RFID系統(tǒng)中的防碰撞算法有哪些
在RFID系統(tǒng)中，讀寫器的作用范圍內(nèi)經(jīng)常有多個(gè)電子標(biāo)簽同時(shí)要求通信，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸經(jīng)常發(fā)生碰撞問題，因此需要對防碰撞進(jìn)行研究。解決電子標(biāo)簽防碰撞問題的關(guān)鍵是優(yōu)化的防碰撞算法?，F(xiàn)有的 RFID防碰撞算法都是基于TDMA 算法，可劃分為 ALOHA防碰撞算法和基于二進(jìn)制搜索(Binary Search，BS)算法兩大類。ALOHA防碰撞算法有ALOHA算法和時(shí)隙ALOHA算法;BS防碰撞算法有二進(jìn)制樹型搜索算法和修剪枝的二進(jìn)制樹型搜索算法等。防碰撞算法可以使系統(tǒng)的吞吐率及信道的利用率更高，需要的時(shí)隙更少，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率更高，能夠更好地解決RFID系統(tǒng)的碰撞問題，有助于推動(dòng)RFID技術(shù)更廣泛的應(yīng)用。
1.ALOHA算法
ALOHA是1968年美國夏威夷大學(xué)一項(xiàng)研究計(jì)劃的名字，ALOHA網(wǎng)絡(luò)是世界上最早的無線電計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)。20世紀(jì)70年代初，美國夏威夷大學(xué)研制成功一種分組交換計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)采用無線廣播技術(shù)，這也是最早、最基本的無線數(shù)據(jù)通信方式。ALOHA 是夏威夷人表示致意的問候語，這項(xiàng)研究計(jì)劃是要解決夏威夷群島之間的通信問題。ALOHA 網(wǎng)絡(luò)可以使分散在夏威夷各島的多個(gè)用戶通過無線信道來使用中心計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)到多點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信，ALOHA采用的是一種隨機(jī)接入的信道訪問方式。
ALOHA 算法因具有簡單易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)而成為應(yīng)用最廣的算法之一。ALOHA 算法是在ALOHA 思想的基礎(chǔ)上，根據(jù) RFID系統(tǒng)的特點(diǎn)不斷改進(jìn)而形成的算法體系，它的本質(zhì)是分離電子標(biāo)簽的應(yīng)答時(shí)間，使電子標(biāo)簽在不同的時(shí)隙發(fā)送應(yīng)答。ALOHA 算法是一種隨機(jī)接入算法，這種算法多采取“標(biāo)簽先發(fā)言”的方式，即標(biāo)簽一旦進(jìn)入讀寫器的閱讀區(qū)域，就自動(dòng)向讀寫器發(fā)送其自身的ID，隨即標(biāo)簽和讀寫器間開始通信。一旦發(fā)生碰撞，一般采取退避原則，等待下一循環(huán)周期再發(fā)送應(yīng)答。
2.時(shí)隙ALOHA算法
幀時(shí)隙(Framed Slotted Aloha，F(xiàn)SA)ALOHA算法是基于通信領(lǐng)域的ALOHA協(xié)議提出的。在FSA中，幀(Frame)是由讀寫器定義的一段時(shí)間長度，其中包含若干個(gè)時(shí)隙(Slot)，電子標(biāo)簽在每幀內(nèi)隨機(jī)選擇一個(gè)時(shí)隙發(fā)送數(shù)據(jù)。所有電子標(biāo)簽應(yīng)答都要同步，即只能在時(shí)隙開始點(diǎn)向讀寫器發(fā)送信息，每個(gè)電子標(biāo)簽發(fā)送的時(shí)隙是隨機(jī)選擇的。
時(shí)隙可以分為3類，分別為空閑時(shí)隙、應(yīng)答時(shí)隙和碰撞時(shí)隙。在空閑時(shí)隙中沒有識(shí)別任何標(biāo)簽;在應(yīng)答時(shí)隙中可以正確識(shí)別一個(gè)標(biāo)簽;當(dāng)一個(gè)時(shí)隙中有多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)發(fā)送應(yīng)答時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生碰撞，形成碰撞時(shí)隙。碰撞的標(biāo)簽退出當(dāng)前循環(huán)，等待參與新的幀循環(huán)。
在幀時(shí)隙 ALOHA 算法中，信道的利用率有所提高。幀時(shí)(Frame time)表示發(fā)送一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)長度的幀所需的時(shí)間，吞吐率表示平均每幀時(shí)成功傳送的幀數(shù)，幀產(chǎn)生率表示每幀時(shí)嘗試傳送幀的總次數(shù)。
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