Analysis of performance and interference effects in Radio Frequency IDentification systems

Nel corso degli ultimi anni, la definizione di comunicazione è stata riscritta con metodica cura dalla diffusione virale di una classe di dispositivi pensati e creati per aprire nuovi rapidissimi canali di interazione. La contrattura dello spazio delle comunicazioni che essi generano è legata a una disponibilità prati- camente istantanea, per cui ne abbiamo accesso tutti, e in qualsiasi luogo. Oggi, in questo modo, impensabili quantità di informazioni vengono trasferite at- traverso sistemi senza fili. Con una immagine, potremmo dire che è stato am- plificato o addirittura ricreato il concetto di voce: chi poteva parlare, ora può spingersi più in là, senza neppure muoversi; oggetti inanimati hanno ricevuto il dono della parola. Una contrattura virtuale del mondo, nel quale chiunque può parlare e farsi ascoltare, da qualsiasi altro attore. È naturale che deve esistere un ordine preciso e strutturato, per rendere fattiva questa straordinaria opportunità, e in questo senso si rendono necessarie regole e strategie. Il contesto nel quale si innesta il lavoro descritto in queste pagine, è proprio quelle delle comunicazioni non cablate. Di tutto il vasto campo di interesse, l’attenzione sarà concentrata principalmente sui dispositivi che, nel paragone proposto, danno voce a “cose” altrimenti inanimate. Si tratta dei sistemi di identificazione a radio frequenza (RFID), che, seppur lentamente, si stanno diffondendo a macchia d’olio in un gran numero di situazioni pratiche. Un sistema RFID è un sistema molto complesso che comprime e sintetizza numerosi campi di studio, tra i quali il processamento di segnali, la progettazione di circuiti a radio frequenza e di antenne, le reti e i sistemi informativi, ecc. Scendendo più nello specifico, l’attenzione sarà concentrata principalmente sui sistemi sviluppati per le applicazioni di larga scala, come ad esempio la gestione delle scorte di magazzino, o della catena di distribuzione, tra loro facilmente correlate. In questo contesto, i sistemi più promettenti sfruttano onde elettromagnetiche nello spettro UHF, e impiegano dispositivi passivi privi di circuiti interni di alimentazione. I sistemi RFID di oggi non costituiscono una tecnologia nuova, ma la vicina maturità di una tecnologia nota da almeno settanta anni. Nonostante questo, prima degli anni novanta non si è potuto sperimentare concretamente la potenzialità della tecnologia in ambiti civili, che è giunta con la rivoluzione della catena di distribuzione e la prospettiva del monitoraggio continuo, del tracciamento e della localizzazione. In questi anni, la tecnologia dei sistemi RFID continua a evolversi e cambiare, nella direzione di migliorare l’affidabilità e ridurre al minimo i rischi di errore. In queste pagine verrà analizzata con cura la tecnologia dei sistemi UHF, ponendo particolare attenzione ai problemi di affidabilità ancora aperti, e a tutti gli aspetti e le strategie che possono aiutare a migliorare le prestazioni. Un aspetto particolarmente innovativo del lavoro proposto riguarda lo studio sul campo degli effetti di interferenza elettromagnetica. Per la particolare natura dei sistemi RFID studiati, i disturbi del canale di comunicazione possono essere interpretati da due punti vista: sia in un’ottica di perdita di funzionalità casuale ma comunque importante e dannosa, sia in un’ottica di disturbo volontario. La conoscenza del comportamento del sistema in presenza di agenti di interferenza è molto importante al fine di valutare le situazioni di rischio e limitarne il più possibile le conseguenze. L’obiettivo finale è fornire ai progettisti dell’hardware e dei protocolli un insieme di metriche e indicazioni utili a migliorare le prestazioni e aumentare la robustezza dei sistemi RFID contro l’interferenza.