编码与调制

* 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。
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三. 调制
补充：扩频通信抗窄带干扰的原理
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一. 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、
* 便于计算机存储和处理且易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
三. 调制
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三. 调制
补充：扩频通信用带宽换取信噪比的原理(扩频增益)
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三. 调制
• 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；
第七章 编码与调制
读写器天线
读写器天线
自 由 空 间
电子标签天线
读写器 信息
编码
调制
读写器 射频前端
电子标签 射频前端
调制
解码
电子标签 信息
• 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
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三. 调制
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信道中的信噪比有关。
二. 编码
信 息 源
信 源 编 码 器
信 道 编 码 器
数 字 调 制 器
信 道
数 字 解 调 器
信 道 译 码 器
信 源 译 码 器
受 信 者
噪声源
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二. 编码
• 编码是为了达到某种目的而对信号进行的一种变换，根
课本P145 图6.2 表6.1
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二. 编码
• 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，
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
1 发送SYN消息 (SEQ=100 CTL=SYN) 2 收到SYN消息并发送SYN和ACK消息 (SEQ=300 ACK=101 CTL=SYN、ACK) 注：SYN表示同步序列号 3 收到SYN消息 (SEQ=101 ACK= 301 CTL=ACK)
编码方式应提供一定的检错能力
* 电子标签对时钟的提取——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
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三. 调制
• 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；
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三. 调制
• 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
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
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二. 编码
• RFID常用的编码方法(属于信道编码中适应信道的情况)：
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。
一. 信号与信道
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