论文研究-超高频射频识别的防碰撞算法设计.pdf

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为了实现多标签的读取,对射频识别(RFID)系统的防碰撞算法进行了研究,提出了一种基于码分多址的预约ALOHA的防碰撞算法,在分析该算法的识别过程后,引进马尔可夫链建模,并根据此模型对算法的性能进行了分析。通过仿真实验验证了算法的可行性。
刘拓晟,何怡刚,侯再平,等:超高频射频识别的防碰撞算法设计 2008,44(36)89 5算法系统昋吐量性能的比较 概率g的下降,码分多址的预约 Aloha防碰撞算法的标签吞 5.1对比算法简介 为进行实验对比,本文同时仿真了基于时隙 Aloha(s-吐量平缓下降。当gNC时,预约 AlOHa防碰撞算法的 ALOHA)防碰撞方法的吞吐量,以及基于码分多址的时隙ALO HA(CDMA-S- ALOHA)的防碰撞的RFID系统的吞吐量。 标签吞吐量明显高于其他两种算法的标签昋吐量,当标签数目 同样假设当前时隙到达的标签服从泊松分布,信道可靠 较大时, ALOHA防碰撞算法已不能起到防碰撞的作用 功率控制理想,且忽略捕获效应。 0.4 时隙 ALOHA防碰撞算法的基本思想是把信道分成离散 的时隙,时隙长度为一个帧所需要的发送时间。每个标签只有 0.3 在时隙开始时才允许发送数据帧,若规定时间收到阅读器应 答,表示发送成功,否则表示发生冲突,标签重发数据帧。 0.2 时隙 aloha防碰撞算法的RFID系统的吞吐量为: G (2) 日CDMA-S- ALOHA 其中G为网络总负载。 *—CDMA-R- ALOHA ALOHA 码分多址的时隙 ALOHA防碰撞算法的基本思想:在同 时隙中,系统利用正交码建立不同的码分信道,标签利用不同 传输成功概率g 的码分信道在同一时隙传输数据帧,若在规定时间收到阅读器 图5g对各算法标签吞吐量的影响(N=6、G=25) 的应答,则表示发送成功,否则标签重发数据。 假设数据帧在一个时隙内发送结束,码分多址的时隙6结束语 ALOHA防碰撞算法的RFID系统的吞吐量四为 本文提出了一种基于码分多址的预约 ALOHA算法用于 RFI系统的防碰撞功能的实现。通过建成一个四状态离散时 其中G为网络总负载,N为相互独立的码分信道的数目。 间 Markov链模型,得到了归一化的RFID标签吞吐量的表达 设g为数据帧在一个时隙中发送结束的概率,则码分多址式,分析了系统稳定的条件,对比了分别采用基于码分多址的 的时隙 ALOHA防碰撞算法的RFID系统的吞吐量应为 预约 ALOHA防碰撞算法、基于码分多址的吋隙 ALOHA防碰 撞算法和时隙 ALOHA防碰撞算法的RFID系统的标签吞吐 S=gGe 量,并给出了数据帧在时隙传输成功的概率,码分信道的数目 其中G为网络总负载,N为相互独立的码分信道的数目,g为 数据帧在一个时隙中发送结東的概率 等参数对系统性能的影响。 5.2对比算法分析 如图4,在相同条件下,采用码分多址的时隙 Aloha防碰参考文献: 撞算法和码分多址的预约 ALOHA防碰撞算法的系统标签吞li?ing-hong, Yang En-hui, Zhang Zhen Throughput analysis of 吐量远大于采用时隙 ALOha防碰撞算法的系统标签吞吐量, CDMA systems using multiuser receivers J .IEEE Transactions on 且随着标签数目的增加,码分多址的预约 ALOJIA防碰撞算法 Communications,2001,49(7):1192-1202 的系统标签吞吐量明显优于码分多址的时隙 ALOHA防碰撞121 Alrumaih r m, Alsugair A A(L.k) CDMA/aloha multiple-acces 算法。 system(C/1997 IEEE International Symposium on Information The ory, 29 June-4 July 1997: 53 3 Liang B, Hu A Q, Qin z YTrends and brief comments on anti A-CDMA-R-ALOHA collision techniques in RFIDCV/Proc of the 6th Int1 Conf on ITS 许 S-ALOHA Telecomm Chengdu China. 2006. 6: 241-245 「4]孙飞燕,张朝阳,陈文正基于HFC网络上信道CDMA-预约ALO 1.0 HA多接入方式吞吐量分析肌电子学报,2001,29(11):1551-1554 5]谢磊陈惠芳,仇佩亮HFC网络CDMA时隙 ALOHA接入系统性能 0.5 分析J电路与系统学报,20005(3):6-11 f6叶尔骅,张德平概率论与随机过程[M北京:科学出版社,2005 169-411 10 20 40 网络负载G 「7]梁彪,胡爱群,秦中元.一种新的RFID防碰撞算法设计J电子与信 图4各算法对RFID系统标签吞吐量的影响(N=6、g=0.8) 息学报,2007,29(9):2158-2160 3]程文青,赵梦欣,徐晶改进的RFID动态帧时隙 AlOHa算法华 如图5,在相同条件下,随着数据帧在同一时隙发送结束的 中科技大学学报:自然科学版,2007,35(6)

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