一种基于子帧观测的动态帧时隙aloha防碰撞算法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无线通信领域中的射频识别（RFID)多标签识别技术，具体设及一种 基于子帖观测的动态帖时隙ALOHA防碰撞算法。
【背景技术】
[0002] 一个典型的RFID系统通常由一个或多个读写器W及众多标签组成，每个标签都 有一个唯一标识符扣ID)或者产品电子代码巧PC)(为了便于描述，后面统称ID)。读写器 通过无线方式读取标签的ID，该样系统就可W获得与标签相连的物体的信息。RFID系统分 为被动式，主动式W及半被动式（混合式），主要区别在于标签的供电方式。主动式RFID系 统中，标签自带电源，利用自身电源的能量来发送数据，优点是发送范围广，缺点是寿命短。 被动式RFID系统中，标签的供电来源于读写器发送的射频载波。当标签接受到读写器的查 询命令后会立即响应，发送自己的ID或数据信息。由于无源超高频扣HF)RFID系统具有识 别距离远，读写速度快，非可视，标签成本低等优点，使其得到了广泛的研究和应用，主要用 于物流管理、供应链管理、贵重物品防盗等领域。UHFRFID系统读写器覆盖范围广，系统内 覆盖的标签数目很多，同时对标签的读写要求很高，该样使得UHFRFID系统的标签碰撞问 题较为突出。因此，高效、稳定、复杂度低的防碰撞算法是UHFRFID系统研究的一个核屯、问 题，也是UHFRFID产业化的一个先决条件。
[0003] 技术上，多标签防碰撞算法可W分为ALOHA-based和tree-based两类。 Tree-based类算法的核屯、在于碰撞比特识别和追踪技术。在UHF系统中，由于读写器端接 收信号的偏移，导致读写器不能有效的检测到具体的碰撞位，因此使得tree-based类算法 难W应用到UHFRFID系统中，诸如EPCglobalC1Gen2 或者IS0/IEC18000-6B。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够提高系统的识别效率和稳 定性，避免了传统ALOHA-based防碰撞算法中的复杂估计算法对硬件平台较高的要求和依 赖，极大的降低了系统复杂度的基于子帖观测的动态帖时隙ALOHA防碰撞算法。
[0005] 本发明的目的是通过W下技术方案来实现的：一种基于子帖观测的动态帖时隙 ALOHA防碰撞算法，在每一轮识别过程中采取设定的子帖观测，并依据空闲时隙数与碰撞时 隙数的关系查找设定的第一配置表给出系统内的待识别标签数，并得到剩余标签数，然后 根据剩余标签数查找设定的第二配置表给出下一轮的时隙帖帖长进行下一轮识别过程，根 据上述方法循环识别过程至工作区域内的标签识别完毕。其具体包括W下步骤：
[0006] S1、读写器初始化清零；将读写器的时隙计数器Sc、空闲时隙数Ne、碰撞时隙数化 W及成功时隙数化均清零；
[0007] S2、读写器向其工作域内的待识别标签广播一个命令，发起命令的同时时隙计数 器加1;Sc=Sc+1 ;所述命令包括时隙帖F= 29、子帖F,ub化及时隙计数器值，其中F,ub的 大小满足F,ub=F/2 \k为非负整数；
[000引 S3、读写器接收待识别标签的响应，同时时隙计数器加1;Sc=Sc+1 ;
[0009] 若读写器接收到标签的回复且无碰撞发送，则表示成功识别该标签，化=化+1 ;
[0010] 若读写器接收到标签的回复且发生碰撞，则表示当前时隙内有多个标签同时响 应，化=化+1 ;
[OCm] 若读写器没有接收到标签的回复，则说明当前时隙为空闲时隙，Ne=Ne+l;
[001引 S4、判断当前时隙计数器Sc的值是否小于等于子帖长度F,ub，若Sc《F,ub，则读写 器向其工作域内的待识别标签广播一个命令，然后返回步骤S3,所述命令包括时隙计数器 值诺Sc〉F,ub，执行步骤S5;
[0013] S5、判断成功时隙数化、碰撞时隙数Nc是否同时为0,若是，则整个识别过程结束； 否则读写器根据统计出的Ne和化的结果，查找第一配置表给出当前的待识别标签数，并根 据待识别标签数得到剩余标签数；
[0014] S6、根据得到的剩余标签数查找第二配置表更新下一帖帖长2 令Q= Qm"Sc= 0返回步骤S1。
[0015] 进一步地，所述的待识别标签数表示当前识别过程开始前的所有标签数，剩余标 签数表示指本轮识别后剩下的标签数，它们的关系为；剩余标签数=待识别标签数-Ns。
[0016] 进一步地，所述步骤S6中的第二配置表为剩余标签数和下一帖帖长的关系表，根 据剩余标签数可W找出对应的下一帖帖长；所述剩余标签数和下一帖帖长的关系根据常规 动态帖时隙ALOHA值FSA)算法推导出。上述剩余标签数n^t和下一帖帖长F^t的具体关系 为：
[0017] 1《riest《3,FMt= 2 化別=2,Qnxt= 1 ;
[00化]4《nest《5,FMt= 2 邮t= 4,Qnxt= 2 ;
[0019]6《riest《ll，FMt= 2 邮t= 8,Qnxt=3 ;
[0020] 12《riest《 22，FMt= 2 邮t= 16,Qnxt= 4 ;
[0021] 23《riest《 44，FMt= 2 化xt= 32,Qnxt= 5 ;
[0022] 45《riest《 89，FMt= 2 化xt= 64,Qnxt= 6 ;
[0023]90《riest《 177，pMt= 2 化xt= 128,Qnxt=7 ;
[0024] 178《riest《 355，FMt= 2 邮t= 256,Qnxt= 8 ;
[0025] 356《riest《 710，FMt= 2 邮t= 512,Qnxt= 9 ;
[0026] 711《nest《 1420，FMt=2 邮t=i〇24，Qnxt= 10;
[0027] 1421《riest《 2839,pMt= 2 化別=2048,Qnxt= 11 ;
[002引 2840《nest《 5678，FMt=2^xt=4096，Qnxt=12;
[0029] 5679《riest《 11357,pMt= 2 化xt= 8192,Qnxt= 13 ;
[0030] 11358《nest《 22713，FMt=2^xt=i6384，Qnxt=14;
[0031] 22714《nest《 45426，FMt= 2 化xt= 32768，Qnxt= 15。
[0032] 进一步地，所述的步骤S5中第一配置表为不同帖长F和待识别标签数n关系下， 空闲时隙数Ne和碰撞时隙数化的关系配置表，具体包括W下几种关系：
[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引如果监测到化为0,按化se2执行。
[0039] 上述不同帖长F和待识别标签数n关系下，空闲时隙数Ne和碰撞时隙数化的关 系推导方法包括W下步骤：
[0040] S51、定义Cf=log2(n/F)，初始化Q=Qhi= 4,i= 1 ;
[0041]S52、判断当前Q值是否超过设定的最大值，若是则跳转到步骤S54,否则进入步骤 S53 ；
[00创 S53、令Qf= Q+Cf，令9。