基于电磁耦合原理的非接触式自动识别技术

在万物互联的今天，从8K超清视频到全屋智能设备，家庭网络正面临前所未有的压力。你是否经历过游戏卡顿、视频缓冲、智能音箱“装聋作哑”的尴尬?问题的核心可能不在于宽带套餐的带宽，而藏在那些看不见的“无线射频参数”里。

宽带基础科普：从“能用”到“好用”的三大秘密 1. 频段选择：双频路由器的隐藏技能 大多数家庭路由器支持2.4GHz和5GHz双频段。2.4GHz穿墙能力强但易受干扰，适合智能家居设备;5GHz速度快、干扰少，适合高清视频和游戏。2025年高端路由器已支持6GHz频段，但需终端设备同步支持才能解锁极致性能。

无线射频(Radio Frequency Identification，简称RFID)是基于电磁耦合原理的非接触式自动识别技术，通过阅读器与电子标签间的无线通信实现目标对象识别与数据交换。该技术由电子标签、读写器和天线构成核心系统，具备抗污染性强、多标签并发处理等特点，主要应用于物流管理、门禁系统、交通收费及图书管理等领域 [1] [2-3]。其国际标准涵盖ISO/IEC 14443、ISO/IEC 15693等协议体系 [1] [2]。RFID技术理论可追溯至1948年哈里·斯托克曼提出的反射功率通讯原理。20世纪50年代依托雷达技术衍生出实验室原型，70年代出现电子监控设备和野生动物追踪等初期应用。90年代进入商用标准化阶段，形成低频(125-134kHz)至高频(13.56MHz)产品体系。2000年后突破单芯片标签与多标签识读技术，逐步扩展至超高频(860-960MHz)及微波频段，应用领域覆盖工业生产、医疗设备及智能交通系统 。

目前生产射频技术RFID产品的很多公司都采用自己的标准，国际上还没有统一的标准。目前，可供射频卡使用的几种射频技术标准有ISO10536、ISO14443、ISO15693和ISO18OOO。应用多的是ISO14443和ISO15693，这两个标准都由物理特性、射频功率和信号接口、初始化和反碰撞以及传输协议四部分组成。阅读器通过发射天线发送频率的射频信号，当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流，射频卡获得能量被激活;射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去;系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号，经天线调节器传送到阅读器，阅读器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理;主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。

RFID技术的基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive Tag，无源标签或被动标签)，或者主动发送某一频率的信号(Active Tag，有源标签或主动标签);解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。一套完整的RFID系统, 是由阅读器(Reader)与电子标签(TAG)也就是所谓的应答器(Transponder)及应用软件系统三个部份所组成, 其工作原理是Reader 发射一特定频率的无线电波能量给Transponder, 用以驱动 Transponder电路将内部的数据送出，此时 Reader 便依序接收解读数据, 送给应用程序做相应的处理。以RFID 卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成, 感应偶合(Inductive Coupling) 及后向散射偶合(Backscatter Coupling)两种, 一般低频的RFID大都采用种式, 而较高频大多采用第二种方式。阅读器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置，是RFID系统信息控制和处理中心。阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。阅读器和应答器之间一般采用半双工通信方式进行信息交换，同时阅读器通过耦合给无源应答器提供能量和时序。 在实际应用中，可进一步通过Ethernet或WLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。应答器是RFID系统的信息载体，目前应答器大多是由耦合原件(线圈、微带天线等)和微芯片组成无源单元。

WiFi 7标准冻结、CERTIFIED 7认证计划启动。这在标志着WiFi 7时代逐渐开启的同时，也加速了WiFi 8的进程。根据IEEE的计划，WiFi 8预计在2028年左右发布，相关标准(IEEE 802.11bn)自2023年项目授权请求(PAR)获得批准后，工作组已经开始敲定更多细节。

尽管距离正式发布还有一段时间，市场上也还没有支持WiFi 8的产品完成，但是大致的原则方向已经确定，WiFi 8 在不增加频宽、频道数量的基础上，将关注重点放在有效吞吐量的提升和用户体验的改善之上。这一改变对于射频器件的开发或将带来更大的挑战，也给射频厂商带来更多新的发展机会。

近年来，WiFi 标准持续更新迭代。WiFi 6的推出让人们看到了无线网络技术的一次质变，它不仅提高了网络的速度，还改善了多设备同时连接时的表现。WiFi 6E则在WiFi 6的基础上进一步拓展了频段，让网络的表现更加出色。WiFi 7继承并发扬了WiFi 6E的优点，在其基础上进行了多项技术创新，比如320MHz频宽、4096QAM基频接入、MultiRU等。

WiFi 8 标准的设定却改变这一发展趋势，从增加频宽、频道数量，提升数据传输速度，转向了着重改善传输质量。WiFi 8 保持WiFi 7标准的23Gbps带宽、4096QAM调制方式、信道数量及频段(如2.4GHz、5GHz和6GHz)不变，引入协调空间重用(Co - SR)、协调波束成形(Co - BF)、动态子信道操作(DSO)和更精细的数据速率控制等技术。

“WiFi 8追求的是超高可靠性。从WiFi 8 功能的设定上就可以看出，并没有追求更高的频宽、更高的吞吐量，而是注重AP和Client之间如何更有效率地连接，考虑如何提供一个更稳定、更少延迟的无线网络环境。”Qorvo亚太区无线连接事业部高级行销经理林健富表示。

慧智微副总裁彭洋洋也指出，在传输速率上，目前来看WiFi 8与WiFi 7没有明显区别，同样是采用2.4/5/6GHz三个频段，同样采用高4096-QAM的调制方式，同样支持大320MHz信道带宽，同样理论高达到46Gbps的峰值速率。然而，速率没有明显提升，并不意味着WiFi技术就不再演进了。WiFi 8的重点转向优化实际效率与可靠性，在相同硬件参数下提升多设备、高密度场景的体验，而非进一步提高理论速率。

之所以会出现这样的转变，或许是业界的一种现实选择。

唯捷创芯市场经理赵星指出：“过往几代的WiFi标准的演进，主要是通过增加新频谱，信号流数，使用更宽的信号带宽，更高阶的调制信号来提高系统吞吐量;同时通过MU-MIMO，MLO等技术提高数据传输效率。发展到WiFi 7，理论大吞吐量已经达到46Gbps。虽然实际使用无法达到理论值，但是一般使用场景WiFi7提供的理论吞吐量能力已经是足够了。然而，在一些复杂使用场景下，信号传输的可靠性和数据传输效率以及时延表现还是是有所不足，不能很好地满足诸如AR，VR，高清流媒体、远程医疗，智能工厂、智慧城市级等需要实时响应的应用。”

WiFi 8也就是802.11bn(Ultra High Reliability)，从命名上来看就可以看出，这一代标准就是旨在提高传输可靠性的。通过WiFi8新增的一系列功能，优化现有资源，实现增强可靠性，减小时延的效果，从而满足未来一系列对时延和实时数据处理有较高要求的应用的需求。

之所以WiFi 8没有走之前标准的老路，加大信号带宽，使用更高阶调制，使用更多信号流数，赵星认为主要有两个方面原因：一是目前WiFi 7在吞吐量上已经满足一般日常应用需求。单纯在上述技术点做升级，也无法解决未来新应用对于可靠性和时延需求上的痛点。

二是在技术实现上的难度和回报不如目前WiFi 8的方案更优。比如在增加信号带宽方面，6GHz~7GHz范围内，只有6个320MHz的信道，其中不重叠的只有3个信道。如果进一步增大带宽，可用信道数会进一步降低，实际使用效率较低。同时更大带宽对于实现高质量的信号传输也有很大挑战。在更高阶调制方式上，目前WiFi 7已经使用4K-QAM调制方式，进一步升级就需要到16K-QAM，这部分升级只能带来16%的理论大速率提升。但是实现上的复杂度和代价很大。如果再考虑覆盖，实际投报并不高。