RFID系統(tǒng)中的信號(hào)調(diào)制
調(diào)制的目的是把傳輸?shù)哪M信號(hào)或數(shù)字信號(hào),變換成適合信道傳輸?shù)男盘?hào),這就意味著要把信源的基帶信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)相對(duì)基帶頻率而言非常高的頻帶信號(hào)。調(diào)制的過程用于通信系統(tǒng)的發(fā)端,調(diào)制就是將基帶信號(hào)的頻譜搬移到信道通帶中的過程。經(jīng)過調(diào)制的信號(hào)稱為已調(diào)信號(hào),已調(diào)信號(hào)的頻譜具有帶通的形式,已調(diào)信號(hào)稱為帶通信號(hào)或頻帶信號(hào)。在接收端需將已調(diào)信號(hào)還原成原始信號(hào),解調(diào)是將信道中的頻帶信號(hào)恢復(fù)為基帶信號(hào)的過程。
1.信號(hào)需要調(diào)制的原因
為了有效地傳輸信息,無線通信系統(tǒng)需要采用頻率較高的信號(hào),這種需要主要是由下面的原因造成的。
(1)工作頻率越高帶寬越大。
當(dāng)工作頻率為 1 GHz 時(shí),若傳輸?shù)南鄬?duì)帶寬為 10%時(shí),可以傳輸 100 MHz 帶寬的信號(hào);當(dāng)工作頻率為1 MHz時(shí),若傳輸?shù)南鄬?duì)帶寬也為10%,只可以傳輸0.1 MHz帶寬的信號(hào)。通過比較可以看出,較高的工作頻率可以帶來較大的帶寬。
當(dāng)信號(hào)帶寬加大時(shí),可以實(shí)現(xiàn)傳輸帶寬與信噪比之間的互換;同時(shí),還可以將多個(gè)基帶信號(hào)分別搬移到不同的載頻處,實(shí)現(xiàn)信道多路復(fù)用,提高信道的利用率。
(2)工作頻率越高天線尺寸越小。
無線通信需要采用天線來發(fā)射和接收信號(hào),如果天線的尺寸可以與工作波長(zhǎng)相比擬,天線的輻射更為有效。由于工作頻率與波長(zhǎng)成反比,提高工作頻率可以降低波長(zhǎng),進(jìn)而可以減小天線的尺寸。進(jìn)一步說,工作頻率的提高導(dǎo)致需要的天線尺寸減小,這迎合了現(xiàn)代通信對(duì)尺寸小型化的要求。
2.信號(hào)調(diào)制的方法
在無線通信中,調(diào)制是指載波調(diào)制。載波調(diào)制就是用調(diào)制信號(hào)去控制載波參數(shù)的過程。未受調(diào)制的周期性振蕩信號(hào)稱為載波,它可以是正弦波,也可以不是正弦波。調(diào)制信號(hào)是基帶信號(hào),基帶信號(hào)可以是模擬的,也可以是數(shù)字的。載波調(diào)制后稱為已調(diào)信號(hào),它含有調(diào)制信號(hào)的全部特征。
RFID基帶信號(hào)一般是數(shù)字信號(hào),用數(shù)字基帶信號(hào)去控制載波,把數(shù)字基帶信號(hào)變換為數(shù)字帶通信號(hào)(已調(diào)信號(hào)),這個(gè)過程稱為數(shù)字調(diào)制。調(diào)制在通信系統(tǒng)中有著十分重要的作用。通過調(diào)制不僅可以進(jìn)行頻譜搬移,把調(diào)制信號(hào)的頻譜搬移到所希望的頻率位置,從而將調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合傳播的已調(diào)信號(hào);而且它對(duì)系統(tǒng)傳輸?shù)挠行院涂煽啃杂泻艽蟮挠绊?,調(diào)制方式往往決定了一個(gè)通信系統(tǒng)的性能。
載波是消息的載體信號(hào),當(dāng)載波是正弦信號(hào)時(shí),數(shù)字調(diào)制是通過改變載波的幅度、相位或者頻率,使其隨著基帶信號(hào)的變化而變化。解調(diào)則是將基帶信號(hào)從載波中提取出來,以便預(yù)定的接收者處理的過程。數(shù)字調(diào)制的方法通常稱為鍵控法,主要鍵控方法如下。
(1)調(diào)幅
使載波的幅度隨著調(diào)制信號(hào)的變化而變化。
(2)調(diào)頻
使載波的瞬時(shí)頻率隨著調(diào)制信號(hào)的變化而變化,而幅度保持不變。
(3)調(diào)相
利用調(diào)制信號(hào)控制載波信號(hào)的相位。
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