RFID应用与基本原理

第6章 射频数据的完整性
6.1、基本概念 • 完整性是指信息未经授权不能进行改变的特性，即信息在
存储或传输过程中保持不被偶然或蓄意地删除、修改、伪 造、乱序、重放、插入等破坏和丢失的特性。 • 完整性是一种面向信息的安全性，它要求保持信息的原样， 即信息的正确生成、正确存储和传输。 • 完整性与保密性不同，保密性要求信息不被泄漏给未授权 的人，而完整性则要求信息不致受到各种原因的破坏。 • 影响信息完整性的主要因素有：设备故障、误码（传输、 处理和存储过程中产生的误码，定时的稳定度和精度降低 造成的误码，各种干扰源造成的误码）、人为攻击、计算 机病毒等。
• 图中的第3组接收数据有误，接收端发回一个否认答复 （NAK），这时发送端将会重发第3组数据。
第6章 射频数据的完整性
6.3、差错控制方法 （2）前向纠错
• 前向纠错方式记作FEC( Forword Error Correction )。 • 发端采用某种在解码时能纠正一定程度传输差错的较复杂
的编码方法，使接收端在收到的信码中不仅能发现错码， 还能够纠正错码。 • 采用前向纠错方式时，不需要反馈信道，也不需反复重发 而延误传输时间，对实时传输有利，但是纠错设备比较复 杂。
• 这种方式具有自动纠错和检错重发的优点，可达到较低的 误码率，因此， 近年来得到广泛应用。
• RFID系统一般使用第一种或第二种差错控制方式。
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6.4、差错控制编码
• 差错控制时所使用的编码，常称为纠错编码。 • 根据码的用途，可分为检错码和纠错码。检错码以检错为目的，
不一定能纠错；而纠错码以纠错为目的，一定能检错。
• 由发端送出能够发现错误的码，由收端判决传输中有无错 误产生，如果发现错误，则通过反馈信道把这一判决结果 反馈给发端，然后，发端把收端认为错误的信息再次重发， 从而达到正确传输的目的。
• 其特点是需要反馈信道，译码设备简单，对突发错误和信 道干扰较严重时有效， 但实时性差，主要在计算机数据通 信中得到应用。
收到，可能导致以下结果： ① 不能识别正常工作的电子标签，误判电子标签的工作状态； ② 将一个电子标签判别为另一个电子标签，造成识别错误。
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6.2、RFID系统的数据传输出错
• 因传输的信号畸变而导致的数据传输出错在RFID系统的数 据通信中是不能容忍的，解决的方法有两种：
① 加大读写器的输出功率，从而提高信噪比，但这种方式有 一定的局限性，读写器发出的功率有限制，如果超限，会 造成电磁污染。
前 向纠 错 FE C
发端
纠 错码
收端
检 错重 发 ARQ
发端
混 合纠 错 HEC
发端
检 错码 判 决信 号 检 错和 纠 错 码 判 决信 号
收端 收端
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6.3、差错控制方式 （1）检错重发（ARQ）
• 检错重发又称自动请求重传方式，记作ARQ(Automatic Repeat Request)。
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6.3、差错控制方式 （3）混合纠错方式（HEC）
• 混合纠错方式记作HEC(Hybrid Error Correction)是FEC和 ARQ方式的结合。
• 发端发送具有自动纠错同时又具有检错能力的码。收端收 到码后，检查差错情况，如果错误在码的纠错能力范围以 内，则自动纠错，如果超过了码的纠错能力， 但能检测出 来，则经过反馈信道请求发端重发。
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6.1、基本概念
• 保证信息完整性的主要方法包括以下几种： ① 协议：通过各种安全协议可以有效地检测出被复制的信
息、被删除的字段、失效的字段和被修改的字段。 ② 纠错编码方法：由此完成检错和纠错功能。最简单和常
用的纠错编码方法是奇偶校验法。 ③ 密码校验和方法：它是抗篡改和传输失败的重要手段。 ④ 数字签名：保障信息的真实性。 ⑤ 公证：请求网络管理或中介机构证明信息的真实性。
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6.2、RFID系统的数据传输出错
• 当接收读写器发出的命令以及数据信息发生传输错误时， 如果被电子标签接收到，可能会导致以下结果：
① 电子标签错误的响应读写器的命令； ② 电子标签的工作状态发生混乱； ③ 电子标签错误的进入休眠状态。 • 当电子标签发出的数据发生传输错误时，如果被读写器接
射频识别技术
RFID Technology
第6章 射频数据的完整性
第6章 射频数据的完整性
• 6.1、基本概念 • 6.2、RFID系统的数据传输出错 • 6.3、差错控制方式 • 6.4、差错控制编码 • 6.5、汉明码 • 6.6、奇偶校验法 • 6.7、循环冗余校验（CRC） • 6.8、性能指标
② 在原始数据的后面加上一些校验位，这些校验位和前边的 数据之间具有某种关联，接收端根据判断收到的数据位和 校验位之间是否满足这种关联关系来判断有没有发生畸变， 这就是差错控制编码。
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6.3、差错控制方式
• 常用的差错控制方式主要有检错重发（简称ARQ），前向 纠错（简称FEC），混合纠错（简称HEC）。
第6章 射频数据的完整性
6.2、RFID系统的数据传输出错
• RFID系统采取无接触的方式进行数据传输，因此在传输过 程中很容易受到干扰，包括系统内部的热噪声和系统外部 的各种电磁干扰等，这些都会使传输的信号发生畸变，从 而使传输数据发生不受欢迎的改变从而导致传输错误，如 下图所示：
图1 干扰导致数据传输发生错误
• 监督码元：上述几种技术中，都是在接收端识别有无错码。所 以在发送端需要在信息码元序列中增加一些差错控制码元，它 们称为监督码元。
• 不同的编码方法，有不同的检错或纠错能力。
• 多余度：就是指增加的监督码元多少。例如，若编码序列 中平均每两个信息码元就添加一个监督码元，则这种编码 的多余度为1/3。
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6.3、差错控制方式 （1）检错重发（ARQ）
• 停止等待ARQ系统
发送码组
1
2
ACK
1
2
接收码组
3
3
ACK
NAK
3
3
有错码组
4
ACK
4
5
5
ACK
NAK
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5
5
有错码组
6 ACK t
t
• 数据按分组发送。每发送一组数据后，发送端等待接收端 的确认答复（ACK），然后再发送下一组数据。