一种基于位图构建的rfid自适应n树防碰撞方法_4

文档序号:9929874阅读:来源:国知局
根据Str 1构建位图in化rmi,其 位图构建方法如下:
[0157] 读写器将{a-e护2。-I]!讯脚=NULL U讯州叫的所有Stri比]在iWorm冲 的对应位inform;比]映射为1,而将!&€ _0,2。.-1 I况,机=;0,1;怖所有StrJk]在inform; 中的对应位in化rnii比]映射为0,从而可构建位图in化rnii;
[0158] 在该步骤中若发观佩:W I A E [0.2" -]]!? = 0则所有标签识别完毕,结束整个识别 过程;
[0159] 5)标签根据接收到的in化rmi决定自己在哪个子树下进行识别。由于 4 e [0,2? -間,所有生成Ri相同的标签统一到同一子树下利用CT算法进行识别,从而可构 成了 W = 20个子树,子树上可能包括0个、1个或多个标签。读写器仅对探针没有碰撞的标 签在该识别帖内进行识别,而探针碰撞的标签则在下一识别帖进行识别,即帖号对比的方 式,实现在当前帖未识别标签移入下一帖进行识别;规定仅有满足in化rmi [Ri] = 1的标签 在该帖内进行识别,而满足in化rmjRi] =0的标签移入下一帖进行识别。因此,读写器仅 对生成的Ri满足StrJRi] G {0,1}的标签在当前帖进行识别,而生成的Ri相同的标签则分 布在同一个子树上,标签令RCi为根据接收到的位图in化rm 1中自身生成的R 1对应在位图 中的位置in化rmjRi]前1的个数,由于在当前识别帖中仅对满足in化rmjRi] = 1的标签 进行识别,运里规定标签在第RCi个子树上进行识别;
[0160] 6)读写器逐一利用CT算法对构造的子树进行识别。对第0个子树识别时,发送 如ery I I in化rnii命令,而对其余子树识别时,发送如eryR巧命令,每次接收到如eryR巧命 令则令RCi= RC 1-1,仅有RCi= 0的标签接受CT算法的指令和识别流程。读写器逐一利用 CT算法识别子树,直到识别完第j = I in化啤11-1个子树。其中,I in化啤11为位图中1的 个数,具体步骤如下: 阳161] ①满足RCi= 0的标签构成了第0个子树。在读写器发送如ery M in化rm 1后,接 收到该指令后满足RCi= 0的标签利用CT算法进行识别;
[0162] ②随后读写器逐子树对标签进行识别。读写器每次发送如eryR巧命令,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。
[0163] 7)根据Str冲的空闲探针时隙数利用MLBE估算当前帖未识别标签数量,即根据 Stri中的空闲探针时隙数利用MLBE估算未识别标签数量,读写器估算未识别标签个数馬+1。: 根据馬+1选取Q1",并令斯=W构建下一识别帖的N树,则有:
[0164]
(V) 阳1化]其中,Iciden为当前帖识别标签数,U为当前帖中满足怯tr i比]I Str;比]= N化L U Stri比]=*}的探针时隙总数。由于探针碰撞时隙至少有两个标签响应,故有 巧之+2(班根据MLBE算法估算当前帖标签数,并减去已识别标签数Iuden则可得 未识别标签数,3,+1。同时,Gi为满足Str 1比]=NU化的探针时隙数。
[0166] 9)令i = i+1及F = F+1,并根据估算的未识别标签数量%1设定Qw,并生成随机 数ri,返回步骤3)进行下一帖识别。 阳167] 于此同时,对应每个Qi,当未识别标签数n G山1。傅)...rux傅)]时MFBTNA算法
获得最优吞吐率,其中,nmi。傅)及rux傅)为Qi取得最优吞吐率的边界。其中,最优Q W值 应满足k'J下夫化井.
[0168] (14)
[0169] nm。、傅)为满足W下不等式的最大标签数边 界,进而 阳 170] O'*) 阳171] 因此,从Qi= 1及Q 1= 2开始,迭代标签数n并递增Q 1使其满足表达式15,即可 获得QiG [1,1引时MFBTNA算法的最优区间如表3。运里读写器可根据估算的屯,进而利用 表3设定Qw。 阳172] 表3MFBTNA算法的最优区间表 阳 173] 阳 174]
[01巧]所述MFBTNA算法利用标签生成Ri和Rdi的方式将标签集随机分布在N个子树 下,探针法即标签将生成的RdiG {0,1}作为探针在探针时隙响应读写器 DetFmI IQiI |F| Ir;报文,进而得到探针识别串Str;并构建位图in化rnii,对满足in化rmjRj =1的所有子树在当前识别帖识别。 阳176] 如图2所示,MFBTNA算法识别示例描述如下:
[0177] 假设应用环境下有10个标签,读写器广播Set化命令使所有标签Ft= 0,利用 ML邸估算标签数得H = 10并设置Q。= 3。读写器广播DetFm M OO11 M OOO M r。使所有标签选 择随机数R。=化Sh师,r。) mod23及R doG {〇, 1},从而标签在各自的时隙R。发送随机数R do, 则读写器检测到探针串Str。= ONULLN化LI 11**。利用MFBTNA识别则构建位图in化rm。= 10011100,读写器发送如6巧命令||;[]1化1'111。,仅有满足;[]1化1'1]1。[1?。]=1且贿。=0的标签 响应并利用CT算法识别子树标签。因此,满足RC。= 0的标签1、3在读写器发送如ery命 令M in化rm。时,标签1、3响应,读写器利用CT算法根据ID碰撞位对标签1,3进行识别, 构成了第0个子树。随后,读写器发送如eryR巧命令,由于标签10的in化;rm(j[R。] = 1且 RC。= 1,构成了第1个子树。同样的,标签4, 5构成了第2个子树,标签6则构成了第3个 子树。当识别完第Iin化rmili-1个子树时完成第0帖的识别,利用公式(4)估算标签数得 吗=4并选取Qi= 2,第0帖结束。而探针时隙碰撞的标签7,9, 2,8未得到识别,移入第1 帖进行识别。第1帖开始,读写器发送DetFm指令||0010||001,在第0帖中读写器广播的 in化rm〇[R。]声1的标签7,9, 2,8保存帖号Ft= 1,而上一帖已识别标签进入Sle巧状态, 第1帖的识别过程与第0帖类似,不再累述,随后读写器估算未识别标签数为1,选定〇2为 0,进入第2帖,读写器广播DetFmM 00001 1010,此后,接收到探针串没巧=0,可知识别流 程完毕,结束算法流程。由上可见,MFBTNA逐帖进行识别,每帖构建1个N树,在每帖完成 StrJk] = {0,:[}的标签的识别。
[0178] 如图3所示,所述MLBE算法利用位跟踪对应用环境下未识别标签数估算,仅检测 单bit位碰撞、识别及空闲情况实现对未识别标签数估算,而无需在每个时隙标签发送整 个ID。因此,MLBE算法估算导致的延时极小,时隙长度为1/DR。
[0179] 所述MLBE算法具体描述如下:
[0180] (1)读写器广播MLBE命令IlQl Ir后,标签生成R =化sh(ID,r)mod2设随机数 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; 阳181] (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 ; 阳182] (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:
护1 QOl 獻;
[( (2)
[0185] 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: 阳 186]
(巧 阳187] 其中,这表示估算标签数;结合表达式似~(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。
[0188] 由上可知,由于ML邸算法每个时隙仅包含化it传输时长,与现有估算法中时隙长 度相比极短。因此,MLBE算法耗时极短。 阳189] 最后应当说明的是:W上实施例仅用W说明本发明的技术方案而非对其限制,尽 管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员依然可W对本发 明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换,运些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者 等同替换,均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1. 一种基于位图构建的RFID自适应N树防碰撞方法,其特征在于,所述方法包括下述 步骤: 步骤1 :利用极大似然位跟踪标签数估算法MLBE估算应用环境下的标签数量; 步骤2 :利用探针法构建位图,以指导标签的响应时隙;并逐帧调整最优N值以构建N 树,逐一识别N树下的子树。2. 如权利要求1所述的RFID自适应N树防碰撞方法,其特征在于,所述步骤1中,利用 极大似然位跟踪标签数估算法MLBE估算应用环境下的标签数,即通过检测单bit位碰撞、 识别及空闲情况,实现对应用环境下标签数量的估算;其中,极大似然位跟踪标签数估算法 MLBE估算的时隙长度为1/DR,根据EPCGlobalClG2标准知DR为128Kbps。3. 如权利要求2所述的RFID自适应N树防碰撞方法,其特征在于,估算应用环境下的 标签数量包括下述步骤: 1) 读写器广播MLBE命令||Q||r后,标签生成R = Hash (ID,r) 随机数 Rbe {〇, 1},并在时隙R发送R b给读写器,所述读写器接收到长度为2 ?的数据串Str ; 2) 若在时隙R同时接收到0和1则发生碰撞,表明时隙R至少有两个标签响应,若只 接收到〇或1,则该时隙至少有一个标签响应,即无碰撞时隙;若没有接收到〇或1,则时隙 R内无标签响应,无标签响应即空闲时隙数可精确统计记为e,并将碰撞时隙数记为c ; 3) 根据盒子占用模型,当标签数为n,盒子总数或帧长为N时,r个盒子中具有w个标 签的概率P (w,r,η)如式⑴所示,e个时隙具有〇个标签的概率P (w = 〇, e,η)如式⑵所 示:⑴;: (2); 其中:j表示变量,无实际含义; 同
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