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RFID应用及原理 第六章 RFID系统的编码、调制与解调

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RFID原理及技术知识点总结

RFID原理及技术知识点总结

第一章导论1. 射频识别系统的英文全称？P12. 常见的自动识别系统有哪些？P2-53. 和其它自动识别系统相比，射频识别系统有哪些优点？见课件4. 射频识别系统由哪些部分组成？P65. 阅读器和应答器之间有哪三个通道？P6 图1.66. 射频识别系统的数据载体是什么？P7第二章射频识别系统的区别特征1. 射频识别系统的基本区别特征有哪些？P8 图2.12. 按工作方式区分射频识别系统可分为哪两类(包括英文缩写)？P93. 全双工系统和时序系统的含义？P94. 射频识别系统的工作频率指的是？P105. 按发送频率可将射频识别系统分为哪几类？P106. 射频识别系统最主要的区别特征包括哪些？P177. 按耦合方式可将射频识别系统分为哪几类？P188. 射频识别系统的选择准则主要有哪些？P20-22第三章基本作用原理1. 1位应答器的常见实现方式有哪些？P23 图3.12. 射频法是采用什么电路工作的？P243. 射频法的工作原理(包括原理图)？P244. 微波法的工作原理(包括原理图)？P275. 声磁法是利用金属条的什么效应工作的？P316. 全双工系统中的电感耦合系统的供电原理(包括原理图)？P32-337. 全双工系统中的电感耦合系统的数据传输方法有哪些？P34-368. 什么是负载调制(包括原理图)？P34-359. 什么是使用副载波的负载调制(包括原理图)？P35-3610. 时序法中的电感耦合系统一般工作在哪个频段？P4211. 时序法中的电感耦合系统的供电原理？P4212. 时序系统的优点有哪些？P4313. 时序系统的一个读周期由哪两个阶段构成？P4414. 表面波应答器一般工作在哪个频段？P4415. 表面波应答器的基本结构？P4516. 表面波应答器的工作原理？P45前三章补充内容1. LC谐振电路的两种基本形式是什么？2. 为什么说LC谐振电路具有选频功能？3. LC谐振电路的选频功能和品质因数有什么关系？4. 信号源内阻及负载对谐振电路有什么影响？5. 非线性器件能够实现频率变换的原理是什么？6. 整流和滤波电路的作用各是什么？7. 三点式振荡器的组成原则是什么？第四章射频识别系统的物理基础1. 表征磁场大小的物理量是什么？P482. 短圆柱形线圈附近沿线圈轴方向磁场的变化规律是什么？P49-503. 发射天线的最佳半径是多少？P514. 磁通量密度和磁场强度的关系、P525. 描述两个电路通过磁场耦合的物理量是什么？P536. 耦合因数是如何定义的？P547. 磁耦合电路的等效电路？P578. 分流电阻的作用(包括原理图)？P619. 什么是动作磁场强度？P6210. 动作磁场强度在什么时候取得最小值？P6311. 应答器的能量作用距离受哪些因素影响？P6412. 阅读器的作用范围受哪些因素影响？P6613. 复变阻抗的等效电路？P6914. 复变阻抗受哪些因素影响？各自的规律是什么？P71-7615. 从复变阻抗的角度解释电容/电阻负载调制的原理(包括原理图)？P76-7916. 什么是铁磁性材料？P8417. 高频技术中主要使用的铁磁性材料是什么？P84 …………………………………………………………………………………………..18. 什么是近场和远场？磁场强度的变化规律分别是什么？P8919. 什么是场波阻抗？P9020. 电磁波极化的类型？P9121. 表示目标反射电磁波能力的物理量是什么？P9222. 什么是天线？什么是天线增益？P9323. 天线的等效模型？P9524. 什么是天线的有效面积？P9525. 什么是天线的有效长度？P9726. 常见的天线有哪些种类？P98-10227. 什么是应答器的动作灵敏度？P112第六章编码与调制1. 射频识别系统常使用的编码方案有哪些？P145 图6.2 表6.12. 射频识别系统采用的调制方法有哪些？(波形图)P1473. 射频识别系统中使用副载波调制的频率有哪些？P1504. 使用副载波的ASK调制波波形？P151 图6.12第七章数据的完整性1. 常用的校验和有哪几种？P1522. 什么是奇偶校验？P1523. 阅读器和应答器间的通信方式有哪几种？P1564. 多路存取可分为哪些类型？P1565. 什么是防冲突算法？P1576. 纯ALOHA、时隙ALOHA、动态ALOHA算法的原理？见讲义7. 二进制树型搜索算法和动态二进制树型搜索算法的原理？见讲义。

《RFID技术原理及应用》课件—06 高频RFID技术

《RFID技术原理及应用》课件—06 高频RFID技术

容写入到指定的Block
Restore 读取指定的 Block内 容 值块
到内部传送缓冲区
Page: 15
（5）EEPROM存取控制
存取条件共有四种：“验证密码A可以操作(KeyA)”、“验证
密码B可以操作(KeyB)”、“验证密码A或密码B中的任一个可
以操作(KeyA|B)”、“验证哪个密码都不可以操作(Never)”
• 遵守ISO/IEC14443A 1-3 • 设计用于各类有限制的应用，比如活动入场券、
积分优惠券和限次使用车票等。 • 使用3DES认证确保数据访问安全 • 7字节全球唯一序列号支持防克隆 • 具有1536bits的内存容量，数据传输速率为106
kb/s，典型的票务交易时间小于35ms。
Page: 3
Page: 9
2. Mifare Classic
（1）主要特性
• 又常被称为Mifare Standard、Mifare One、MF1，是遵守 ISO14443A标准的卡片中应用最为广泛、影响力最大的一员
• MIFARE Classic包括S50和S70两个型号，主要设计用于各类 公共交通票证以及小额支付，完整的交易时间小于100ms。
• MIFARE Classic使用基于ISO/IEC DIS 9798-2的3次握手认证 ，芯片具有7字节全球唯一序列号或4字节不唯一序列号（ Non-Unique ID,NUID），读写距离可达100mm。
• 可应用于公共交通、电子收费、校园卡、网吧、门禁管理、 停车场收费、考勤管理、会员积分等场合。
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块号 描述 3 区尾块 2 数据块
1 数据块
0 数据块
• 每个扇区的前3个数据块控制位的出厂值为000 • 区尾块控制位的出厂值为001 • Byte9的出厂值为69H • 4个存取控制字节的出厂默认值为 FF 07 80 69H

RFID原理及应用复习(附答案)

RFID原理及应用复习(附答案)

RFID原理及应用复习一、判断1．RFID是Radio Frequency Identification 的缩写，即无线射频识别。

（yes）2．物联网的感知层主要包括：二维码标签、读写器、 RFD标签、摄像头、GPS传感器、 M-M 终端。

（no）3．13.56MHZ,125kHz,433MHz都是RFID系统典型的工作频率（yes）4．在物联网节点之间做通信的时候，通信频率越高，意味着传输距离越远。

( no ) 5．物联网标准体系可以根据物联网技术体系的框架进行划分，即分为感知延伸层标准、网络层标准、应用层标准和共性支撑标准。

（yes）6．在物联网中，系统可以自动的、实时的对物体进行识别、追踪和监控，但不可以触发相应的事件。

( no )7．物联网共性支撑技术是不属于网络某个特定的层面，而是与网络的每层都有关系，主要包括：网络架构、标识解析、网络管理、安全、QoS等。

（yes）8．物联网中间件平台：用于支撑泛在应用的其他平台，例如封装和抽象网络和业务能力，向应用提供统一开放的接口等。

（yes）9．RFID拥有耐环境性，穿透性，形状容易小型化和多样化等特性（yes）10．物联网信息开放平台：将各种信息和数据进行统一汇聚、整合、分类和交换，并在安全范围内开放给各种应用服务。

（yes）二、不定项选择题1. 物联网的基本架构不包括（CD）。

A、感知层B、传输层C、数据层D、会话层2．物联网节点之间的无线通信，一般不会受到下列因素的影响。

( D )A、节点能量B、障碍物C、天气D、时间3．下列哪项不是物联网的组成系统（B）。

A、 EPC编码体系B、EPC解码体系C、射频识别技术D、EPC信息网络系统4. 利用RFID 、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息，指的是（B）。

A、可靠传递B、全面感知C、智能处理D、互联网5．RFID卡（C）可分为：主动式标签（TTF）和被动式标签（RTF）。

A、按供电方式分B、按工作频率分C、按通信方式分D、按标签芯片分6．下列物联网相关标准中那一个由中国提出的。

第五章 RFID系统的编码、调制与解调

第五章 RFID系统的编码、调制与解调

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 BW F2 F1 。与AM信号及DSBSC信号相 比，单边带信号频带缩减了一倍，且功率利用率提高了一 倍。 SSBSC信号的表达式为
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（7）差动编码
在差动编码中，每个要传输的二进制“1”都会引起信号电平 的变化，而对于二进制“0”，信号电平保持不变。
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（8）脉冲—间歇编码
在下一脉冲前的暂停持续时间t 表示二进制“1”，而下一脉 冲前的暂停持续时间2t 则表示二进制“0”。
这种编码方法在电感耦合的射频系统中用于从读写器到电子 标签的数据传输，由于脉冲转换时间（ t pulse Tbit ）很短，所以 就可以在数据传输过程中保证从读写器的高频场中连续给射 频识别标签供给能量。
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（9）脉冲位置编码
脉冲位置编码（PPM，Pulse Position Modulation）与上述的脉冲间歇编 码类似，不同的是，在脉冲位置编码中，每个数据比特的宽度是一致的。
读写器 信息源 信号编码 调制器 信道 解调器 信号译码 电子标签 受信者
噪声
读写器结构
信号编码系统的作用是对要传输的信息进行编码，以便传输信号能够 尽可能最佳地与信道相匹配，防止信息干扰或发生碰撞。

物联网RFID-编码与调制

物联网RFID-编码与调制

7.2 RFID信源编码方法
曼彻斯特编码器电路
曼彻斯特编码的特点
7.2 RFID信源编码方法
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。 曼彻斯特编码由于跳变都发生在每一个码元中间，接收端可以方便地利用它作为同步时钟。因此具有自同步能力和良好的抗干扰性能。
信道复用 一般每个需要传输的信号占用的带宽都小于信道带宽，因此，一个信道可由多个信号共享。但是未经调制的信号很多都处于同一频率范围内，接收端难以正确识别，一种解决方法是将多个基带信号分别搬移到不同的载频处，从而实现在一个信道里同时传输许多信号，提高信道利用率。
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。
7.1 RFID系统的通信过程
数字通信系统是利用数字信号来传输信息的通信系统，如图所示。
信源编码与信源译码的目的是提高信息传输的有效性以及完成
模/数转换等；信道编码与信道译码的目的是增强信号的抗干扰能
力，提高传输的可靠性；数字调制是改变载波的某些参数，使其按
照将要传输信号的特点变化而变化的过程，通过将数字基带信号的
编码与调制
单/击/此/处/添/加/副/标/题
RFID系统的核心功能是实现读写器与电子标签之间的信息传输。以读写器向电子标签的数据传输为例，被传输的信息分别需要经过读写器中的信号编码、调制，然后经过传输介质（无线信道），以及电子标签中的解调和信号解码。本章将具体介绍RFID系统常用的编码和调制方法。

RFID原理与应用-第六章

RFID原理与应用-第六章

安全课题: 读写器的输出功率要远远大于无源电子标签，因此读写器 的电波传送距离要比无源电子标签远得多，如果有人在离 读写器较远的地方架设天线截取读写器的电波信号，就很 难被人察觉。
对策
用吸波材料封闭读写器作业空间。 适当调小读写器的输出功率。
2.

读写器的安全课题和对策
安全课题: 读写器的安全问题近年来得到重视，研究机构和厂商也陆 续推出了适合于RFID读写器的安全芯片，它的机理是对 读写数据及传输数据进行加密，防范真实数据的泄露。另 外需要注意的是读写器内部存储器可能存有有关数据通信 的日志文件，一旦读写器被盗，不法分子很容易调出日志 文件窥窃通信内容。
对策

选择具有网络自检功能、运转状态实时监控服务 功能、异常检测及通报服务功能的RFID读写器。
第六章 习题
1.
2. 3. 4. 5. 6. 7.
为什么有些RFID电子标签的使用会遭到消费者的抵制？ 为什么大多数国家法律规定装有电子标签的商品必须明 文提示？ 防止电子标签数据篡改有哪几种对策？ 数据分散存储是有效的防止数据泄露的方法，请说出其 理由。 为什么利用RFID技术的防伪措施比起别的方式更为有效？ 为什么无源电子标签的信号传送距离远远小于读写器？ 为什么很多企业采用条形码和电子标签并用的方式进行 作业？ 为保证标签数据的可靠性，通常采用什么方法存储数据？
第六章 实验
1.
Gen2协议下标签操作编程实验。（参照 实验指导书）
对策

选择安全芯片的读写器。 加强读写器管理。
3. 服务器的安全和对策
各种服务器及网络数据安全属于RFID技术以 外的范畴，可参照计算机服务器和网络安全方 面的书籍及技术资料。
4. 电子标签运营课题和对策

4.2 RFID编码与调制技术(2018新)[48页]

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。

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

(完整版)射频识别(RFID)原理与应用(第2版)课后双数题答案

第1章RFID概论1.2简述RFID的基本原理答：1.4简述RFID系统的电感耦合方式和反向散射耦合方式的原理和特点。

答：原理：①电感耦合:应用的是变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁感应定律。

②反向散射耦合:应用的是雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带目标信息，依据的是电磁波的空间传播规律特点：①通过电感耦合方式一般适合于中，低频工作的近距离射频识别系统，典型的工作频率有125khz, 225khz和13. 56mhz。

识别作用距离小于1m,典型作用距离为10~20cm。

②反向射散耦合方式一般适合于高频，微波工作的远距离射频识别系统，典型的工作频率有433mhz, 915mhz, 2.45ghz，5.5ghz,识别作用距离大于1m,典型作用的距离为3~10m。

1.6什么是1比特应答器?它有什么应用?有哪些实现方法?答：①1比特应答器是字节为1比特的应答器。

②应用于电子防盗系统。

③射频标签利用二极管的非线性特性产生载波的谐波。

1.8 RRFTD系统中阅读器应具有哪些功能?答：①以射频方式向应答器传输能量。

②以应答器中读出数据或向应答器写入数据。

③完成对读取数据的信息处理并实现应用操作。

④若有需要，应能和高层处理交互信息。

1.10 RFID标签和条形码各有什么特点?它们有何不同?答：特点：RFID标签：①RFID可以识别单个非常具体的物体。

②RFID可以同时对多个物体进行识读。

③RFID采用无线射频，可以透过外部材料读取数据。

④RFID的应答器可存储的信息量大，并可以多次改写。

⑤易于构成网络应用环境。

条形码：①条形码易于制作，对印刷设备和材料无特殊要求，条形码成本低廉、价格便宜。

②条形码用激光读取信息，数据输入速度快，识别可靠准确。

③识别设备结构简单、操作容易、无须专门训练。

不同点：而RFID不要求看见目标，RFID标签只要在阅读器的作用范围内就可以被读取。

1.12参阅有关资料，对RFID防伪或食品安全追溯应用进行阐述。

RFID原理及技术知识点总结(改

第一章 导论1. 射频识别系统的英文全称？P1 Radio Frequency Identification2. 常见的自动识别系统有哪些？P2-5条形码系统、光学符号识别、生物识别、IC 卡、RFID3. 和其它自动识别系统相比，射频识别系统有哪些优点？见课件 数据量大、受环境影响小、成本低、安全性好、阅读速度快、非接触4. 射频识别系统由哪些部分组成？P6 应答器、阅读器5. 阅读器和应答器之间有哪三个通道？P6 图1.6 数据、时序、能量6. 射频识别系统的数据载体是什么？P7 应答器第二章 射频识别系统的区别特征1. 射频识别系统的基本区别特征有哪些？P8 图2.1全双工时序系统>1位=1位是否IC 表面波状态机微处理器电池无源低频射频微波次谐波反向散射其他1/n 倍1:1多样物理效应工作方式数据量是否可编程数据载体运行能量供应频率范围数据传输方式应答频率2. 按工作方式区分射频识别系统可分为哪两类(包括英文缩写)？P9 全双工（FDX ）和半双工（HDX ），时序（SEQ ）系统3. 全双工系统和时序系统的含义？P9在全双工和半双工系统中，应答器的应答响应是在阅读器接通高频电/磁场的情况下送出去的；时序方法与之相反，阅读器的电/磁场短时间周期地断开。

这些间隔被应答器识别出来，并用于从应答器到阅读器的数据传输。

4.射频识别系统的工作频率指的是？P10通常把阅读器的发送频率称为射频识别系统的工作频率，不考虑应答器的发送频率。

5.按发送频率可将射频识别系统分为哪几类？P10低频（30kHz~300kHz）、高频或射频（3MHz~30MHz）和超高频（300MHz~3GHz）或微波（>3GHz）。

6.射频识别系统最主要的区别特征包括哪些？P17阅读器的工作频率、物理耦合方法和系统的作用距离7.按耦合方式可将射频识别系统分为哪几类？P18紧耦合（0~1cm）、遥控耦合（0~1m）、远距离（>1m）系统8.射频识别系统的选择准则主要有哪些？P20-22工作频率：100kHz~30MHz基本是电感耦合系统，2.45和5.8GHz的系统是电磁场耦合的微波系统；频率低的高频系统具有良好的物体穿透能力；系统的敏感性作用距离可靠性要求存储器容量：决定着数据载体芯片的尺寸和价格，根据系统对信息量和价格的要求选择第三章基本作用原理1. 1位应答器的常见实现方式有哪些？P23 图3.1射频、微波、分频器、电磁法、声磁法2.射频法是采用什么电路工作的？P24采用L-C振荡电路工作，是将其调谐到某个固定的振荡频率f R上3.射频法的工作原理(包括原理图)？P24fGU HF发射器接收器(可选)交变磁场EAS 标签能量反馈反馈激励线圈传感器线圈* 阅读器由发射器和接收器构成，二者之间存在一个射频范围内的交变磁场；* 电子标签相当于一个LC 振荡电路，当在交变磁场范围内且 时发生谐振； * 谐振的标签会反作用于阅读器，最终导致场强减弱； * 后续电路检测到该变化后报警。

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第5章 RFID系统的编码、调制与解调
5.3、模拟调制与解调
（1）标准调幅（AM） • 就是用调制信号v ( t ) 控制载波幅度Vcm ，使载波幅度按照 调制信号的规律变化，即：
Vcm ( t ) Vcm ka v ( t ) Vcm kaVm cos t Vcm ( 1 ma cos t )
图1 通信系统模型
第5章 RFID系统的编码、调制与解调
5.1、通信与通信系统
• 信息源（简称信源）：把各种消息转换成原始电信号，如 麦克风。信源可分为模拟信源和数字信源。 • 发送设备：产生适合于在信道中传输的信号。 • 信道：将来自发送设备的信号传送到接收端的物理媒质。 分为有线信道和无线信道两大类。 • 噪声源：集中表示分布于通信系统中各处的噪声。 • 接收设备：从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信 号。 • 受信者（信宿）：把原始电信号还原成相应的消息，如扬 声器等。
第5章 RFID系统的编码、调制与解调
（3）单极性归零编码（Unipolar RZ）
• 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信号表示二进 制“0”，如下图所示，单极性归零编码可用来提取位同 步信号。
图9 单极性归零编码
第5章 RFID系统的编码、调制与解调
•
其中ka是由电路决定的常数，ma为调幅指数，且 ma
kaVm Vcm
调制信号
已调信号
第5章 RFID系统的编码、调制与解调
5.3、模拟调制与解调
（1）标准调幅（AM） • 从频域角度来描述调幅波时，主要看它的频谱成分和带宽 。 1 1 vc ( t ) Vcm cos c t maVcm cos( c )t maVcm cos( c )t 2 2 • 上式表明，它含有三条高频谱线，一条位于ωc处，幅度为 Vcm；另外两条位于载频ωc两边，称为上下旁频，频谱分 别是ωc+Ω和ωc-Ω，幅度均为0.5maVcm。 • 由此可以看出调制的过程是频谱的线性搬移过程，载频仍 保持调制前的频率和幅度，因此它没有反映调制信号的信 息，在AM调制中只有两个旁频携带了调制信号的信息。
• 脉冲位置编码与上述的脉冲间歇编码类似，不同的是，在 脉冲位置编码中，每个数据比特的宽度是一致的。其中， 脉冲在第一个时间段表示“00”， 第二个时间段表示“01”， 第三个时间段表示“10”， 第四个时间段表示“11”， 如右图所示。
第5章 RFID系统的编码、调制与解调
5.3、模拟调制与解调
• 调制和解调过程对通信系统是至关重要的，因为调制解调 方式在很大程度上决定了系统可能达到的性能。
第5章 RFID系统的编码、调制与解调
5.3、模拟调制与解调
• 调制的基本作用是频率搬移。概括起来，调制主要有如下几个 目的： ① 频率搬移。调制把基带信号频谱搬移到一定的频率范围，以适 应信道传输要求。 ② 实现信道复用。一般每个被传输信号占用的带宽小于信道带宽 ，因此，一个信道同时只传一个信号是很浪费的，此时信道工 作在远小于其传输信息容量的情况下。然而通过调制，使各个 信号的频谱搬移到指定的位置，从而实现在一个信道里同时传 输许多信号。
射频识别技术
RFID Technology
第5章 RFID系统的编码、调制与解调
第5章 RFID系统的编码、调制与解调
• • • •
5.1、通信与通信系统 5.2、基带中的编码 5.3、模拟调制与解调 5.4、数字调制与解调
第5章 RFID系统的编码、调制与解调
5.1、通信与通信系统
• 人类在生活、生产和社会活动中总是伴随着消息（或信息） 的传递，这种传递消息（或信息）的过程就叫做通信。 • 通信系统是指完成通信这一过程的全部设备和传输媒介， 一般可概括为如下图所示的模型：
第5章 RFID系统的编码、调制与解调
5.1、通信与通信系统
• 数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统。
信 息 源 信 源 编 码 加 密 信 道 编 码 数 字 调 制 信道 噪声源 数 字 解 调 信 道 译 码 解 密 信 源 译 码 受 信 者
图5 数字通信系统模型源自① 信源编码与译码目的：提高信息传输的有效性以及完成模/数转 换； ② 信道编码与译码目的：增强抗干扰能力； ③ 加密与解密目的：保证所传信息的安全； ④ 数字调制与解调目的：形成适合在信道中传输的带通信号 ； ⑤ 同步目的：使收发两端的信号在时间上保持步调一致 。
• 米勒编码在半个比特周期内的任意边沿表示二进制“1” ，而经过下一个比特周期中不变的电平表示二进制“0” 。一连串的比特周期开始时产生电平交变，如下图所示， 因此，对于接收器来说，位节拍也比较容易重建。
图11 米勒编码
第5章 RFID系统的编码、调制与解调
（6）变形米勒编码
• 变形米勒编码相对于米勒编码来说，将其每个边沿都用负 脉冲代替，如下图所示。由于负脉冲的时间很短，可以保 证在数据传输的过程中从高频场中连续给电子标签提供能 量。变形米勒编码在电感耦合的射频识别系统中用于从读 写器到电子标签的数据传输。
（7）差动编码
• 在差动编码中，每个要传输的二进制“1”都会引起信号 电平的变化，而对于二进制“0”，信号电平保持不变。
图12 差动编码
第5章 RFID系统的编码、调制与解调
（8）脉冲—间歇编码
• 对于脉冲—间歇编码来说，在下一脉冲前的暂停持续时间t 表示二进制“1”，而下一脉冲前的暂停持续时间2t则表 示二进制“0”，如下图所示。
图8 曼彻斯特编码
第5章 RFID系统的编码、调制与解调
（2）曼彻斯特编码（Manchester）
• 曼彻斯特编码在采用负载波的负载调制或者反向散射调 制时，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。
• 通常基带信号具有较低的频率分量，不宜通过无线信道传 输。因此，在通信系统的发送端需要由一个载波来运载基 带信号，也就是使载波的某个参量随基带信号的规律而变 化，这一过程称为（载波）调制。 • 载波受调制以后称为已调信号，它含有基带信号的全部特 征。 • 在通信系统的接收端则需要有解调过程，其作用是将已调 信号中的原始基带信号恢复出来。
• 载波的参数有幅度、频率和相位，因此根据载波的参数变 化不同，调制可以分为幅度调制、频率调制和相位调制。
① 幅度调制是指载波信号的振幅参数随调制信号的大小而变 化； ② 频率调制是指载波信号的频率参数随调制信号的大小而变 化； ③ 相位调制是指载波信号的相位参数随调制信号的大小而变 化。
第5章 RFID系统的编码、调制与解调
第5章 RFID系统的编码、调制与解调
（1）反向不归零编码（NRZ，Non Return Zero）
• 反向不归零编码用高电平表示二进制“1”，低电平表示 二进制“0”，如下图所示：
图7 反向不归零编码
• 此码型不宜传输，有以下原因 a) 有直流，一般信道难于传输零频附近的频率分量； b) 接收端判决门限与信号功率有关，不方便使用； c) 不能直接用来提取位同步信号，因为NRZ中不含有位同步 信号频率成分； d) 要求传输线有一根接地。
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（2）曼彻斯特编码（Manchester）
• 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（上升或下降）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”，如下图所示：
第5章 RFID系统的编码、调制与解调
5.2、基带中的编码
• 常用的数据编码方式有反向不归零编码（NRZ，Non Return Zero）、曼彻斯特编码（Manchester）、单极性归 零编码（Unipolar RZ）、差动双相编码（DBP）、米勒编 码（Miller）、变形米勒编码、差动编码、脉冲--间歇编码 、脉冲位置编码（PPM，Pulse Position Modulation）等方 式。 • 下面对这些编码方式进行简单地介绍，假设这些码型是以 矩形脉冲为基础的，且消息代码由二进制符号0、1组成。
第5章 RFID系统的编码、调制与解调
• 模拟信号：代表消息的信号参量取值连续，例如麦克风输出电 压：
0
(a) 话音信号
(b) 抽样信号 图2 模拟信号
t
0
t
• 数字信号：代表消息的信号参量取值为有限个，例如电报信号、 计算机输入输出信号：
码元
t
(a) 二进制信号
0
t
(b) 2PSK信号 图3 数字信号
5.3、模拟调制与解调
• 常见的模拟调制有幅度调制和角度调制； • 根据频谱特性的不同，通常可以把幅度调制分为标准调幅 （AM）、抑制载波双边带调幅（DSB）、单边带调幅（ SSB）等。 （1）标准调幅（AM） • 假设载波信号为vc ( t ) Vcm cos c t ， • 调制信号为 v ( t ) Vm cos t ， • 并且 c ,( c 2fc , 2F ),Vcm Vm
第5章 RFID系统的编码、调制与解调
5.1、通信与通信系统
• 通常，按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应 地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。 • 模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统。
图4 模拟通信系统模型
• 可见，在模拟通信系统中，发送设备简化为调制器，接收 设备简化为解调器，主要是强调在模拟通信系统中调制的 重要作用。