RFID系统中的信号调制
调制的目的是把传输的模拟信号或数字信号,变换成适合信道传输的信号,这就意味着要把信源的基带信号转变为一个相对基带频率而言非常高的频带信号。调制的过程用于通信系统的发端,调制就是将基带信号的频谱搬移到信道通带中的过程。经过调制的信号称为已调信号,已调信号的频谱具有带通的形式,已调信号称为带通信号或频带信号。在接收端需将已调信号还原成原始信号,解调是将信道中的频带信号恢复为基带信号的过程。
1.信号需要调制的原因
为了有效地传输信息,无线通信系统需要采用频率较高的信号,这种需要主要是由下面的原因造成的。
(1)工作频率越高带宽越大。
当工作频率为 1 GHz 时,若传输的相对带宽为 10%时,可以传输 100 MHz 带宽的信号;当工作频率为1 MHz时,若传输的相对带宽也为10%,只可以传输0.1 MHz带宽的信号。通过比较可以看出,较高的工作频率可以带来较大的带宽。
当信号带宽加大时,可以实现传输带宽与信噪比之间的互换;同时,还可以将多个基带信号分别搬移到不同的载频处,实现信道多路复用,提高信道的利用率。
(2)工作频率越高天线尺寸越小。
无线通信需要采用天线来发射和接收信号,如果天线的尺寸可以与工作波长相比拟,天线的辐射更为有效。由于工作频率与波长成反比,提高工作频率可以降低波长,进而可以减小天线的尺寸。进一步说,工作频率的提高导致需要的天线尺寸减小,这迎合了现代通信对尺寸小型化的要求。
2.信号调制的方法
在无线通信中,调制是指载波调制。载波调制就是用调制信号去控制载波参数的过程。未受调制的周期性振荡信号称为载波,它可以是正弦波,也可以不是正弦波。调制信号是基带信号,基带信号可以是模拟的,也可以是数字的。载波调制后称为已调信号,它含有调制信号的全部特征。
RFID基带信号一般是数字信号,用数字基带信号去控制载波,把数字基带信号变换为数字带通信号(已调信号),这个过程称为数字调制。调制在通信系统中有着十分重要的作用。通过调制不仅可以进行频谱搬移,把调制信号的频谱搬移到所希望的频率位置,从而将调制信号转换成适合传播的已调信号;而且它对系统传输的有效性和可靠性有很大的影响,调制方式往往决定了一个通信系统的性能。
载波是消息的载体信号,当载波是正弦信号时,数字调制是通过改变载波的幅度、相位或者频率,使其随着基带信号的变化而变化。解调则是将基带信号从载波中提取出来,以便预定的接收者处理的过程。数字调制的方法通常称为键控法,主要键控方法如下。
(1)调幅
使载波的幅度随着调制信号的变化而变化。
(2)调频
使载波的瞬时频率随着调制信号的变化而变化,而幅度保持不变。
(3)调相
利用调制信号控制载波信号的相位。
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