超高頻無源RFID多標簽防碰撞算法性能分析與優(yōu)化.pdf

1、射頻識別是一種利用射頻信號的空間耦合傳輸特性,在讀寫器和標簽之間進行雙向通信的非接觸式自動識別技術。與條碼和二維碼技術相比,具有多標簽識別能力、非視距讀取、讀取速度快、存儲容量大、安全性高等優(yōu)點。
　　RFID系統(tǒng)中一般存在多個讀寫器和大量的標簽,讀寫器與讀寫器、讀寫器與標簽之間的通信通常是在單一信道上進行,讀寫器和標簽隨機占用信道造成信號混疊,致使彼此都不能正確獲取信息,即在復雜的RFID系統(tǒng)中一般存在著兩種形式的碰撞:讀寫器碰

2、撞和標簽碰撞。特別是低成本無源RFID標簽,標簽碰撞現(xiàn)象尤為突出。本論文主要針對860~960MHz這個頻段的超高頻無源 RFID標簽碰撞現(xiàn)象進行了細致深入的研究。本文所做的主要工作如以下兩個方面。
　　(1)本文在分析RFID幀時隙類ALOHA防碰撞算法性能的基礎上,明確了影響RFID系統(tǒng)吞吐率的兩類因素:幀長和碰撞時隙的處理方式。首先根據(jù)標簽在幀上的分布特征,推導出最佳幀長的計算公式,并構造了標簽數(shù)估計函數(shù)。由標簽數(shù)估計函數(shù)和

3、最佳幀長計算公式可以求得算法的最佳幀長。其次根據(jù)二進制散列機制的時隙散列模型求解出解決碰撞標簽所需時隙數(shù)的數(shù)學期望,證明了碰撞標簽數(shù)在一定范圍內(nèi)時,二進制散列機制能夠高效地處理標簽碰撞。利用最佳幀長估計機制和二進制散列機制對RFID幀時隙類ALOHA防碰撞算法進行優(yōu)化,可以較為有效地提高RFID系統(tǒng)的吞吐率。
　　(2)考慮到EPC Class1 Generation2協(xié)議中SA算法中存在的不足,為進一步提高RFID系統(tǒng)吞吐率,在

4、不增加標簽端算法復雜度和硬件的條件下,本文提出了預設調整盤存周期的差分門限、時隙前向檢測后向預測和二進制散列的方法,協(xié)同處理當前時隙和下一個時隙的標簽響應情況。利用預設差分門限的方式避免讀寫器進行浮點運算,同時通過時隙前向檢測和后向預測的方法提前判別當前時隙和下一個時隙的標簽響應情況,然后快速跳過當前空閑時隙和下一個空閑時隙,并對在當前碰撞時隙和下一個碰撞時隙響應的標簽實時進行二進制散列。
　　最后通過盤存周期調整方式比較、時隙散