RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸編碼
發(fā)布時(shí)間:2008/12/17 0:00:00 訪問(wèn)次數(shù):1078
射頻識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與通信系統(tǒng)的基本模型相類似,滿足了通信功能的基本要求。讀寫器和電子標(biāo)簽之間的數(shù)據(jù)傳輸構(gòu)成了與基本通信模型相類似的結(jié)構(gòu)。讀寫器與電子標(biāo)簽之間的數(shù)據(jù)傳輸需要三個(gè)主要的功能塊,如圖1所示。按讀寫器到電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳輸方向,是讀寫器(發(fā)送器)中的信號(hào)編碼(信號(hào)處理)和調(diào)制器(載波電路),傳輸介質(zhì)(信道),以及電子標(biāo)簽(接收器)中的解調(diào)器(載波回路)和信號(hào)譯碼(信號(hào)處理)。
圖1 射頻識(shí)別系統(tǒng)的基本通信結(jié)構(gòu)框圖
在圖1中,信號(hào)編碼系統(tǒng)的作用是對(duì)要傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行編碼,以便傳輸信號(hào)能夠盡可能最佳地與信道相匹配,這樣的處理包括了對(duì)信息提供某種程度的保護(hù),以防止信息受干擾或相碰撞,以及對(duì)某些信號(hào)特性的蓄意改變。調(diào)制器用于改變高頻載波信號(hào),即使載波信號(hào)的振幅、頻率或相位與調(diào)制的基帶信號(hào)相關(guān)。射頻識(shí)別系統(tǒng)信道的傳輸介質(zhì)為磁場(chǎng)(電感耦合)和電磁波(微波)。解調(diào)器的作用是解調(diào)獲取信號(hào),以便再生基帶信號(hào)。信號(hào)譯碼的作用則是對(duì)從解調(diào)器傳來(lái)的基帶信號(hào)進(jìn)行譯碼,恢復(fù)成原來(lái)的信息,并識(shí)別和糾正傳輸錯(cuò)誤。
1. rfid數(shù)據(jù)傳輸常用編碼格式
可以用不同形式的代碼來(lái)表示二進(jìn)制的“1”和“0”。射頻識(shí)別系統(tǒng)通常使用下列編碼方法中的一種:反向不歸零(nrz)編碼、曼徹斯特(manchester)編碼、單極性歸零(unipolarhz)編碼、差動(dòng)雙相(dbp)編碼、米勒(miller)編碼利差動(dòng)編碼。
(1)反向不歸零(nrz,non return zero)編碼
反向不歸零編碼用高電平表示二進(jìn)制“1”,低電平表示二進(jìn)制“0”,如圖2所示。
圖2 nrz編碼
此碼型不宜傳輸,有以下原因:(a)有直流,一般信道難于傳輸零頻附近的頻率分量;(b)收端判決門限與信號(hào)功率有關(guān),不方便使用;(g)不能直接用來(lái)提取位同步信號(hào),因?yàn)樵趎rz中不含位同步信號(hào)頻率成分;(d)要求傳輸線有一根接地。
。2)曼徹斯特(manchester)編碼
曼徹斯特編碼也被稱為分相編碼(split-phase coding)。在曼徹斯特編碼中,某位的值是由該位長(zhǎng)度內(nèi)半個(gè)位周期時(shí)電平的變化(上升/下降)來(lái)表示的,在半個(gè)位周期時(shí)的負(fù)跳變表示二進(jìn)制“1”,半個(gè)位周期時(shí)的正跳變表示二進(jìn)制“0″,如圖3所示。
圖3 曼徹斯特編碼
曼徹斯特編碼在采用負(fù)載波的負(fù)載調(diào)制或者反向散射調(diào)制時(shí),通常用于從電子標(biāo)簽到讀寫器的數(shù)據(jù)傳輸,因?yàn)檫@有利于發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)腻e(cuò)誤。這是因?yàn)樵谖婚L(zhǎng)度內(nèi),“沒(méi)有變化”的狀態(tài)是不允許的。當(dāng)多個(gè)電子標(biāo)簽同時(shí)發(fā)送的數(shù)據(jù)位有不同值時(shí),接收的上升邊和下降邊互相抵消,導(dǎo)致在整個(gè)位長(zhǎng)度內(nèi)是不間斷的副載波信號(hào),由于該狀態(tài)不允許,所以讀寫器利用該錯(cuò)誤就可以判定碰撞發(fā)生的具體位置。
。3)單極性歸零(unipolar rz)編碼
單極性歸零編碼在第一個(gè)半個(gè)位周期中的高電平表示二進(jìn)制“1”,而持續(xù)整個(gè)位周期內(nèi)的低電平信號(hào)表示二進(jìn)制“0”,如圖4所示。單極性歸零編碼可用來(lái)提取位同步信號(hào)。
圖4 單極性歸零編碼
。4)差動(dòng)雙相(dbp)編碼
差動(dòng)雙相編碼在半個(gè)位周期中的任意的邊沿表示二進(jìn)制“0”,而沒(méi)有邊沿就是二進(jìn)制“1”,如圖5所示。此外,在每個(gè)位周期開始時(shí),電平都要反相。因此,對(duì)接收器來(lái)說(shuō),位節(jié)拍比較容易重建。
圖5 差動(dòng)雙相編碼
(5)米勒(miller)編碼
米勒編碼在半個(gè)位周期內(nèi)的任意邊沿表示二進(jìn)制“1”,而經(jīng)過(guò)下一個(gè)位周期中不變的電平表示二進(jìn)制“0”。位周期開始時(shí)產(chǎn)生電平交變,如圖6所示。因此,對(duì)接收器來(lái)說(shuō),位節(jié)拍比較容易重建。
圖6 米勒編碼
。6)差動(dòng)編碼
差動(dòng)編碼中,每個(gè)要傳輸?shù)亩M(jìn)制“1”都會(huì)引起信號(hào)電平的變化,而對(duì)于二進(jìn)制“0”,信號(hào)電平保持不變,如圖7所示。用xor門的d觸發(fā)器就能很容易地從nrz信號(hào)中產(chǎn)生差動(dòng)編碼,具體電路如圖8所示。
圖7 差動(dòng)編碼
圖8 從nr
射頻識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與通信系統(tǒng)的基本模型相類似,滿足了通信功能的基本要求。讀寫器和電子標(biāo)簽之間的數(shù)據(jù)傳輸構(gòu)成了與基本通信模型相類似的結(jié)構(gòu)。讀寫器與電子標(biāo)簽之間的數(shù)據(jù)傳輸需要三個(gè)主要的功能塊,如圖1所示。按讀寫器到電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳輸方向,是讀寫器(發(fā)送器)中的信號(hào)編碼(信號(hào)處理)和調(diào)制器(載波電路),傳輸介質(zhì)(信道),以及電子標(biāo)簽(接收器)中的解調(diào)器(載波回路)和信號(hào)譯碼(信號(hào)處理)。
圖1 射頻識(shí)別系統(tǒng)的基本通信結(jié)構(gòu)框圖
在圖1中,信號(hào)編碼系統(tǒng)的作用是對(duì)要傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行編碼,以便傳輸信號(hào)能夠盡可能最佳地與信道相匹配,這樣的處理包括了對(duì)信息提供某種程度的保護(hù),以防止信息受干擾或相碰撞,以及對(duì)某些信號(hào)特性的蓄意改變。調(diào)制器用于改變高頻載波信號(hào),即使載波信號(hào)的振幅、頻率或相位與調(diào)制的基帶信號(hào)相關(guān)。射頻識(shí)別系統(tǒng)信道的傳輸介質(zhì)為磁場(chǎng)(電感耦合)和電磁波(微波)。解調(diào)器的作用是解調(diào)獲取信號(hào),以便再生基帶信號(hào)。信號(hào)譯碼的作用則是對(duì)從解調(diào)器傳來(lái)的基帶信號(hào)進(jìn)行譯碼,恢復(fù)成原來(lái)的信息,并識(shí)別和糾正傳輸錯(cuò)誤。
1. rfid數(shù)據(jù)傳輸常用編碼格式
可以用不同形式的代碼來(lái)表示二進(jìn)制的“1”和“0”。射頻識(shí)別系統(tǒng)通常使用下列編碼方法中的一種:反向不歸零(nrz)編碼、曼徹斯特(manchester)編碼、單極性歸零(unipolarhz)編碼、差動(dòng)雙相(dbp)編碼、米勒(miller)編碼利差動(dòng)編碼。
。1)反向不歸零(nrz,non return zero)編碼
反向不歸零編碼用高電平表示二進(jìn)制“1”,低電平表示二進(jìn)制“0”,如圖2所示。
圖2 nrz編碼
此碼型不宜傳輸,有以下原因:(a)有直流,一般信道難于傳輸零頻附近的頻率分量;(b)收端判決門限與信號(hào)功率有關(guān),不方便使用;(g)不能直接用來(lái)提取位同步信號(hào),因?yàn)樵趎rz中不含位同步信號(hào)頻率成分;(d)要求傳輸線有一根接地。
。2)曼徹斯特(manchester)編碼
曼徹斯特編碼也被稱為分相編碼(split-phase coding)。在曼徹斯特編碼中,某位的值是由該位長(zhǎng)度內(nèi)半個(gè)位周期時(shí)電平的變化(上升/下降)來(lái)表示的,在半個(gè)位周期時(shí)的負(fù)跳變表示二進(jìn)制“1”,半個(gè)位周期時(shí)的正跳變表示二進(jìn)制“0″,如圖3所示。
圖3 曼徹斯特編碼
曼徹斯特編碼在采用負(fù)載波的負(fù)載調(diào)制或者反向散射調(diào)制時(shí),通常用于從電子標(biāo)簽到讀寫器的數(shù)據(jù)傳輸,因?yàn)檫@有利于發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)腻e(cuò)誤。這是因?yàn)樵谖婚L(zhǎng)度內(nèi),“沒(méi)有變化”的狀態(tài)是不允許的。當(dāng)多個(gè)電子標(biāo)簽同時(shí)發(fā)送的數(shù)據(jù)位有不同值時(shí),接收的上升邊和下降邊互相抵消,導(dǎo)致在整個(gè)位長(zhǎng)度內(nèi)是不間斷的副載波信號(hào),由于該狀態(tài)不允許,所以讀寫器利用該錯(cuò)誤就可以判定碰撞發(fā)生的具體位置。
。3)單極性歸零(unipolar rz)編碼
單極性歸零編碼在第一個(gè)半個(gè)位周期中的高電平表示二進(jìn)制“1”,而持續(xù)整個(gè)位周期內(nèi)的低電平信號(hào)表示二進(jìn)制“0”,如圖4所示。單極性歸零編碼可用來(lái)提取位同步信號(hào)。
圖4 單極性歸零編碼
。4)差動(dòng)雙相(dbp)編碼
差動(dòng)雙相編碼在半個(gè)位周期中的任意的邊沿表示二進(jìn)制“0”,而沒(méi)有邊沿就是二進(jìn)制“1”,如圖5所示。此外,在每個(gè)位周期開始時(shí),電平都要反相。因此,對(duì)接收器來(lái)說(shuō),位節(jié)拍比較容易重建。
圖5 差動(dòng)雙相編碼
(5)米勒(miller)編碼
米勒編碼在半個(gè)位周期內(nèi)的任意邊沿表示二進(jìn)制“1”,而經(jīng)過(guò)下一個(gè)位周期中不變的電平表示二進(jìn)制“0”。位周期開始時(shí)產(chǎn)生電平交變,如圖6所示。因此,對(duì)接收器來(lái)說(shuō),位節(jié)拍比較容易重建。
圖6 米勒編碼
。6)差動(dòng)編碼
差動(dòng)編碼中,每個(gè)要傳輸?shù)亩M(jìn)制“1”都會(huì)引起信號(hào)電平的變化,而對(duì)于二進(jìn)制“0”,信號(hào)電平保持不變,如圖7所示。用xor門的d觸發(fā)器就能很容易地從nrz信號(hào)中產(chǎn)生差動(dòng)編碼,具體電路如圖8所示。
圖7 差動(dòng)編碼
圖8 從nr
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