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    188宝金博页面版: 基于CDMA技术的新型防碰撞算法

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    内容提示： 第 41 卷第 2 期 2014 年 4 月 25 日 42 数字通信 D igital Communi cation V ol 4 1 ．No． 2 A pr ．2 5 2 0 14 DOI ： 10． 3969／ j． issn． 1005-3824． 20 14． 02． 010 基于 CDMA 技术 的新型 防碰撞算 法 彭 琦 ， 庞 宇 ( 重庆邮电大学 ， 重庆 400065) 摘在分析已有防碰撞方法的基础上， 根据帧时隙分组 ALOHA 算法， 结合码分多址技术， 提 出了新型的标签防碰撞算 法。该算法能够有效减小标签之间的碰撞概率， 缩短读写器操作时间， 提高吞吐率， 很适合应用于具有较大数量标 签的 RFID 系统 中。 关键词 ： 射频识别 ； 防碰 撞 ； AL0HA 算 法； 码分 多址 中图分类 号 ： T N91 ...

    文档格式：PDF | 页数：4 | 浏览次数：8 | 上传日期：2015-05-18 14:42:17 | 文档星级：
    第 41 卷第 2 期 2014 年 4 月 25 日 42 数字通信 D igital Communi cation V ol 4 1 ．No． 2 A pr ．2 5 2 0 14 DOI ： 10． 3969／ j． issn． 1005-3824． 20 14． 02． 010 基于 CDMA 技术 的新型 防碰撞算 法 彭 琦 ， 庞 宇 ( 重庆邮电大学 ， 重庆 400065) 摘在分析已有防碰撞方法的基础上， 根据帧时隙分组 ALOHA 算法， 结合码分多址技术， 提 出了新型的标签防碰撞算 法。该算法能够有效减小标签之间的碰撞概率， 缩短读写器操作时间， 提高吞吐率， 很适合应用于具有较大数量标 签的 RFID 系统 中。 关键词 ： 射频识别 ； 防碰 撞 ； AL0HA 算 法； 码分 多址 中图分类 号 ： T N91 文献标识码 ： A 要： 标签碰撞是射频识别( RFID)技术的常见问题， 该问题影响了 RFID 系统通信过程中数据传输的完整性。 文章 编号 ： 1005— 3824(2014)02-0042-03 0 引 言 无线射频识别技术¨ ( radio frequency identif i ca— tion， RFID) 是一种非接触的自动识别技术 ， 它通过射 频信号自 动识别 目 标对象并获取相关数据。在 RFID 系统工作时 ， 数据碰撞将导致读写器 的接收机不能正 确而及时地读出数据 ， 从而降低 RFID 系统的工作性 能及其效率。标签防碰撞算法可 以实现多个标签与 读写器之间的正确通信， 其性能决定了标签的识别速 度和效率。因此 ， 标签防碰撞算法是 RFID 系统中的 关键技术之一 ， 其优劣性在很大程度上决定了射频识 别过程的时间性能以及识别成功率。 传统 的标 签防碰撞算法 可分 为 ALOHA 算 法 和树形算法 2 类。ALOHA 算 法是 1 种 完 全随机接 入的多址接 人协议算法 ， 比如 ： P． ALOHA 算法 ( 随机 推迟算 法 ) 、 时 隙 ALOHA 算 法 ( SA 算 法) 、 帧时隙 ALOHA 算法 ( FSA 算 法 ) 、 动态帧时隙 ALOHA 算法 ( DFSA 算法) 和分组 ALOHA 算法等 。 该类算法在标签试 图发送数 据时， 并不考虑信道 当 前的忙 闲状态 ， 一旦产生数据 ， 就立刻决定将其发送 至信道， 这种发送控制策略有严重的盲 目性。随着 用户数量或发送信息量的增 加 ， 这种完全 随机接人 的算法将使信道重叠现象加剧， 碰撞概率增大， 传输 性能下降。 近几年 ， 有学者提出了采用 CDMA 技术进行 防 碰撞的方法 ， 其性能 有明显改善 。文献 [ 6] 提 出在 标签识别过程 中， 使用码分多址技术 ， 实现一个时隙 可以同时传输多个标签 。文献 [ 7] 提出了一种基于 码分多址思想的时隙 ALOHA 算法， 来解决射频识 收稿 日期 ： 2013— 12— 27修 回 日期 ： 2014— 01— 25 别 中的防碰撞问题 ， 此算法 的系统稳定范围要大于 时隙 ALOHA 系统 ， 并且 当选用 的扩频码组 阶数 为 Ⅳ时 ， 此算法的最大吞吐量可达原时隙 ALOHA 的 Ⅳ 倍 。上述 2 个文献所提到的算法 ， 当标签数量很 多 时， 数据碰撞的概率明显增加 ， 使系统的吞吐量急剧 下降 ， 影响了系统的整体性能。基 于以上原因 ， 本论 文提出了 1 种改进 的基 于 CDMA 技术 的防碰撞 算 法 ， 能够适应大量标签的识别应用 ， 减少了识别碰撞 的发生 ， 使系统吞吐量得到明显改善。 1基于 CDMA 技术的新型防碰撞算法 在 RFID 系统识 别标签过程 中， 使用 帧的长度 为 Ⅳ， 标签数为 凡 ， 在一个时隙中存在 r 个标签 的概 率为 P(N r) =c r×( ) ×( 一 )? (1) 当 r = 1 时， 即表示一个 时隙 中只有一个标签 ， 该标 签则可 以成功传递数据。因此 ， 在一个 阅读周期 中 读取标签数的期望值为 e s u c c=N×P(N 1) =N×c × 1×(1一 ) = n ×1 一 (2) 由于传统 的基于 ALOHA 的防碰撞算法中一个时隙 最多只能正确识别一个标签 的信息 ， 所 以当标签数 目过大时 ， 系统的吞吐率 ， 即正确识别标签数 目所 占 的百分比将会大幅度的降低， 所以对于过量的标签， 本算法将会采取对所有标签进行 分组识别 ， 当标签 需要分 成 2 组 时 ( 系 统识 别 帧 最 大 时 隙数 Ⅳ 为 256 ) ：

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