IEC 62575-2：物品管理 RFID — UHF 空中接口协议

IEC 62575-2 标准概述：RFID 空中接口协议

IEC 62575-2 作为物品管理 RFID 的 ISO/IEC 18000-63 系列标准的一部分发布，定义了工作在 860 MHz 至 960 MHz UHF 频段的被动式 RFID 系统的空中接口协议。该标准在技术上与 EPCglobal UHF Class 1 Gen 2 规范保持一致，已成为供应链管理、零售库存追踪和资产管理领域全球主导的 UHF RFID 标准。该协议采用阅读器先发言原则，阅读器发射的连续波载波同时为被动标签供电并提供下行链路通信通道。

该标准支持全球 UHF 范围内的多个频段：欧洲为 860-869 MHz，美洲为 902-928 MHz，中国为 920-925 MHz。标签利用电荷泵整流电路从阅读器的连续波载波中采集能量，存储在电容中，并通过反向散射调制进行通信。最先进的 UHF RFID 标签在活动状态下的功耗低于 1 微瓦，在优化配置的阅读器系统中可在超过 12 米的距离上实现可靠通信。

物理层与链路参数

下行链路使用 DSB-ASK、SSB-ASK 或 PR-ASK 调制方式，并采用 Miller 或 FM0 基带编码。阅读器数据速率范围为 26.7 kbps 至 128 kbps。Miller 编码系列提供基于副载波的调制，具有更好的抗噪性和时钟恢复能力。FM0 编码提供最高的数据速率，适用于高吞吐量应用。在等效链路条件下，Miller-8 编码的读取距离比 FM0 长约 20-30%，而 FM0 的上行数据吞吐量约为 Miller-8 的 4 倍。

下行链路使用的 PIE 编码方案通过改变每个符号周期内低功耗脉冲的持续时间来编码数据位。标准规定的 Tari 范围为 6.25 us 至 25 us。标签的反向散射信号通常比阅读器的连续波载波弱 40-70 dB。没有足够的发射-接收隔离度，接收器灵敏度可能下降超过 20 dB，使最大读取距离减半。

标签盘存与防碰撞协议

盘存过程使用基于 Q 算法的时隙随机防碰撞协议。阅读器通过广播带有参数 Q 的 Query 命令发起盘存轮次，定义包含 2^Q 个时隙的帧。每个标签选择一个随机时隙计数器值并在后续 QueryRep 命令中递减计数器。Q 算法根据观察到的碰撞率动态调整 Q 值。采用动态 Q 算法的优化 UHF RFID 系统在密集阅读器环境中每秒可盘存超过 300 个标签，这正是通过仔细调整 Q 起始值、时隙超时参数和会话管理实现的。

标准还支持 Select 命令，允许阅读器在发起盘存轮次前根据存储内容标准预先选择标签子集。这支持复杂的操作，例如从特定产品类别或有效期范围中选取标签。当与会话和盘存标志机制结合使用时，该协议通过将大量标签划分为可管理的子群体，实现对极大标签群体的高效盘存。零售配送中心的现场测试表明，通过优化阅读器布局和天线配置，可实现的持续盘存速度超过每秒 500 个标签。

RFID 系统工程设计要点

天线设计是 UHF RFID 系统性能中最关键的因素。增益为 6-9 dBi、轴比低于 3 dB 的圆极化天线提供了最佳平衡。标签天线阻抗必须与芯片的复阻抗共轭匹配。法规合规性增加了另一层复杂性：辐射功率限值因地区而异，美洲为 4.0 W EIRP，欧洲为 2.0 W ERP。现代 RFID 阅读器芯片组集成了可编程的监管配置文件，简化了全球部署的认证流程。

密集阅读器环境中的干扰管理通过密集阅读器模式来解决，该模式使用 Miller 副载波编码将标签反向散射频谱搬离阅读器的本地振荡器相位噪声。对于超过 8 台阅读器近距离部署的场景，推荐结合频率规划、时分同步和天线隔离来维持系统吞吐量。此外，标签天线的极化匹配也至关重要，圆极化阅读器天线虽然降低了极化失配损耗，但与线极化标签天线之间存在约 3 dB 的极化失配。