一种基于位图构建的rfid自适应n树防碰撞方法_2

文档序号:9929874阅读:来源:国知局
,1}的标签进行识别,即读写器仅对探针无碰撞的子树在当前帖进行识别; W例所述步骤4)中,读写器根据Stri构建位图in化rmi,其位图构建包括:
[0050] 读写器将-1]| 讯阴= NULLu 讯附=*}的所有 StrJW 在 inform 冲 的对应位inform;比]映射为1,而将怎Q,2岛-IJ沒劍幻={〇、1}!的所有Str;比]在inform; 中的对应位in化rmjk]映射为0,构建位图in化rnii;
[0051] 所述步骤6〉中,读写器逐一利用CT算法对构造的子树进行识别,包括下述步骤: 阳0巧 A、满足RCi= 0的标签构成第0个子树;在读写器发送如ery M in化rm 1后,接收到 该指令后仅有满足RCi= 0的标签响应,读写器利用CT算法进行识别;
[0053] B、读写器逐子树对标签进行识别:读写器每次发送如eryRep命令,标签接收后都 令RCi= RC 1-1 ;( W第1个子树为例,在接收到如eryR巧命令后,第0个子树上的标签则 RCi= -1不参加子树1的CT算法识别流程,同理,RC 1> 0的标签也不参加响应CT算法流 程。由此可知,仅有满足RCi= 1的标签参加第1个子树的CT识别流程,依次类推,仅有满 足RCi= j的标签参加第j个子树的CT识别流程,直到识别完第j = I in化rm 111-1个子树, 其中,Iin化rmi Ii为位图中1的个数。)
[0054] 所述步骤7〉中,根据探针字符串Stri中的空闲探针时隙数利用极大似然位跟踪 标签数估算法MLBE估算未识别标签数量,包括: 阳化5] 读写器利用极大似然位跟踪标签数估算法ML邸估算未识别标签个数馬+1,且根据 取Q1",并令iV = 2心1 W构建下一识别帖的N树,则有:
[0056]
(7);
[0057] 其中,Iciden为当前帖识别的标签数,U为当前帖中满足{Str i比]I Str;比] =NU化U Stri比]=*}的探针时隙总数;探针碰撞时隙至少有两个标签响应,故有 巧^ /。.&。+2饼' -U);根据极大似然位跟踪标签数估算法MLBE估算当前帖标签数,并减去已 识别标签数I"de。得未识别标签数也1; 为满足Str 1比]=NU化的探针时隙数。
[0058] 进一步地,MFBTNA算法利用探针法对子树下是否具有多个标签检测,W决定是否 对子树标签进行识别,探针碰撞的子树标签直接移入下一帖识别;否则,在探针无碰撞且非 空闲的子树下标签则在当前帖进行识别,令P (r)为r个标签在同一探针时隙响应且生成的 Rdi相同的概率,读写器对相应子树下的标签利用CT算法进行识别,则:
[0059] (8);; W60] 共^+S 11;;/、」呆1 |映旧木^別。」你逾:勁_ ;者子树下包含r个标签,则该子树具有r 个叶子节点,根据CT算法在碰撞位处分割碰撞标签集的特点,每个内部节点包含两个子节 点;具有r个叶子节点的二叉树总节点数为化-1 ;设Im和T M分别为第i帖利用CT算法进 行识别的标签数及耗用总时隙数,则有:
[0063] 将探针时隙及读写器发送位图In化rmi的所需耗时等同换算为标签识别时隙数, 设TiM。?为换算后的时隙数,则: WW] 巧);
[0062] (10);
[0064]
(11), 阳0化]其甲:| ? I刃子巧弔枚巧应算巧,其甲,?刃字符串变量,根据EPCGlobalClG2标 准知 IID I = 96、I QueryRep I = 4 ;
[0066] 设巧)和St分别为未识别标签数为n 1且W = 2?情况下MFBTNA算法的吞吐率 及总时隙数,总时隙包括及T ",则有:
[0067]
('巧)。
[0068] 与现有技术比,本发明达到的有益效果是: W例 (1)本发明提供的基于位图构建的MFBTNA算法,利用探针构建位图并广播给标签 用W指导标签选择时隙进行响应。其消除了空闲时隙,并减少了碰撞时隙的影响,从而极 大地提高了 RFID系统识别效率,MFBTNA算法性能明显高于现有防碰撞算法,吞吐率可达 86. 42%~87. 05%。
[0070] 似MFBTNA算法的探针过程融合了 MLBE算法估算,读写器无需另外耗时来估算每 帖的未识别标签数。同时,结合了树形算法识别精度高和ALOHA算法识别速度快的优点,从 而有效解决了现有ALOHA算法的标签饥饿问题及树形算法碰撞概率大的缺点。
【附图说明】
[007U 图1是本发明提供的MFBTNA算法的流程图; 阳07引图2是本发明提供的MFBTNA算法识别不例图;
[0073] 图3是本发明提供的MLBE算法原理图。
【具体实施方式】
[0074] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。 阳075] 本发明提供一种基于位图构建的RFID自适应N树防碰撞方法(MFBTNA)。首先,利 用极大似然位跟踪标签数估算法(MLB巧估算未识别标数量,进而将未识别标签分布到N个 子树下进行识别,避免了树形算法识别从根节点分割碰撞概率大的缺点;其次,利用探针法 预先检测可识别时隙、碰撞时隙及空闲时隙,并构建识别位图用W指导标签的响应时隙,利 用探针法构建的位图逐帖构建N树,将N树中深度较深的子树标签(探针碰撞)移入下一 帖进行识别,而深度较低的子树(探针无碰撞)则采用CT算法在当前帖进行识别。
[0076] 所述MFBTNA算法采用探针法构建位图,其消除了空闲时隙,并降低了碰撞时隙的 影响,极大地提高了 RFID系统识别效率。
[0077] 所述MFBTNA算法根据探针法检测到的探针碰撞、识别及空闲决定N树下进行CT 识别的子树,并统计空闲探针时隙数采用MLBE算法估算未识别标签,为下一识别帖设置最 优N值,逐帖进行识别。除首次估算外,探针检测过程融合MLBE估算,无需付出额外估算成 本。
[007引本发明提供的基于位图构建的RFID自适应N树防碰撞方法的流程图如图1所示, 包括下述步骤: 阳0巧]步骤1 :估算标签数量:
[0080] 利用极大似然位跟踪标签数估算法(MLB巧对应用环境下的标签数量进行估算。 即通过检测单bit位碰撞、识别及空闲情况,从而实现对未识别标签数的估算。其中,MLBE 算法估算的时隙长度为1/DR,根据EPCGlobalClG2标准,DR为128肺PS。
[0081] 所述MLBE算法具体描述如下: 阳0間 (1)读写器广播MLBE命令IlQl Ir后,标签生成R =化Sh师,r)mo似及随机数 RbG {0,1},并在时隙R发送Rb给读写器。因此,读写器可接收到长度为2?的数据串Str;
[0083] (2)若在时隙R同时接收到(0,1)则发生碰撞,表明时隙R至少有两个标签响应 (碰撞时隙),若只接收到(0或1)则该时隙至少有一个标签响应(无碰撞时隙),没有接收 到(0或1)则时隙R内无标签响应,无标签响应即空闲时隙数精确统计记为e,同时,将碰撞 时隙数记为C ;
[0084] (3)根据盒子占用模型,当标签数为n,盒子总数(帖长)为N时,r个盒子中具有 W个标签的概率P (W, r, n)如式(1)。因此,e个时隙具有0个标签的概率P (W = 0, e, n)如 公式似:

[( P);
[0087] 同时,标签选取随机时隙响应事件独立且同分布,故而满足极大似然适用条件,在 已知N并统计W = 0的时隙数为e的情况下对标签数n进行估算,估算公式如下:
[0088] (3);
[0089] 其中,好表示估算标签数;结合表达式(2)~(3)可对标签数进行极大似然估算。 其中,n > 2?-e+c表示每个碰撞时隙至少包括两个标签。
[0090] 所述MLBE算法Q值选取方法描述如下:
[0091] 1)在已知应用环境下,操作人员可根据大致标签数量选取Q值进行快速估算,若 发现e = 0,则令Q = Q+1,继续发送ML邸命令IlQlIr指令,其中,r可W为任意随机数。与 此同时,Q值选取应至少使得2?内包含1个空闲时隙,Q越大则估算范围也越大,当e = 1 时可得Q的最大估算范围。因此,将e = 1带入表达式(2)并迭代Q值,可得不同Q值的估 算范围见表2,从而根据大致标签数并利用表2选取Q值可进行快速估算。 阳〇9引 表1Q值选取
[0093]
123456 2)在未知应用环境下则Q从1开始对应用环境下的标签数进行估算,若发现e = 0,则令Q = Q+1,继续发送MLBE命令IlQl Ir指令,其中,r可W为任意随机数。 2 柳巧]读写器发送MLBE命令IlQlIr后,标签生成R =化sh(I化r)mod2?及随机数 RbG {〇, 1},在时隙R发送R b给读写器,即标签W 1/2 9的概率在任一时隙k响应,则任一时 隙k无标签响应的概率P化)I k ^如下式: 3
[0096]
(4) 4 由于标签随机选择时隙响应事件相互独立,令E化)Ik =。为e的期望,则: 5 e
巧); 6 因此,在未知应用环境下Q从1开始,若e = 0则令Q = Q+1继续进行估算,直到 e > 1,由此可见,当E化)Ik =。> 1则可实现对标签数的估算,有下式成立: 阳100]
(6): 阳101] 其中,n为应用环境下的标签数。求解表达式(6)可得估算所需给定的最小Q值 Qmi。,从而在未知应用环境下可令Q = 1开始估算直到On。为止。 阳1〇引步骤2 :利用探针法构建位图,用W指导标签的响应时隙。并逐帖调整最优N值W 构建N树,逐一识别N树下的子树:
[0103] 所述MFBTNA算法在MLBE算法估算未识别标签基础上,为下一识别帖设置最优N 值,并逐帖进行识别。
[0104] 所述MFBTNA算法包含的指令及参数见表2 : 阳1化]表2MFBTNA算法指令及参数 阳 1061
[0107] 所述MFBTNA算法具体实现流程如下:
[0108] 1)读写器将自身帖号F置为0并广播Set化指令(初始化指令)(其作用为使得 所有标签的帖号变为0,及后面的一句话,运里的意思为所有帖号为0,即读写器要对所有 应用环境下的标签进行识别),接收该指令后所有标签初始化,并将自身帖号Ft置为0 ;
[0109] 2)读写器利用MLBE算法估算应用环境下的标签数量。根据标签估算数量g,置定 MFBTNA算法的N值为亦=梦。;
[0110] 扣读写器组报文DetFm I IQiI |F| Iri并广播,初始时Qi= Q 〇,F = 0 ;标签
当前第2页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1