建立在無源電子標簽基礎上的RFID系統(tǒng)具有在長距離情況下實現(xiàn)高動態(tài)的雙向通信所表現(xiàn)出的高穩(wěn)定．高可靠性能以及結(jié)構簡單、成本低廉 便于推廣等諸多優(yōu)良特性，為國人所關注?，F(xiàn)在應該不會再對裝有一塊僅由數(shù)平方毫米，由無線電電磁場的能量來供電 由硅片上系統(tǒng)(SOC)所構成的無源UHF頻段電子標簽對高速車輛完成自動識別的能力產(chǎn)生懷疑了。因為這樣的系統(tǒng)已經(jīng)在我國西部一些交通流量十分密集的高速公路上成功地運行了兩年，正確識別的車輛數(shù)也超過400萬輛。取得如此明顯的技術進步，來源于以下幾個重要因素

對協(xié)同目標識別方法進行了最大限度的簡化：
● 充分利用微電子技術的最新技術成果
● 對被識別對象行為及所在環(huán)境的自適應性的深入理解，進而優(yōu)化系統(tǒng)的設計得益于優(yōu)質(zhì) 高效的各種抗沖突算法的擴展與完善。

我們知道多目標環(huán)境下的多址接入技術是RFID技術取得進展與重大突破的核心環(huán)節(jié)。它直接影響系統(tǒng)的識別速度和可容納的目標數(shù)量。多址接入技術表現(xiàn)在多目標環(huán)境下的抗>中突技術，以下RFID多址接入方式的系統(tǒng)描述

為實現(xiàn)多目標識別而采取的抗沖突機制可分為兩大類。一類是以詢問器(讀寫器)為主導的 讀寫器先講— — RTF”型 是目前最常用的方法，建立在這種類型的典型標準有1S0— 180。0一B型。另一類則是采用”標簽先講— — TTF 型，也就是ISO一18000A或ISO一18000C所采用的抗沖突方式 最近還出現(xiàn)“標簽只說— — TTO” 的更為高效的模式。

RTF型多址接入方式

RTF是指 讀寫器先講(Reader TalkFirst) 的工作模式，lsO一1 80008及歐洲CEN的DsRC均采取這種多址接入方式。這種模式的核心是以讀寫為主導，解決多標簽出現(xiàn)在同一通信區(qū)時引起的通信沖突。讀寫器檢測到通信區(qū)有多個電子標簽同時響應詢問信號的過程，能判斷返回的lD碼的某些數(shù)據(jù)位發(fā)生錯誤，通過“屏蔽“ 掉某些引起沖突標簽的回答，縮小了搜索范圍，逐次減少可能造成沖突的lD碼的數(shù)量。通過這種二進制樹的遞歸搜索，實現(xiàn)了逐級解模糊，直至使通信區(qū)內(nèi)只有下一個標簽處于“活躍“狀態(tài)．其余的標簽均暫時進入 休眠“狀態(tài)，從而實現(xiàn)了無干擾的通信。該通信過程結(jié)束后 讀寫器又發(fā)起另～輪與其他未被識別的標簽的抗沖突過程，直至依次把通信區(qū)內(nèi)所有標簽完成識別為止。這種以讀寫器為主導的RTF多址接入方式的特點在于其嚴格有序．對于通信區(qū)內(nèi)標簽個數(shù)少的時候，由于抗沖突帶來的時間開銷是可以容忍的 一旦標簽數(shù)量大量增加時 解模糊所需時間會隨卡的數(shù)量增加而呈指數(shù)增加 導致用這種二進制樹搜索算法來解模糊的所需時間增長得令人無法忍受

TTF型多址接入方式

和RTF相反， TTF(Tag Talk First)是一種 讓標簽先講 的方式 這種工作模式I；LRTF簡單易行 當無源卡進入到讀寫器的有效通信區(qū)并獲得充分的微波能量后，隨即主動地向讀寫器發(fā)送該卡的lD號以及其他必要的數(shù)據(jù)。

當在某一時刻發(fā)送上述數(shù)據(jù)后．以該時刻為相對基點，下一時刻重復發(fā)送上述數(shù)據(jù)的時間與該相對基點的時刻延遲值是一個隨機變量。因此 在某個時刻發(fā)生過碰撞的兩標簽在下一時刻不可能再發(fā)生碰撞，這樣參與碰撞的標簽越來越少，直至通信區(qū)內(nèi)只有下一個標簽主動發(fā)數(shù)據(jù)TTI Reader在通信過程不再起主導作用，為實現(xiàn)抗沖突而發(fā)送的數(shù)據(jù)急劇減低。它只需要發(fā)送一些很低速度的數(shù)據(jù)以不斷給無源卡提供充足能量，還發(fā)送一些讓已成功識別的標簽不再發(fā)送數(shù)據(jù)的命令。由于向讀寫器發(fā)送信息的主動權完全轉(zhuǎn)由標簽自己來掌握 不需要由讀寫器進行更多的干涉 因此通信效率比RTF要高．總體性能更佳。

這種抗沖突算法被稱為 AIoha算法 。這種算法有多個變種，其中包括 時隙Aloha算法 。采用這種算法的電子標簽都同步于同一個系統(tǒng)時鐘。任何一個標簽發(fā)送的信息位在時間上是同步的。因此任何 中突事件都是屬 完全碰撞 (即兩個卡的碰撞信息位在時間上完全重合．相位完全一致)，而不同于開頭所講的那種普通“Aloha算法” 該種算法由于卡與卡之問不能保持同步關系．發(fā)生“部分碰撞 的機會較多，性能不如“時隙Aloha”。

TTO型多址接入方式

TTF還有一個變種，稱為標簽只講(Tag Talk Only)方式。TTO~nTTF不同，在讀卡的過程中，讀寫器不需向標簽發(fā)送任何命令加以干預(對TTF而言．讀寫器可在正確收到某一個標簽發(fā)來完整，正確的信息后．可以發(fā)出指令讓它回到休眠狀態(tài)，以減少以后識別其他標簽時發(fā)生沖突的機會)。以TTO模式工作的標簽可以采用更高的碼速率向讀寫器播發(fā)信息。即使TTO方式的碰撞機會高于TTF方式，但增加數(shù)據(jù)發(fā)送率能使讀寫器有高得多的讀卡機會，足以抵消增加沖突機會(和TTF相比)所帶來的消極影響。在許多應用場合下．TTO會比TTF有更優(yōu)越的總體性能。

RFID多址接入方式的比較情況

根據(jù)上面對多種多址接入方式的分析比較，可以看出傳統(tǒng)的RTF模式工作的讀寫器在讀卡時，為完成讀卡任務，由讀寫器發(fā)送命令的頻繁程度(密集程度)．明顯LBTTF方式要高得多，特別是當空域中存在多塊卡時更是如此。用占空比(duty cycle)這個指標來衡量，RTF比TTF的讀寫器發(fā)送詢問信號的占空比高得多。有資料顯示，從頻域來看(時域的占空比可映射到頻域的占用程度)．RTF對頻譜的占用比TTF高十幾倍(RTF為200KHZ，而TTF僅為1 2 5KHZ)，而讀寫器頻帶占用量低，這對降低讀寫器之間相互干擾有著十分重要的意義．特別是對防止位于收費站相鄰車道安裝的讀寫器之問的無意干擾顯得更為重要。此外．TTF和TTO的讀卡速度有了明顯的提高。

多址接收技術的發(fā)展促進RFID的技術飛躍

多址接入技術的持續(xù)發(fā)展，是RFID在各種領域擴展應用過程中提出一系列新問題、新需求所牽引的結(jié)果。多址接入技術由RTF到TTF進而發(fā)展~UTTO，使RFID的實際應用有了突破性的飛躍。由RTF過渡到TTF或TTO，使電子標簽的總體性能有很大的提高，讓人對無源電子標簽的性能與能力的認識上升到前所未有的高度，表現(xiàn)在如下方面：O 通信距離由RTF制式下的6m～7m提高到TTF制式下的20m。距離得到很大的提高得益于兩個因素。

第一，TTF簡化了芯片的電路組成并把結(jié)構存貯器的空間降到最低的程度，因此需要微波場提供的能量降到最低。

第二，工作在這種體制下的讀寫器的接收機信息帶寬比工作在RTF制式下的接收機信息帶寬降低數(shù)倍(只需為12 5KHZ左右．后者所需的帶寬為200KHZ以上)。在TTF及TTO制式下為何其上行信息占用頻帶如此低(雖然上行傳輸速率可能維持在256kb／s這樣高的速率)．不在本文作進一步介紹。0 TTF標簽的識別速率有很大的提高。從RTF標簽的每秒30個提高到每秒1 20個。達到如此高速率得益于采用新的抗>中突方式，上行數(shù)據(jù)傳輸速率有條件地大幅度提高，從工作在RTF時的30—40kb／s提高到256kb／s。在如此高的上行數(shù)據(jù)傳輸速率下工作的TTF系統(tǒng)，能在通信空域內(nèi)駐留有大量電子標簽(例如可多200個)的情況下，讀卡速率沒有明顯下降(如120個／秒)。而面對空域內(nèi)多達200個標簽的RTF系統(tǒng)，要對其完成識別可能需要數(shù)分鐘的時問。O TTF讀寫器占用的頻帶僅有1 2．5KHZ左右．而RTF讀寫器占用頻帶200KHZ， 兩者相差1 7倍。TTF模式的讀寫器絕大部分發(fā)射的能量是為電子標簽供電。只在正確收到標簽發(fā)來的信息時以非常少量的數(shù)據(jù)作為回答．下行的信息量比RTF方式大為縮減。

我們知道RFD系統(tǒng)中，讀寫器輻射功率的強度比標簽后向散射產(chǎn)生的功率要高60db(~E離1m時)．標簽后向散射的能量對環(huán)境的影響(或造成系統(tǒng)干擾)微乎其微。輻射引起干擾的干擾源由讀寫器造成，而讀寫器占用頻譜的大幅度下降(比RTF時下降1 7倍左右)無疑對改善系統(tǒng)內(nèi)的電磁兼容性產(chǎn)生明顯的良性影響，使有限的頻譜資源利用率得以充分發(fā)揮，特別避免兩臺臨近讀寫器之間的無意干擾有明顯的積極意義。這點避免高速公路相鄰陣道的相互竄擾及在物流大量應用的領域，優(yōu)越性更突出。

O 基于TTF的芯片及讀寫器由于通信協(xié)議的大幅度簡化．同一塊晶片切割出的芯片成數(shù)倍的增加．電路組成與結(jié)構也變得十分簡單。因而制造TTF的RFID系統(tǒng)的造價得以大幅度下降，十分有利于RFID向各個領域的擴展與滲透．使RFID更加”平民化 ，更加貼近生活．有利于提升物流業(yè)與制造業(yè)的競爭能力?？梢娨环N微觀的科技進步對于生產(chǎn)力的提高和改善民眾的生活質(zhì)量，起到了無可估量的作用。

結(jié)論

從以下的實際數(shù)據(jù)可以領悟出，由于多址接入技術的發(fā)展，給RFID技術帶來多大的發(fā)展?jié)摿?。?jù)外國文獻披露，獲得以下實驗結(jié)果：

在一輛車的不同部位安裝總數(shù)為五塊TTI標簽，并以80km／HR．1 20 km／HR及1 60 km／HR的速度通過龍門架下的車道．在5．7m高度處安裝有一個EIRP值為4W 的TTI讀寫器，讀寫器對這輛車上的各個標簽識讀結(jié)果如下：在80 km／HR時對五塊卡上的成功讀卡總次數(shù)共40次：在1 20 km／HR時對五塊卡上的成功讀卡總次數(shù)共22次；在1 60 km／HR時對五塊卡上的成功讀卡總次數(shù)共11次；在1 6。 ／1 同時對五塊卡進行通信時，所有卡都能有一次以上的正確識讀。