《800/900MHz频段射频识别(RFID)技术应用规定(试行)》解析

　　2O07年4月20日 信息产业部发布了《8O0MHz／900 MHz频段射频识别(RFID)技术应用规定(试行)》(信部无[2007]205号) (以下简称《规定)) 对我国UHF频段RFID无线发射设备的工作频率、发射功率、占用带宽、频率容限、邻道功率泄漏比、工作模式、杂散发射限值以及传导骚扰发射等射频指标作了详细的规定。本文从无线电管理角度和技术角度出发，浅谈对《规定》的一些主要技术指标的理解与广大读者共享。  

1、关于工作频率的规定 

　　《规定》第一条：800 MHz/900 MHz频段RFID技术的具体使用频率为840 MHz～845 MHz和920 MHz～ 925 MHz。 

该频率范围的规定既考虑了与国际标准相衔接又考虑了我国无线电频率划分和产业发展的实际情况，同时支持了我国自主创新的RFID技术的研究。频率范围与国际标准相衔接，可以使国内外生产的R FID标签能够通用为我国产品的出口流通提供了方便。同时可以使我国制造企业生产的R FID设备不需要经过太大的改动就能在美国和欧洲使用降低企业的设计和制造成本。国际标准ISO/IEC18000—6推荐UHF频段RFID设备使用的频率范围是860 MHz～960 MHz。目前世界上主要发达国家和地区在这一频段对R FID业务所做的频率规划如表1所示 我国860 MHz～960 MHz频段的具体频率使用状况如表2。　　 

　　表1 全球RFID频率规划情况 

 　表2 我国860 MHz～960MHz频段的频率使用状况 

　　从我国目前在860 MHz～960 MHz频段的频率使用现状(表2)可以看到 在该频段内频率已经划分完毕 没有空余频段可用于RFID频率，因此应选择与现有业务相互影响最小的工作频段。移动通信和航空导航业务由于使用地域广泛 而且其业务的重要性高 所以国家很难采取措施来实现其与RFID业务的共用。无中心对讲业务由于是窄带业务 其使用频带宽度只有2 MHz 所以也无法采用共用的方式来用作RFID业务。因此 我国采取了RFID业务与点对点立体声广播传输业务共用频段的方式解决这个问题。点对点立体声广播传输业务主要用于广播电台播控中心与调频广播发射机房之间的节目传送，工作频段为91 7 MHz～925 MHz。笔者认为，国家~BRFtD使用频率规划在920 MHz～925 MHz有着以下几个方面的考虑。 

　　第一.该业务的使用范围局限(如广州地区)，设备架设位置特殊.仅用于点对点传输 只要采取适当的技术措施，就可以避免和减弱RFID使用时的干扰。而且RFID~频技术可极大减小这两种业务间的相互干扰。 

　　第二，近年来随着光纤通信与卫星通信的发展，大多数原有的点对点立体声广播传输业务已经采用光纤传输或卫星转发替代。随着其应用的减少 可以逐步把该业务使用频率调整到91 7 MH Z～920 MHz这3 MHz范围内。 

　　第三， 中国香港地区使用的频段也是920 MHz～925 MHz 频率范围选取的一致性有利于加速RFID技术在粤港货物快速流通中的应用。 

　　《中国RFID技术政策白皮书》指出，“要建立中国R FID技术自主创新体系，取得核心技术的自主知识产权。 我国为RFID使用频率划分了双频段，除了920 MHz～925 MHz频段外.还从800 MHz频段中划出了840 MHz～845 MHz供使用。该划分充分考虑了为RFID产业未来发展留有足够的频率扩展空间，同时支持了我国自主创新的RFID技术的研究。首先，虽然对国内外RFID设备制造商来说 该频段的RFID产品无论在知识产权方面.还是在产品生产方面，机会都是均等的，但该频段的RFID设备最终只能在国内使用。这对于国内的制造商来说 在取得核心技术的自主知识产权方面占有比较大的优势。其次，双频段的划分考虑了对欧洲和美国的平衡，同时兼顾了欧洲和美国市场。在我国国内生产和使用的900 MHz频段R FID设备可经过较小的软件方面的改动销往美国 800 MHz频段设备则可经过较小改动销往欧洲。 

　　双频段划分也存在着一些缺陷。首先 由于支持双频的RFID设备的射频元器件要求比支持单频的高 如要求宽频带 高动态范围等，因而厂家研发和制造成本会相对比较高。其次，如果用840 MHz～845 MHz频段的RFID读写器读920 MHz～92 5 MHz频段的RFID标签，最大读写距离会有大约30%的损失这是由RFID读写器和RFID标签的滤波器件、天线等射频元器件的非宽频特性所带来的功率损失造成的。 

2关于占用带宽的规定 

　　《规定》第二条：信道带宽和信道占用带宽(99%能量)：250 kHz。 

　　与国际上其他国家和地区相对比 欧洲对RFID信道带宽的规定是200 kHz 而美国是500 kHz。占用带宽是由数据传输速率和调制方式共同决定的，规定了数据传输速率和调制方式，所需占用带宽也就相应确定了.在调制方式固定的情况下，数据传输速率越大.则所需占用带宽越大。而数据传输速率又和RFID标签信息长度、编码方式及每秒钟要求读取标签次数有关。 规定》中没有明确指出我国RFID设备应该使用的调制方式。一般情况下 UHF频段R FID设备以ASK调制为主流 分DSB-ASK SSB-ASK和PRASK-类。理论上 对于DSB—ASK 调制的数据 信号占用的最小带宽为数据传输速率的4倍;对于SSB—ASK调制的数据是3倍 对于PR—ASK调制的数据则为2倍。在ISO1 8000—6标准中TypeA和TypeB两种类型均要求返回链路数据传输速率为40 k bit/s。根据理论推算.所需要的占用带宽分别为80 kHz 1 20 kHz和240 kHz。对我国来说.250 kHz的占用带宽足以满足该数据传输速率的需求。 

3关于发射功率的规定 

　　《规定》第五条，关于发射功率的规定如表3所示。 

　　表3 RFID发射功率规定 

　　国际上其他国家和地区规定的最大发射功率如表4所示。 

　 

　　表4 其他国家或地区的RFID发射功率规定 

　　对比我国和国际其他国家或地区的最大发射功率的规定，我们必须弄清楚两个问题。一是弄清e.i.r.p与e.r.p的区别和联系;二是弄清RFID设备读写距离和发射功率的关系。 

　　e.i.r.P(Effective Isotropic Radiated Power)是指有效全向发射功率。它表示同全向天线相比，可由发射机获得的在最大天线增益方向上的发射功率。e.r.P(Effective Radiated Power)是指有效发射功率，表示同半波偶极子天线相比的最大发射功率。两者之间的关系是：e.i.r.p=e.r.p+2.15dB。 

　　我国规定e.r.p最大为2W，即33dBm，假设所用天线增益为1OdBi，可以算得允许发射机端口的最大功率为：Pt=33+2.1 5-10=25.15d8m，约为330mW 。 

　　RFID设备读写距离与发射功率有一定联系。理论证明，RFID读写器对标签的读取距离遵循雷达方程。即： 

　　式(1)中，Pr为读写器接收功率 Pt为读写器发射功率,G为天线增益,λ为波长，σ为雷达散射横截面面积，R为读写距离。 

　　公式表明，RFID设备的读写距离与发射功率的四次方根成反比。换句话说，如果想使读写距离翻一番，那么就必须使发射功率在其他条件不变的情况下增为1 6倍。这就说明了利用增大发射功率的办法提高读写距离是相当困难的。虽然我国规定RFID的最大发射功率与其他国家和地区相比数值比较低，但对读写距离的影响不会很大。 

　　另外，从表3中可以看出，为了避免对相邻频段的无线电业务产生干扰，国家在两个频段的前后端均划出了2个信道作为隔离信道，规定其最大有效发射功率为200mW。 

4关于工作模式的规定 

　　《规定》第六条：工作方式为跳频扩频方式，每跳频最大驻留时间2秒。 

　　跳频扩频工作模式的最大优点在于较强的抗干扰能力，同时有保密性强和抗多径干扰等优点。在美国，划分给UHF频段的RFID频率范围是902 MHz～928MHz共26MHz。由于该频段是工科医(ISM)频段.因而必须采取跳频扩频的工作模式来抗干扰。 

　　我国划分给RFID设备使用的920 MHz～925MHz频段与点对点立体声广播传输业务共用，因而也采取了跳频扩频的措施来减少干扰。对跳频工作模式来说如驻留时间太短，则会导致读取标签数据不完整，数据丢失;如驻留时间太长，则不能达到抗干扰的效果。《规定》没有对最小驻留时间作规定 因为最小驻留时间只跟读写器的读写质量有关，所以由设备厂商自己把握。而最大驻留时间太长可能导致设备与其他共用频段的无线电业务相互干扰，因此,《规定》限制最大驻留时间为2秒。 

5结束语 

　　《规定》的发布极大地推动了我国RFID产业的发展.但同时又为我国无线电管理部门带来了新的挑战。如何在一个新的无线电业务开始发展的时候，就引导它朝着正确的方向健康稳步发展是无线电管理部门应该考虑的课题。 

参考文献 

[1] 《800/900MHz频段射频识别(RFID)技术应用规定(试行)》(信部无[2007]205号); 

[2]《中国射频识别(RFID)技术政策白皮书》 中华人民共和国科学技术部等十五部委; 

[3] ISO/IEC 18000 系列标准：Information technology-Radio frequency identification for item management; 

[4]宋起柱，《 RFID技术及电磁兼容研究》，国家无线电监测中心; 

[5] 闵昊，关于中国RFID系统频率规划及与其他无线通信系统间互扰的系统仿真报告，复旦大学; 

[6]朱杨荷，刘海啸，RFID标准体系建议和重点研究问题。