制 时 ， 相 位 在 数 据 位 为 1 时 从 位 起 始 处 跳变180°,在数据位为0时则相位不变。
13
第3章编码和调制
数据0
数据 I
PSK 波 形 (62.5kHz)
触发器D₂ 输出
判决器D; 输山
125kITz 基准方波 触发器 Di
输出
异或1输出
数据0
激据
( a ) 判 决 器 将 PSK 信 号 解 调 为 NRZ 码 的 波 形 图
触发器 D₂ 输山 (62.5kHz)
(b) 触发器D₂ 移相90°的波形图
9
第3章编码和调制
PSK调制电路
参考 脉沙波
移相π (倒机)
门电路
1
倒相器
门电路
2
选择相位法电路框图
数据
0
NRZ 码
∑
PSK 输出
10
第3章 编码和调制
PSK 调 制
an
十
bn
T 延迟
(a)绝对码转换为相对码
情境二：RFID设备安装调试：子情境3：RFID编码、调制与数据校验.
三、RFID常用的编码方法
1.编码格式
（3）单极性归零（Unipolar RZ）编码
单极性归零码，当发1码时发出正电流，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0码时，完全不发送电流。
（4） 差动双相（DBP）编码 （5）米勒（Miller）编码 （6） 差动编码
三、RFID常用的编码方法
信号调制的方法
在无线通信中，调制是指载波调制。载波调制，就是用调制信号去控制载波参 数的过程。
1）调幅
2）调频 3）调相
一、
信号与信道 编码与调制 RFID常用的编码方法 RFID常用的调制方法 RFID数据校验
二、
三、
四、
五、
三、RFID常用的编码方法
二进制编码是用不同形式的代码来表示二进制的1和0。按照数字编 码方式，可以将编码划分为单极性码和双极性码，单极性码使用正（ 或负）的电压表示数据；双极性码1为反转，0为保持零电平。按照信 号是否归零，还可以将编码划分为归零码和非归零码，归零码在码元
一、信号与信道
2.信道
信道可以分为两大类，一类是电磁波在空间传播的渠道，如短波
信道、微波信道等；另一类是电磁波的导引传播渠道，如电缆信道、
波导信道等。 RFID 的信道是具有各种传播特性的空间，所以 RFID采用 无线信道。 （1）信道带宽 信号所拥有的频率范围叫做信号的频带宽度，简称为带宽。
BW f 2 f1
输技术中，对信号频域的研究比对信号时域的研究更重要。
（1）模拟信号和数字信号 模拟信号是指用连续变化的物理量表示的信息，其信号的幅度、 频率或相位随时间作连续变化。 数字信号是指幅度的取值是离散的，幅值表示被限制在有限个
物联网：射频识别(RFID)原理及应用 第5章 RFID中的编码与调制技术(53页)
改进后的电路如图5-5所示，该电路的特点是采用了一个 D触 发 器 74HC74， 从 而 消 除 了 尖 峰 脉 冲 的 影 响 。 在 图 5 - 5所 示 的 电 路 中 ， 需 要 一 个 数 据 时 钟 的 2倍 频 信 号 2CLK。 在 RFID中，2CLK信号 可以从载波分频获得。
图5-4 简单异或的缺陷来自5-5 编码器电路图5-6 曼彻斯特码编码器时序波形图示例
（3）软件实现方法 ① 编码。
通常，采用曼彻斯特码传输数据信息时，信息块格式如图5-7 所 示 ， 起 始 位 采 用 1码 ， 结 束 位 采 用 无 跳 变 低 电 平 。
图5-7 数据传输的信息块格式
当 输 出 数 据 1的 曼 彻 斯 特 码 时 ， 可 输 出 对 应 的 NRZ码 10；当 输 出 数 据 0的 曼 彻 斯 特 码 时 ， 可 输 出 对 应 的 NRZ码 01；结束位的 对 应 NRZ码 为 00。 对 应 的 编 码 示 意 图 如 图 5 - 8所 示 。
1．基带信号和宽带信号
传输数字信号最普遍而且最容易的方法是用两个电压电平来 表示二进制数字1和0。这样形成的数字信号的频率成分从 0开始 一直扩展到很高，这个频带是数字电信号本身具有的，这种信号 称为基带信号。直接将基带信号送入信道传输的方式称为基带传 输方式。
2．数字基带信号的波形
最常用的数字信号波形为矩形脉冲，矩形脉冲易于产生和变 换。以下以矩形脉冲为例来介绍几种常用的脉冲波形和传输码型。 图 5 - 1为 4种 数 字 矩 形 码 的 脉 冲 波 形 。
（ 3 ） 单 边 带 调 幅 （SSBSC）
DSBSC信 号 的 两 个 边 带 是 完 全 对 称 的 ， 每 个 边 带 都 携 带 了 相 同的调制信号信息。从节省频带的角度出发，只需要发射一个边 带（上边带或下边带），因此得到单边带调幅。单边带信号的带 宽 与 AM信 号 、 DSBSC信 号 相 比 ， 其 缩 减 了 50%，且功率利用率提 高了一倍。
图5-4 简单异或的缺陷来自5-5 编码器电路图5-6 曼彻斯特码编码器时序波形图示例
（3）软件实现方法 ① 编码。
通常，采用曼彻斯特码传输数据信息时，信息块格式如图5-7 所 示 ， 起 始 位 采 用 1码 ， 结 束 位 采 用 无 跳 变 低 电 平 。
图5-7 数据传输的信息块格式
当 输 出 数 据 1的 曼 彻 斯 特 码 时 ， 可 输 出 对 应 的 NRZ码 10；当 输 出 数 据 0的 曼 彻 斯 特 码 时 ， 可 输 出 对 应 的 NRZ码 01；结束位的 对 应 NRZ码 为 00。 对 应 的 编 码 示 意 图 如 图 5 - 8所 示 。
1．基带信号和宽带信号
传输数字信号最普遍而且最容易的方法是用两个电压电平来 表示二进制数字1和0。这样形成的数字信号的频率成分从 0开始 一直扩展到很高，这个频带是数字电信号本身具有的，这种信号 称为基带信号。直接将基带信号送入信道传输的方式称为基带传 输方式。
2．数字基带信号的波形
最常用的数字信号波形为矩形脉冲，矩形脉冲易于产生和变 换。以下以矩形脉冲为例来介绍几种常用的脉冲波形和传输码型。 图 5 - 1为 4种 数 字 矩 形 码 的 脉 冲 波 形 。
（ 3 ） 单 边 带 调 幅 （SSBSC）
DSBSC信 号 的 两 个 边 带 是 完 全 对 称 的 ， 每 个 边 带 都 携 带 了 相 同的调制信号信息。从节省频带的角度出发，只需要发射一个边 带（上边带或下边带），因此得到单边带调幅。单边带信号的带 宽 与 AM信 号 、 DSBSC信 号 相 比 ， 其 缩 减 了 50%，且功率利用率提 高了一倍。
4.2 RFID编码与调制技术(2018新)[48页]
![4.2 RFID编码与调制技术(2018新)[48页]](https://img.taocdn.com/s3/m/fe0813baf12d2af90342e6ae.png)
RFID编码与调制技术
湖南现代物流职业技术学院 主讲人：米志强
目录
1 2 3ຫໍສະໝຸດ RFID编码 RFID调制 RFID数据校验
RFID编码
揭开RFID神秘面纱——分析RFID 系统的工作原理
1．数据和信号
数据可定义为表意的实体，分为模拟数据和数字数据。模拟数据在某些 时间间隔上取连续的值，例如，语音、温度、压力等。数字数据取离散值， 为人们所熟悉的例子是文本或字符串。在射频识别应答器中存放的数据是数 字数据。
通常 N=2K，K为二进制信息的位数，K=log2N。 N=2时，S=1/T，表示数据传输速率等于码元脉冲的重复频率。
RFID编码
揭开RFID神秘面纱——分析RFID 系统的工作原理
2)信号传输速率：单位时间内通过信道传输的码元数，单位为波特，记作Baud。
计算公式: B=1/T (Baud)
（4.2）
RFID编码
揭开RFID神秘面纱——分析RFID 系统的工作原理
2．信号的频谱和带宽
信号的带宽是指信号频谱的宽度。很多信号具有无限的带宽，但是信号的大部分能 量往往在较窄的一段频带中，这个频带称为该信号的有效带宽或带宽。
RFID编码
揭开RFID神秘面纱——分析RFID 系统的工作原理
3．传输介质 与信号可分为模拟信号和数字信号相似，信道也可以分为传送模拟信号是的模拟信 道和传送数字信号的数字信道两大类。但应注意的是，数字信号经数模变换后就可以在 模拟信道上传送，而模拟信号在经过模数变换后也可以数字信道上传送。 传输介质是数据传输系统里发送器和接收器之间的物理通路。传输介质可以分为有 线传输介质和无线传输介质，RFID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），都属无线传输。
湖南现代物流职业技术学院 主讲人：米志强
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RFID编码
揭开RFID神秘面纱——分析RFID 系统的工作原理
1．数据和信号
数据可定义为表意的实体，分为模拟数据和数字数据。模拟数据在某些 时间间隔上取连续的值，例如，语音、温度、压力等。数字数据取离散值， 为人们所熟悉的例子是文本或字符串。在射频识别应答器中存放的数据是数 字数据。
通常 N=2K，K为二进制信息的位数，K=log2N。 N=2时，S=1/T，表示数据传输速率等于码元脉冲的重复频率。
RFID编码
揭开RFID神秘面纱——分析RFID 系统的工作原理
2)信号传输速率：单位时间内通过信道传输的码元数，单位为波特，记作Baud。
计算公式: B=1/T (Baud)
（4.2）
RFID编码
揭开RFID神秘面纱——分析RFID 系统的工作原理
2．信号的频谱和带宽
信号的带宽是指信号频谱的宽度。很多信号具有无限的带宽，但是信号的大部分能 量往往在较窄的一段频带中，这个频带称为该信号的有效带宽或带宽。
RFID编码
揭开RFID神秘面纱——分析RFID 系统的工作原理
3．传输介质 与信号可分为模拟信号和数字信号相似，信道也可以分为传送模拟信号是的模拟信 道和传送数字信号的数字信道两大类。但应注意的是，数字信号经数模变换后就可以在 模拟信道上传送，而模拟信号在经过模数变换后也可以数字信道上传送。 传输介质是数据传输系统里发送器和接收器之间的物理通路。传输介质可以分为有 线传输介质和无线传输介质，RFID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），都属无线传输。
RFID标签芯片原理与设计——调制与编码
EOF由以下三部分组成： 1. 单副载波表示的逻辑0； 2. 24个频率为fc/32的脉冲； 3. 非调制时间768/fc（约56.64us）。
RFID标签芯片编码——15693
使用双副载波时的SOF
SOF由以下三部分组成： 1. 27个频率为fc/28的脉冲（约484.28kHZ）； 2. 24个频率为fc/32的脉冲（约423.75kHZ）； 3. 双副载波表示的逻辑1。
RFID标签芯片编码与调制
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。
RFID标签芯片编码与调制
3、RFID系统的基本通信模型
RFID系统的基本通信模型
按读写器到电子标签的数据传输方向，RFID系统的通信模型主要由
读写器（发送器）中的信号编码（信号处理）和调制器（载波电路）， 传输介质（信道），以及电子标签（接收器）中的解调器（载波回路） 和信号译码（信号处理）组成。 RFID系统最终要完成的功能是对数据的获取，这种在系统内的数据 交换有两个方面的内容：RFID读写器向RFID电子标签方向的数据传输 和RFID电子标签向RFID读写器方向的数据传输。
RFID标签芯片编码——15693
使用单副载波时的位编码方式
设计要点：产生副载波，后半部分与低电平相与
Байду номын сангаас
设计要点：产生副载波，前半部分与低电平相与
RFID标签芯片编码——15693
(射频识别技术及应用)编码和调制
标准化和互操作性的提高
未来，射频识别技术将更加标准化，不同厂商的设备将能够更好地 互操作，提高整个系统的效率和可靠性。
物联网和智能制造的推动
随着物联网和智能制造的快速发展，射频识别技术将在物流、生产 制造等领域得到更广泛的应用，推动技术的进一步发展。
技术挑战与解决方案
01 02
信号干扰和噪声问题
在复杂的环境中，射频识别信号可能会受到其他信号的干扰和噪声的影 响，导致识别精度下降。解决方案包括采用更先进的信号处理技术和算 法，以及优化标签和读写器的设计。
隐私和安全问题
射频识别技术涉及到个人信息和隐私保护的问题。需要采取有效的安全 措施和技术手段，保护用户隐私和数据安全。
03
技术标准和规范不统一
目前射频识别技术的标准和规范还不够统一，导致不同厂商的设备互操
作性差。需要加强技术标准和规范的制定和推广，促进技术的标准化和
互操作性。
技术应用前景
1 2 3
天线用于传输射频信号，实现标签与 读写器之间的通信。
03
编码技术
编码方式
线性编码
将数据以线性方式编码成一系列的码元，每个码 元由若干位组成，代表不同的信息。
循环编码
将数据按照一定的循环规则进行编码，使得数据 在传输过程中具有一定的抗干扰能力。
哈希编码
将数据通过哈希函数转换成固定长度的哈希值， 用于快速查找和验证数据的完整性。
医疗器械管理
射频识别技术可以自动识别医疗器械的型号、规格和使用状态等信 息，方便管理。
药物管理
通过射频识别技术，可以自动识别药物的名称、剂量和使用方法等信 息，提高药物管理的准确性和安全性。
06
结论
技术发展前景
编码和调制技术的不断进步
未来，射频识别技术将更加标准化，不同厂商的设备将能够更好地 互操作，提高整个系统的效率和可靠性。
物联网和智能制造的推动
随着物联网和智能制造的快速发展，射频识别技术将在物流、生产 制造等领域得到更广泛的应用，推动技术的进一步发展。
技术挑战与解决方案
01 02
信号干扰和噪声问题
在复杂的环境中，射频识别信号可能会受到其他信号的干扰和噪声的影 响，导致识别精度下降。解决方案包括采用更先进的信号处理技术和算 法，以及优化标签和读写器的设计。
隐私和安全问题
射频识别技术涉及到个人信息和隐私保护的问题。需要采取有效的安全 措施和技术手段，保护用户隐私和数据安全。
03
技术标准和规范不统一
目前射频识别技术的标准和规范还不够统一，导致不同厂商的设备互操
作性差。需要加强技术标准和规范的制定和推广，促进技术的标准化和
互操作性。
技术应用前景
1 2 3
天线用于传输射频信号，实现标签与 读写器之间的通信。
03
编码技术
编码方式
线性编码
将数据以线性方式编码成一系列的码元，每个码 元由若干位组成，代表不同的信息。
循环编码
将数据按照一定的循环规则进行编码，使得数据 在传输过程中具有一定的抗干扰能力。
哈希编码
将数据通过哈希函数转换成固定长度的哈希值， 用于快速查找和验证数据的完整性。
医疗器械管理
射频识别技术可以自动识别医疗器械的型号、规格和使用状态等信 息，方便管理。
药物管理
通过射频识别技术，可以自动识别药物的名称、剂量和使用方法等信 息，提高药物管理的准确性和安全性。
06
结论
技术发展前景
编码和调制技术的不断进步
《rfid原理及应用》第3章编码和调制
《RFID技术基础》
添加副标题
汇报人姓名
数据和信号
3 编码和调制
数字数据取离散值，为人们所熟悉的例子是文本或字符串。在射频识别应答器中存放的数据是数字数据 。
02
数据可定义为表意的实体，分为模拟数据和数字数据。模拟数据在某些时间间隔上取连续的值，例如，语音、温度、压力等。
01
*
数据和信号
3 编码和调制
*
3 编码和调制
脉冲调幅波
*
3 编码和调制
数字调制ASK方式的实现
国际标准ISO 14443的负载调制测试用的PICC电路
01
02
*
3 编码和调制
数字调制ASK方式的实现
国际标准ISO 14443的负载调制测试用的PICC电路
应答器谐振回路由线圈L和电容器CV1组成，其谐振电压经桥式整流器VD1~VD4整流，并用齐纳二极管VD5稳压在3 V左右。副载波信号（874 kHz）可通过跳线选择Cmod1或Rmod1进行负载调制。由曼彻斯特码或NRZ码进行ASK或BPSK副载波调制。
3 编码和调制
3 编码和调制
3 编码和调制
3 编码和调制
RFID中常用的编码方式及编解码器 密勒（Miller）码
密勒码编码规则
bit(i-1)
bit i
密勒码编码规则
×
1
bit i的起始位置不变化，中间位置跳变
0
0
bit i的起始位置跳变，中间位置不跳变
1
0
bit i的起始位置不跳变，中间位置不跳变
曼彻斯特（Manchester）码
02
*
3 编码和调制
物联网RFID-编码与调制
曼彻斯特编码的特点
曼彻斯特编码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。
信道编码是对信源编码器输出的信号进行再变换，目的是前向纠错， 是为了区分通路、适应信道条件以及提高通信可靠性而进行的编码。数字 信号在信道传输时会受到噪声等因素影响引起差错，为了减少差错，发送 端的信道编码器对信号码元按一定的规则加入保护成分（监督元），组成 抗干扰编码。接收端的信道编码器按相应的逆规则进行解码，从而发现或 纠正错误，提高传输可靠性。
信源编码是指将模拟信号转换成数字信号，或将数字信号 编码成更适合传输的数字信号。RFID系统中读写器和电子标 签所存储的信息都已经是数字信号了，本书介绍编码均为数 字信号编码。
数据编码一般又称为基带数据编码，常用的数据编码方法 有反向不归零编码、曼彻斯特编码、密勒编码、修正密勒编 码等。
7.2 RFID信源编码方法
7.1 RFID系统的通信过程
2.调制与解调
调制器用于改变高频载波信号，使得载波信号的振幅、频率或相 位与要发送的基带信号相关。解调器的作用是解调获取到的信号， 以重现基带信号。信号需要调制的因素包括：
1）工作频率越高带宽越大 要使信号能量能以电场和磁场的形式向空中发射出去传向远方，
需要较高的振荡频率方能使电场和磁场迅速变化。 2）工作频率越高天线尺寸越小
只有当馈送到天线上的信号波长和天线的尺寸可以相比拟时，天
线才能有效地辐射或接收电磁波。波长λ和频率f的关系为
曼彻斯特编码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。
信道编码是对信源编码器输出的信号进行再变换，目的是前向纠错， 是为了区分通路、适应信道条件以及提高通信可靠性而进行的编码。数字 信号在信道传输时会受到噪声等因素影响引起差错，为了减少差错，发送 端的信道编码器对信号码元按一定的规则加入保护成分（监督元），组成 抗干扰编码。接收端的信道编码器按相应的逆规则进行解码，从而发现或 纠正错误，提高传输可靠性。
信源编码是指将模拟信号转换成数字信号，或将数字信号 编码成更适合传输的数字信号。RFID系统中读写器和电子标 签所存储的信息都已经是数字信号了，本书介绍编码均为数 字信号编码。
数据编码一般又称为基带数据编码，常用的数据编码方法 有反向不归零编码、曼彻斯特编码、密勒编码、修正密勒编 码等。
7.2 RFID信源编码方法
7.1 RFID系统的通信过程
2.调制与解调
调制器用于改变高频载波信号，使得载波信号的振幅、频率或相 位与要发送的基带信号相关。解调器的作用是解调获取到的信号， 以重现基带信号。信号需要调制的因素包括：
1）工作频率越高带宽越大 要使信号能量能以电场和磁场的形式向空中发射出去传向远方，
需要较高的振荡频率方能使电场和磁场迅速变化。 2）工作频率越高天线尺寸越小
只有当馈送到天线上的信号波长和天线的尺寸可以相比拟时，天
线才能有效地辐射或接收电磁波。波长λ和频率f的关系为
物联网RFID-编码与调制
物联网RFID-编码与调制物联网RFID-编码与调制1.简介在物联网中，RFID（无线射频识别）技术被广泛应用于物品的追踪和管理中。
RFID系统由读取器和标签组成，其中读取器通过无线电波与标签进行通信。
编码与调制是RFID技术中关键的部分，它决定了RFID系统的性能和可靠性。
2.编码技术编码技术用于将数据转换为RFID标签可以识别和处理的形式。
常用的编码技术包括以下几种：2.1.Manchester 编码Manchester编码是一种常用的数字编码技术，它将每个输入比特位转换为两个时间间隔相等的信号。
其中一个信号表示逻辑高电平，另一个信号表示逻辑低电平。
ler 编码Miller编码是另一种常用的编码技术，它将每个输入比特位转换为三个时间间隔相等的信号。
Miller编码通过改变信号的相位来表示逻辑高和逻辑低。
3.调制技术调制技术用于将编码后的数据转换为能够在无线电波中传输的信号。
常用的调制技术包括以下几种：3.1.ASK（Amplitude Shift Keying）ASK调制是一种简单的调制技术，它将数据转换为不同幅值的无线电信号。
通过改变信号的幅值，可以表示不同的数据。
3.2.FSK（Frequency Shift Keying）FSK调制是一种调制技术，它将数据转换为不同频率的无线电信号。
通过改变信号的频率，可以表示不同的数据。
4.法律名词及注释●RFID：无线射频识别，是一种通过射频信号进行远程物品识别和追踪的技术。
●编码：将数据转换为特定形式的过程，以便在RFID系统中进行识别和处理。
●调制：将编码后的数据转换为能够在无线电波中传输的信号的过程。
5.附件本文档涉及的附件包括：1.RFID标准文档2.编码与调制实验报告3.RFID系统示意图。
RFID系统的编码调制与解调
在射频通信中，必须将原始信号（基带信号）调制到射频载波上。其 原因是：
（1）在无线系统中，只有当天线尺寸与波长可以比拟时才能有效地辐 射射频功率。
（2）在有线系统中，同轴线对于高频提供了有效的屏蔽，使得高频信 号不致于泄漏。
（3）国际上，对于无线频谱有严格的管理和分配。在频谱拥挤的情况 下，无线电高频可以提供较大的通信容量。
00
脉冲在第一个时间段表示“00”；
脉冲在第二个时间段表示“01”；
01
脉冲在第三个时间段表示“10”；
脉冲在第四个时间段表示“11”。
10
11
第二节 调制与解调
调ห้องสมุดไป่ตู้ 用基带信号对载波波形的某些参量进行控制，使载波的这些参量 随基带信号的变化而变化。
大多数数字通信系统中，选择正弦信号作为载波。因为正弦信号 形式简单，便于产生和接收。
（3）单极性归零（Unipolar RZ）编码
单极性归零编码在第一个半比特周期中的高电平表示二进 制“1”，而持续整个比特周期内的低电平表示二进制“0”。
单极性归零编码可用来提取位同步信号。
101 10010100101 1
（4）差动双相（DBP）编码
差动双向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”。
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
/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”。
1011001 0100 101 1
（2）曼彻斯特（Manchester）编码
数字调制一般有调幅、调频和调相三种基本形式。 模拟调制是对载波信号的参量进行连续调制，在接收端对载波信
（1）在无线系统中，只有当天线尺寸与波长可以比拟时才能有效地辐 射射频功率。
（2）在有线系统中，同轴线对于高频提供了有效的屏蔽，使得高频信 号不致于泄漏。
（3）国际上，对于无线频谱有严格的管理和分配。在频谱拥挤的情况 下，无线电高频可以提供较大的通信容量。
00
脉冲在第一个时间段表示“00”；
脉冲在第二个时间段表示“01”；
01
脉冲在第三个时间段表示“10”；
脉冲在第四个时间段表示“11”。
10
11
第二节 调制与解调
调ห้องสมุดไป่ตู้ 用基带信号对载波波形的某些参量进行控制，使载波的这些参量 随基带信号的变化而变化。
大多数数字通信系统中，选择正弦信号作为载波。因为正弦信号 形式简单，便于产生和接收。
（3）单极性归零（Unipolar RZ）编码
单极性归零编码在第一个半比特周期中的高电平表示二进 制“1”，而持续整个比特周期内的低电平表示二进制“0”。
单极性归零编码可用来提取位同步信号。
101 10010100101 1
（4）差动双相（DBP）编码
差动双向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”。
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
/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”。
1011001 0100 101 1
（2）曼彻斯特（Manchester）编码
数字调制一般有调幅、调频和调相三种基本形式。 模拟调制是对载波信号的参量进行连续调制，在接收端对载波信
无线射频识别(RFID)技术---第5章_编码与调制
5.1 信号和编码
5.1.2 信道 无线传输
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5.1 信号和编码
5.1.2 信道 传输损耗与失真 所谓“传输损耗与失真”，指的是接收方收到的信 号与发送方发送的信号不相同。 对模拟信号，主要表现为信号品质下降。 对数字信号，主要表现为产生位错（比特反置，即 0 → 1 或 1 → 0）。 造成“减损”的原因 –衰减（attenuation) –时延失真（delay distortion） –噪声（noise）
5.1 信号和编码
5.1.3 编码
2．双极性不归零波形 NRZ
脉冲的正负电平分别对应于二进制代码1、0。
+E -E 特点：
1
0
1
0
0
1
1
① 无直流分量。幅度相等极性相反的双极性波形，故当0、1 符号等概率出现时，无直流分量。 ② 节省能源。平均功率为E2/4。 ③ 抗干扰能力较强。恢复信号的判决电平为零值。
5.1.1 数据和信号 【信号的频谱和带宽】
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5.1 信号和编码
5.1.2 信道
传输介质 传输介质是用来传递信号的某种介质。常见的传 输介质包括双绞线、同轴电缆、光纤、无线传输等。
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5.1 信号和编码
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。
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a
3
信道
•对在给定条件，给定通信路径或信道上的数 据传输速率称为信道容量。
数据传输速率=码元传输速率×log2M •波特率与比特率区别
•柰氏准则（奈奎斯特），信道的最大容量C 为
C=2BW log2M
•带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道最大容
量
a
4
编码
• 信道编码——减少码元数量，降低码元速率， 也即是数据压缩；对模拟信号采样、量化、 编码，转换为数字信号，实现模拟信号的 数字化传输。
5V
5V
D1
D2
PR
D
Q
PR
CLK
Q
FSK 信号
7474
CLK
Q
1
7474
数据输出
非
D
Q
CL
CLLeabharlann 1R 非125kHz 时钟
Reset
Q7
CLK 10 进计数器 4017
CLKen
单稳 74121
至 MCU
FSK解调电路原理图
a
20
• 脉冲调制
• FSK解调工作原理如下：
•
•
触发器D1将输入FSK信号变为窄脉冲。
sin / 2
A /2
A Sa / 2
a
7
• RFID中常用的编码方式及编解码器 • 曼彻斯特（Manchester）码
数据时钟 CLK
NRZ 码数据
1
0
0
1
1
0
曼彻斯特码
a
8
• RFID中常用的编码方式及编解码器
• 曼彻斯特（Manchester）码
7486
编码控制
数据
异
CLK
a
22
• PSK调制电路
参考 脉冲波
门电路 1
倒相器
移相π （倒相）
门电路 2
选择相位法电路框图
数据
NRZ 码
PSK 输出
a
23
5V
5V
125kHz 基准信号
异或 1
PR
CLK D2
Q
PR
至 MCU
D
D3
Q
7474
• PSK解调5V电路
触发器D1采用74HC74，当端为高时，FSK上
跳沿将Q端置高，但由于此时为低，故CL端
为低，又使Q端回到低电平。Q端的该脉冲
使十进计数器4017复零并可重新计数。
a
21
• 脉冲调制 • PSK1和PSK2
数据 NRZ 码
0
0
1
1
PP
PP
PSK1
PP
P
PP
PSK2
P
PP
采用PSK1调制时，若在数据位的起始处出现上升沿或下 降沿（即出现1，0或0，1交替），则相位将于位起始处跳 变180°。而PSK2调制时，相位在数据位为1时从位起始处 跳变180°，在数据位为0时则相位不变。
密勒码波形及与NRZ码、曼彻斯特码的波形关系
a
12
•RFID中常用的编码方式及编解码器 • 密勒（Miller）码
曼彻斯特码
非门 1
PR
CLK
Q
7474
编码控制 密勒码输出
D
Q
CL
VCC
用曼彻斯特码产生密勒码的电路
a
13
• 修正密勒码编码器，假设输出数据为01 1010
数据 NRZ 码 输入
13.56MHz 时钟
密勒码编码规则
bit i
密勒码编码规则
1
bit i的起始位置不变化，中间位置跳变
0
bit i的起始位置跳变，中间位置不跳变
0
bit i的起始位置不跳变，中间位置不跳变
a
11
•RFID中常用的编码方式及编解码器
•
数据
1
0
1
1
0
0
1
0
数据时钟
NRZ
倒相的 曼彻斯特码
密勒码
10 0 00 1 10 0 0 11 1 00 0
编码和调制
a
1
数据与信号
• 模拟信号在时域表现为连续的变化，在频 域其频谱是离散的。模拟信号用来表示模 拟数据。
• 数字信号是一种电压脉冲序列，数据取离 散值，通常可用信号的两个稳态电平来表 示，一个表示二进制的0，另一个表示二进 制的1。
• 信号是数据的载体，数据时信号的目的。
a
2
无线通信频段划分
解码
数据寄存
输出
解码结束
结束 信号
修正密勒码解码器原理框图
a
15
• 修正密勒码解码
Pause
0
1
修正密勒码输入
起始位
1
0
1
0
通信结束
0
时序 y
使能信号
CLK （13.56MHz）
数据时钟
脉冲形成 电路输出
data-reg(0)触发器输出 （脉冲 P 置 1，数据时钟
下降沿翻转）
解码数据 （数据时钟上升沿采样）
104
f Hz
105
106
125kHz
107
108
109
1010
1011
13.56MHz
869M 2.45G 433M 915M 5.8G
波段
LF
MF
HF
VHF
UHF
SHF
EHF
低频、中频、高频、甚高频、特高频、超高频、极高频 射频识别所用的频率为<135 kHz（LF）及ISM频率的13.56 MHz （HF），433 MHz（UHF），869 MHz（UHF），915 MHz（UHF）， 2.45 GHz（UHF），5.8 GHz（SHF）。
a
17
• 脉冲调制 • FSK
数据时钟
数据 NRZ 码
0
0
1
1
0
FSK 脉冲
f0
f0
f1
f1
FSK脉冲调制波形
a
18
• 脉冲调制
• FSK调制
射频载波 fc
fc/8 门电路 1 分
频
器
fc/5
门电路 2
数据 NRZ 码
FSK 输出
数据 NRZ 码
移相π
FSK实现的原理框图
a
19
• 脉冲调制
• FSK解调
使能
e
a
b 异或
128 分频
a 数据时钟
编码器
c 计数器
d 修正密勒码 输出
（a）修正密勒码编码器原理框图
13.56MHz
b
0
0
1
1
0
1
0
0
c
d
Z
Z
e
X
X
Y
X
Y
Z
Y
（b）波形a图示例
14
• 修正密勒码解码
修正密勒码
输入
解码开始
使能
脉冲形成
时钟电路
数据 CLK
CLK（13.56MHz）
内部数据 产生
或
PR
D
Q
2CLK
7404 1
74HC74
CLK
Q
输出
CL 非门
VCC
编码器电路
a
9
曼彻斯特码编码器时序波形图示 例
使能（PR 端） 2CLK CLK
DATA（数据） 异或输出
74HC74Q
74HC74 Q （输出）
1
0
0
a
10
•RFID中常用的编码方式及编解码器 • 密勒（Miller）码
bit(i1) × 0 1
• 信道编码——数字信号可能产生误码，信道 编码具有纠错与抗干扰能力，增加可靠性， 降低有效数据率。
a
5
数字基带信号
a
6
• 数字基带信号的频谱
g(t)
G(w)
0
t
2
2
2π
τ
w
2π
0
τ
4π τ
（a）单个脉冲波形
g
t
A
0
t
2 其他
（b）单个脉冲的频谱
波形
G g ( t ) e j t d t
Logic-0 触发器输出 （脉冲 P 复零，识别到逻
辑零时为高）
δ
δ
δ
p
p
p
0
0
1
1
δ
p
0
1
解
码
时
序
波
形
图
0
示 时序 y
通信结束
例
仍为高
END 信号
a
关闭
16
使能
脉冲调制
• 将数据的NRZ码变换为更高频率的脉冲串， 该脉冲串的脉冲波形参数受NRZ码的值0和1 调制。
• 主要的调制方式为频移键控FSK和相移键控 PSK。