無線射頻標識RFID(Radio Frequency Identification)是一種非接觸的自動標識技術，它利用射頻信號和空間耦合來實現對物體的自動識別^[1]。與條形碼相比，RFID技術具有防水、防磁、使用壽命長、讀取距離遠、標簽上數據可加密、存儲數據容量大、存儲信息更改方便等優點。相信RFID將給人類生活帶來深刻變化。為了搶占市場并在市場競爭中立于優勢地位，很多企業積極起草或者參與RFID標準的制定。
　　在RFID的眾多相關標準中，無線接口標準" title="無線接口標準">無線接口標準是最核心的部分。無線接口標準主要定義電子標簽和閱讀器間互操作的物理層標準、抗沖突算法及協議參數等。RFID無線接口標準涉及到低頻、高頻、超高頻和微波等多個頻段，它們各有特色，其中超高頻及微波RFID由于具有數據傳輸速率高、空中傳輸距離遠等特點，廣為關注。目前超高頻及以上頻段RFID無線接口標準主要有ISO組織制訂的ISO18000－6A/B(采用860M～960MHz頻段)、日本東京大學教授坂村健等提出的UID(Ubiquitous ID，泛在ID)RFID標準(采用2.45GHz頻段)和EPCglobal組織制訂的第一代EPC CLASS-0/1 RFID標準和第二代CLASS-1 RFID標準。在這幾個無線接口規范中，第二代CLASS-1 RFID標準一方面吸收了ISO 18000-6等RFID標準成果，另一方面根據第一代EPC標準產品在市場應用中的反饋，進行了技術改進，性能比第一代RFID標準有了顯著提高。其性能提高主要體現為兼容全球RFID頻譜、具有良好的安全性和隱私保護、擁有更快的標簽閱讀速度以及適合標簽工作模式的無線接口。EPCglobal組織于2004年12月16日批準了EPC CLASS-1/Gen-2 RFID標準。
　　下面簡要介紹EPC第二代CLASS-1 RFID標準特點及其采用的核心技術。
1 EPC CLASS-1/Gen-2 RFID標準主要特點
　　EPC CLASS-1/Gen-2 RFID標準(簡稱Gen-2標準)采用開放的體系結構，得到眾多歐美RFID企業支持。它充分考慮了標簽低處理能力、低功耗和低成本要求，在射頻頻段選擇、物理層數據編碼及調制方式、防沖突算法、標簽訪問控制和隱私保護等技術方面采取了一系列改進，既提高了RFID產品的性能，又減少了制造電子標簽所需掩模(die)大小(平均減少幅度為20％)，降低了電子標簽的制造成本。Gen-2 RFID標準具有以下主要特點：
　　(1)兼容全球RFID頻譜分布：Gen-2標準綜合考慮了超高頻RFID全球分布的無線頻段，頻譜較寬(860M～960MHz)，其中美國RFID頻段為902M～938MHz，歐洲是868MHz，日本為950M～956MHz。標準要求，在全球RFID頻段范圍內(860M～960MHz)，Gen-2 RFID產品性能必須保持一致，保證Gen-2標準RFID設備間互通互聯，從而推動Gen-2 標準RFID產品在全球廣泛使用。
　　(2)無版權許可：Gen-2標準在制訂過程中，由BTG、
　　Alien和Matrics等60余家RFID公司簽署了EPCglobal無特權許可協議，鼓勵Gen-2標準的免版稅(Royalty Free)使用，這將有利于RFID產品的市場推廣。
　　(3)良好的安全性和隱私保護：安全和隱私一直是RFID產品所關注的問題之一。Gen-2標準采用了簡單的安全加密算法，保證在閱讀器讀取信息的過程中，不把敏感數據擴散出去。在隱私保護方面，Gen-2采用“滅活”(Kills)方式，即當標簽收到閱讀器的有效滅活指令后，標簽自行永久銷毀。
　　(4)更快的標簽閱讀速度：Gen-2標準采用基于概率/分槽(probabilistic/slotted)防沖突算法，能快速適應標簽數量的變化，在閱讀批量標簽時能避免重復閱讀。其標簽閱讀速度是第一代EPC標準的10倍，能夠滿足高速自動作業需要，適應大批量標簽閱讀應用場合。
　　(5)靈活的編碼空間：Gen-2標準采用16～496位可變長度EPC標識以及可選用戶存儲區工作方式，來滿足各種RFID應用對編碼和數據存儲的不同需要。
　　(6)適合標簽工作模式的無線接口：Gen-2標準采用了
　　適合標簽工作(注明標簽工作特點，是否指后向功率小，要求簡單)的數據編碼和調制方式，即前向鏈路(閱讀器到標簽)采用PIE(Pulse-Interval Encoding)ASK調制方式，反相散射鏈路(標簽到閱讀器)采用FM0/密列副載波調制方法。
2 關鍵技術及特點
　　CLASS-1/Gen-2標準采用物理層(Signaling)和標簽標識層兩層分層結構，如圖1所示。其中物理層主要涉及到RFID頻率、數據編碼方式、調制格式、RF包絡形狀及數據速率等問題；標簽標識層主要處理閱讀器讀寫標簽的各種指令。Gen-2標準的關鍵技術主要涉及數據編碼和調制方式、數據差錯控制編碼技術、數據加密以及防沖突算法等。下面分別介紹Gen-2標準所采用這幾項關鍵技術。

　　(1)PIE編碼
　　PIE編碼是Gen-2標準前向鏈路通信時采用的數據編碼方式。它通過脈沖間隔(Pulse Interval)的不同長度來區分數據0和1，且在任一符合數據的中間產生一次相位翻轉，如圖2所示。
　　PIE編碼的極性翻轉特性使得編碼數據可無二義性地進行譯碼，且物理上實現容易。標簽在接收到一個脈沖數據后，把此脈沖數據的寬度與參考脈沖寬度" title="脈沖寬度">脈沖寬度(參考脈沖寬度等于數據0與數據1脈沖寬度和的一半)進行比較，寬度大于參考脈沖寬度，判為1；脈沖寬度小于參考脈沖寬度判為0。該脈沖寬度判斷對標簽處理能力要求不高。
　　PIE編碼還帶有時鐘信息，在通信過程中，能較好地保持數據同步，抵抗各種無線干擾，從而提高系統在無線環境下的可靠性。
　　(2)基帶FM0編碼
　　基帶FM0編碼是Gen-2標準反向鏈路通信時可選的兩種數據編碼方式之一。它采用雙相位空間編碼，在每一個符號邊界，信號相位必須發生翻轉。圖3顯示了基帶FM0編碼及狀態轉換圖。
　　圖3(a)中s1～s4代表4個不同相位的FM0函數波形。圖3(b)狀態轉換圖上的標記0和1表示編碼數據序列的邏輯值，也代表由此產生的FM0發射波形。狀態轉換圖映射發射邏輯數據序列時，FM0編碼間的轉換方向。由于FM0編碼序列選擇依賴于先前波形，因此FM0編碼需要存儲器來存儲前一編碼比特的波形。

　　(3)密列編碼調制副載波
　　密列編碼調制副載波(Miller-modulated subcarrier)也是Gen-2反向鏈路通信時可選的數據編碼方式之一。其基本信號波形和信號狀態圖與基帶FM0有些類似，如圖4所示。
　　基帶密列編碼不同于基帶FM0編碼之處是基帶密列編碼僅在二個連續符號0間才發生相位翻轉，其他數據符號組合(01/10/11)不發生相位翻轉，發射波形為基帶波形乘上M(M值由閱讀器指定，可以為2、4或者8)倍符號速率的方波信號。
　　密勒碼調制信號中帶有時鐘信息，具有較好的抗干擾能力。
　　(4)調制技術
　　Gen-2標準前向鏈路通信時采用雙邊帶/單邊帶/相位翻轉幅度鍵控方式(即DSB/SSB/PR ASK)，如圖5所示。