一種基于子幀觀測的動態(tài)幀時隙aloha防碰撞算法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于無線通信領域中的射頻識別（RFID)多標簽識別技術，具體設及一種 基于子帖觀測的動態(tài)帖時隙ALOHA防碰撞算法。
【背景技術】
[0002] 一個典型的RFID系統(tǒng)通常由一個或多個讀寫器W及眾多標簽組成，每個標簽都 有一個唯一標識符扣ID)或者產(chǎn)品電子代碼巧PC)(為了便于描述，后面統(tǒng)稱ID)。讀寫器 通過無線方式讀取標簽的ID，該樣系統(tǒng)就可W獲得與標簽相連的物體的信息。RFID系統(tǒng)分 為被動式，主動式W及半被動式（混合式），主要區(qū)別在于標簽的供電方式。主動式RFID系 統(tǒng)中，標簽自帶電源，利用自身電源的能量來發(fā)送數(shù)據(jù)，優(yōu)點是發(fā)送范圍廣，缺點是壽命短。 被動式RFID系統(tǒng)中，標簽的供電來源于讀寫器發(fā)送的射頻載波。當標簽接受到讀寫器的查 詢命令后會立即響應，發(fā)送自己的ID或數(shù)據(jù)信息。由于無源超高頻扣HF)RFID系統(tǒng)具有識 別距離遠，讀寫速度快，非可視，標簽成本低等優(yōu)點，使其得到了廣泛的研究和應用，主要用 于物流管理、供應鏈管理、貴重物品防盜等領域。UHFRFID系統(tǒng)讀寫器覆蓋范圍廣，系統(tǒng)內 覆蓋的標簽數(shù)目很多，同時對標簽的讀寫要求很高，該樣使得UHFRFID系統(tǒng)的標簽碰撞問 題較為突出。因此，高效、穩(wěn)定、復雜度低的防碰撞算法是UHFRFID系統(tǒng)研究的一個核屯、問 題，也是UHFRFID產(chǎn)業(yè)化的一個先決條件。
[0003] 技術上，多標簽防碰撞算法可W分為ALOHA-based和tree-based兩類。 Tree-based類算法的核屯、在于碰撞比特識別和追蹤技術。在UHF系統(tǒng)中，由于讀寫器端接 收信號的偏移，導致讀寫器不能有效的檢測到具體的碰撞位，因此使得tree-based類算法 難W應用到UHFRFID系統(tǒng)中，諸如EPCglobalC1Gen2 或者IS0/IEC18000-6B。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種能夠提高系統(tǒng)的識別效率和穩(wěn) 定性，避免了傳統(tǒng)ALOHA-based防碰撞算法中的復雜估計算法對硬件平臺較高的要求和依 賴，極大的降低了系統(tǒng)復雜度的基于子帖觀測的動態(tài)帖時隙ALOHA防碰撞算法。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過W下技術方案來實現(xiàn)的：一種基于子帖觀測的動態(tài)帖時隙 ALOHA防碰撞算法，在每一輪識別過程中采取設定的子帖觀測，并依據(jù)空閑時隙數(shù)與碰撞時 隙數(shù)的關系查找設定的第一配置表給出系統(tǒng)內的待識別標簽數(shù)，并得到剩余標簽數(shù)，然后 根據(jù)剩余標簽數(shù)查找設定的第二配置表給出下一輪的時隙帖帖長進行下一輪識別過程，根 據(jù)上述方法循環(huán)識別過程至工作區(qū)域內的標簽識別完畢。其具體包括W下步驟：
[0006] S1、讀寫器初始化清零；將讀寫器的時隙計數(shù)器Sc、空閑時隙數(shù)Ne、碰撞時隙數(shù)化 W及成功時隙數(shù)化均清零；
[0007] S2、讀寫器向其工作域內的待識別標簽廣播一個命令，發(fā)起命令的同時時隙計數(shù) 器加1;Sc=Sc+1 ;所述命令包括時隙帖F= 29、子帖F,ub化及時隙計數(shù)器值，其中F,ub的 大小滿足F,ub=F/2 \k為非負整數(shù)；
[000引 S3、讀寫器接收待識別標簽的響應，同時時隙計數(shù)器加1;Sc=Sc+1 ;
[0009] 若讀寫器接收到標簽的回復且無碰撞發(fā)送，則表示成功識別該標簽，化=化+1 ;
[0010] 若讀寫器接收到標簽的回復且發(fā)生碰撞，則表示當前時隙內有多個標簽同時響 應，化=化+1 ;
[OCm] 若讀寫器沒有接收到標簽的回復，則說明當前時隙為空閑時隙，Ne=Ne+l;
[001引 S4、判斷當前時隙計數(shù)器Sc的值是否小于等于子帖長度F,ub，若Sc《F,ub，則讀寫 器向其工作域內的待識別標簽廣播一個命令，然后返回步驟S3,所述命令包括時隙計數(shù)器 值諾Sc〉F,ub，執(zhí)行步驟S5;
[0013] S5、判斷成功時隙數(shù)化、碰撞時隙數(shù)Nc是否同時為0,若是，則整個識別過程結束； 否則讀寫器根據(jù)統(tǒng)計出的Ne和化的結果，查找第一配置表給出當前的待識別標簽數(shù)，并根 據(jù)待識別標簽數(shù)得到剩余標簽數(shù)；
[0014] S6、根據(jù)得到的剩余標簽數(shù)查找第二配置表更新下一帖帖長2 令Q= Qm"Sc= 0返回步驟S1。
[0015] 進一步地，所述的待識別標簽數(shù)表示當前識別過程開始前的所有標簽數(shù)，剩余標 簽數(shù)表示指本輪識別后剩下的標簽數(shù)，它們的關系為；剩余標簽數(shù)=待識別標簽數(shù)-Ns。
[0016] 進一步地，所述步驟S6中的第二配置表為剩余標簽數(shù)和下一帖帖長的關系表，根 據(jù)剩余標簽數(shù)可W找出對應的下一帖帖長；所述剩余標簽數(shù)和下一帖帖長的關系根據(jù)常規(guī) 動態(tài)帖時隙ALOHA值FSA)算法推導出。上述剩余標簽數(shù)n^t和下一帖帖長F^t的具體關系 為：
[0017] 1《riest《3,FMt= 2 化別=2,Qnxt= 1 ;
[00化]4《nest《5,FMt= 2 郵t= 4,Qnxt= 2 ;
[0019]6《riest《ll，F(xiàn)Mt= 2 郵t= 8,Qnxt=3 ;
[0020] 12《riest《 22，F(xiàn)Mt= 2 郵t= 16,Qnxt= 4 ;
[0021] 23《riest《 44，F(xiàn)Mt= 2 化xt= 32,Qnxt= 5 ;
[0022] 45《riest《 89，F(xiàn)Mt= 2 化xt= 64,Qnxt= 6 ;
[0023]90《riest《 177，pMt= 2 化xt= 128,Qnxt=7 ;
[0024] 178《riest《 355，F(xiàn)Mt= 2 郵t= 256,Qnxt= 8 ;
[0025] 356《riest《 710，F(xiàn)Mt= 2 郵t= 512,Qnxt= 9 ;
[0026] 711《nest《 1420，F(xiàn)Mt=2 郵t=i〇24，Qnxt= 10;
[0027] 1421《riest《 2839,pMt= 2 化別=2048,Qnxt= 11 ;
[002引 2840《nest《 5678，F(xiàn)Mt=2^xt=4096，Qnxt=12;
[0029] 5679《riest《 11357,pMt= 2 化xt= 8192,Qnxt= 13 ;
[0030] 11358《nest《 22713，F(xiàn)Mt=2^xt=i6384，Qnxt=14;
[0031] 22714《nest《 45426，F(xiàn)Mt= 2 化xt= 32768，Qnxt= 15。
[0032] 進一步地，所述的步驟S5中第一配置表為不同帖長F和待識別標簽數(shù)n關系下， 空閑時隙數(shù)Ne和碰撞時隙數(shù)化的關系配置表，具體包括W下幾種關系：
[0033] Casel;n=F/4,15.lNc<Ne《63. 8化；
[0034] Case2;n=F/2, 3. 2Nc<Ne《15. 1化；
[0035] Case3;n=F，0. 6Nc<Ne《3. 2Nc;
[0036] Case4;n= 2F，0. 08Nc<Ne《0. 6Nc;
[0037] Case5;n= 4F，0《Ne《0. 08化；
[003引如果監(jiān)測到化為0,按化se2執(zhí)行。
[0039] 上述不同帖長F和待識別標簽數(shù)n關系下，空閑時隙數(shù)Ne和碰撞時隙數(shù)化的關 系推導方法包括W下步驟：
[0040] S51、定義Cf=log2(n/F)，初始化Q=Qhi= 4,i= 1 ;
[0041]S52、判斷當前Q值是否超過設定的最大值，若是則跳轉到步驟S54,否則進入步驟 S53 ；
[00創(chuàng) S53、令Qf= Q+Cf，令9。