(7)--3.1RFID技术及应用信号和编码.ppt

技术RFID及应用信号与编码信号与编码RFIDRFID常用的编码方法常用的编码方法和编和编/解码器解码器编码与编制脉冲调制脉冲调制数据和信号数据和信号信号与编码编码编码信道信道数据数据可定义为表意的实体，分为模拟数据和数字数据。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，如语音、温度、压力等。数字数据取离散值，如文本或字符串。数据数据数据与信号数据与信号数据与信号数据与信号信号的分类信号的分类信号分为模拟信号和数字信号，信号分为模拟信号和数字信号，RFIDRFID系统主要处系统主要处理的是理的是数字信号数字信号。信号又可分为信号又可分为基带信号基带信号和和调制信号调制信号。信号信号是是消息消息的载体，在通信系统中消息以信号的载体，在通信系统中消息以信号的形式从一点传送到另一点。的形式从一点传送到另一点。信号信号数据与信号数据与信号模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号 模拟信号模拟信号是连续变化的电磁波，可以通过是连续变化的电磁波，可以通过不同的介质传输，如有线信道和无线信道。模拟不同的介质传输，如有线信道和无线信道。模拟信号在时域表现为连续的变化，在频域其频谱是信号在时域表现为连续的变化，在频域其频谱是离散的。模拟信号用来表示模拟数据。离散的。模拟信号用来表示模拟数据。数字信号数字信号是一种电压脉冲序列，它可以通是一种电压脉冲序列，它可以通过有线介质传输。数字信号用于表示数字数据。过有线介质传输。数字信号用于表示数字数据。在射频识别应答器中存放的数据是数字数据。在射频识别应答器中存放的数据是数字数据。信号可以从时域和频域两个角度来分析，在RFID传输技术中，对信号频域的研究比对信号时域的研究更重要。频谱和带宽频谱和带宽数据与信号数据与信号信号的带宽是指信号频谱的宽度。信号的大部分能量往往集中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。数据和信号数据和信号信号与编码编码编码信道信道信道信道 信道是一种物理媒质，是信号传输的载信道是一种物理媒质，是信号传输的载体，与信号可分为模拟信号和数字信号相似，体，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的模拟信道和传信道也可以分为传送模拟信号的模拟信道和传送数字信号的数字信道两大类。送数字信号的数字信道两大类。介质分类介质分类传输介质是数据传输系统里发送器和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。接收器之间的物理通路。传输介质传输介质导向传输介质，如双绞线、同轴电缆和光纤。导向传输介质，如双绞线、同轴电缆和光纤。非导向传输介质，如无线电，微波等。非导向传输介质，如无线电，微波等。在非导向传输介质中电磁波的传输常称在非导向传输介质中电磁波的传输常称为无线传输。无线传输所用的频段很广，包括为无线传输。无线传输所用的频段很广，包括无线电、微波、红外线和可见光等。无线电、微波、红外线和可见光等。无线传输无线传输 对于无线传输，发送和接收是通过天线完成的。发送天对于无线传输，发送和接收是通过天线完成的。发送天线向介质辐射出电磁能量，而接收天线从周围介质中检出电磁线向介质辐射出电磁能量，而接收天线从周围介质中检出电磁波。波。按照国际电信联盟(ITU)对波段的划分：信道信道衰减衰减 在任何介质上，信号强度会因传输损耗而在任何介质上，信号强度会因传输损耗而衰减，这种衰减会随距离的增加而变大。对于无衰减，这种衰减会随距离的增加而变大。对于无线信道，衰减和线信道，衰减和距离、空气成分和电波频率距离、空气成分和电波频率有关。有关。延迟变形延迟变形传输损耗与失真传输损耗与失真 由于信号中不同由于信号中不同频率频率的成分在传输介质中的成分在传输介质中传播速度传播速度不同而使信号变形的现象称为延迟变形。不同而使信号变形的现象称为延迟变形。对于以位串序列传送的数字信号，由于延对于以位串序列传送的数字信号，由于延迟变形，一个位元的信号成分可能迟变形，一个位元的信号成分可能溢出到溢出到其他位其他位元，从而引起串扰。元，从而引起串扰。噪声噪声 在信号传输过程中，经常遇到的干扰是噪在信号传输过程中，经常遇到的干扰是噪声。其概率分布服从高斯分布。声。其概率分布服从高斯分布。信道信道信道的最大容量信道的最大容量信道容量：信道容量：在给定条件、给定通信路径或信道上的数据在给定条件、给定通信路径或信道上的数据传输速率即每秒钟传送数据的位数，单位比特率传输速率即每秒钟传送数据的位数，单位比特率(bps(bps或或b/s)b/s)。信道容量和传输带宽成正比关系，制约带宽信道容量和传输带宽成正比关系，制约带宽使用效率的主要因素是噪声。使用效率的主要因素是噪声。信道信道信道的最大容量信道的最大容量信道最大容量：信道最大容量：任何实际的信道都不是理想的，在传输信号时会产生任何实际的信道都不是理想的，在传输信号时会产生各种失真并会受多种干扰的影响，这使得信道上的数据传各种失真并会受多种干扰的影响，这使得信道上的数据传输速率有一定的上限。输速率有一定的上限。19481948年，香农年，香农(Shannon)(Shannon)进一步把计进一步把计算公式扩展到有随机噪声影响的信道。算公式扩展到有随机噪声影响的信道。对于具有理想低通矩形特性的信道，最高码元传输速对于具有理想低通矩形特性的信道，最高码元传输速率（波特）为率（波特）为信道信道由式得到信道的最大容量为：对于具有理想带通矩形特性的信道，信道的最大容量为：信道的最大容量信道的最大容量香农公式给出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道最大容量，表示为：信道信道数据和信号数据和信号信号与编码编码编码信道信道编码编码基带信号和宽带信号基带信号和宽带信号 对于传输数字信号，最普遍而且最容易的方法是用两个对于传输数字信号，最普遍而且最容易的方法是用两个电压电平来表示二进制数字电压电平来表示二进制数字l l和和O O。这种信号称为基带信号。这种信号称为基带信号。宽带信号则是将基带信号进行调制后形成的可以实现频宽带信号则是将基带信号进行调制后形成的可以实现频分复用的模拟信号。分复用的模拟信号。信源编码信道编码数据编码可以分为：编码编码数字基带信号的波形数字基带信号的波形 最常用的数字信号渡形为矩形脉冲，矩形脉冲最常用的数字信号渡形为矩形脉冲，矩形脉冲易于产生和变换。几种常用的脉冲波形和传输码型：易于产生和变换。几种常用的脉冲波形和传输码型：为了分析各种数字码型在传输过程中可能为了分析各种数字码型在传输过程中可能受到的干扰及其对接收端正确识别数字基带信号受到的干扰及其对接收端正确识别数字基带信号的影响，需要了解数字基带信号的频谱特性。的影响，需要了解数字基带信号的频谱特性。数字基带信号的频谱数字基带信号的频谱编码编码 数字基带信号的码元数字基带信号的码元1 1和和0 0的出现是随机的，随机数字序的出现是随机的，随机数字序列的功率谱由三部分组成即交流分量、直流分量和谐波分量。列的功率谱由三部分组成即交流分量、直流分量和谐波分量。直流分量说明数字序列中直流分量说明数字序列中1 1，0 0取值的大小及概率分布情取值的大小及概率分布情况，离散型频谱则反映了随机序列中含有的谐波分量，在况，离散型频谱则反映了随机序列中含有的谐波分量，在0 0和和1 1出现的概率各为出现的概率各为0.50.5时，这两项的值为时，这两项的值为0 0。脉冲序列的频谱脉冲序列的频谱编码编码信号和编码信号和编码 本次课程，我们共同学习了数据和信号，本次课程，我们共同学习了数据和信号，信道，数据编码。着重学习了编码的种类和特性，信道，数据编码。着重学习了编码的种类和特性，对于结合信源和信道两者的特征，发挥编码的最对于结合信源和信道两者的特征，发挥编码的最佳效果有了初步认识。佳效果有了初步认识。课程小结课程小结