1.2 Кодування даних транспондерів

Функціонування глобального ПАР транспондера, створеного компанією RF SAW Inc. (далі в статті розглядатимуться розробки пристроїв на ПАР саме цієї компанії), засноване на методі цифрової модуляції. Безліч імпульсів, формують групу даних, частково перекриваються в часі із застосуванням одночасного фазового зсуву. На малюнку 5 зображено структура групи даних, на основі якої ведеться розробка міжнародних стандартів для систем RFID на ПАР. Запропонована структура групи даних враховує дві основні вимоги, що пред'являються до RFID системам - це мінімізація вартості транспондера та забезпечення анти колізії, тобто можливості декодування декількох сигналів, що надходять від різних транспондерів одночасно. Для умов, зазначених на малюнку 5, існує 111 930 унікальних станів для однієї групи даних. Для кодування 16 біт даних використовується всього 65 536 станів з них. Решта стани можуть використовуватися для оптимізації характеристик каналу передачі даних і забезпечення завадостійкості.

Структура даних транспондер на ПАР

Структура даних транспондера складається з набору 16 бітних груп даних, між якими існує 11 вільних тимчасових слотів. Таким чином, можна отримати транспондер ємністю 16, 32, 48, 64 і більше біт, аж до 256. На малюнку 6 зображена так звана «платформа транспондера», що складається з 8 груп даних загальною ємністю 128 біт. Зауважимо, що дана конфігурація не єдина, що дозволяє кодувати дані глобального транспондера на ПАР. Наприклад, можливий варіант використання вільних слотів між групами даних, при якому не порушується мінімально допустима відстань між імпульсами, відповідно до критерію Найквіста. Тим не менш, в додатках, де багаторазові сигнали, що надходять від транспондерів, починають конфліктувати, даний підхід неприйнятний.

1.3 Антиколізія

На сьогоднішній день у більшості комерційних систем RFID потрібно, щоб кілька транспондерів, що знаходяться в області дії рідера, зчитувалися одночасно. Це можливо, якщо кожен транспондер має свій унікальний ідентифікаційний номер. Один з методів подібної нумерації - це EPC код (електронний код продукції), який містить як ідентифікаційний, так і серійний номер об'єкта. Унікальний ідентифікаційний номер є основним елементом, що забезпечує анти колізію в будь - якій системі RFID незалежно від використовуваної технології. Для транспондерів на ПАР застосовуються різні комбінації існуючих методів анти колізії. Один з таких методів -просторовий, коли вузьконаправлена ​​антена діапазону 2,4 ГГц використовується для мінімізації кількості транспондерів, сигнали від яких надходять одночасно. Тим не менш, вірогідність одночасного зчитування транспондерів залишається. Для того щоб рідер зміг ідентифікувати унікальний ідентифікаційний код кожного транспондера, прийняті сигнали повинні бути структуровані. Структурування сигналу з використанням узгодженої фільтрації є основним методом анти колізії в системі RFID на ПАР.

Елементами подібної структури є:

• набір імпульсів з оптимізованою взаємної кореляцією базової групи даних ємністю 16 біт;

• шифрування даних транспондера з метою максимізації відстані кодування між транспондерами ідентичних об'єктів;

• багаторівневе детектування помилок;

• кодований 32 бітний сигнал синхронізації, і т.п.

Ключовим моментом проектування транспондера є вибір кількості бітів в базовій групі даних. Група в 16 біт, показана на малюнку 5, була обрана як компроміс між можливою базою імпульсного сигналу і кількістю фільтрів, необхідних для забезпечення поділу імпульсів між групами даних. Додаткові набори груп даних на основі базової групи даних використовуються для цілей анти колізії. Вони призначені для кодування інформації про синхронізацію, серійного номера об'єкту, блоку перевірки помилок і т.п. Зазвичай для забезпечення анти колізії буває достатньо набору групи даних загальною ємністю в 48 або 64 біта. Відповідно для отримання 64 і 96 бітового EPC коду повинні бути використані 128 і 160 бітові платформи ПАР транспондерів. Термін «платформа транспондера» визначає «загальну не кодованою ємність» транспондера, на відміну від «кодованої області», призначеної для введення даних користувачів системи.

Проектування рефлектор транспондер, забезпечує мінімальну втрати

Дальність прочитування ПАР транспондера - це головне відмітна властивість RFID системи на поверхневих акустичних хвилях від інших систем електронної ідентифікації, тому мінімізація внесених втрат є найважливішим завданням при проектуванні ПАР пристроїв. Алюміній для розімкнутих електродів рефлекторів і пьезокрісталлніобата літію (128LiNbO3) для підкладки були обрані тому, що вони забезпечують високу відбивну здатність електродів при одночасно низьких акустичних втратах розсіювання і допускають резистивні втрати I2R. Кожен рефлектор вносить приблизно -0,1 дБ втрат енергії (Е). Отже, загальні втрати, що вносяться рефлекторами, невеликі. Енергетичний баланс для i-го рефлектора наступний:

(1.1)

У попередніх версіях RFID систем на поверхневих акустичних хвилях ближні рефлектори були слабші, ніж наступні, що давало можливість отримати приблизно рівномірний відповідь імпульс. У розглянутому випадку амплітуда кожного імпульсу буде відрізнятися від подальшої на коефіцієнт нахилу S. Якщо L - це втрати між імпульсами при вільному розповсюдженні по поверхні, то відбивна здатність суміжних рефлекторів повинна задовольняти таким умовам:

(1.2)

При вирішенні даної системи рівнянь отримуємо:

(1.3)

Таким чином, інтенсивність відбиття рефлекторів може бути розрахована на основі інтенсивності відображення самого останнього рефлектора з урахуванням відображених перешкод. На малюнку 7 показані інтенсивність відбиття і вносяться втрати трьох різних наборів рефлекторів.

Ці приклади показують, що інтенсивність відбиття ближніх груп може бути істотно збільшена без впливу на виникаючі втрати при відображенні наступних груп. Ця обставина дозволяє проектувати пристрої, менш сприйнятливі до ехосигнали і вибирати ближні рефлектори необхідного рівня відображення, що в підсумку зменшує сумарні помилки.