4.2 信源编码技术

数据编码与解码选择编码方法的考虑因素信息码在进行传输之前，必须经过码型变换，变换为适用于信道传输的码型。传输码型（或称线路码）的结构将取决于实际信道特性和系统工作的条件。1、保证标签的能量供应在REID系统中，由于使用的电子标签常常是无源的，无源标签需要在读写器的通信过程中获得自身的能量供应。为了保证系统的正常工作，信道编码方式首先必须保证不能中断读写器对电子标签的能量供应。2、具有防冲突功能作为保障系统可靠工作的需要，尤其在多标签应用环境中，当多标签同时发送信息时，读写器应该能够监测出是否有冲突发生，需要选择检测错误能力较强的码并可以根据码型的变化来判断是否发生误码或有冲突发生。3、便于提取同步信息在RFD系统中，当电子标签是无源标签时，通常要求基带编码在每两个相邻数据位元间具有跳变的特点，这种相邻数据间有跳变的码，不仅可以保证在连续出现“0”的时候对电子标签的能量供应，而且便于电子标签从接收到的码中提取时钟信息，利于双方同步。NRZ（NonReturnZero）编码1、不归零（NRZ，NonReturnZero）编码反向不归零编码用高电平表示二进制“1”，低电平表示二进制“0”码型的主要缺点：（1）缺乏定时信息。一个全是1或全是0的长串编码结果就是一个固定的电平，没有跳变。（2）判决门限容易受到干扰。接收端判决门限与信号功率有关，不方便使用；（3）存在直流分量，一般信道难于传输零频附近的频率分量。ISO14443TYPEB协议中电子标签和读写器传输数据时均采用NRZ编码曼彻斯特（Manchester）编码2、曼彻斯特（Manchester）编码曼彻斯特编码也被称为分相编码（Split－PhaseCoding）。在曼彻斯特编码中，某位的值是由该位长度内半个位周期时电平的变化（上升／下降）来表示的，从低电压到高电压的跳变表示0；从高电压到低电压的跳变表示1。曼彻斯特（Manchester）编码ISO14443TYPEA协议中电子标签向读写器传输数据采用ISO18000-6TYPEB协议中读写器向电子标签传输数据采用曼彻斯特编码的特点（1）曼彻斯特码中，每位编码中间的电平跳变，既表示了信号的取值，也可以作为自带的时钟信号。（2）曼彻斯特编码有利于发现数据传输的错误和碰撞发生的位置。这是因为在位长度内，“没有变化”的状态是不允许的。如图所示，当多个电子标签同时发送的数据位有不同值时，接收的上升沿和下降沿互相抵消，导致在整个位长度内是不间断的副载波信号，由于这个状态不允许，所以读写器利用该错误就可以判定碰撞发生的具体位置。曼彻斯特（Manchester）编码软件实现方法

1、编码根据曼彻斯特编码的特点，可将其与2倍数据时钟频率的NRZ码相对应，NRZ码 10 01当输出数据1的曼彻斯特码时，可输出对应的NRZ码10；当输出数据0的曼彻斯特码时，可输出对应的NRZ码01；曼彻斯特码10NRZ码1001曼彻斯特（Manchester）编码软件实现方法

2、解码

在解码时，MCU可以采用2倍数据时钟频率对输入数据的曼彻斯特码进行读入。将读入的10,01组合转换成NRZ码的1和0；密勒（Miller）编码3、密勒（Miller）编码密勒编码在半个位周期内的任意边沿表示二进制“1”，而经过下一个位周期中不变的电平表示二进制“0”。一连串的比特周期周期开始时产生电平交变。因此，对接收器来说，位节拍比较容易重建。bit(i-1)biti密勒码编码规则×1biti的起始位置不跳变，中间位置跳变00biti的起始位置跳变，中间位置不跳变10biti的起始位置不跳变，中间位置不跳变密勒（Miller）编码从图中能看出，倒相的曼彻斯特码的上跳沿正好是密勒码波形中的跳变沿，因此由曼彻斯特码来产生密勒码，编码器电路就十分简单密勒（Miller）编码软件编码从密勒码的编码规则可以看出，NRZ码可以转换为两位NRZ码表示的密勒码值，其转换关系如下表所示密勒码的软件编程流程图如右图所示，在存储式应答器中，可将数据的NRZ码转换为用两位NRZ码表示的密勒码，存放于存储器中，但存储器的容量需要增加一倍，数据时钟频率也需要提高一倍。密勒码NRZ码110或01011或00密勒（Miller）编码软件解码：首先应判断起始位，在读出电平由高到低的跳变沿时，便获取了起始位然后对以2倍数据时钟频率读入的位值进行每两位一次转换：01和10都转换为1,00和11都转换为0。这样便获得了数据的NRZ码还需要说明的是：密勒码的停止位的电位是随其前位的不同而不同的，既可以位00，也可以为11，因此在判别时为保证正确，应预知传输的位数或传输以字节为单位。此外，为保证起始位的一致，停止位后应有规定位数的间歇。修正密勒码4、修正密勒码在RFID的ISO/IEC14443标准（近耦合非接触式IC卡标准）中规定：载波频率为13.56MHz；数据传输速率为106Kbps；在从读写器向电子标签的数据传输中，ISO/IEC14443标准的TYPEA中采用修正密勒码方式对载波进行调制。ISO14443TYPEA中定义如下三种时序：时序X：在64/fc处，产生一个Pause（凹槽）；时序Y：在整个位期间（128/fc）不发生调制；时序Z：在位期间的开始产生一个Pause。在上述时序说明中，fc为载波频率13.56MHz，Pause脉冲的底宽为0.5~3.0us，90%幅度宽度不大于4.5us。这三种时序用于对信号编码，即修正的密勒码。ISO14443TYPEA协议中读写器向电子标签传输数据采用修正密勒编码方式修正密勒码修正密勒码的编码规则如下：逻辑1为时序X

逻辑0为时序Y但下述两种情况除外：若相邻有两个或更多的0，则从第二个0开始采用时序Z；直接与起始位相连的所有0，用时序Z表示；通信开始用时序Z表示。通信结束用时序Y表示。无信息用至少两个时序Y表示。差动双相（DBP）编码5、差动双相（DBP）编码差动双相编码在半个位周期中的任意的边沿表示二进制“0”，而没有边沿就是二进制“1”。此外，在每个位周期开始时，电平都要反相。因此，对接收器来说，位节拍比较容易重建。FM0编码6、FM0编码FM0（即Bi-PhaseSpace）编码的全称为双相间隔码编码，工作原理是在一个位窗内采用电平变化来表示逻辑。如果电平从位窗的起始处翻转，则表示逻辑“1”。如果电平除了在位窗的起始处翻转，还在位窗中间翻转则表示逻辑“0”。一个位窗的持续时间是25μs。ISO18000-6typeA由标签向读写器的数据发送采用FM0编码。PIE（Pulseintervalencoding）编码7、PIE（Pulseintervalencoding）编码PIE（Pulseintervalencoding）编码的全称为脉冲宽度编码，原理是通过定义脉冲下降沿之间的不同时间宽度来表示数据。该标准的规定中，由