RFID编码

信号编码系统包括信源编码和信道编码两大类，器作用是把要传输的信息尽可能的与传输信道相匹配，并提供对信息的某种保护以防止信息受到干扰。信源编码与信源译码的目的是提高信息传输的有效性以及完成模数转换等；信道编码与信道译码的目的是增强信号的抗干扰能力，提高传输的可靠性。

常见的编码方法如下图：

RFID系统常用编码方法：

• 反向不归零（NRZ）编码
• 曼彻斯特（Manchester）编码
• 单极性归零（RZ）编码
• 差动双相（DBP）编码
• 密勒（Miller）编码和差动编码

1、反向不归零编码（NRZ，Non Return Zero）

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”，如下图所示：

此码型不宜传输，有以下原因

• 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；
• 不能直接用来提取位同步信号，因为NRZ中不含有位同步信号频率成分；
• 要求传输线有一根接地。

注：ISO14443 TYPE B协议中电子标签和阅读器传递数据时均采用NRZ

2、曼彻斯特编码（Manchester）

曼彻斯特编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比特周期时电平的变化（上升或下降）来表示的，在半个比特周期时的负跳变表示二进制“1”，半个比特周期时的正跳变表示二进制“0”，如下图所示：

曼彻斯特编码的特点

• 曼彻斯特编码在采用负载波的负载调制或者反向散射调制时，通常用于从电子标签到读写器的数据传输，因为这有利于发现数据传输的错误。这是因为在比特长度内，“没有变化”的状态是不允许的。
• 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，导致在整个比特长度内是不间断的负载波信号，由于该状态不允许，所以读写器利用该错误就可以判定碰撞发生的具体位置。
• 曼彻斯特编码由于跳变都发生在每一个码元中间，接收端可以方便地利用它作为同步时钟。

注：

• ISO14443 TYPE A协议中电子标签向阅读器传递数据时采用曼彻斯特编码。
• ISO18000-6 TYPE B 读写器向电子标签传递数据时采用的是曼彻斯特编码

3、单极性归零编码（Unipolar RZ）

当发码1时发出正电流，但正电流持续的时间短于一个码元的时间宽度，即发出一个窄脉冲

当发码0时，完全不发送电流

单极性归零编码可用来提取位同步信号。

4、差动双相编码（DBP）

差动双相编码在半个比特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”，如下图所示。此外在每个比特周期开始时，电平都要反相。因此，对于接收器来说，位节拍比较容易重建。

5、密勒编码（Miller）

密勒编码在半个比特周期内的任意边沿表示二进制“1”，而经过下一个比特周期中不变的电平表示二进制“0”。一连串的比特周期开始时产生电平交变，如下图所示，因此，对于接收器来说，位节拍也比较容易重建。

6、修正密勒码编码

7、脉冲-间歇编码

对于脉冲—间歇编码来说，在下一脉冲前的暂停持续时间t表示二进制“1”，而下一脉冲前的暂停持续时间2t则表示二进制“0”，如下图所示。

这种编码方法在电感耦合的射频系统中用于从读写器到电子标签的数据传输，由于脉冲转换时间很短，所以就可以在数据传输过程中保证从读写器的高频场中连续给射频标签供给能量。

8、脉冲位置编码（PPM，Pulse Position Modulation）

脉冲位置编码与上述的脉冲间歇编码类似，不同的是，在脉冲位置编码中，每个数据比特的宽度是一致的。

其中，脉冲在第一个时间段表示“00”，第二个时间段表示“01”， 第三个时间段表示“10”， 第四个时间段表示“11”， 如图所示

注：ISO15693协议中，数据编码采用PPM

9、FM0编码

FM0（即Bi-Phase Space）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”。

注：ISO18000-6 typeA 由标签向阅读器的数据发送采用FM0编码

10、PIE编码

PIE（Pulse interval encoding）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。

在该标准的规定中，由阅读器发往标签的数据帧由SOF（帧开始信号）、EOF（帧结束信号）、数据0和1组成。在标准中定义了一个名称为“Tari”的时间间隔，也称为基准时间间隔，该时间段为相邻两个脉冲下降沿的时间宽度，持续为25μs。

注：ISO18000-6 typeA 由阅读器向标签的数据发送采用PIE编码

=============================================

注：选择编码方法的考虑因素

编码方式的选择要考虑电子标签能量的来源

在REID系统中使用的电子标签常常是无源的，而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，信道编码方式必须保证不能中断读写器对电子标签的能量供应。

在RFID系统中，当电子标签是无源标签时，经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”时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。

编码方式的选择要考虑电子标签的检错的能力

出于保障系统可靠工作的需要，还必须在编码中提供数据一级的校验保护，编码方式应该提供这种功能。可以根据码型的变化来判断是否发生误码或有电子标签冲突发生。

在实际的数据传输中，由于信道中干扰的存在，数据必然会在传输过程中发生错误，这时要求信道编码能够提供一定程度的检测错误的能力。

曼彻斯特编码、差动双向编码、单极性归零编码具有较强的编码检错能力。

编码方式的选择要考虑电子标签时钟的提取

在电子标签芯片中，一般不会有时钟电路，电子标签芯片一般需要在读写器发来的码流中提取时钟。

曼彻斯特编码、密勒编码、差动双向编码容易使电子标签提取时钟。

==========================【Origin and Reference】==========================

http://tech.rfidworld.com.cn/2011_06/4a8394d70550da1c.html