Hallo Leute, ich setze mich derzeit mit RFID auseinander, und hänge an der Modulation: Und zwar wird ja bei den Implementierungen im 13.56 Mhz Bereich hauptsächlich mit Induktiver Kopplung gearbeitet. Dabei gibt es 2 Möglichkeiten der Modulation vom Transponder zur Station: -Lastmodulation -Lastmodulation mit Hilfsträger soweit so gut. Kann ich irgendwie nachvollziehen. Allerdings finde ich NIRGENDS in der einschlägigen Literatur online, sowie analog auch nur ein Wort zur Datenübertragung von Station zu Transponder. Deshalb meine Frage: wie funktioniert der Datenaustausch anders rum? Bei modernen Transpondern mit Mikrochip muss ja auch definitiv die Station (bsp. Befehle, oder Krypt. Inhalte) an den Tag senden. Vielen Dank im Vorhinein für eure Hilfe, Grüße, ...
Nun, das Tag verwendet immer eine Lastmodulation. Es erzeugt zwei Hilfsträger, indem es die Trägerfrequenz /16 teilt, das ergibt einen Abstand von 847,5 kHz der Hilfsträger zum Träger des Lesers. Diese Hilfsträger werden dann mit OOK (Ein-Aus-Tastung) bei ISO14443-A oder einer BPSK (Zweiphasenumtastung) bei ISO14443-B moduliert. Typ-A Tags verwenden zu Datenkodierung Manchester Kodierung, Typ-B Tags dagegen NRZ-L. Der Leser moduliert direkt seinen Träger, entweder mit ASK 100% (aka OOK) für ISO14443-A oder mit einer ASK 10% für ISO14443-B. Für Typ-A Tags kodiert er die Daten in einer modified-Miller-Kodierung, für Typ-B Tags benutzt er NRZ Kodierung. Da der Leser nicht weiß, welchen Typ Karte er als nächstes präsentiert bekommt, pollt er einfach abwechselnd nach Typ-A und Typ-B Karten. Falls Du selbst tiefer lesen willst, empfehle ich zum Einstieg die Atmel Appnote www.atmel.com/images/doc2056.pdf Gruß... Bert
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Hallo Bert, vielen Dank für deine Antwort! Die Kommunikation von Tag zu Station (Lastmodulation) hatte ich zwar schon gekannt (da diese in der Literatur immer erläutert wird), genau die umgekehrte Richtung wird in der verlinkten PDF auch spezifiziert: "The reader amplitude modulates the RF field to send information to the card. The IC contains a demodulator to convert the amplitude modulation to digital signals. The IC also contains a clock extraction circuit that produces a 13.56 MHz digital clock for use within the IC. The data from the reader is clocked in, decoded, and processed by the integrated circuit." Der Reader verwendet also eine Amplituden-Modulation. Sehe ich es richtig, dass diese Modulation auf Elektromagnetische Wellen (und nicht wie bei umgekehrter Kommunikation durch Modulierung ins Magnetische Feld) erfolgt? Vielen Dank und Grüße, ...
Hallo Linzus, nein, der Leser verwendet keine Lastmodulation ins bestehende Feld, sondern moduliert direkt das HF-Signal, das er an die Sendeantenne gibt. Bei den RFID-Transceivern, die ich kenne, kommt das HF-Signal fertig moduliert aus dem Chip und kann über ein Koppelnetzwerk entweder direkt oder nach voriger Weiterverstärkung durch eine PA-Stufe auf die Antennenspule gegeben werden. Das hat u.a. den Vorteil, daß Parameter wie z.B. der Modulationsindex für Typ-B Modulation durch SW-Registereinstellungen im Transceiverchip justiert werden können. Der Empfangsteil des RFID-Transceivers koppelt sich kapazitiv ebenfalls an die Leser-Antennenspule und kann so die Lastmodulation des Tags an den Amplitudenänderung des HF-Pegels detektieren. Gruß... Bert
Hallo Bernd, vielen Dank nochmals für deine Antwort. unter: https://sar.informatik.hu-berlin.de/research/publications/SAR-PR-2008-21/SAR-PR-2008-21_.pdf heißt es auf Seite 6: "Typ A verwendet in der PCD!PICC-Richtung 100% ASK (Amplitude Shift Keying, Amplitudenmodulation), d.h. die Stärke des Trägerfelds wird zwischen voller Stärke und 100% weniger, also kein Trägerfeld, binär umgeschaltet. Da dabei im modulierten Zustand keine Energieübertragung zur Karte stattfindet, muss die Zeit, in der das Feld moduliert wird, so kurz wie möglich gehalten werden. Zu diesem Zweck kommt eine modifizierte Miller-Kodierung zum Einsatz." verstehe ich es richtig, dass also der Reader zur Codierung für kurze Zeit sein Feld (und damit ja auch die Stromversorgung des Tags) abschaltet? Und noch eine weiter Frage: wenn die beiden Modulationen, also AM für Reader->Tag und LM für Tag-> Reader verwendet werden, ist es dann nicht ziemlich schwierig für den Reader die Information der LM des Tags zu erkennen? Sein Feld Schwankt ja sowieso ständig, da er es ein- und ausschaltet, und dann verbraucht ein Tag ja auch mal mehr und weniger Strom(wenn er bsp. gerade mit Krypto. beschäftigt ist). Ist der Maßstab/Unterschied so eklatant (also bspw. der zugeschaltete Lastwiderstand so viel höher als der Unterschied des mehr oder weniger Stromverbrauchs durch Krypto), dass all diese Einflüsse verhältnismäßig keine Rolle spielen? Ich hoffe meine Frage verständlich formuliert zu haben, und bin gespannt auf die Antwort, Viele Grüße, Linzus
Hallo Linzus, ja, das ist richtig, bei Typ A tastet der Leser (PCD) im Takt der Datenbits den Träger kurz weg. Das Tag (PICC) muß in dieser Zeit seine Energieversorgung durch einen entsprechenden Pufferkondensator aufrecht erhalten. Stell Dir aber nicht zuviel darunter vor, selbst bei 106 kBit/s (fc/128) dauert durch die Modifizierte Miller Kodierung eine Tastlücke gerade mal 3us. Ich habe mal zwei Screenshots eines Einzelbits und eines kompletten WUPA (Wakeup A) angehängt. Zur zweiten Frage: Das ist genau der Grund, warum das Tag einen Hilfsträger von 847,5kHz (fc/16) erzeugt und diesen moduliert. Dessen Seitenbänder liegen nämlich weit genug vom Träger entfernt, eben +/- 847 kHz, so daß der Träger am Empfänger auf Zero Beat liegt und als DC Anteil erscheint, nur die Seitenbänder des Hilfsträgers erzeugen dann einen AC Anteil, der dann demoduliert wird. Gruß... Bert
linzus schrieb: > wenn die beiden Modulationen, also AM für Reader->Tag und LM für Tag-> > Reader verwendet werden, ist es dann nicht ziemlich schwierig für den > Reader die Information der LM des Tags zu erkennen? Sein Feld Schwankt > ja sowieso ständig, da er es ein- und ausschaltet, und dann verbraucht > ein Tag ja auch mal mehr und weniger Strom(wenn er bsp. gerade mit > Krypto. beschäftigt ist). > Ist der Maßstab/Unterschied so eklatant (also bspw. der zugeschaltete > Lastwiderstand so viel höher als der Unterschied des mehr oder weniger > Stromverbrauchs durch Krypto), dass all diese Einflüsse verhältnismäßig > keine Rolle spielen? Die Übertragung ist nur Halb-Duplex, also zuerst schickt der Sender eine Anfrage an das RFID-Tag, und wartet dann auf eine Antwort während der Sender weiterarbeitet und Energie an das Tag schickt. Das Tag berechnet die Antwort, und schickt diese dann als Lastmodulation zurück. Daher finden beide Modulationen nicht gleichzeitig statt und beeinflussen sich nicht. Dabei muss die Lastmodulation natürlich größer sein als die Belastung die durch den Stromverbrauch der Berechnung erfolgt.
Hallo Bert, Hallo Heiko, vielen Dank für eure Antworten. Ich glaube bezüglich meines Grundverständnisses ist es mir jetzt sehr viel klarer! @Bert: Wie hast du die Screenshots gemacht? Hast du ein Oszilloskop zuhause? Wie war denn der Grobe Aufbau bei der Messung? musste ein wenig an folgendes denken :-) https://www.iacr.org/archive/ches2011/69170208/69170208.pdf -> sehr interessant... Viele Grüße, Linzus
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