5. Họ và tên người hướng dẫ n: Phần hướng dẫ n:
4.3.3. Aûnh hưởng của hệ số Q
Antenna reader trong hệ thống RFID liên kết cảm ứng được đặc trưng bởi tần số cộng hưởng và hệ số Q. Nếu hệ số Q lớn dẫn đến dịng điện trong antenna sẽ lớn và làm tăng cơng suất truyền đến transponder. Trái lại, băng thơng của antenna tỉ lệ nghịch với hệ số Q. Băng thơng hẹp sẽ tạo ra một hệ số Q cực lớn và cĩ thể làm giảm đáng kể phổ tín hiệu điều chế nhận được từ transponder.
Hệ số Q của antenna reader cĩ thể được tính theo biểu thức: 2 . .o coil total f L Q R (4.1)
Rtotal : điện trở suy hao trong cuộn dây. Lcoil : điện cảm của cuộn dây.
Băng thơng của antenna cĩ thể được tính từ hệ số Q sau: fo
B Q
(4.2)
Băng thơng cần thiết là thơng nhận lấy từ băng thơng dãi biên tín hiệu điều chế của reader. Trong điều chế ASK, ta sẽ cĩ biểu thức sau:
B T. 1 (4.3)
Với transponder là thời gian đĩng khố của tín hiệu điều chế load modulation. Đối với nhiều hệ thống, hệ số Q tối ưu là 10 - 30. Tuy nhiên, điều này khơng thể đạt được do hệ số Q phụ thuộc vào băng thơng.
SVTH: Nguyễn Đình Thành GVHD: Ths. Nguyễn Chí Ngọc
-89-
Chương 5. MÃ HỐ VÀ ĐIỀU CHẾ DỮ LIỆU
Dưới đây là sơ đồ khối của quá trình truyền dữ liệu giữa reader và transponder trong một hệ thống RFID. Từ reader đến transponder - theo hướng truyền dữ liệu; tín hiệu (xử lý tín hiệu) và bộ điều chế (modulator) trong reader (phía phát), kênh truyền, bộ giải điều chế (Demodulator) và giải điều chế trong transponder (phía thu).
Hình 5.1. Sơ đồ khối hệ thống viễn thơng số
5.1. Các loại mã biểu diễn tín hiệu nhị phân
Tín hiệu nhị phân cĩ thể được biểu diễn bằng nhiều loại mã khác nhau thơng qua kỹ thuật mã hố đường truyền. Các hệ thống RFID thường sử dụng một trong những loại mã sau: NRZ, Manchester, Unipolar RZ, DBP (differential bi-phase), Miller, differential coding on PP coding.
- Mã NRZ: bit 1 được biểu diễn ở mức cao và bit 0 ở mức thấp. Mã NRZ được dùng riêng cho điều chế FSK và PSK.
- Mã Manchester: bit 1 được biểu diễn (mức cao, mức thấp). Bit 0 được biểu diễn (mức thấp, mức cao). Do đĩ mã Manchester cịn được gọi là mã chia pha. Mã Manchester thường được sử dụng để truyền dữ liệu từ transponder đến reader bằng cách điều chế sử dụng sĩng mang phụ.
- Mã Unipolar RZ: bit 1 được biểu diễn ở mức cao trong nửa chu kỳ đầu và ở mức thấp trong nửa chu kỳ sau. Bit 0 được biểu diễn ở mức thấp trong tồn bộ chu kỳ bit.
- Mã DBP: bit 0 được mã hố bởi (mức cao, mức thấp) hoặc ngược lại. Bit 1 được mã hố bằng cách chốt sự chuyển đổi mức. Hơn nữa, mức được đảo ngược ở mỗi chu kỳ
SVTH: Nguyễn Đình Thành GVHD: Ths. Nguyễn Chí Ngọc
-90-
bit, cho nên tín hiệu nhị phân cĩ thể dễ dàng thay đổi cấu trúc trong máy thu (nếu cần thiết).
Hình 5.2. Các loại mã đường truyền trong hệ thống RFID
- Mã Miller: bit 1 được biểu diễn bởi một sự chuyển đổi (mức cao, mức thấp) hoặc ngược lại. Bit 0 giữ nguyên mức của bit 1 trước đĩ. Một chuỗi các bit 0 cĩ thể tạo nên sự chuyển mức ở đầu chu kỳ bit, do đĩ tín hiệu nhị phân cĩ thể thay đổi cấu trúc lại ở máy thu.
- Mã Miller modified: Mã này thay thế mỗi sự thay đổi mức trong mã Miller thành một xung âm. Mã này rất thích hợp trong các hệ thống RFID ghép cảm ứng để truyền dữ liệu từ reader đến transponder. Nhờ vào độ rộng xung rất hẹp (tpulse << Tbit), nĩ cĩ khả năng đảm bảo năng lượng cung cấp liên tục đến transponder từ trường HF của reader ngay cả khi truyền dữ liệu.
SVTH: Nguyễn Đình Thành GVHD: Ths. Nguyễn Chí Ngọc
-91-
- Mã Differential (mã sai phân): trong mã này bit 1 được phát đi gây nên sự thay đổi (toggle) mức tín hiệu, mức tín hiệu cịn lại khơng thay đổi đối với bit 0.
- Mã Pulse-pause (PPC): trong mã này, bit 1 được biểu diễn bằng một khoảng thời gian dừng t trước xung kế tiếp, bit 0 được biểu diễn bằng một khoảng thời gian dừng 2t trước xung tiếp theo. Mã này rất phổ biến trong các hệ thống RFID tầm gần ghép cảm ứng để truyền dữ liệu từ Reader đến Transponder. Do độ rộng xung rất bé tpulse<<Tbit nên vẫn cĩ thể cung cấp năng lượng liên tục cho Transponder.
Hình 5.3. Mã Pulse-pause
Cĩ nhiều điều kiện khác nhau được xem xét khi chọn lựa loại mã thích hợp cho hệ thống RFID. Điều quan trọng nhất là phổ của tín hiệu sau khi điều chế và khả năng truyền khơng lỗi. Hơn nữa, trong trường hợp các transponder thụ động, năng lượng cung cấp khơng được ngắt quãng bởi một mã khơng phù hợp và quá trình điều chế.