何謂訊號碰撞

　　您或許有這樣的經驗，在吵雜的宴會大廳中，您和您的朋友想要交談，對方張口好像想告訴你些什么事情，但是手機鈴聲，音樂聲，其他人的交談聲，這些雜訊都讓你沒有辦法聽得清楚，你只好請對方大聲點兒，好不容易才辨認出他的聲音，這樣的場景同樣也發生在RFID技術的世界里。  
   
　　RFID技術的技術，是利用無線電波在空氣中傳遞訊號，讀取器的天線發射無線電波將指令與能量傳遞給標簽，標簽也利用無線電波將資料傳遞回來，在肉眼看不到的世界里，就好像機場大廳一般充斥著各式各樣的雜訊，你來我往好不熱鬧。有時候，訊號太過微弱（就像你的朋友聲音太小） ，讓彼此傳遞的一方無法收到或辨識;有時候，訊號太過相近（有人的聲音和你的朋友一模一樣） ，造成接受端訊號的混亂，這些就是所謂的訊號碰撞。 

　　如何避免訊號碰撞 

　　一般而言， RFID技術的讀取器一次只能與一個標簽進行溝通，因而會有所謂訊號碰撞的問題。 

　　RFID技術的訊號碰撞（碰撞）一般可分為標簽訊號碰撞以及讀取器訊號碰撞兩大類，前者是指同個讀取器同時收到多個標簽所返回的訊號，造成無法準確判讀或誤判，后者則是同個標簽同時收到多個讀取器所發出的命令以致于造成沖突。 

　　訊號碰撞在早期是很棘手的問題，因為他會造成訊號傳遞失敗，流失，甚至訊號錯誤的解讀形成資料錯誤等等，形成識別的阻礙。近年來已經研究出許多的方法可以用以解決上述的訊號碰撞，一般統稱為抗訊號碰撞（防碰撞） 。抗訊號沖突的方式一般又可分為分址多工（空分多址） ，分頻多工（頻分多址）以及分時多工（時分多址） 。  
  
　　分址多工（空分多址：空分多址） 

　　分址多工的邏輯，是利用空間區隔的方式來避免訊號的沖突，多用以處理讀取器的訊號碰撞。簡單的說，就是依據讀取器與天線的有效距離將空間進行劃分，避免標簽被重復讀取的可能性，例如將部署被動式天線時將天線依據不同的方向錯開，或使用主動式的系統時，依據讀取器的接收范圍將空間劃分為不同的區域。 

　　分頻多工（頻分多址：頻分多址） 

　　分頻多工則是利用訊號傳輸所使用的頻道進行區分來避免訊號碰撞的一種方法。舉例而言，讀取器可使用相同的頻率（如13.56 ）發送訊號與命令至標簽，但有多個標簽需同時回覆時，可采用不同的副載波頻率，將一定的頻率范圍（如13.57MHz ， 13.59MHz ）切分為更細的頻道（頻道）以分配給不同的標簽進行資料傳輸。 

　　分時多工（時分多址：時分多址） 

　　分時多工是防訊號碰撞中最常使用，也最成熟的一項技術，其原理是利用時間的差異，將可使用的通訊時序分配給不同的標簽進行資料傳輸，排定先后順序后依序與讀取器進行溝通，其排定順序的方式一般常見的有（時隙） ALOHA協議以及二進制搜索兩種，前者是利用預設的時間區間，當標簽先后返回訊號的時間若有某標簽沒有與其他標簽沖突時，則將優先讀取;后者則是利用標簽所返回的UID配合演算法進行二元搜尋，直至選取到唯一的標簽后優先讀取。 

　　目前在讀取器的硬體層，多半都已經提供基本的防訊號碰撞功能，確保讀取器在讀取多標簽的時候可以準確無誤的讀取，而讀取器防訊號碰撞功能的好壞，也間接關系其讀取率（訊號接收的準確性）以及讀取速度（訊號處理所需的時間） 。 

　　密集閱讀器模式 

　　在的EPC的Gen2標準中特別設計了所謂的密集讀取器模式（高密度讀取器模式）來防止在同一空間中使用許多讀取器所造成的訊號碰撞。由于讀取器天線所發出的無線電波強度可達標簽的數百萬倍，因此若兩者所使用的頻率接近，標簽所反射的無線電波很容易被遮蓋，因此密集讀取模式所使用的原理是在有限的頻寬中，將讀取器所使用的頻寬與標簽的區分開來，并嚴格限制讀取器所使用的頻寬以避免溢波造成對標簽的干擾。 

　　結語 

　　影響RFID的讀取效果的因素有很多，訊號碰撞并不是造成讀取效果不佳或資料錯誤的唯一原因，在很多的狀況下，環境的干擾或系統設計不良，軟體邏輯錯誤等等也有可能造成上述的問題，但是對訊號碰撞現象正確的認識將有助于厘清系統可能的潛在風險，大幅提高的RFID系統的成功機會。

　　(文/精技電腦 王力加主任)

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