断有无冲突。当工作范围内的标签数增加时,发生碰撞的概率增加,性能急剧下降,信道利用率只有184。
针对以上问题,提出了时隙ALOHA算法和帧时隙ALOHA算法等来改善ALOHA算法。采用时隙ALOHA算法的RFID系统因为有阅读器控制在同步时隙内传送数据,可能发生碰撞的时间区就缩短了一半,吞吐率最大可达368,相对于纯ALOHA算法增加了一倍,但仍局限于只读型电子标签。采用帧时隙ALOHA算法的RFID系统适用于传输信息量较大的场合,但当标签数量远大于时隙个数时,读取标签的时间将会大大增加,在标签数远小于时隙个数时,就会造成时隙的浪费。
12二进制树算法
二进制树算法的基本思想是将处于冲撞状态的标签分成左右两个子集0和1,先查询子集0,若没有冲突,则正确识别标签;若仍有冲突,则再分裂,把子集0分为00和01两个子集,依次类推,直到识别出子集0中的所有标签,再按此步骤查询子集1。使用基本的二进制树形算法的标签能够记忆以前的查询结果从而减少平均查询时间,但对功率要求很高。二进制树算法如图2所示。
二进制树搜索算法是一种无记忆的算法,即标签不必储存以前的查询情况,这样可以降低成本。在这种算法中阅读器查询的不是一个比特,而是一个比特前缀,只有序列号与这个查询前缀相符的标签才响应阅读器的命令而发送其序列号。当只有一个标签响应的时候阅读器可以成功识别标签,但是当有多个标签响应的时候,下一次循环中阅读器就把查询前缀增加一个比特0,通过不断增加前缀阅读器就能识别所有的标签。二进制树搜索的前提是要辨认出阅读器中数据碰撞的准确位置,选用曼彻斯特编码可以检测出碰撞位。采用二进制树搜索算法的RFID系统特点是:具有较高的稳定性,易于用软件实现,吞吐率最高可达364,但ID不能太长,ID越长所需要的时间就越长,当时间超过一定限度时,这种算法将不再适用。
后退式二进制树搜索算法与二进制树形搜索算法相似,先识别出一个单独的标签,下一次查询命令采用后退策略,从父节点获得,直到二进制树根节点无冲突发生后结束。后退式二进制树搜索算法的RFID系统特点是:识别单个标签平均只需2次,识别N个标签共需2N1次,信道利用率稳定在50,但是也存在ID过长时不适用的缺点。二进制树搜索算法和后退式二进制树搜索算法在标签的ID长度增加时,不能正确识别出标签,而且会增加系统的负担。
13改进的RFID防碰撞算法
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131算法设计思路
在基于退避思想防碰撞算法和二进制r