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编码与调制:RFID系统中的关键步骤
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更新于2024-07-21
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第七章的内容主要探讨了在RFID系统中编码与调制的关键作用和原理。首先,编码是信息传输中的关键步骤,其目的是为了优化信号与传输信道的匹配,同时提供保护,防止信息在传输过程中受到干扰。在RFID系统中,特别是对于无源标签,基带编码通常采用跳变特性,这有助于保持能量供应并方便标签解析时钟信息。信源编码将原始信号转换,而信道编码则在此基础上增加纠错能力,通过添加监督元来抵抗信道噪声,提升通信的可靠性和有效性。 调制则是将基带信号嵌入到高频载波中,以便在信道中更有效地传输。工作频率的提高意味着更大的带宽,这对于快速变化的电场和磁场的形成至关重要。同时,更高的频率意味着可以设计更小型的天线,因为波长与频率成反比。通过高频调制,低频信号得以搭载在高频载波上,克服长波传播的困难。此外,调制还涉及信道复用技术,它允许多个信号共享同一信道资源,提高了系统的通信效率。 在读写器向电子标签的数据传输过程中,编码和解码、调制和解调作为核心环节,确保了数据的准确无误传输。信源编码、信道编码、调制器和解调器的协同工作是整个RFID通信链路中不可或缺的部分,对于系统的性能和稳定性有着决定性的影响。理解这些基本概念和技术对于设计和优化RFID系统具有重要意义。
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1.编码和解码
根据编码的目的不同,编码理论有信源编码、信道编码:
1)信源编码与信源解码
信源编码是对信源输出的信号进行变换,信源解码是信源编码的逆过程。
在RFID系统中,当电子标签是无源标签时,经常要求基带编码在每两个相邻
数据位元间具有跳变的特点,相邻数据间的码跳变不仅可以在连续出现“0”
时保证对电子标签的能量供应,且便于电子标签从接收码中提取时钟信息。
2)信道编码与信道解码
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。
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
c
= m/s
8
3 10
/cf
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