編碼與調(diào)制精品課件

1、編碼與調(diào)制第1頁，共21頁，2022年，5月20日，20點28分，星期二第七章 編碼與調(diào)制第2頁，共21頁，2022年，5月20日，20點28分，星期二信號與信道編碼調(diào)制CONTENTS第3頁，共21頁，2022年，5月20日，20點28分，星期二第4頁，共21頁，2022年，5月20日，20點28分，星期二 讀寫器與電子標(biāo)簽之間消息的傳遞是通過電信號來實現(xiàn)的，以自由空間作為信道的無線電傳輸無法進(jìn)行基帶傳輸，需要借助“編碼”和“調(diào)制”來實現(xiàn)信息的傳遞； 對于這樣一個開放的無線系統(tǒng)，外界的各種干擾容易使得傳輸產(chǎn)生錯誤，同時數(shù)據(jù)也容易被外界竊取，因此需要數(shù)據(jù)校驗和保密措施。 第5頁，共21頁，20

2、22年，5月20日，20點28分，星期二 1.1 信號 信號是消息的載體，在通信系統(tǒng)中信息是以電信號的形式從一點被傳送到另一點的； RFID系統(tǒng)主要使用數(shù)字信號： * 信號的完整性數(shù)字信號易于接收端校驗，便于信號保持完整性 * 信號的安全性數(shù)字信號易于加密和解密 * 便于計算機存儲和處理且易與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng) * 設(shè)備便于集成化和微型化 一. 信號與信道第6頁，共21頁，2022年，5月20日，20點28分，星期二 在RFID中對信號頻域的研究比對信號時域的分析更重要，需要討論信號的頻率構(gòu)成、帶寬等參數(shù)； 讀寫器和電子標(biāo)簽之間的工作方式可分為時序系統(tǒng)、全雙工系統(tǒng)和半雙工系統(tǒng)； 一. 信號與

3、信道第7頁，共21頁，2022年，5月20日，20點28分，星期二 通信握手指讀寫器與電子標(biāo)簽在通信開始、結(jié)束或通信過程中的基本溝通，主要用于解決通信雙方的工作狀態(tài)、數(shù)據(jù)同步、信息確認(rèn)等問題： * 優(yōu)先通信無源系統(tǒng)都是讀寫器先講，而有源系統(tǒng)則都有可能 * 數(shù)據(jù)同步雙方協(xié)同位速率 * 由于時間是制約速度的主要因素，故RFID通信協(xié)議常采用“自動連續(xù)重發(fā)” 一. 信號與信道第8頁，共21頁，2022年，5月20日，20點28分，星期二補充：TCP連接的三次握手過程 一. 信號與信道第9頁，共21頁，2022年，5月20日，20點28分，星期二1.2 信道 信道是信號的傳輸媒質(zhì)，將帶有信息的信號從輸

4、入端傳遞到輸出端； 信道的組成一旦確定其帶寬也就確定了； 數(shù)據(jù)傳輸速率是描述傳輸系統(tǒng)的重要技術(shù)指標(biāo)之一，常用單位有kb/s、Mb/s、Gb/s； 信道容量是反映信道信息傳遞能力的參數(shù)，這種能力與信道的頻帶寬度(RFID主要選用微波頻率)、信道工作時間、信道中的信噪比有關(guān)。 一. 信號與信道第10頁，共21頁，2022年，5月20日，20點28分，星期二銳普PPT論壇chinakui轉(zhuǎn)載： 二. 編碼 第11頁，共21頁，2022年，5月20日，20點28分，星期二銳普PPT論壇chinakui轉(zhuǎn)載： 編碼是為了達(dá)到某種目的而對信號進(jìn)行的一種變換，根據(jù)目的的不同可分為信源編碼、信道編碼和保密編碼

5、： * 信源編碼的主要任務(wù)是A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)壓縮 * 信道編碼包括為適應(yīng)信道條件、提高通信可靠性而進(jìn)行的編碼 * 保密編碼是為了使信息在傳輸過程中不易被人竊譯而進(jìn)行的編碼二. 編碼 第12頁，共21頁，2022年，5月20日，20點28分，星期二銳普PPT論壇chinakui轉(zhuǎn)載： RFID常用的編碼方法(屬于信道編碼中適應(yīng)信道的情況)： 課本P145 圖6.2 表6.1 二. 編碼 第13頁，共21頁，2022年，5月20日，20點28分，星期二銳普PPT論壇chinakui轉(zhuǎn)載： 每種編碼都有自身的優(yōu)點和缺點，在一個RFID系統(tǒng)中要分析多方面的因素來確定編碼的方式： * 電子標(biāo)簽?zāi)芰康膩碓?/p>

6、對于無源標(biāo)簽，所選碼型應(yīng)保證不中斷讀寫器對電子標(biāo)簽的能量供應(yīng)(歸零碼不合適) * 電子標(biāo)簽的檢錯能力為保證系統(tǒng)工作的可靠性，編碼方式應(yīng)提供一定的檢錯能力 * 電子標(biāo)簽對時鐘的提取電子標(biāo)簽芯片中一般不含時鐘電路，需在讀寫器發(fā)來的碼流中提取時鐘 二. 編碼 第14頁，共21頁，2022年，5月20日，20點28分，星期二銳普PPT論壇chinakui轉(zhuǎn)載： 使用調(diào)制的原因 * 工作頻率越高天線尺寸越小天線尺寸可以與工作波長相比擬時其輻射更有效，而減小天線尺寸迎合了現(xiàn)代通信對尺寸小型化的要求； * 工作頻率越高則可用帶寬越寬信道的相對帶寬一定時，工作頻率越高則可用帶寬越寬且?guī)捲黾訒r能提高系統(tǒng)的抗干

7、擾和抗衰落能力，同時也能實現(xiàn)帶寬和信噪比互換和實現(xiàn)多路復(fù)用。三. 調(diào)制 第15頁，共21頁，2022年，5月20日，20點28分，星期二銳普PPT論壇chinakui轉(zhuǎn)載：補充：擴(kuò)頻通信抗窄帶干擾的原理 三. 調(diào)制 第16頁，共21頁，2022年，5月20日，20點28分，星期二銳普PPT論壇chinakui轉(zhuǎn)載：三. 調(diào)制 第17頁，共21頁，2022年，5月20日，20點28分，星期二銳普PPT論壇chinakui轉(zhuǎn)載：補充：擴(kuò)頻通信用帶寬換取信噪比的原理(擴(kuò)頻增益) 三. 調(diào)制 第18頁，共21頁，2022年，5月20日，20點28分，星期二銳普PPT論壇chinakui轉(zhuǎn)載： 數(shù)字基帶

8、信號含有豐富的低頻分量需要調(diào)制以便和信道的特性相匹配，同時調(diào)制方式也決定了一個通信系統(tǒng)的性能(如誤碼率)； RFID采用的是數(shù)字鍵控調(diào)制方式，如振幅鍵控、頻移鍵控、相移鍵控，其中的載波除了是信息的載體外還為無源標(biāo)簽提供能量，這是RFID和其它通信系統(tǒng)不同的地方；三. 調(diào)制 第19頁，共21頁，2022年，5月20日，20點28分，星期二銳普PPT論壇chinakui轉(zhuǎn)載： 利用副載波的負(fù)載調(diào)制 * 實質(zhì)是2次調(diào)制先將信號調(diào)制到副載波上，再用其對載波進(jìn)行調(diào)制 * 對于RFID系統(tǒng)而言，副載波主要用在6.78/13.56/27.125MHz的電感耦合系統(tǒng)中且是從標(biāo)簽到讀寫器的方向上，其中的副載波通常是對工作頻率分頻產(chǎn)生的(如847kHz的