RFID系統(tǒng)數(shù)據(jù)實施策略在讀寫器與電子標簽的無線通信中, 存在多種干擾因素, 最主要的干擾因素是信道噪聲和信號沖突。采用恰當?shù)男盘柧幋a、調(diào)制與校檢方法, 并采取信號防沖突控制技術(shù), 能顯著提尚效據(jù)傳輸?shù)耐暾院涂煽啃浴?/span>
1. 信號的編碼、調(diào)制與校檢
    RFID系統(tǒng)基帶編碼的方式有多種, 編碼方式與系統(tǒng)所用的防碰撞算法有關(guān)。RFID系統(tǒng)一般采用曼徹斯特編碼, 該編碼半個bit 周期中的負邊沿表示1, 正邊沿表示0。該編碼若碼元片內(nèi)沒有電平跳變, 則被識別為錯誤碼元。這樣可以按位識別是否存在碰撞, 易于實現(xiàn)讀寫器對多個標
簽的防碰撞處理。

    信號傳輸前先進行降噪處理, 去除信號中的低頻分量和高頻分量, 以減少誤碼率。然后進行載波調(diào)制, 載波調(diào)制主要有 ASK、FSK 和 PSK 等幾種制式, 分別對應(yīng)于正弦波的幅度、頻率和相位來傳遞數(shù)字基帶信號。在RFID系統(tǒng)中, 為簡化設(shè)計、降低成本, 大多數(shù)系統(tǒng)采用ASK的調(diào)制技術(shù)。

    為減少信號傳輸過程中的波形失真、還應(yīng)使用校驗碼對可能或已經(jīng)出現(xiàn)的差錯進行控制, 簽別懸否發(fā)生錯誤, 進而糾正錯誤、甚至重新傳輸全部或部分消息。常用的校驗方法有奇偶校驗方法和CRC校驗方法等。
2. 信號防沖突
    為使讀寫器能順利完成其作用范圍內(nèi)的標簽識別和信息讀寫等操作, 防止碰撞, RFID 主要 采用時分多路法(TDMA), 每個標簽在單獨的某個時隙內(nèi)占用信道與讀寫器進行通信。然而, 在多讀寫器、多電子標簽的系統(tǒng)中, 信號之間的沖突與干擾在所難免, 這會導(dǎo)致信息疊混, 嚴重影響RFID 的使用性能。信號之間的沖突分為標簽沖突和讀寫器沖突兩類, 解決沖突的關(guān)鍵在于使用防碰撞算法。
(1)標簽沖突。
    當多個電子標簽處于同一個讀寫器的作用范圍時, 在沒有采取多址訪問控制機制的情況下,信息的傳輸過程將產(chǎn)生干擾, 這將導(dǎo)致信息讀取失敗。
①隨機性解決方案。
   對于標簽沖突, 一般采用 ALOHA 搜索算法。例如, 目前高頻頻段(HF)的電子標簽都使用 ALOHA 算法來處理。ALOHA 算法在一個周期性的循環(huán)中將數(shù)據(jù)不斷地發(fā)送給讀寫器, 數(shù)據(jù)的傳輸時間只占重復(fù)時間的很小部分, 傳輸間歇長, 電子標簽重復(fù)時間小, 各電子標簽可在不同的時段上傳輸數(shù)據(jù), 數(shù)據(jù)包傳送時不易發(fā)生碰撞。改進型的 ALOHA算法還可以對標簽的數(shù)量進行動態(tài)估計, 并根據(jù)一定的優(yōu)化準則, 自適應(yīng)選取延遲的時間及幀長, 顯著地提高了識別速度。由于同類型的電子標簽工作在同一頻率, 共享同一通信信道, ALOHA 算法中電子標簽利用隨機時間響應(yīng)讀寫器的命令, 其延遲時間和檢測時間是隨機分布的, 是一種不確定的隨機算法。
② 確定性解決方案。
    除隨機性方案外, 還有一種確定性解決方案, 主要用于超高頻頻段(UHF)。確定性解決方案的基本思想是, 讀寫器將沖突區(qū)域的標簽不斷劃分為更小的子集, 根據(jù)標簽ID 的唯一性來選擇標簽進行通信。在確定性解決方案中, 最典型的是樹型搜索算法, 這種算法由讀寫器發(fā)出請求命令, N個標簽同時響應(yīng)造成沖突后, 檢測沖突位置, 逐個通知不符合要求的標簽退出沖突, 最后一個標簽予以響應(yīng)。余下的N-1個標簽重復(fù)上述步驟, 經(jīng)過 N-1 次循環(huán)后, 所有標簽訪問完畢。確定性解決方案的缺點是標簽識別速度較低。
(2)讀寫器沖突。
    在實際應(yīng)用中, 有時需要近距離布局多個 RFID 讀寫器, 一個標簽同時接收到多個讀寫器的命令, 從而導(dǎo)致讀寫器間相互干擾。是由多個相鄰的讀寫器試圖同時與一個標簽進行通信而引起的標簽干擾。解決干擾最簡單的做法時隙。例如, 目前已提出的 Colorwave 算法提供了一個實時、分布式的MAC 協(xié)議, 該協(xié)議可以為讀寫器分配頻率與時隙, 從而減少了讀寫器間的干擾。讀寫器在同電子標簽通信前, 每隔100 ms探測一次數(shù)據(jù)信道的狀態(tài), 采用載波偵聽的方式來解決

    讀寫器沖突有兩種, 一種是由多個讀寫器同時在相同頻段上運行而引起的頻率干擾, 另一種是, 將相鄰的讀寫器分配在不同的頻率或時隙, 而將物理上足夠分離的讀寫器分配在同一頻率或在歐洲電信標準化協(xié)會(European Telecommunications Standards Institute, ETSI)的標準中, 度寫器的沖突。在EPC的標準中, 在頻譜上將讀寫器傳輸和標簽傳輸分離開, 這樣, 讀寫器僅與中度寫器發(fā)生沖突, 標簽僅與標簽發(fā)生沖突, 簡化了問題。

3. ISO 18000-6編解碼和防沖突簡介
    ISO 18000是RFID的最新國際標準, 其中, ISO 18000-6 是頻率為860~960 MHz的RFID標準, 該標準給出了讀寫器與電子標簽之間通信的空中接口。ISO 18000-6標準分為ISO 18000-6型、ISO 18000-6 B型和ISO 18000-6 C型。
(1)編解碼和防沖突。
    ISO 18000是RFID的最新國際標準, 其中, ISO 18000-6 是頻率為860~960 MHz的RFID標準, 該標準給出了讀寫器與電子標簽之間通信的空中接口。ISO 18000-6標準分為ISO 18000-6 A型、ISO 18000-6B型和ISO 18000-6C型。
(1)編解碼和防沖突。
    ISO 18000-6 A 型由電子標簽向讀寫器的數(shù)據(jù)發(fā)送采用FM0編碼, 由讀寫器向電子標簽的數(shù)據(jù)發(fā)送采用PIE編碼。ISO 18000-6 B型由電子標簽向讀寫器的數(shù)據(jù)發(fā)送采用 FM0編碼, 由讀寫器向電子標簽的數(shù)據(jù)發(fā)送采用曼徹斯特編碼。ISO 18000-6標準已經(jīng)實現(xiàn)了防沖突協(xié)議的演進。最初, ISO 18000-6 A 型采用了 ALOHA 協(xié)議; 之后, 協(xié)議演進到ISO 18000-6 B型, 該協(xié)議使用了二進制樹協(xié)議; 而現(xiàn)在, 協(xié)議演進到ISO 18000-6 C型, 該協(xié)議要求使用帶時隙的ALOHA 協(xié)議。   

(2)FM0編碼和PIE編碼。
     FM0編碼的全稱為雙相間隔碼(Bi-Phase Space)編碼, 其工作原理是在一個位窗內(nèi)采用電平變化來表示邏輯。如果電平從位窗的起始處翻轉(zhuǎn), 則表示邏輯“1”; 如果電平除了在位窗的起始處翻轉(zhuǎn), 還在位窗中間翻轉(zhuǎn)則表示邏輯“0”。一個位窗的持續(xù)時間為25us。根據(jù)FMO編碼的規(guī)則, 無論傳送的數(shù)據(jù)是0還是1, 在位窗的起始處都需要發(fā)生跳變。

    PIE(Pulse Interval Encoding)編碼的全稱為脈沖寬度編碼, 工作原理是通過定義脈沖下降治 之間的不同時間寬度來表示數(shù)據(jù)。在該標準的規(guī)定中, 由讀寫器發(fā)往電子標簽的數(shù)據(jù)幀由SOF(飄開始信號)、EOF(幀結(jié)束信號)、數(shù)據(jù)0和1組成。在標準中定義了一個名稱為“Tari”的時間 間隔, 也稱為基準時間間隔, 該時間段為相鄰兩個脈沖下降沿的時間寬度, 持續(xù)時間為25從S。