编码调制和解调资料学习教案

1、会计学1编码编码(bin m)调制和解调资料调制和解调资料第一页，共40页。2022-5-3 1. 编码的分类：信源编码和信道编码编码的分类：信源编码和信道编码 （1）信源编码：对信源信息进行加工处理，模拟）信源编码：对信源信息进行加工处理，模拟(mn)数据要经过采样、量化和编码变换为数字数据。数据要经过采样、量化和编码变换为数字数据。为降低所需要传输的数据量，在信源编码中往往还采用为降低所需要传输的数据量，在信源编码中往往还采用数据压缩技术，以提高信息传输的有效性。数据压缩技术，以提高信息传输的有效性。 （2）信道编码：将数字数据编码成适合于在数字信）信道编码：将数字数据编码成适合于在数字信

2、道上传输的数字信号，并具有所需的抵抗差错的能力，道上传输的数字信号，并具有所需的抵抗差错的能力，即通过相应的编码方法使接收端能具有检错或纠错能力即通过相应的编码方法使接收端能具有检错或纠错能力，增强其抗干扰能力。，增强其抗干扰能力。第1页/共40页第二页，共40页。2022-5-3 2. RFID系统的信息传输方向系统的信息传输方向 通信信息的传输包括读写器到标签（前向链路）通信信息的传输包括读写器到标签（前向链路）以及标签到读写器（反向链路）两个通信方向。以及标签到读写器（反向链路）两个通信方向。 3. RFID中常用中常用(chn yn)的编码方式的编码方式 （1）曼彻斯特（）曼彻斯特（M

3、anchester）码）码 （2）密勒（）密勒（Miller）码）码 （3）脉冲间隔编码（）脉冲间隔编码（Pulse Interval Encoding，PIE） （4） FM0码码第2页/共40页第三页，共40页。2022-5-3 4. 数字基带信号常用数字基带信号常用(chn yn)编码波形编码波形 第3页/共40页第四页，共40页。2022-5-3 1. 曼彻斯特码编码方法曼彻斯特码编码方法 曼彻斯特码也被称为分相编码（曼彻斯特码也被称为分相编码（Split-Phase Coding）。某比特位的值是由该比特长度内半个）。某比特位的值是由该比特长度内半个比特周期比特周期(zhuq)时电平

4、的变化（上升或下降）来时电平的变化（上升或下降）来表示的，在半个比特周期表示的，在半个比特周期(zhuq)时的负跳变表示时的负跳变表示二进制二进制“1”，半个比特周期，半个比特周期(zhuq)时的正跳变表时的正跳变表示二进制示二进制“0”。UHF频段频段ISO/IEC 18000-6B前向链前向链路采用该编码方式。路采用该编码方式。第4页/共40页第五页，共40页。2022-5-3 2. 曼彻斯特码波形曼彻斯特码波形(b xn)比较比较 第5页/共40页第六页，共40页。2022-5-3 NRZ（反向不归零编码，（反向不归零编码，Non Return Zero）用高电）用高电平表示二进制平表示

5、二进制“1”，低电平表示二进制，低电平表示二进制“0”，此码型不宜，此码型不宜在信道中传输：在信道中传输：有直流，一般信道难于传输零频附近的频率分量；有直流，一般信道难于传输零频附近的频率分量；接收端判决门限与信号功率有关，不方便使用；接收端判决门限与信号功率有关，不方便使用；不能直接用来提取位同步不能直接用来提取位同步(tngb)信号，因为信号，因为NRZ中不中不含有位同步含有位同步(tngb)信号频率成分；信号频率成分；要求传输线有一根接地。要求传输线有一根接地。第6页/共40页第七页，共40页。2022-5-33. 曼彻斯特码在曼彻斯特码在RFID中的应用特点中的应用特点曼彻斯特编码在比

6、特长度内，曼彻斯特编码在比特长度内，“没有变化没有变化”的状态的状态(zhungti)是不允许的。所以，在采用负载波的是不允许的。所以，在采用负载波的负载调制或者反向散射调制时，曼彻斯特编码负载调制或者反向散射调制时，曼彻斯特编码通常用于从电子标签到读写器的数据传输，以通常用于从电子标签到读写器的数据传输，以利于发现数据传输的错误。利于发现数据传输的错误。当多个标签同时发送的数据位有不同值时，则接收当多个标签同时发送的数据位有不同值时，则接收的上升边和下降边互相抵消，导致在整个比特的上升边和下降边互相抵消，导致在整个比特长度内是不间断的负载波信号，由于该状态长度内是不间断的负载波信号，由于该状

7、态(zhungti)不允许，所以读写器利用该错误就可不允许，所以读写器利用该错误就可以判定碰撞发生的具体位置。以判定碰撞发生的具体位置。第7页/共40页第八页，共40页。2022-5-34. 曼彻斯特曼彻斯特(mn ch s t)编码器编码器编码器电路编码器电路(dinl) (dinl) 第8页/共40页第九页，共40页。2022-5-3曼彻斯特曼彻斯特(mn ch s t)(mn ch s t)码编码器时序波形图码编码器时序波形图第9页/共40页第十页，共40页。2022-5-3 1. 密勒码编码方法密勒码编码方法 密勒（密勒（Miller）编码在半个比特周期）编码在半个比特周期(zhuq)

8、内的任意边沿表示二进制内的任意边沿表示二进制“1”，而经过下一个比，而经过下一个比特周期特周期(zhuq)中不变的电平表示二进制中不变的电平表示二进制“0”。UHF频段频段ISO/IEC 18000-6B反向链路可采用该反向链路可采用该编码方式。编码方式。密勒码编码密勒码编码(bin m(bin m) )规则规则 bit(i-1)bit i密勒码编码规则1bit i的起始位置不变化，中间位置跳变00bit i的起始位置跳变，中间位置不跳变10bit i的起始位置不跳变，中间位置不跳变第10页/共40页第十一页，共40页。2022-5-3密勒码波形密勒码波形(b xn)(b xn)及与及与NRZ

9、NRZ码、曼彻斯特码的波形码、曼彻斯特码的波形(b xn)(b xn)关系关系 第11页/共40页第十二页，共40页。2022-5-3 2. 密勒编码器密勒编码器 用曼彻斯特码产生用曼彻斯特码产生(chnshng)(chnshng)密勒码的电路密勒码的电路 第12页/共40页第十三页，共40页。2022-5-3 3. 修正修正(xizhng)的密勒码的密勒码 ISOIEC 14443标准规定的数据传输速率为标准规定的数据传输速率为106kbps，数据时，数据时钟钟(shzhng)频率为载波频率的频率为载波频率的128分频。从分频。从PCD（Proximity Coupling Device，近

10、耦合读写器）向，近耦合读写器）向PICC（Proximity Integrated Circuit Card，近耦合集成电路卡）传输数据时，若使用，近耦合集成电路卡）传输数据时，若使用TYPE A模模式，则应采用修正的密勒码，而用式，则应采用修正的密勒码，而用TYPE B则可直接使用则可直接使用NRZ（不（不归零）码，在这两种编码中，修正的密勒码比较复杂。归零）码，在这两种编码中，修正的密勒码比较复杂。 修正密勒编码相对于米勒编码来说，将其每个边沿都用负脉冲修正密勒编码相对于米勒编码来说，将其每个边沿都用负脉冲代替。由于负脉冲的时间很短，可以保证在数据传输的过程中从高代替。由于负脉冲的时间很短

11、，可以保证在数据传输的过程中从高频场中连续给电子标签提供能量。修正密勒编码在电感耦合的射频频场中连续给电子标签提供能量。修正密勒编码在电感耦合的射频识别系统中用于从读写器到电子标签的数据传输。识别系统中用于从读写器到电子标签的数据传输。第13页/共40页第十四页，共40页。2022-5-3 数据 NRZ 码 输入 13.56MHz 时钟 使能 异 或 128 分频 计数器 编码器 修正密勒码 输出 数据时钟 a b c d e 13.56MHz （a）修正密勒码编码器原理框图 第14页/共40页第十五页，共40页。2022-5-3 0 1 1 1 0 0 0 0 a b c d e Z Z X

12、 X Y X Y Z Y （b）波形图示例（假设输出数据为 011010） TYPE A中定义了如下三种时序：中定义了如下三种时序：（1）时序）时序X：该时序将在：该时序将在64/fc处产生一个处产生一个“pause”（凹槽）；（凹槽）；（2）时序）时序Y：该时序在整个位期间（：该时序在整个位期间（128/fc）不发生调制）不发生调制(tiozh)；（3）时序）时序Z：该时序在位期间的开始时，产生一个：该时序在位期间的开始时，产生一个“pause”。第15页/共40页第十六页，共40页。2022-5-3 其中，使能信号其中，使能信号e用于激活编码器电路以使其开始工作。波形用于激活编码器电路以使

13、其开始工作。波形a为数据时为数据时钟，钟，b为数据输入端波形，它的第一位为起始为数据输入端波形，它的第一位为起始(q sh)位，用于送出不归零码位，用于送出不归零码0，第二位至第七位为数据信息，其后是结束位，也应以不归零码输出，编码，第二位至第七位为数据信息，其后是结束位，也应以不归零码输出，编码电路要将电路要将00110100变换成修正的密勒码编码。从图中可以发现，变换成修正的密勒码编码。从图中可以发现，a和和b异或（异或（模模2加）后形成的波形加）后形成的波形c有一个特点，即其上升沿正好对应于有一个特点，即其上升沿正好对应于X、Z时序所需时序所需的的“pause”的起始的起始(q sh)位

14、置，因此，可以用位置，因此，可以用c波形控制计数器的开始，以对波形控制计数器的开始，以对13.56MHz时钟计数，若按模时钟计数，若按模8计数，则计数，则d波形中的波形中的“pause”脉宽应为脉宽应为8/13.56即即0.59s，因而可满足，因而可满足TYPE A中中“pause”凹槽脉冲底宽的要求。这样，通过波凹槽脉冲底宽的要求。这样，通过波形形d中输出的相应时序中输出的相应时序ZZXXYXYZY即可完成修正密勒码的编码。当送完数即可完成修正密勒码的编码。当送完数据后，拉低使能电平，编码器停止工作。据后，拉低使能电平，编码器停止工作。第16页/共40页第十七页，共40页。2022-5-3

15、4. 修正修正(xizhng)密勒码解码器密勒码解码器修正密勒码解码器原理修正密勒码解码器原理(yunl)(yunl)框图框图 第17页/共40页第十八页，共40页。2022-5-3 修正修正(xizhng)密勒码解码密勒码解码时序图时序图第18页/共40页第十九页，共40页。2022-5-33.4 脉冲间隔脉冲间隔(jin g)编码编码第19页/共40页第二十页，共40页。2022-5-33.5 FM0码码第20页/共40页第二十一页，共40页。2022-5-33.5 FM0码码第21页/共40页第二十二页，共40页。2022-5-33.6 脉冲调制与解调脉冲调制与解调(ji dio)1.

16、FSK FSK脉冲调制波形脉冲调制波形(b xn) 第22页/共40页第二十三页，共40页。2022-5-3FSK实现的原理实现的原理(yunl)框图框图 3.6 脉冲调制与解调脉冲调制与解调(ji dio)第23页/共40页第二十四页，共40页。2022-5-3FSK解调解调(ji dio)电路原理图电路原理图 3.6 脉冲调制与解调脉冲调制与解调(ji dio)第24页/共40页第二十五页，共40页。2022-5-3计数器计数器4017复零并可重新计数。复零并可重新计数。3.6 脉冲调制与解调脉冲调制与解调(ji dio)第25页/共40页第二十六页，共40页。2022-5-3 采用采用P

17、SK1调制时，若在数据位的起始处出现上升沿或下调制时，若在数据位的起始处出现上升沿或下降降(xijing)沿（即出现沿（即出现1，0或或0，1交替），则相位将于位起交替），则相位将于位起始处跳变始处跳变180。而。而PSK2调制时，相位在数据位为调制时，相位在数据位为1时从位时从位起始处跳变起始处跳变180，在数据位为，在数据位为0时则相位不变。时则相位不变。 3.6 脉冲调制与解调脉冲调制与解调(ji dio)第26页/共40页第二十七页，共40页。2022-5-3选择选择(xunz)相位法电路框图相位法电路框图 3.6 脉冲调制与解调脉冲调制与解调(ji dio)第27页/共40页第二十八

18、页，共40页。2022-5-33.6 脉冲调制与解调脉冲调制与解调(ji dio)第28页/共40页第二十九页，共40页。2022-5-33.6 脉冲调制与解调脉冲调制与解调(ji dio)第29页/共40页第三十页，共40页。2022-5-3PSK解调解调(ji dio)电路的相关波形电路的相关波形 3.6 脉冲调制与解调脉冲调制与解调(ji dio)第30页/共40页第三十一页，共40页。2022-5-3标准标准(biozhn)帧的结构帧的结构 3.7 副载波副载波(zib)与副载波与副载波(zib)调制解调调制解调 副载波调制波形副载波调制波形第31页/共40页第三十二页，共40页。2022-5-33 . 7 副 载 波 与 副 载 波 调 制副 载 波 与 副 载 波 调 制(tiozh)解调解调 副载波调制副载波调制(tiozh)波形波形第32页/共40页第三十三页，共40页。2022-5-3络检波就可以复现基带信号，络检波就可以复现基带信号，这种方法无须这种方法无须(wx)同频同相同频同相的副载波基准信号。的副