专利名称：一种rfid系统中多标签防碰撞方法
技术领域：
本发明涉及射频识别技术领域，特别涉及射频识别系统中一种基于码分多址技术的分组帧时隙ALOHA算法的多标签防碰撞方法。
背景技术：
RFID作为无线通信和自动识别技术的结合产物，被人认为是最具有革命性的技术，是21世纪十大重要技术之一，RFID应用领域广泛，发展迅速，随着技术和可靠性的提高，它己经逐步成为提高物流与供应链管理水平，降低生产成本，提高公共安全管理信息化水平，增强国际竞争力的一项必不可少的技术手段和工具。当多标签同时处于读写器的有效工作区内时，可能会发生几张标签同时发送信号的情况，产生信道争用的问题，信号互相干扰，即发生了碰撞。为了解决这些问题，就需要使用防碰撞技术，在读写器上使用并行接收技术，使读写器一个时刻里只和一组中的多个标签进行通信，通信完成后，禁止掉该组的标签，再与下一组标签进行通信。在射频识别技术的发展过程中，防碰撞技术是信号识别与处理的关键技术之一，在很大程度上决定了 RFID系统的性能。RFID标签防碰撞方法是RFID的核心技术，也是制约其发展的重要因素。随着RFID技术的不断发展、应用领域的不断扩大，无论从识别率、识别时间还是从识别效率方面对防碰撞方法的性能要求也越来越高。特别是在国家颁布了 800/900MHZ频段射频识别技术应用试行规定的通知后，各个机构和众多学者都对超高频RFID防碰撞算法的研究倾注了大量的心血，也取得了一定的进展，分别提出了动态帧时隙ALOHA算法、确定性二进制树型算法和随机性二进制树型算法等适合于RFID系统的防碰撞方法。标签接到读写器指令后响应读写器，但是当多个标签同时响应读写器时，标签数据间的相互干扰会导致读写器无法正常读取任何一个标签数据，即发生所谓的标签碰撞。传统的标签防碰撞方法可分为ALOHA算法和树形算法两大类。ALOHA算法的复杂度较小，而树形算法则相对较大。这两种算法都存在各自的问题=ALOHA算法虽然复杂度及对标签的要求较低，但存在标签始终无法识别的可能，并且在标签数量庞大时算法的性能不佳，这是由于标签内部寄存器的位数有限而导致的；树形算法的优点是识别率可达100%，但是以增加算法的复杂度为代价，因此增加了读写器功耗并且减小了标签最大可识别距离。此外，这两种算法还都存在时隙浪费的现象=ALOHA算法在识别过程后期存在大量的空闲时隙浪费，这是由于帧长或分组数不能在识别过程中实时调整造成的；树形算法在识别过程前期因同时响应读写器的标签较多而导致碰撞时隙较多，而其中的查询树算法的性能受到标签识别号分布情况的影响较大。中国专利《一种用于RFID系统中的基于分组动态帧及二叉树搜索的多标签防碰撞方法》(申请日=2008.10.24，申请号:200810218611.8)是一种将分组动态帧ALOHA算法和二叉树算法相结合的方法。此算法的吞吐量虽然比普通的分组动态帧算法的吞吐量有一些提高，但对于大数量的标签识别还远远不够。中国专利《一种RFID系统中的数据防碰撞算法》(申请日:2008.09.17，申请号:200810143233.1)是一种将普通ALOHA算法和码分多址技术相结合的算法，此算法虽然运用了码分多址技术，但是普通ALOHA算法的信息碰撞概率很大，也大大降低了该算法的吞吐量。基于对现有的一些算法的研究，本发明提出一种RFID系统中基于码分多址技术的分组帧时隙ALOHA算法的多标签防碰撞方法。
发明内容
本发明针对射频识别防碰撞方法中现有技术的缺陷，结合分组帧时隙ALOHA算法和码分多址技术，使标签识别的吞吐量有大幅度提高。本发明提出一种RFID系统中基于码分多址技术的分组帧时隙ALOHA算法的多标签防碰撞算法。根据分组帧时隙ALOHA算法确定分组规则，完成对待识别的所有标签的分组，然后在每个分组中利用码分多址技术的保密性、抗干扰性和多址通信能力，对标签中的数据进行扩频传输，进而完成对全部标签的识别。该方法可以有效减少标签识别过程中的碰撞次数，从而减少了识别时间并且降低了功耗。为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案予以实现:本发明提出一种RFID系统中基于码分多址技术的分组帧时隙ALOHA算法的多标签防碰撞方法，其技术方案是:根据分组帧时隙ALOHA算法确定分组规则，完成对所有待识别标签的分组；然后在每个分组中，利用其码分多址技术的保密性、抗干扰性和多址通信能力，对标签中的数据进行扩频传输，完成对全部标签的识别。一种RFID系统中多标签防碰撞方法，读写器获得识别范围内标签进入数量，调用
公式
权利要求
1.一种RFID系统中多标签防碰撞方法，其特征在于，读写器获得识别范围内标签进入数量，调用公式
2.根据权利要求1的多标签防碰撞方法，其特征在于，扩频正交码可以选用以下的任一种，包括:m序列，Gold序列，M序列，截短序列，混沌扩频序列，正交序列和多相序列。
3.根据权利要求1的多标签防碰撞方法，其特征在于，读写器设定分组帧时隙ALOHA算法的初始分组数和帧长初始值，读写器根据预先设置的初始分组数和初始帧长，对所有待识别的标签进行分组，每组的帧长为设置的初始帧长。
4.根据权利要求1的多标签防碰撞方法，其特征在于，所述扩频处理具体为，利用码序列正交性或准正交性区分不同标签，在同频、同时的条件下，接收端利用不同信号码型之间的差异分离出标签的识别号，在分组内的各个标签在频率、时间和空间上重叠。
5.根据权利要求1的多标签防碰撞方法，其特征在于，当分组算法以基于最大帧时隙数为256的动态帧时隙ALOHA算法时，标签数量不足354个时，标签初始分组数设置为I ;当标签数量在I至11个之间时，初始帧长设置为8 ;当标签数量在12至19个之间时，初始帧长设置为16 ;当标签数量在177至354个之间时，初始帧长设置为256。
全文摘要
本发明公开了一种RFID系统中基于分组ALOHA的码分多址技术标签防碰撞方法，属于射频识别技术领域。本发明利用分组帧时隙ALOHA技术，先完成对标签的分组，然后在每个分组中分别采用码分多址技术，利用码分多址技术的保密性、抗干扰性和多址通信能力，对标签上的数据进行扩频传输，进而完成对标签的识别。该发明有效地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。
文档编号H04B1/7107GK103117770SQ20131002832
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月24日 优先权日2013年1月24日
发明者庞宇, 林金朝, 宋得龙, 李章勇, 彭琦, 周前能, 罗志勇, 任仪 申请人:重庆邮电大学