第五章 習題解答
一、 錯誤偵測技術
1. 何謂循環冗餘檢查法 (CRC)？ 是一種根據傳輸資料產生簡短固定位數校驗碼的演算法。發送端將資料除以一個特定的多項式，得到的「餘數」即為 CRC 碼並隨資料發送；接收端以同樣多項式除之，若餘數為 0 則代表資料傳輸正確。
2. 何謂縱向冗餘檢查法 (LRC)？ 這是一種簡單的校驗方式。它將一組資料區塊按位元進行異或 (XOR) 運算，產生一個校驗位元組。雖然計算簡單，但偵測多位元同時出錯的能力較 CRC 弱。
二、 RFID 碰撞問題 (Collision)
3. 何謂讀取器對讀取器的干擾？ 當多個讀取器的訊號涵蓋範圍重疊時，一個讀取器發出的高頻訊號會干擾到另一個讀取器接收標籤回傳的微弱訊號，導致讀取失敗。
4. 何謂電子標籤的碰撞？ 當多個電子標籤同時位於同一個讀取器的感應範圍內，並同時嘗試發送資料時，訊號會在空中互相重疊干擾，導致讀取器無法辨識任何一個標籤。
三、 防止碰撞方法 (Anti-collision)
5. 試說明電子標籤防止碰撞的四種基本方法？
空分多重存取 (SDMA)： 利用定向天線或空間分割，限制讀取器一次只與特定區域的標籤通訊。
頻分多重存取 (FDMA)： 讓不同標籤使用不同的頻率通道進行傳輸。
碼分多重存取 (CDMA)： 利用不同的展頻編碼來區分不同的標籤訊號。
時分多重存取 (TDMA)： 將時間分成多個時段，讓標籤在不同的時間點傳送資料。
6. 在電子標籤的防止碰撞方法中，最常用的是哪一種？ 時分多重存取 (TDMA)。因為它不需要複雜的天線設計或多個頻段，成本最低且效率穩定，是目前主流 RFID 標準（如 EPC Global）採用的方式。
四、 TDMA 與演算法細節
7. 在時間分割多重存取中，何謂讀取器驅動式 (Reader Driven)？ 由讀取器主導通訊。讀取器發出指令詢問標籤，標籤被動回應。讀取器會控制通訊的節奏與優先順序，這在被動式 RFID 系統中最為常見。
8. 在時間分割多重存取中，何謂電子標籤驅動式 (Tag Driven)？ 由標籤主動發起通訊。標籤進入讀取器範圍後，會主動嘗試發送資料（如 ALOHA 協議）。讀取器僅扮演接收與管理的角色，通常用於主動式標籤系統。
9. 何謂 Tree Algorithm (樹狀演算法)？ 這是一種確定性的防止碰撞演算法。讀取器將標籤的 ID 視為樹狀結構，透過逐位元詢問（例如：ID 開頭為 0 的請回應，接著 00 的請回應...），像修剪樹枝一樣排除衝突，直到找出唯一的標籤。
10. 何謂 Splitting Method (分裂法)？ 這是樹狀演算法的一種核心邏輯。當發生碰撞時，將參與碰撞的標籤群組「分裂」成兩個或多個較小的子群組（例如隨機分配到不同的時槽），反覆進行直到每個子群組只剩一個標籤。
1. 循環冗餘檢查 (CRC)： 利用多項式除法產生餘數作為檢查碼，偵錯能力極強。
2.縱向冗餘檢查 (LRC)： 對資料區塊進行逐位元 XOR 運算的簡易檢驗法。
3.讀取器對讀取器干擾： 重疊區域內的讀取器訊號互相蓋過，使標籤無法正確接收。
4.電子標籤碰撞： 多個標籤同時回傳資料，導致訊號在空中疊加成雜訊。
5.防止碰撞四種方法： SDMA (空間)、FDMA (頻率)、CDMA (編碼)、TDMA (時間)。
6.最常用方法： TDMA (時間分割多重存取)。
7.讀取器驅動式 (Reader Driven)： 讀取器主動點名或詢問，標籤被動回答。
8.電子標籤驅動式 (Tag Driven)： 標籤一進入場域就主動發送資料（如 Aloha 系統）。
9.Tree Algorithm (樹狀演算法)： 透過二元搜尋（Binary Search）逐位元篩選標籤 ID，直到找出唯一標籤。
10. Splitting Method (分裂法)： 碰撞發生時，將標籤隨機或依序分成小組，縮小範圍直到碰撞消失。
第六章 習題解答
1. 說明何謂「壹位元射頻系統」？
這是一種最簡單的 RFID 應用，通常稱為 EAS (Electronic Article Surveillance)。
原理： 讀取器只偵測感應範圍內是否有「標籤」存在，而不讀取標籤內部的具體 ID 碼。
狀態： 只有「在場 (1)」或「不在場 (0)」兩種狀態。
應用： 服飾店或超市門口的防盜門。
2. 說明何謂「壹位元電磁系統」？
這與射頻系統類似，但使用的是磁場飽和原理。
特點： 標籤通常是一條具有高導磁率的軟磁金屬條。當經過讀取器的交變磁場時，會產生高次諧波，讀取器藉此判斷標籤存在。
優點： 標籤極薄，常隱藏在書本中，且標籤可以反覆磁化（上鎖）與消磁（解鎖）。
3. 說明何謂「序列程序傳輸」？
定義： 指讀取器與標籤之間的資料交換是非同步、分時進行的。
流程： 讀取器先發送射頻能量（供標籤充電）與指令 $\rightarrow$ 停止發送 $\rightarrow$ 標籤利用儲存的能量回傳資料。這種方式可以避免讀取器強大的發射訊號干擾到標籤微弱的回傳訊號。
4. 試繪圖說明「電感耦合系統」之工作原理？
這是 低頻 (LF) 與 高頻 (HF, 13.56MHz) 系統的核心。
物理定律： 依據法拉第電磁感應定律。
原理： 讀取器天線線圈產生交變磁場，當標籤進入磁場時，標籤線圈會感應出電流（類似變壓器的原副線圈）。
關鍵圖元： 需畫出兩個線圈、磁力線，以及標籤端的電容（形成諧振）。
5. 試繪圖說明「電磁反向散射耦合」之工作原理？
這是 超高頻 (UHF) 與 微波 系統的核心。
物理定律： 依據雷達原理 (Radar Section)。
原理： 讀取器發射電磁波，遇到標籤天線後反射。標籤透過改變自身的輸入阻抗（負載調變），改變反射波的幅度或相位，將資料「背載」回讀取器。
關鍵圖元： 需畫出電磁波輻射、標籤天線反射波，以及標籤內部的阻抗切換開關。
6. 試說明「表面聲波 (SAW) 標籤」之工作原理？
這是一種無晶片 (Chipless) 的特殊技術。
過程： 讀取器發出脈衝電磁波 $\rightarrow$ 標籤天線接收並轉換為機械聲波在壓電材料表面傳播 $\rightarrow$ 聲波遇到預先刻好的反射柵（反射鏡）反射回來 $\rightarrow$ 轉回電磁波傳回讀取器。
特色： 因為聲波傳播速度遠慢於電磁波，這提供了一個天然的延遲，且能耐受極高溫或強輻射環境。
感耦合： 標註「磁場 (Magnetic Field)」、「變壓器原理」。
反向散射： 標註「反射波 (Reflected Wave)」、「負載調變 (Load Modulation)」。
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