99%识读率是怎样炼成的——专访上海坤锐电子科技有限公司常务副总经理朱正先生

文章出处：http://www.singbon.com 作者：RFID射频快报 苏冠群   人气： 发表时间：2011年10月27日

  UHF频段的标签识读率一直以来都不能让人满意，而新的EPC Gen2标签的99%的识读率是怎样达到的? Dense-Reader、Ghost Read以及各种干扰是怎样解决的?带着这一串问号,RFID射频快报记者专访了从AutoID实验室走出来的朱正先生。

  在10月17日EPC技术应用研讨会上,朱正先生代表AutoID中国实验室作了《EPC Gen 2最新技术进展》的精彩演讲，99%的识读率以及Dense-Reader和Ghost Read等最新EPC Gen2解决技术引起众多与会代表的极大兴趣。为能让更多关注RFID和EPC的读者了解这一系列最新Gen2技术，RFID射频快报记者专访了上海坤锐电子科技有限公司常务副总经理朱正先生。

上海坤锐电子科技有限公司常务副总经理朱正先生

RFID射频快报：Gen2的比以往的RFID识读性能在那些方面作了提升？

朱正：首先说明一下，我们现在常常说的Gen2事实上是EPC Global 制定的Class 1 UHF频段射频识别空中接口的第2代标准。第一代标准是EPC Global的前身Auto-ID Center制定的。同时，射频识别有不同的频段，如HF（13.56MHz）和2.45GHz等，也有相关的空中接口标准。所以这个Gen2不是一个泛泛的概念，而是有具体明确对象的。

    射频识别的常用频率范围有HF ISM频段，UHF 960MHz~960MHz频段，MW 2.45GHz频段等。不同频段的射频识别各有技术特点，然而针对EPC物品编码应用的大物流，供应链管理的应用需求，UHF频段具有读写距离远（通常可以达到4~5m），通讯速率较高（可以达到640kbps）等优势而成为最适合上述应用的频段。因此，自从EPC Global接管Auto-ID Center之初，就成立了专门的硬件工作组（Hardware Action Group, HAG）负责制订EPC射频识别的空中接口技术，首先进行的就是UHF频段的。

    该工作组几乎集合了全球最主要的射频识别硬件供应商，在已有的UHF射频识别标准（如ISO/IEC 18000-6）、已有用户需求和相关技术储备基础上，该工作组根据EPC应用的特殊需求进行了前后长达两年的分析、论证最终制定了我们所说的Gen 2标准。从这一点上，我们就可以说Gen2标准是一个不同一般的射频识别空中接口标准。从技术上说，这个标准是一个相当完备的标准，当然这样造成的后果是实现的复杂度提高，芯片设计难度及制造成本也相应提高。

   Gen2的性能方面的提升或者说技术特点主要有下面这几个方面：

   第一， Gen2在制定过程中，伴随着世界主要区域的用于射频识别的无线电频段的划分和落实。所以Gen2标准充分考虑了全球范围内的通用性，Gen2标准规定了多种编码、信号调制方式，使得射频识别标签及读写器能够在符合地方无线电管理标准的前提下最大程度提升系统性能。

    第二， Gen2标准提出了全新的密集读写器（Dense-Reader）模式的解决方案，在后面的问题中我们再具体了解。

    第三， Gen2标准有效地将幻影标签（Ghost Read）的发生概率极大地降低了，理论分析针对EPC的大物流应用，其发生概率也仅为1个/年。

    第四，明确规范了kill指令及Lock指令，用于实现隐私保护的用户需求。

RFID射频快报：Dense-Reader模式是怎样的工作原理？实验结果如何？

朱正：Gen2中的Dense Reader模式也是针对EPC的大物流和供应链管理的具体应用提出的。在这些应用中，常常会出现在一个相对较小的物理空间，比如一个仓库中，同时存在着十几甚至几十台读写器的情况。不同于其他的无线通信系统，射频识别系统中从标签返回的信号强度是非常弱的，而标签又是无源低成本的，无法实现复杂的编码和调制方式，标签基本上只能以调幅的形式返回信号。因此，即使通过读写器选择不同通信信道的方式，近旁信道的读写器仍然会对信道中工作的读写器和标签产生干扰。针对这一问题，以往的解决方案是读写器在工作前通过侦听信道中的信号强度来决定是否开启，即所谓的“发前听”（Listen Before Talk）方式来实现。

    但这种方式的效率低，并且一个对旁瓣抑制差的读写器可以轻易地将工作场所内的其他读写器设置为工作无效。

    针对这一问题，Gen2制定了专门的Dense-Reader模式。该模式主要通过降低信号通信速率来降低收发信号的带宽，同时严格限制读写器的收发信道的带宽，通过采用滚降系数大的滤波器来抑制带外信号泄露和噪声，从而实现各个信道之间的读写器和标签互不干扰。同时，针对标签，通过设计解码滤波器，提升标签对其他信道读写器干扰的抑制。

    做个形象的比喻：如果一条马路宽度一定，我们划分成一定数量的车道，如果汽车的限速是120公里，为了安全考虑，车道宽度比较大，也许我们只能划出4车道，而限速如果降低到60公里，那么车与车之间的影响就会减小，我们就可能可以划出6车道，而如果进一步降低限速，比如我们都改骑自行车，那么同样的马路我们可能就可以让20辆自行车互不干扰地运行了。如果我们在车道间在加上良好的隔离（滤波抑制），那么我们就可以进一步提升同时运行的自行车数量了。

 

RFID射频快报：较长识读距离对系统识读率由何好处，怎样才能有较长的识读距离？

朱正：长识读距离是绝大部分射频识别系统性能优化的需求。较长的识别距离对于提高读出率，吞吐率，以及可靠性都有帮助。

    提高识读距离是关系整个射频识别系统的，一般而言我们可以通过几个方面来提高识读距离：降低标签芯片的功耗是最直接的手段；作为标签芯片的核心技术之一的整流电路的效率也是关系到识读距离的重要因素，采用整流效率高的电路结构和元件是目前常用的解决方法；降低信道之间的干扰也是提高识读距离的重要手段。

 

RFID射频快报：Ghost Read能详细的解释一下嘛？Gen2是怎样避免Ghost出现的。

朱正： Ghost Read，现在还没有看到国内有什么准确的翻译方法，我暂时翻译为幻影标签。那么Ghost Read是什么呢？就是读写器得到了实际在通信范围内并不存在的标签，可能这个标签上存储的EPC号码是在别的产品、别的物理空间中的，也可能在整个系统中的任何地方都没有出现过。相对于标签丢失而言，Ghost Read对于系统的影响更严重。

解决Ghost Read的方式主要依靠严格时序结构、随机数确认通信有效，数据完整性检查等手段加以避免。以Gen2为例，读写器必须经过8重严格定义的检查机制才能够得到一个标签中的EPC编码，这样就将Ghost Read的出现概率大大降低了。

 

RFID射频快报：您本人对目前Gen2技术的展望?

朱正：  我个人认为Gen2是一个非常完备的UHF频段射频识别标准，其未来将会和条形码一样成为我们日常生活的一个部分。回顾射频识别技术在过去几年中的发展，我们可以看到整个社会对射频识别技术的认识从无到有，然后是狂热追捧，接着又出现了低谷。我认为现在是真正进入应用，产生价值的时候了。吉列通过采用射频识别技术，已经将缺货率降低了20%。我们确实欣喜地看到越来越多的成功案例。而标签、读写器等硬件成本也在不断下跌，Gen2技术大规模应用的到来已为时不远了。

RFID射频快报：坤锐电子对业内来说还是一个"新鲜"的公司，请您给RFID射频快报的广大读者介绍一下坤锐目前的研发状况和研发团队，预期会有哪些产品，标签的价格如何。此外，从企业的角度，您认为RFID高科技企业需要国家在RFID/EPC产业发展政策上给予哪些支持？

朱正：上海坤锐电子科技有限公司是一家2005年新近成立的专门从事RFID集成电路解决方 案特别是高端芯片设计的高科技公司。公司由Auto-ID实验室（澳大利亚，中国）的数位研发人员共同创办。整个核心团队在射频识别相关领域有超过20年的研发经验，具有成功开发HF，UHF射频识别标签芯片及读写器关键技术的经验。依据我们自己相对较强的技术实力和电子行业的管理、开发方面的从业经验，坤锐电子将自身定位为一个专业从事RFID集成电路解决方案的供应商。公司目前正在积极开发UHF、HF RFID标签芯片、RFID读写器前端射频模块等产品。相信有足够的资金支持，我们能够在2006年年中拿出2到3个相关产品，供客户试用。价格方面，目前还不能够给出一个准确预估，应该能够做到具有价格竞争力。

    对于射频识别产业而言，我觉得最需要国家给与的支持是从应用，从市场方面来的。大家都看到了我国几个成功的射频识别项目，如二代身份证、公共交通一卡通等，都是国家在市场上给与了本地企业一定的倾斜和扶持，使我国得以在这个产业中占据了一个重要地位。目前，我国的SIM卡，非接触式IC卡等都具有了相当的国际竞争力。因此，我在这里最希望看到的是整个射频识别产业在我们的主管部门领导下，发掘和创造出符合我国国内需求的规模市场，让整个产业做强做大，在国际舞台上占据重要一席。

 

采访后记: 一个新生产业的壮大总是伴随着一批创业公司的兴起,正如当年美国硅谷的IT产业就是和斯坦福大学的一批学生创业公司以及美国的风险投资公司一起成长的。没有在车库里的学生创业者，也就没有惠普公司、苹果公司和英特尔公司等今天世界著名的高科技公司，也就没有今天世界第一流的斯坦福大学，也就没有今天神话般的硅谷。现在，来自Auto-ID实验室的一批创业者组成的公司将会和RFID/EPC产业共同成长吗？

    我们拭目以待！