新闻中心

RFID数据校检方式

您的当前位置: 首 页 >> RFID新闻中心 >> RFID数据校检方式

RFID数据校检方式

发布日期:2020-06-20 18:36:55 作者:Ling 点击:15936

     RFID系统中,数据传输的完整性存在两个方面的问题:一是外界的各种干扰可能使数据传输产生错误;二是多个电子标签同时占用信道会使发送数据产生碰撞。运用数据检验(差错检测)和防碰撞算法可分别解决这两个问题。通常,在设计数字通信系统时,首先应从合理地选择调制制度、解调方法及发送功率等方面考虑。若采取上述措施仍难以满足要求,则需考虑采用下述差错控制技术。

1.差错
按加性干扰引起的错码分布规律的不同,可将差错分为以下三种类型。
(l)随机差错:由随机噪声(如热噪声)造成的误码、错码的出现是随机的;错码之间没有相关性,是统计独立的;错码的分布是零散的。
(2)突发差错:由脉冲噪声(如闪电等)造成的误码、错码的出现是成串的;差错分布比较密集,也就是说在一些短促的时间区间内会出现大量错码;差错之间有相关性。差错的持续时间称为突发长度。
(3)混合差错:既出现随机差错又出现突发出错,而且哪一种都不能忽略不计的差错称为混合差错。
出现上述三种差错的信道分别称为随机信道、突发信道和混合信道。

2.差错控制
    为了降低误码率,提高数字通信的可靠性,往往要采用差错控制技术来发现可能产生的错码或发现并纠正错码。差错控制方式常用的有以下四种。

(1)检错重发方式(Automation Repeat Request,ARQ):接收端收到发送端发出的信码后经检验,如果发现有错码,但不知道该错码的准确位置,则通过反向信道把这一判断结果告诉发送端,然后发送端把前面发出的信码重新传送,直到接收端确认已正确收到信码为止。这种方式的实时性不是很强,而且需要具备双向信道。它适用于非实时通信系统,如计算机数据通信。
(2)前向纠错方式(Forward Error Correction,FEC):接收端在收到的信码中不仅能发现错码,而且还能够确定错码的准确位置,并纠正错码。对于二进制系统,如果能够确定错码的位置,就能够纠正它(只要将出错处的bit取反即可)。这种方式的优点是不需要反向信道(传送重发指令),也不存在由于反复重发所造成的时延,实时性好,但是其纠错设备要比检错设备复杂。它适用于实时通信系统,如语音通信等。
(3)反馈校验方式:接收端将收到的信码原封不动地转发回发送端,并与原发送信码相比较,如果发现错误,则发送端再进行重发。这种方法的原理和设备都较简单,但需要有双向信道。由于每一信码都相当于至少传送了两次,所以其传输效率较低。
(4)混合纠错方式(Hybrid Error Correction,HEC):该方方式是(1)、(2)两种方式的结合,接收端若发现有少量错码,在码的纠错能力以内用前向纠错方式进行纠错;如果错码很多,超出了码的纠错能力范围,但能检测出有错码,则自动采用检错重发方式。这种方式能大大降低通信系统的误码率,因此它得到了广泛应用。此法又称为“纠检结合方式”。
       在上述几种方法中,(1)、(2)和(4)都需要在接收端识别有无错码。但由于信息码元序列是一个随机序列,接收端是无法预知的(如果预先知道,就没有必要发送了),也无法识别其中有无错码,所以为了能够在接收端识别错码,要由发送端的信道编码器在信息码元序列中增加一些监督码元。这些监督码元和信息码元之间有一定的关系,使接收端可以利用这种关系借助信道译码器来发现或纠正可能存在的错码。这种在信息码元序列中加入监督码元的编码就称为差错控制编码,又称信道编码或纠错编码。在信息码中附加冗余的监督码元降低了编码效率。由此可见,信道编码是以降低通信的有效性为代价来换取通信可靠性的提高的。
     差错控制编码可以从不同的角度进行分类。按码的控制功能,它分为检错码(只能发现差错)和纠错码(能发现并纠正错码);按信息码元和附加的监督码元之间的关系它可分为分组码和非分组码。将信息码分组,为每组信息码元附加若干监督码元,监督码元仅监督本码组中的信息码元,也就是说,每个码组的监督码元只和该码组的信息码元相关,而与其他组的信息码元无关,则这种码组称为分组码。如果分组内信息码元和监督码元之间是线性关系,则称为线性分组码,否则称为非线性分组码。如果采用的编码规则使若干个相邻的码组都具有了一定的相关性,则称这种码为非分组码。常用的卷积码就是非分组码中最主要的一类。虽然卷积码编码后的码元序列也划分为码组,但每组的监督码元不仅与本组的信息码元有关,而且与前面码组的信息码元也有约束关系。

3.检纠错码
  RFID数据信息由信息码元k与监督码元(也称检纠错码)r组成,信息码元与监督码元示意图4.检、纠错码的分类,根据检错码与纠错码对随机错误和突发错误的检错能力,可以对其分类.
1)分组码
     码组的检纠错码元仅与本码组的信息码元有关,而与其他码元组的信息码元无关。这样的码组叫分组码。
2)卷积码
     码组的检纠错码元不仅与本码组的信息码元相关,而且与本码组相邻的前m个时刻输入的码组的信息码元之间也具有约束关系,这样的码组叫卷积码,其性能优于分组码。
3)交织码
交织码是利用交织技术构造出来的编码

5.RFID中的差错检测

  RFID中的差错检测主要采用的是奇偶检验码和CRC码,它们都属于线性分组码。
1)奇偶检验码
奇偶校验码是一种通过增加冗余位使得码字中“1”的个数恒为奇数或偶数的编码方法,它是一种检错码。在实际使用时,它又可分为垂直奇偶校验、水平奇偶校验和水平垂直奇偶校验等几种。
2)CRC码
    CRC码(循环冗余码)具有较强的检错能力,其硬件实现简单,因此在RFID中获得了广泛的应用。

(1)算法步骤。CRC 码是基于多项式的编码技术,在多项式编码中,将信息位串看成阶次从 Xk-1到 X0的信息多项式 M(X)的系数序列,多项式 M(X)的阶次为 k-1。在计算CRC 码时,发送方和接收方必须采用一个共同的生成多项式 G(x),G(x)的阶次应低于M(X),且其最高和最低阶的系数为 1。在此基础上,CRC码的算法步骤为:
① 将 k 位信息写成 k-1 阶多项式M(X);
② 设生成多项式G(X)的阶为r;
③ 用模2除法计算XrM(X)/G(X),获得余数多项式R(X);

④ 用模 2 减法求得传送多项式 T(X),T(X)=XrM(X)-R(X),则T(X)多项式系数序列的前 k 位为信息位,后 r 位为校验位,总位数n=k+r。
CRC码的计算示例如图4-31所示。信息位串为1111 0111,生成多项式G(X)的系数序列为10011,阶r为4,进行模2除法后,得到余数多项式R(X)的系数序列为1111,因此传送多项式T(X)的系数为1111 0111 1111,前8位为信息位,后4位为监督检验位

(2)CRC检验原理。因为T(X)一定能被G(X)模2整除,所以判断接收到的T(X)能否被G(X)整除,就可以知道在传输过程中是否出现错码。当采用循环移位寄存器实现CRC码计算时,应注意收、发双方的循环移位寄存器的初始值相同。
(3)CRC编码标准。CRC码的优点是识别错误的可靠性比较好,且只需要少量的操作就可以实现。16位的CRC码适用于检验4KB长数据帧的数据完整性,而在RFID系统中,传输的数据帧明显地比4KB短,因此除了16位的CRC码外,还可以使用12位(甚至5位)的CRC码。

常用的标准生成多项式有如下4个(其中前3个生成多项式是国际标准):
① CRC(12位)=X12+X11+X3+X2+X+1;
② CRC(16位)=X16+X15+X2+1;
③ CRC(CCITT)=X16+X12+X5+1;
④ CRC(32位)=X32+X26+X23+X16+X12+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X+1。
CRC(16位)多项式对应的二进制校验序列为1 1000 0000 0000 0101B。国际电报电话咨询委员会(CCITT)推荐的多项式CRC(CCITT)对应的二进制校验序列为1 0001 0000 0010 0001B。

    在RFID标准ISO/IEC14443中,采用的是CRC(CCITT)的生成多项式。但应注意的是,该标准中的TYPE A采用CRC-A,计算时循环移寄存器的初始值为6363H;TYPE B采用CRC-B,循环位移寄存器的初始值为FFFFH。

本文网址:http://www.hysrfid.com/article/RFIDshujuxiaojianfangshi.html

关键词: RFID数据校检方式RFID

芯创益技术专注于RFID标签读写器设备生产厂家,所提供RFID解决方案集成RFID系统、RFID标签,RFID读写器等设备应用,为国内外企业提供完善高效的RFID技术应用。
服务热线  13691762133
服务热线  13691762133服务热线 13691762133
微信二维码
手机二维码
返回顶部
返回顶部返回顶部