99%識讀率是怎樣煉成的——專訪上海坤銳電子科技有限公司常務副總經理朱正先生

文章出處：http://5052h112.com 作者：RFID射頻快報 蘇冠群   人氣： 發表時間：2011年10月27日

  UHF頻段的標簽識讀率一直以來都不能讓人滿意，而新的EPC Gen2標簽的99%的識讀率是怎樣達到的? Dense-Reader、Ghost Read以及各種干擾是怎樣解決的?帶著這一串問號,RFID射頻快報記者專訪了從AutoID實驗室走出來的朱正先生。

  在10月17日EPC技術應用研討會上,朱正先生代表AutoID中國實驗室作了《EPC Gen 2最新技術進展》的精彩演講，99%的識讀率以及Dense-Reader和Ghost Read等最新EPC Gen2解決技術引起眾多與會代表的極大興趣。為能讓更多關注RFID和EPC的讀者了解這一系列最新Gen2技術，RFID射頻快報記者專訪了上海坤銳電子科技有限公司常務副總經理朱正先生。

上海坤銳電子科技有限公司常務副總經理朱正先生

RFID射頻快報：Gen2的比以往的RFID識讀性能在那些方面作了提升？

朱正：首先說明一下，我們現在常常說的Gen2事實上是EPC Global 制定的Class 1 UHF頻段射頻識別空中接口的第2代標準。第一代標準是EPC Global的前身Auto-ID Center制定的。同時，射頻識別有不同的頻段，如HF（13.56MHz）和2.45GHz等，也有相關的空中接口標準。所以這個Gen2不是一個泛泛的概念，而是有具體明確對象的。

    射頻識別的常用頻率范圍有HF ISM頻段，UHF 960MHz~960MHz頻段，MW 2.45GHz頻段等。不同頻段的射頻識別各有技術特點，然而針對EPC物品編碼應用的大物流，供應鏈管理的應用需求，UHF頻段具有讀寫距離遠（通常可以達到4~5m），通訊速率較高（可以達到640kbps）等優勢而成為最適合上述應用的頻段。因此，自從EPC Global接管Auto-ID Center之初，就成立了專門的硬件工作組（Hardware Action Group, HAG）負責制訂EPC射頻識別的空中接口技術，首先進行的就是UHF頻段的。

    該工作組幾乎集合了全球最主要的射頻識別硬件供應商，在已有的UHF射頻識別標準（如ISO/IEC 18000-6）、已有用戶需求和相關技術儲備基礎上，該工作組根據EPC應用的特殊需求進行了前后長達兩年的分析、論證最終制定了我們所說的Gen 2標準。從這一點上，我們就可以說Gen2標準是一個不同一般的射頻識別空中接口標準。從技術上說，這個標準是一個相當完備的標準，當然這樣造成的后果是實現的復雜度提高，芯片設計難度及制造成本也相應提高。

   Gen2的性能方面的提升或者說技術特點主要有下面這幾個方面：

   第一， Gen2在制定過程中，伴隨著世界主要區域的用于射頻識別的無線電頻段的劃分和落實。所以Gen2標準充分考慮了全球范圍內的通用性，Gen2標準規定了多種編碼、信號調制方式，使得射頻識別標簽及讀寫器能夠在符合地方無線電管理標準的前提下最大程度提升系統性能。

    第二， Gen2標準提出了全新的密集讀寫器（Dense-Reader）模式的解決方案，在后面的問題中我們再具體了解。

    第三， Gen2標準有效地將幻影標簽（Ghost Read）的發生概率極大地降低了，理論分析針對EPC的大物流應用，其發生概率也僅為1個/年。

    第四，明確規范了kill指令及Lock指令，用于實現隱私保護的用戶需求。

RFID射頻快報：Dense-Reader模式是怎樣的工作原理？實驗結果如何？

朱正：Gen2中的Dense Reader模式也是針對EPC的大物流和供應鏈管理的具體應用提出的。在這些應用中，常常會出現在一個相對較小的物理空間，比如一個倉庫中，同時存在著十幾甚至幾十臺讀寫器的情況。不同于其他的無線通信系統，射頻識別系統中從標簽返回的信號強度是非常弱的，而標簽又是無源低成本的，無法實現復雜的編碼和調制方式，標簽基本上只能以調幅的形式返回信號。因此，即使通過讀寫器選擇不同通信信道的方式，近旁信道的讀寫器仍然會對信道中工作的讀寫器和標簽產生干擾。針對這一問題，以往的解決方案是讀寫器在工作前通過偵聽信道中的信號強度來決定是否開啟，即所謂的“發前聽”（Listen Before Talk）方式來實現。

    但這種方式的效率低，并且一個對旁瓣抑制差的讀寫器可以輕易地將工作場所內的其他讀寫器設置為工作無效。

    針對這一問題，Gen2制定了專門的Dense-Reader模式。該模式主要通過降低信號通信速率來降低收發信號的帶寬，同時嚴格限制讀寫器的收發信道的帶寬，通過采用滾降系數大的濾波器來抑制帶外信號泄露和噪聲，從而實現各個信道之間的讀寫器和標簽互不干擾。同時，針對標簽，通過設計解碼濾波器，提升標簽對其他信道讀寫器干擾的抑制。

    做個形象的比喻：如果一條馬路寬度一定，我們劃分成一定數量的車道，如果汽車的限速是120公里，為了安全考慮，車道寬度比較大，也許我們只能劃出4車道，而限速如果降低到60公里，那么車與車之間的影響就會減小，我們就可能可以劃出6車道，而如果進一步降低限速，比如我們都改騎自行車，那么同樣的馬路我們可能就可以讓20輛自行車互不干擾地運行了。如果我們在車道間在加上良好的隔離（濾波抑制），那么我們就可以進一步提升同時運行的自行車數量了。

 

RFID射頻快報：較長識讀距離對系統識讀率由何好處，怎樣才能有較長的識讀距離？

朱正：長識讀距離是絕大部分射頻識別系統性能優化的需求。較長的識別距離對于提高讀出率，吞吐率，以及可靠性都有幫助。

    提高識讀距離是關系整個射頻識別系統的，一般而言我們可以通過幾個方面來提高識讀距離：降低標簽芯片的功耗是最直接的手段；作為標簽芯片的核心技術之一的整流電路的效率也是關系到識讀距離的重要因素，采用整流效率高的電路結構和元件是目前常用的解決方法；降低信道之間的干擾也是提高識讀距離的重要手段。

 

RFID射頻快報：Ghost Read能詳細的解釋一下嘛？Gen2是怎樣避免Ghost出現的。

朱正： Ghost Read，現在還沒有看到國內有什么準確的翻譯方法，我暫時翻譯為幻影標簽。那么Ghost Read是什么呢？就是讀寫器得到了實際在通信范圍內并不存在的標簽，可能這個標簽上存儲的EPC號碼是在別的產品、別的物理空間中的，也可能在整個系統中的任何地方都沒有出現過。相對于標簽丟失而言，Ghost Read對于系統的影響更嚴重。

解決Ghost Read的方式主要依靠嚴格時序結構、隨機數確認通信有效，數據完整性檢查等手段加以避免。以Gen2為例，讀寫器必須經過8重嚴格定義的檢查機制才能夠得到一個標簽中的EPC編碼，這樣就將Ghost Read的出現概率大大降低了。

 

RFID射頻快報：您本人對目前Gen2技術的展望?

朱正：  我個人認為Gen2是一個非常完備的UHF頻段射頻識別標準，其未來將會和條形碼一樣成為我們日常生活的一個部分。回顧射頻識別技術在過去幾年中的發展，我們可以看到整個社會對射頻識別技術的認識從無到有，然后是狂熱追捧，接著又出現了低谷。我認為現在是真正進入應用，產生價值的時候了。吉列通過采用射頻識別技術，已經將缺貨率降低了20%。我們確實欣喜地看到越來越多的成功案例。而標簽、讀寫器等硬件成本也在不斷下跌，Gen2技術大規模應用的到來已為時不遠了。

RFID射頻快報：坤銳電子對業內來說還是一個"新鮮"的公司，請您給RFID射頻快報的廣大讀者介紹一下坤銳目前的研發狀況和研發團隊，預期會有哪些產品，標簽的價格如何。此外，從企業的角度，您認為RFID高科技企業需要國家在RFID/EPC產業發展政策上給予哪些支持？

朱正：上海坤銳電子科技有限公司是一家2005年新近成立的專門從事RFID集成電路解決方 案特別是高端芯片設計的高科技公司。公司由Auto-ID實驗室（澳大利亞，中國）的數位研發人員共同創辦。整個核心團隊在射頻識別相關領域有超過20年的研發經驗，具有成功開發HF，UHF射頻識別標簽芯片及讀寫器關鍵技術的經驗。依據我們自己相對較強的技術實力和電子行業的管理、開發方面的從業經驗，坤銳電子將自身定位為一個專業從事RFID集成電路解決方案的供應商。公司目前正在積極開發UHF、HF RFID標簽芯片、RFID讀寫器前端射頻模塊等產品。相信有足夠的資金支持，我們能夠在2006年年中拿出2到3個相關產品，供客戶試用。價格方面，目前還不能夠給出一個準確預估，應該能夠做到具有價格競爭力。

    對于射頻識別產業而言，我覺得最需要國家給與的支持是從應用，從市場方面來的。大家都看到了我國幾個成功的射頻識別項目，如二代身份證、公共交通一卡通等，都是國家在市場上給與了本地企業一定的傾斜和扶持，使我國得以在這個產業中占據了一個重要地位。目前，我國的SIM卡，非接觸式IC卡等都具有了相當的國際競爭力。因此，我在這里最希望看到的是整個射頻識別產業在我們的主管部門領導下，發掘和創造出符合我國國內需求的規模市場，讓整個產業做強做大，在國際舞臺上占據重要一席。

 

采訪后記: 一個新生產業的壯大總是伴隨著一批創業公司的興起,正如當年美國硅谷的IT產業就是和斯坦福大學的一批學生創業公司以及美國的風險投資公司一起成長的。沒有在車庫里的學生創業者，也就沒有惠普公司、蘋果公司和英特爾公司等今天世界著名的高科技公司，也就沒有今天世界第一流的斯坦福大學，也就沒有今天神話般的硅谷。現在，來自Auto-ID實驗室的一批創業者組成的公司將會和RFID/EPC產業共同成長嗎？

    我們拭目以待！