RFID系統的數據傳輸編碼分析

射頻識別系統的結構與通信系統的基本模型相類似，滿足了通信功能的基本要求。讀寫器和電子標簽之間的數據傳輸構成了與基本通信模型相類似的結構。讀寫器與電子標簽之間的數據傳輸需要三個主要的功能塊，如圖1所示。按讀寫器到電子標簽的數據傳輸方向，是讀寫器（發送器）中的信號編碼（信號處理）和調制器（載波電路），傳輸介質（信道），以及電子標簽（接收器）中的解調器（載波回路）和信號譯碼（信號處理）。

　　圖1 射頻識別系統的基本通信結構框圖

　　在圖1中，信號編碼系統的作用是對要傳輸的信息進行編碼，以便傳輸信號能夠盡可能最佳地與信道相匹配，這樣的處理包括了對信息提供某種程度的保護，以防止信息受干擾或相碰撞，以及對某些信號特性的蓄意改變。調制器用于改變高頻載波信號，即使載波信號的振幅、頻率或相位與調制的基帶信號相關。射頻識別系統信道的傳輸介質為磁場（電感耦合）和電磁波（微波）。解調器的作用是解調獲取信號，以便再生基帶信號。信號譯碼的作用則是對從解調器傳來的基帶信號進行譯碼，恢復成原來的信息，并識別和糾正傳輸錯誤。

　　1． RFID數據傳輸常用編碼格式

　　可以用不同形式的代碼來表示二進制的“1”和“0”。射頻識別系統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、差動雙相（DBP）編碼、米勒（Miller）編碼利差動編碼。

　　（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制“1”，低電平表示二進制“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功率有關，不方便使用；（G）不能直接用來提取位同步信號，因為在NRZ中不含位同步信號頻率成分；（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度內半個位周期時電平的變化（上升／下降）來表示的，在半個位周期時的負跳變表示二進制“1”，半個位周期時的正跳變表示二進制“0″，如圖3所示。

　　圖3 曼徹斯特編碼

　　曼徹斯特編碼在采用負載波的負載調制或者反向散射調制時，通常用于從電子標簽到讀寫器的數據傳輸，因為這有利于發現數據傳輸的錯誤。這是因為在位長度內，“沒有變化”的狀態是不允許的。當多個電子標簽同時發送的數據位有不同值時，接收的上升邊和下降邊互相抵消，導致在整個位長度內是不間斷的副載波信號，由于該狀態不允許，所以讀寫器利用該錯誤就可以判定碰撞發生的具體位置。

　　（3）單極性歸零（Unipolar RZ）編碼

　　單極性歸零編碼在第一個半個位周期中的高電平表示二進制“1”，而持續整個位周期內的低電平信號表示二進制“0”，如圖4所示。單極性歸零編碼可用來提取位同步信號。

　　圖4 單極性歸零編碼