讲师：无

创建时间：2021-03-24 17:34:39

关键词：信息技术

关联标准：

一、 概述

射频识别（RFID）技术是物联网核心技术之一，在推进国家信息化进程和加快物联网建设中具有举足轻重的作用。但由于国内RFID技术的研究与应用起步较晚，核心技术受制于人。

从2003年起，国家相关部门、学术界以及产业界相关单位便启动了射频识别技术体系的研究,在技术、标准等方面取得了一系列创新成果。但作为射频识别系统最核心的关键技术，自主创新的RFID空中接口协议标准制定工作一直未能取得实质性突破。国内少数骨干企业虽然具备了一定的技术和产业化能力，但单个企业的技术力量比较分散，且缺乏创新动力和信心。

二、 800/900MHz空中接口协议标准研制过程

2010年，总装备部启动了军用自主空中接口协议标准的研制任务，调动军地两方科研力量开始攻坚研制自主可控、保障信息安全的空中接口协议标准，由中国电子技术标准化研究院以及国防科大等单位负责研制。由于RFID技术融合了信息和通信、先进制造、材料、装备及工艺等诸多前沿和高新技术，因此在短时间内完成技术创新工作，是一次高难度的挑战，非常艰巨。

2011年，在各方的共同努力下，圆满地完成了 800/900MHz军用RFID空中接口协议标准的研制任务，该军标于2011年10月正式发布。

2012年，为加快RFID技术研发、应用推广和产业化进程，国家标准委贯彻落实国家“军民结合、寓军于民，走中国特色军民融合式发展路子”的战略方针，促进标准化工作的军民结合，启动了800/900MHz射频识别空中接口协议国家军用标准转化为国家标准的工作，该工作由“全国信标委射频识别800/900MHz转标任务组”承担。

在转化过程中，转标任务组不断探索标准化工作的新思路，尝试新的工作模式和工作方法，加强军民合作，进行了大量的沟通、协调和研究工作，根据民用领域的应用需求将国家军用标准转化成为国家标准。2013年9月18日，该标准正式发布。

三、 800/900MHz空中接口协议标准解读

1、自主协议的特点和优势

我国自主研制的800/900MHz射频识别空中接口协议国家标准充分考虑了我国射频识别领域实际应用需求、应用特点和管理模式，技术达到国际先进水平，其特点和优势如下：

l 自主性强，创新面广，在物理层、协议层、防碰撞机制、安全机制核心技术方面均有技术突破，具有自主专利。

l 安全性高，具有不同强度的安全机制，可应对窃听、窃取、篡改、跟踪、欺骗（伪造）、克隆等安全威胁，保证通信链路安全，满足多种应用需求。而目前国际标准中则未充分考虑安全机制。

l 性能良好，具有高效的防碰撞机制，可快速清点标签，稳定性高，系统整体识别性能优于国际标准。

l 可扩展性强，根据RFID应用特点对存储器进行了重新划分，便于多个部门之间的协调管理，方便用户灵活使用，满足多用户管理需求，可扩展性强。

l 提供多种强度的安全鉴别机制和灵活的存储区划分和访问控制方法，在功能、性能、安全性、灵活性和配套性等方面均具有明显的优势。

2、自主协议的主要创新点

1) 前向链路编码

该标准在读写器到标签的前向链路中采用了一种新的编码方法，即截断式脉冲位置编码（TPP）编码，不仅改善了标签端正常工作所需的能量供应问题，还增大了读写器与标签间的识别距离，编码性能方面也要优于传统RFID系统的PIE编码。当两种编码方法中读写器的数据传输速率相等时，TPP编码能为每比特提供更多的能量，有效地解决无源标签的能量供应问题，同时编码信号占用的带宽比PIE编码信号窄，频谱效率更高；当两种编码方法中编码信号占用带宽相等时，该标准的数据传输速率更高，单位比特能够提供与PIE编码相当的能量。

2) 反向链路前导码和帧同步码

通过对自相关性能和直流失衡问题进行仿真和分析，该标准在反向链路中采用了8位前导码和帧同步码，具有良好的自相关性能和较低的假同步概率。在相同编码情况下，该标准FM0前导码具有最高的正确同步概率，其假同步概率性能与ISO/IEC 18000-6C FM0前导码相同；而Miller前导码的正确同步概率性能基本与ISO/IEC 18000-6C Miller前导码相同，且具有最低的假同步概率。

3）返向链路数据速率

在该标准中，反向链路速率为8个离散频率点，且频率点之间无倍频关系，不仅可以避免反向链路速率被特定频率的干扰所阻塞，还可以有效地规避ISO/IEC 18000-6C协议中关于反向链路速率方案的相关专利保护。

4) 存储区划分

该标准根据RFID标签的应用特点对存储器的逻辑分区进行了重新划分，细化了各分区的功能和权限形成全新的存储区组织结构，加强了信息安全防护功能和可扩展功能。专门划分出安全存储区，用于存放各种口令、安全参数以及鉴别密钥等，并规定安全区分成子区，每个子区又可细分为若干个字段，每个字段可单独访问和锁定，以满足安全需求。此外，可根据实际需要将用户区划分为若干个子区，最多可分为16个子区，以方便用户灵活使用。

5) 防碰撞机制

多标签防碰撞算法是RFID空中接口协议层的关键技术，在深入分析国际标准的基础上，该标准提出了动态分散收缩二叉树防碰撞机制，一方面在碰撞频繁发生的情况下，尽快散列标签数量，散列过度时，迅速收缩标签数量；另一方面吸收了防碰撞过程中标签应答中采用随机数的思想，有效提高了系统吞吐率和多标签识别速率，同时在随机数中引入CRC校验方式，增强数据校验能力。

6) 安全机制

该标准针对不同防护等级的安全需求，设计出了不同强度的安全机制，主要包括鉴别协议和安全通信协议，其中鉴别协议包括两种：基于异或运算的鉴别协议和基于对称密码算法的鉴别协议，两种不同强度的鉴别协议能够满足不同防护等级的安全需求，可应对窃取、篡改、跟踪、欺骗（伪造）等安全威胁，使得用户可以在不同需求的条件下，选择不同安全机制的射频识别系统，保证通信链路安全，并且具有自主知识产权。

四、 标准应用推广

标准的研制需要与产业密切结合，以800/900MHz空中接口协议标准为核心的自主创新标准体系业已形成，为加速射频识别技术研发、应用推广和产业化进程，中国电子技术标准化研究院联合国内产、学、研、用等多家单位，共同倡导、发起成立了射频识别开放实验室，加强合作，发挥各方力量更好地服务于射频识别标准化和产业发展大局，推进整个国家的RFID以及物联网产业健康有序的发展。

2013年4月18日，射频识别开放实验室成立大会在北京举行。国标委、发改委、工信部、全军军用标准化办公室、总后勤部司令部及公安部的相关领导出席了此次会议。与会领导对射频识别开放实验室的成立给予了充分肯定，并对今后的工作寄予了厚望。

射频识别开放实验室将广泛吸纳国内外产、学、研、用等相关单位，做好自主创新标准的宣传和推广工作，做好射频识别技术的演进工作，做好提供应用解决方案服务工作，为打造基于我国自主知识产权标准的射频识别技术体系和产业链、促进我国射频识别产业健康有序的发展贡献力量。