专利名称：一种在rfid系统中确定用于防止标签冲突的最优帧尺寸的方法
技术领域：
本发明涉及一种在射频识别(RFID)系统中确定用于防止标签冲突的最优帧尺寸 的方法，更具体地说，涉及一种在基于Aloha的RFID系统中通过确定使得每标签预期时延 最小化的帧尺寸来使得标签识别效率最大化的方法，以避免标签之间的冲突。
背景技术：
在RFID系统中所要求的一个重要功能是快速且高效地识别标签。然而，在一个 RFID读取器的识别范围内存在有多个标签的情况下，由于全部标签同时尝试通过同一信道 进行响应，所以会发生冲突，因此延迟了标签识别。同样，也可能在特定信道中发生全部标 签都不响应的空闲现象，这同样降低了标签识别的效率。因此，有必要开发一种能够通过在 标签有限的功能下控制使不可避免的冲突、空闲现象等现象最小化、以使得RFID系统的效 率最大化的RFID标签识别的方法。 随着信息通信技术的快速发展，正努力构造一种泛在(ubiquitous)的环境，在该 环境中信息通信设备在其寿命期内可以随时随地简单方便地使用。为了构造这种泛在的环 境，需要一种可以使得多个信息通信设备能够在远程上高效地进行彼此感知及识别的无线 识别技术。RFID技术作为典型的无线识别技术而正获得关注。 RFID是自动识别技术(例如条形码、磁传感器、IC卡等)中的一种，并且是通过使 用超短波或长波来无线地识别存储在微芯片中的数据的最新技术。RFID技术正越来越多地 用于工业界，使得RFID技术被视为针对当前用于销售及流通、金融服务等领域的条形码的 替代技术。 图1是示出了传统RFID系统的设置的框图。 如图1所示，为了识别附着在对象上的标签120，传统的RFID读取器110通过向标
签120发送RF信号/从标签120接收RF信号来识别存储在标签120中的标识符。 在这种情况下，可将传统RFID读取器110用于识别标签120的标签识别协议大致
划分为基于Aloha的(Aloha-based)协议和基于树的(tree-based)协议。 基于Aloha的Aloha-based协议包括纯Aloha (pure Aloha)协议、时隙
Aloha (slotted Aloha)协议以及帧时隙Aloha (frame-slotted Aloha)协议，纯Aloha协议
完全不能控制标识符之间的冲突、空闲现象等，时隙Aloha协议可以通过时隙来控制冲突
以及空闲现象的发生，帧时隙Aloha协议能够通过按照帧单位对多个时隙进行分组来更高
效地控制冲突以及空闲现象的发生。在此，标识符之间的冲突现象表示传统RFID 110同时
接收到了两个或更多个标识符，空闲现象表示传统RFID IIO在特定时间段内不能接收到
标识符。 此外，基于树的协议所采用的办法是当发生冲突时将多个标签划分为两组并扩展 搜索空间。 在基于Aloha的协议和基于树的协议中，期望将基于Aloha的协议用作RFID的标准。 如上面所描述的，基于Aloha的协议(尤其是未来将广泛使用的帧时隙Aloha协 议)采用了以下这种方法，在该方法中一个或更多个标签中的各个标签在与构成一个帧的 时隙数量对应的帧尺寸中选择一个时隙，标签识别的效率主要根据调整后的帧尺寸而改 变。例如，在RFID读取器210周围存在多个标签120的环境中，如果RFID读取器210使用 的帧尺寸太小，则冲突时隙的数量增大，使得标签识别的性能劣化。相反，如果RFID读取器 使用的帧尺寸太大，则空闲时隙的数量增大，使得标签识别的性能劣化。
发明内容
为了解决这个问题，提出了包括随机时隙Aloha方案、动态帧时隙Aloha方案等在 内的自适应帧时隙Aloha方案，但是传统的自适应帧时隙Aloha方案的问题在于，它们缺少 一种用于准确地估计适于多个标签的帧尺寸的手段。 因此，鉴于上述问题提出了本发明，本发明的一个目的在于提供一种在基于Aloha 的RFID系统中通过准确地对合适的帧尺寸进行估计的过程来使得标签识别的效率最大化 的方法。 为了实现上述目的，提供了一种在射频识别(RFID)系统中确定用于防止标签冲 突的最优帧尺寸的方法，在所述RFID系统中使用被限制到特定单位的帧尺寸来识别标签， 该方法包括以下步骤(a)通过RFID读取器来计算所估计的最优帧值，所述RFID读取器识 别所述标签；(b)通过所述RFID读取器来计算所述帧尺寸中的左侧帧尺寸和右侧帧尺寸 二者的每标签预期时延，所述左侧帧尺寸和所述右侧帧尺寸与所估计的最优帧值的差值最 小；(c)通过所述RFID读取器来对所述左侧帧尺寸的每标签预期时延与所述右侧帧尺寸的 每标签预期时延进行比较；以及(d)通过所述RFID读取器来将在所述左侧帧尺寸和所述右 侧帧尺寸中具有更小的每标签预期时延的帧尺寸确定为最优帧尺寸。 根据本发明的另一方面，提供了一种在无线射频识别(RFID)系统中确定用于防 止标签冲突的最优帧尺寸的方法，在所述RFID系统中使用多个帧尺寸来识别多个标签，该 方法包括以下步骤(a)通过RFID读取器来计算第一中间点，所述第一中间点为所述多个 帧尺寸的中间点；(b)通过所述RFID读取器来计算所述第一中间点的每标签预期时延以及
两个第一两侧帧尺寸的每标签预期时延，所述两个第一两侧帧尺寸包括所述多个帧尺寸中 的最小帧尺寸和最大帧尺寸；(c)通过所述RFID读取器来对所述第一中间点帧尺寸的每标 签预期时延与所述两个第一两侧帧尺寸的每标签预期时延进行比较；(d)当步骤(c)中所 述第一中间点的每标签预期时延小于所述两个第一两侧帧尺寸的每标签预期时延时，通过 所述RFID读取器来将所述第一中间点确定为最优帧尺寸；(e)当步骤(c)中所述第一中 间点的每标签预期时延大于所述两个第一两侧帧尺寸的每标签预期时延时，通过所述RFID 读取器来计算第二中间点，所述第二中间点是位于所述第一 中间点与在所述两个第一两侧 帧尺寸中能够得到更小的每标签预期时延的第一帧尺寸之间的中间点，然后计算所述第二 中间点的每标签预期时延与两个第二两侧帧尺寸的每标签预期时延，所述两个第二两侧帧 尺寸包括所述第一帧尺寸和所述第一中间点；(f)通过所述RFID读取器来对所述第二中 间点的每标签预期时延与所述两个第二两侧帧尺寸的每标签预期时延进行比较；(g)当步 骤(f)中所述第二中间点的每标签预期时延小于所述两个第二两侧帧尺寸的每标签预期时延时，过所述RFID读取器来将所述第二中间点确定为所述最优帧尺寸；以及(h)当步骤
(f)中所述第二中间点的每标签预期时延大于所述两个第二两侧帧尺寸的每标签预期时
延时，通过所述RFID读取器来重复执行包括步骤(a)到(g)在内的分半搜索(bisection search)过程，直到在所述多个帧尺寸中确定了所述最优帧尺寸为止。
图1是示出了传统RFID系统的设置的框图； 图2是示出了根据本发明的一个示例性实施方式的RFID系统的设置的框图；
图3是说明了根据本发明的、当帧尺寸受限时确定最优帧尺寸的设置的示例的 图； 图4是说明了根据本发明的、通过分半搜索过程来确定最优帧尺寸的设置的示例 的图； 图5A和图5B是说明了根据本发明的一个示例性实施方式的使用最优帧尺寸的示 例的图； 图6是示出了根据本发明的第一实施方式的用于确定最优帧尺寸的过程的流程 图；以及 图7和图8是示出了根据本发明的第二实施方式的用于确定最优帧尺寸的过程的 流程图。
具体实施例方式
在下文中，将参照附图来描述本发明的优选实施方式。首先，需要注意的是在这些 附图中将使用同样的附图标记来表示同样的元件。在下述说明中，当对所包含的已知功能 及结构的详细描述可能导致本发明的主题不清楚时，将省略这些描述。 图2是示出了根据本发明的一个示例性实施方式的射频识别(RFID)系统的设置 的框图。 根据本发明的一个示例性实施方式，RFID系统200包括RFID读取器210和多个 标签220，这些标签位于RFID读取器210的识别范围内。虽然本发明描述了标签220包括 第一标签221、第二标签222、第三标签223、第四标签224以及第五标签225的情况，但是本 发明可以应用于存在更多或更少标签的情况。 根据本发明的RFID读取器210可以作为独立设备使用，或者也可以包括在一个设 备(包括移动终端、个人数字助理(PDA)、笔记本计算机等)中。 虽然基于RFID读取器210采用了自适应帧时隙Aloha方案的假定来描述本发明， 但是本发明可用于RFID读取器210采用了基于Aloha方案而不是基于自适应帧时隙Aloha 方案的情况。 根据本发明由RFID读取器210执行标签识别过程的第一过程的方案与传统自适 应帧时隙Aloha方案相同，将在下面描述以便容易理解本发明的设置。在此，第一过程对应 于RFID读取器210首先识别多个标签220的过程。 在标签识别过程的第一过程中，RFID读取器210发送设置为初始值的第一帧尺寸 给标签220。在此，标签识别过程在一个单位帧周期中进行。也就是说，首先，RFID读取器210执行将设置为初始值的第一帧尺寸(g卩，第一帧中的时隙数量)发送给多个标签220的 第一过程，并且通过对应于第一帧尺寸的一个或更多个时隙来在标签220中识别一个或更 多个标签。在第一过程后，RFID读取器210在单位帧周期中重复以下过程根据本发明的一 个示例性实施方式来确定最优帧尺寸；将该最优帧尺寸发送给多个标签220 ;并在标签220 中识别一个或更多个标签。 接收到第一帧尺寸的标签220中的各个标签(即，第一标签221、第二标签222、第 三标签223、第四标签224及第五标签225)，通过它们各自的随机数生成器(RNG)来在第一 帧尺寸中选择一个时隙(即，一个时隙的序号)来使用。然后，RFID读取器210通过一个 标签识别过程，在单位时隙周期中将用于请求发送标签标识符的标识符请求消息发送给第 一标签221、第二标签222、第三标签223、第四标签224及第五标签225，并从多个标签220 接收一个或更多个标识符。例如，当第一帧尺寸表示包括时隙#1、时隙#2和时隙#3在内的 三个时隙时，RFID读取器210在时隙#1中向多个标签220发送标识符请求消息、以识别标 签220中的任意一个的标识符，然后从在标签200中的选择了时隙#1的一个或更多个标签 接收一个或更多个标识符。然后，与时隙#1类似，在时隙#2和时隙#3的各个时隙中，RFID 读取器210向多个标签220发送标识符请求消息，并接收一个或更多个标识符。
在这种情况下， 一个时隙在RFID读取器210向多个标签220发送标识符请求消息 时开始，并且在RFID读取器210从多个标签220接收到一个或更多个标识符时结束。
在第一帧中，每当一个时隙结束时，RFID读取器210就记录标签识别结果，该标签 识别结果可以表示在相应的时隙中是否有一个标签进行了响应(即，接收到一个标识符) (成功时隙)、有两个或更多个标签进行了响应(即，接收到两个或更多个标识符)(冲突时 隙)、或者没有标签进行响应(即，没有接收到标识符)(空闲时隙)，由此完成第一过程。
当完成第一过程后，RFID读取器210根据本发明的一个示例性实施方式来确定最 优帧尺寸，并将具有该最优帧尺寸的帧发送给多个标签220。
RFID读取器210通过以下的式1和式2来确定最优帧尺寸。
式1
<formula>formula see original document page 7</formula> 式1用于计算每标签预期时延，S卩，识别各个标签所需要的预期时延，其中"L"表 示一个帧中的时隙数量(即，帧尺寸)，"m"表示标签数量，"Tsucc"、"Tcoll"和"Tidle"分 别表示由成功时隙、冲突时隙和空闲时隙引起的时延。 根据本发明，当使得每标签预期时延最小化时，使得标签识别的预期效率(表示 在同一时段内可以识别多少标签)最大化。也就是说，由于可以通过最小的每标签预期时 延来获得最大的标签识别预期效率，所以可通过将使得式1的结果值最小化的帧尺寸持续 地应用到帧上，来获得最大的标签识别预期效率(即，最优帧尺寸)。
式2<formula>formula see original document page 8</formula><formula>formula see original document page 8</formula> 式2用于计算最优帧尺寸的估计值，其中"e"表示欧拉常数(Euler' sconstant)， "W()"表示兰伯特欧米加函数(Lambert omega function) ，"*+"表示向下取整函数(floor function) ，"r"表示通过空闲时隙的时延除以冲突时隙的时延得到的比值(Tidle/Tcoll)。 在此，当RFID读取器210识别出标签220的数量时，RFID读取器210将标签220的数量输 入式2。相反，当RFID读取器210并未识别出标签220的数量时，RFID读取器210通过使 用在第一过程中时记录的信息来估计标签220的数量并将所估计的数量输入式2中。因为 估计标签数量的技术在本领域内是公知的，所以省略了对其的详细描述。
由于可用的帧尺寸可能会被RFID系统200中所使用的标准或被系统约束限制到 特定单位，所以当通过式2所计算的最优帧尺寸的估计值不能被应用为最优帧尺寸时，根 据本发明的RFID读取器210根据本发明的第一实施方式来确定最优帧尺寸，如下所述。例 如，当帧尺寸被限制为自然数时，最优帧尺寸的估计值包括小数点后的值。
根据本发明的第一实施方式，如图3所示，RFID读取器210将在受限帧尺寸中作为 最接近根据式2所计算得到的最优帧尺寸的估计值的多个两侧帧尺寸中的各个两侧帧尺 寸的时隙数量(即，左侧帧尺寸(值低于最优帧尺寸估计值的帧尺寸)的时隙数量和右侧 帧尺寸(值高于最优帧尺寸估计值的帧尺寸)的时隙数量)，分别代入到式l中，其中左侧 帧尺寸和右侧帧尺寸与最优帧尺寸的估计值的差值最小。然后，RFID读取器210对按照左 侧帧尺寸所计算的每标签预期时延与按照右侧帧尺寸所计算的每标签预期时延进行比较。 在这种情况下，时隙数量对应于式1中的"L"值。 RFID读取器210将在这些两侧帧尺寸中能够得到最小每标签预期时延的帧尺寸 确定为最优帧尺寸，并将所确定的最优帧尺寸发送给多个标签220。在此，帧尺寸1、帧尺 寸2、帧尺寸3等仅用于互相区分不同的帧尺寸，而并不用于代表各个相应帧尺寸的时隙数 量。例如，帧尺寸1可以包括五个时隙，帧尺寸2可以包括六个时隙，帧尺寸3可以包括七 个时隙。 根据本发明的第一实施方式，RFID读取器210可以通过由RFID读取器210所执行 的第一过程来对计算每标签预期时延所需要的标签数量进行识别，并且在RFID读取器210 所包括的存储器中存储分别表示由成功时隙、冲突时隙和空闲时隙引起的时延的"Tsucc "、 "Tcoll"和"Tidle"。 此外根据本发明，当RFID读取器210的吞吐量较低时，RFID读取器210可能需要 较长时间来根据式2计算最优帧尺寸的估计值。因此，在这种情况下，根据本发明的第二实 施方式，RFID读取器210使用式1通过分半搜索法来确定最优帧尺寸，如下所述。在这种 情况下，RFID读取器210可以通过执行第一过程来识别标签220的数量。
根据本发明的第二实施方式，如图4所示，RFID读取器210按照规则次序来设置 RFID读取器210可用的多个帧尺寸，并计算在该多个帧尺寸中位于最小帧尺寸(S卩，图4中 的帧尺寸1)与最大帧尺寸(即，图4中的帧尺寸7)之间的中间点的第一中间点。
RFID读取器210将第一中间点的时隙数量和两个第一两侧帧尺寸的时隙数量分别代入式1中，这两个第一两侧帧尺寸包括距离第一中间点最远的最小帧尺寸及最大帧尺寸，并对计算得到的每标签预期时延进行相互比较。 当第一中间点的每标签预期时延小于这两个第一两侧帧尺寸的每标签预期时延时，RFID读取器210将第一中间点的帧尺寸确定为最优帧尺寸，并将该最优帧尺寸(即，第一中间点的帧尺寸)发送给多个标签220。 当第一中间点的每标签预期时延大于这两个第一两侧帧尺寸的每标签预期时延时，RFID读取器210选择在这两个第一两侧帧尺寸中能够得到相对更小的每标签预期时延的第一帧尺寸(即，图4中的帧尺寸l)，并再次计算第一中间点与第一帧尺寸之间的中间点(以下称为"第二中间点")。然后，RFID读取器210将第二中间点的时隙数量和相对于第二中间点的两个第二两侧帧尺寸(即，第一帧尺寸(即，图4中的帧尺寸1)和第一中间点(S卩，图4中的帧尺寸4))的时隙数量，分别代入式1中，并对计算得到的每标签预期时延进行相互比较。 当第二中间点的每标签预期时延小于这两个第二两侧帧尺寸的每标签预期时延时，RFID读取器210将第二中间点的帧尺寸确定为最优帧尺寸，创建具有最优帧尺寸(即，第二中间点的帧尺寸)的帧，并将所创建的帧发送给多个标签220. 当第二中间点的每标签预期时延大于这两个第二两侧帧尺寸的每标签预期时延时，RFID读取器210选择在这两个第二两侧帧尺寸中能够得到相对更小的每标签预期时延的帧尺寸(即，图4中的帧尺寸4)。 通过上述过程，RFID读取器210可以将没有空间可搜索的第N个中间点的帧尺寸
确定为最优帧尺寸。此外，当作为第二中间点之后的第三中间点、第四中间点........第
N个中间点中的任何一个中间点的每标签预期时延小于相对于对应中间点的多个两侧帧尺寸的每标签预期时延时，RFID读取器210可以停止搜索操作，将该对应中间点的帧尺寸确定为最优帧尺寸，并将所确定的最优帧尺寸发送给多个标签220。例如，当第三中间点的每标签预期时延小于多个两侧帧尺寸(即，第二中间点和第一中间点)的每标签预期时延时，如图4所示，RFID读取器210将第三中间点确定为最优帧尺寸。 根据本发明的第二实施方式，RFID读取器210可以通过由RFID读取器210所执行的第一过程来对计算每标签预期时延所需要的标签数进行识别，并且在RFID读取器210的内部存储器中存储分别表示由成功时隙、冲突时隙和空闲时隙引起的时延的"Tsucc"、"Tcoll"和"Tidle"。 当RFID读取器210根据本发明的第一实施方式或第二实施方式确定了最优帧尺寸并识别了标签220 (包括第一标签221、第二标签222、第三标签223、第四标签224和第五标签225)的标识符时，可以使得空闲现象以及在多个标识符之间的冲突现象最小化。
图5A和图5B是说明了根据本发明的一个示例性实施方式的使用最优帧尺寸的示例的图。 图5A示出了当RFID读取器210还没有确定根据本发明的一个示例性实施方式的最优帧尺寸时记录在RFID读取器210中的标签识别结果，图5B示出了当RFID读取器210确定了根据本发明的一个示例性实施方式的最优帧尺寸时记录在RFID读取器210中的标签识别结果。 图5A和图5B各自的RFID系统处于以下这种环境存在五个标签220，成功时隙和冲突时隙均具有一个单位时间的时延，其中，图5B中的各个空闲时隙有0. 2个单位时间的时延，由此空闲时隙与冲突时隙的时延比值为0. 2。 在图5A的情况下，由于RFID读取器210发送给多个标签220的帧尺寸太小，所以相对而言出现更多的冲突时隙，使得标签识别的预期效率劣化。 在图5B的情况下，由于RFID读取器210使用式1和式2中的至少一个来确定了最优帧尺寸(即，9个时隙)并将该最优帧尺寸发送给多个标签220，所以使得出现冲突时隙的数量最小化，因此使得标签识别的预期效率最大化。 图5A和图5B的标签识别效率分别计算为"1/3 = 0. 333"和"3/4. 8 = 0. 625"，由
此可以理解的是，图5B的情况能在同一时间周期内识别出更多的标签，其中各个分于"l"
和"3 "表示成功时隙的数量，各个分母"3 "和"4. 8 "表示一个帧的总时延。 图6是示出了根据本发明的第一实施方式的用于确定最优帧尺寸的过程的流程图。 本发明的第一实施方式用于当RFID读取器210可用的帧尺寸受限时由RFID读取器210完成第一过程、然后确定最优帧尺寸。 在完成第一过程后，在步骤610中，RFID读取器210通过使用式2计算最优帧尺寸的估计值。 在步骤620中，RFID读取器210将在受限帧尺寸中的左侧帧尺寸的时隙数量和右侧帧尺寸的时隙数量(其中左侧帧尺寸和右侧帧尺寸与最优帧尺寸估计值的差值最小)分别代入式1中，从而计算左侧帧尺寸的每标签预期时延和右侧帧尺寸的每标签预期时延。在此，RFID读取器210可以通过由RFID读取器210所执行的第一过程来对计算每标签预期时延所需要的标签数量进行识别，并且分别表示由成功时隙、冲突时隙和空闲时隙引起的时延的"Tsucc"、"Tcoll"和"Tidle"被存储在RFID读取器210的内部存储器中。
在步骤630中，RFID读取器210对左侧帧尺寸的每标签预期时延与右侧帧尺寸的每标签预期帧时延进行比较，并在步骤640中将能够在这两个每标签预期时延中得到更小的每标签预期时延的帧尺寸确定为最优帧尺寸。在此，帧尺寸1、帧尺寸2、帧尺寸3等仅用于相互区分不同的帧尺寸，而并不是用于代表各个对应帧尺寸的时隙数量。例如，帧尺寸1可以包括五个时隙，帧尺寸2可以包括六个时隙，帧尺寸3可以包括七个时隙。
图7和图8是示出了根据本发明的第二实施方式的用于确定最优帧尺寸的过程的流程图。 本发明的第二实施方式用于当RFID读取器210的吞吐量较低时由RFID读取器210完成第一过程、然后通过分半搜索过程来确定最优帧尺寸。 在完成第一过程后，如图4所示，RFID读取器210按照规则次序来设置多个可用的帧尺寸，并在步骤705中计算在该多个帧尺寸中位于最小帧尺寸与最大帧尺寸之间的中间点的第一中间点。 在步骤710中，RFID读取器210将第一中间点的时隙数量和两个第一两侧帧尺寸(这两个第一两侧帧尺寸包括距离第一中间点最远的最小帧尺寸及最大帧尺寸)的时隙数量分别代入式1中，然后在步骤715中对计算得到的每标签预期时延进行相互比较。在此，RFID读取器210可以通过由RFID读取器210所执行的第一过程来对计算每标签预期时延所需要的标签数量进行识别，并且在RFID读取器210的内部存储器中存储分别表示由成功时隙、冲突时隙和空闲时隙引起的时延的"Tsucc "、"Tco 11"和"Tidle "。 在步骤720中，RFID读取器210确定第一中间点的每标签预期时延是否小于这两
个第一两侧帧尺寸的每标签预期时延。 当第一中间点的每标签预期时延小于这两个第一两侧帧尺寸的每标签预期时延时，在步骤725中，RFID读取器210将第一中间点的帧尺寸确定为最优帧尺寸。在这种情况下，RFID读取器210停止分半搜索过程，并将步骤725中所确定的最优帧尺寸(即，第一中间点的帧尺寸)发送给多个标签220。 当步骤720中第一中间点的每标签预期时延大于这两个第一两侧帧尺寸的每标签预期时延时，在步骤730中，RFID读取器210选择在这两个第一两侧帧尺寸中能够得到相对更小的每标签预期时延的第一帧尺寸，并在步骤735中再次计算第一中间点与第一帧尺寸之间的中间点(以下称为"第二中间点")。然后，在步骤740中，RFID读取器210将第二中间点的时隙数量和相对于第二中间点的两个第二两侧帧尺寸(即，第一帧尺寸和第一中间点)的时隙数量，分别代入式1中，并在步骤745中对计算得到的每标签预期时延进行互相比较。 在步骤750中，RFID读取器210确定第二中间点的每标签预期时延是否小于这两个第二两侧帧尺寸的每标签预期时延。 当步骤750中第二中间点的每标签预期时延小于这两个第二两侧帧尺寸的每标签预期时延，在步骤755中，RFID读取器210将第二中间点的帧尺寸确定为最优帧尺寸。在这种情况下，RFID读取器210停止分半搜索过程，并将步骤755中所确定的最优帧尺寸(即，第二中间点的帧尺寸)发送给多个标签220。 当步骤750中第二中间点的每标签预期时延大于这两个第二两侧帧尺寸的每标签预期时延，在步骤760中，RFID读取器210继续分半搜索过程。 在步骤765中，RFID读取器210确定步骤760中计算得到的中间点是否对应于没有空间可搜索的第N个中间点，并且确定步骤760中计算得到的中间点的每标签预期时延是否小于该对应中间点的两侧帧尺寸的每标签预期时延。当步骤760中计算得到的中间点并不对应于第N个中间点，并且步骤760计算得到的中间点的每标签预期时延大于该对应中间点的两侧帧尺寸的每标签预期时延时，RFID读取器210返回到步骤760。
当步骤760中计算得到的中间点对应于没有空间可搜索的第N个中间点时，或当该中间点的每标签预期时延小于该对应中间点的两侧帧尺寸的每标签预期时延时，在步骤770中，RFID读取器210将该对应中间点的帧尺寸确定为最优帧尺寸。在这种情况下，RFID读取器210将步骤770中所确定的最优帧尺寸发送给多个标签220。 如上所述，当RFID读取器210根据本发明的第一实施方式或第二实施方式确定了最优帧尺寸并识别了标签220(包括第一标签221、第二标签222、第三标签223、第四标签224和第五标签225)的标识符时，可以使得空闲现象以及在多个标识符之间的冲突现象最小化。 虽然已经出于例示的目的而描述了本发明的示例性实施方式，但是本领域技术人员可以理解的是，可以在不偏离所附权利要求限定的本发明的范围及精神的情况下作出各种修改、附加及替换。因此，本发明中公开的实施方式不是对本发明范围的限制，而是描述本发明。相应地，本发明的范围并不限于被上述实施方式，而是由所附权利要求及其等同物
11来限定。本领域技术人员可以理解的是，可以对本发明在形式和细节上作出各种变化，而不
偏离所附权利要求限定的本发明的精神及范围。 工业应用性 如上所述，根据本发明，采用了一种在基于Aloha的RFID系统中准确地估计合适 的帧尺寸的方法，由此增大了该RFID系统中在短时间内可以处理的标签的数量。
权利要求
一种在射频识别(RFID)系统中确定用于防止标签冲突的最优帧尺寸的方法，在所述RFID系统中使用被限制到特定单位的帧尺寸来识别标签，该方法包括以下步骤(a)通过RFID读取器来计算所估计的最优帧值，所述RFID读取器识别所述标签；(b)通过所述RFID读取器来计算所述帧尺寸中的左侧帧尺寸和右侧帧尺寸二者的每标签预期时延，所述左侧帧尺寸和所述右侧帧尺寸与所估计的最优帧值的差值最小；(c)通过所述RFID读取器来对所述左侧帧尺寸的每标签预期时延与所述右侧帧尺寸的每标签预期时延进行比较；以及(d)通过所述RFID读取器来将在所述左侧帧尺寸和所述右侧帧尺寸中具有更小的每标签预期时延的帧尺寸确定为最优帧尺寸。
2. 根据权利要求l所述的方法，其中在步骤(a)中，所述RFID读取器通过下式来计算 所估计的最优帧值<formula>formula see original document page 2</formula>其中"e"表示欧拉常数，"W()"表示兰伯特欧米加函数，"*+"表示向下取整函数，"r" 表示空闲时隙的时延除以冲突时隙的时延得到的比值。
3. 根据权利要求l所述的方法，其中在步骤(b)中，所述RFID读取器通过下式来计算 所述左侧帧尺寸的每标签预期时延以及所述右侧帧尺寸的每标签预期时延<formula>formula see original document page 2</formula>其中"L"表示一个帧中的时隙数量即，帧尺寸，"m"表示标签数量，"Tsucc"表示由成功 时隙引起的时延，"Tcoll"表示由冲突时隙引起的时延，"Tidle"表示由空闲时隙引起的时延。
4. 根据权利要求1所述的方法，该方法还包括以下步骤(e)通过所述RFID读取器来 将所述最优帧尺寸发送给所述标签。
5. 根据权利要求l所述的方法，其中在步骤(b)中，所述左侧帧尺寸小于所估计的最优 帧值，所述右侧帧尺寸大于所估计的最优帧值。
6. —种在射频识别(RFID)系统中确定用于防止标签冲突的最优帧尺寸的方法，在所 述RFID系统中使用多个帧尺寸来识别多个标签，该方法包括以下步骤(a) 通过RFID读取器来计算第一中间点，所述第一中间点为所述多个帧尺寸的中间点；(b) 通过所述RFID读取器来计算所述第一中间点的每标签预期时延以及两个第一两 侧帧尺寸的每标签预期时延，所述两个第一两侧帧尺寸包括所述多个帧尺寸中的最小帧尺 寸和最大帧尺寸；(c) 通过所述RFID读取器来对所述第一中间点的每标签预期时延与所述两个第一两 侧帧尺寸的每标签预期时延进行比较；(d) 当步骤(c)中所述第一中间点的每标签预期时延小于所述两个第一两侧帧尺寸的每标签预期时延时，通过所述RFID读取器来将所述第一中间点确定为最优帧尺寸；(e) 当步骤(c)中所述第一中间点的每标签预期时延大于所述两个第一两侧帧尺寸的 每标签预期时延时，通过所述RFID读取器来计算第二中间点，所述第二中间点是位于所述 第一中间点与在所述两个第一两侧帧尺寸中能够得到更小的每标签预期时延的第一帧尺 寸之间的中间点，然后计算所述第二中间点的每标签预期时延以及两个第二两侧帧尺寸的 每标签预期时延，所述两个第二两侧帧尺寸包括所述第一帧尺寸和所述第一中间点；(f) 通过所述RFID读取器来对所述第二中间点的每标签预期时延与所述两个第二两 侧帧尺寸的每标签预期时延进行比较；(g) 当步骤(f)中所述第二中间点的每标签预期时延小于所述两个第二两侧帧尺寸的 每标签预期时延时，通过所述RFID读取器来将所述第二中间点确定为所述最优帧尺寸；以 及(h) 当步骤(f)中所述第二中间点的每标签预期时延大于所述两个第二两侧帧尺寸的 每标签预期时延时，通过所述RFID读取器来重复执行包括步骤(a)到(g)在内的分半搜索 过程，直到在所述多个帧尺寸中确定了所述最优帧尺寸为止。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述RFID读取器通过下式来计算所述每标签预 期时延<formula>formula see original document page 3</formula>其中"L"表示在-<formula>formula see original document page 3</formula>Tsucc"表示由成-个帧中的时隙数量即，帧尺寸，"m"表示标签数J 功时隙引起的时延，"Tcoll"表示由冲突时隙引起的时延，"Tidle"表示由空闲时隙引起的 时延。
8.根据权利要求6所述的方法，该方法在步骤(d)后还包括以下步骤(dl)通过所述 RFID读取器来停止所述分半搜索过程，并将所述第一中间点的帧尺寸发送给所述多个标
9.根据权利要求6所述的方法，该方法在步骤(g)后还包括以下步骤(gl)通过所述 RFID读取器来停止所述分半搜索过程，并将所述第二中间点的帧尺寸发送给所述多个标
10.根据权利要求6所述的方法，该方法还包括以下步骤(i)当步骤(h)中确定了所 述最优帧尺寸时，通过所述RFID读取器来停止所述分半搜索过程，并将所述最优帧发送给 所述多个标签。
全文摘要
本发明涉及一种在RFID系统中确定用于防止标签冲突的最优帧尺寸的方法。本发明提供了一种在射频识别(RFID)系统中确定用于防止标签冲突的最优帧尺寸的方法，在所述RFID系统中使用被限制到特定单位的帧尺寸来识别标签，该方法包括以下步骤(a)通过RFID读取器来计算所估计的最优帧值，所述RFID读取器识别所述标签；(b)通过所述RFID读取器来计算所述帧尺寸中的左侧帧尺寸和右侧帧尺寸二者的每标签预期时延，所述左侧帧尺寸和所述右侧帧尺寸与所估计的最优帧值的差值最小；(c)通过所述RFID读取器来对所述左侧帧尺寸的每标签预期时延与所述右侧帧尺寸的每标签预期时延进行比较；以及(d)通过所述RFID读取器来将在所述左侧帧尺寸和所述右侧帧尺寸中具有更小的每标签预期时延的帧尺寸确定为最优帧尺寸。根据本发明，采用了一种在基于Aloha的RFID系统中准确地估计合适的帧尺寸的方法，由此增大了所述RFID系统中在短时间内可以处理的标签的数量。
文档编号H04B5/02GK101715629SQ200880016957
公开日2010年5月26日 申请日期2008年5月23日 优先权日2007年5月23日
发明者姜收吉, 尹荣晨, 张铉民, 李东奂, 李柱植, 李源埈, 韩正熙 申请人:Sk电信有限公司