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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)28分，星期二第4頁，共21頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)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(shí)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(shí)現(xiàn)信息的傳遞； 對于這樣一個(gè)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(cuò)誤，同時(shí)數(shù)據(jù)也容易被外界竊取，因此需要數(shù)據(jù)校驗(yàn)和保密措施。 第5頁，共21頁，20

2、22年，5月20日，20點(diǎn)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(diǎn)被傳送到另一點(diǎn)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(yàn)，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(jì)算機(jī)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(diǎn)28分，星期二 在RFID中對信號頻域的研究比對信號時(shí)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(shí)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(diǎn)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(shí)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(diǎn)28分，星期二補(bǔ)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(diǎn)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(shí)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)和缺點(diǎn)，在一個(gè)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(cuò)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(cuò)能力 * 電子標(biāo)簽對時(shí)鐘的提取電子標(biāo)簽芯片中一般不含時(shí)鐘電路，需在讀寫器發(fā)來的碼流中提取時(shí)鐘 二. 編碼 第14頁，共21頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)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(shí)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(shí)，工作頻率越高則可用帶寬越寬且?guī)捲黾訒r(shí)能提高系統(tǒng)的抗干

7、擾和抗衰落能力，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)帶寬和信噪比互換和實(shí)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(diǎn)28分，星期二銳普PPT論壇chinakui轉(zhuǎn)載：補(bǔ)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(diǎn)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(diǎn)28分，星期二銳普PPT論壇chinakui轉(zhuǎn)載：補(bǔ)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(diǎn)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(shí)調(diào)制方式也決定了一個(gè)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(diǎn)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(shí)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