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認(rèn)證類型：個(gè)人認(rèn)證

認(rèn)證主體：吳**（實(shí)名認(rèn)證）

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IP屬地：湖北 上傳時(shí)間：2022-07-07 格式：PPT 頁(yè)數(shù)：73 大小：1.73MB 積分：28 舉報(bào) 版權(quán)申訴

1、RFID數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾栽赗FID系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾源嬖趦蓚€(gè)方面的問(wèn)題：1、外界的各種干擾可能使數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生錯(cuò)誤；2、多個(gè)應(yīng)答器同時(shí)占用信道使發(fā)送數(shù)據(jù)產(chǎn)生碰撞。運(yùn)用數(shù)據(jù)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)（差錯(cuò)檢測(cè)）和防碰撞防碰撞算法算法可分別解決這兩個(gè)問(wèn)題。數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾源嬖谀男﹩?wèn)題？數(shù) 據(jù) 校 驗(yàn)4l差錯(cuò)的分類l隨機(jī)錯(cuò)誤：由信道中的隨機(jī)噪聲干擾引起。在出現(xiàn)這種錯(cuò)誤時(shí)，前后位之間的錯(cuò)誤彼此無(wú)關(guān)。 l突發(fā)錯(cuò)誤：由突發(fā)干擾引起，當(dāng)前面出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，后面往往也會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，它們之間有相關(guān)性。 l混合錯(cuò)誤 正確比特流00111000 接收比特流01100100 異或錯(cuò)誤圖樣 01011100 突發(fā)錯(cuò)誤長(zhǎng)度b=5 差錯(cuò)的

2、控制方式差錯(cuò)的控制方式前向糾錯(cuò)接收端通過(guò)糾錯(cuò)解碼自動(dòng)糾正傳輸中出現(xiàn)的差錯(cuò)，所以該方法不需要重傳。這種方法需要采用具有很強(qiáng)糾錯(cuò)能力的編碼技術(shù) 。檢錯(cuò)重發(fā)中，在發(fā)送端加入少量的監(jiān)督碼元，在接收端根據(jù)編碼規(guī)則對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行檢查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)碼是，即向發(fā)送端發(fā)出詢問(wèn)信號(hào)，要求重發(fā)。發(fā)送端收到詢問(wèn)信號(hào)后，立即重發(fā)，直到信息正確接收為止?；旌霞m錯(cuò)是ARQ和FEC的結(jié)合，設(shè)計(jì)思想是對(duì)出現(xiàn)的錯(cuò)誤盡量糾正，糾正不了則需要通過(guò)重發(fā)來(lái)消除差錯(cuò)。6l檢糾錯(cuò)碼 l信息碼元與監(jiān)督碼元 信息碼元 k 監(jiān)督碼元r 7l檢糾錯(cuò)碼的分類 （1）奇偶校驗(yàn)l奇偶校驗(yàn)碼是一種奇偶校驗(yàn)碼是一種最簡(jiǎn)單而有效最簡(jiǎn)單而有效的數(shù)據(jù)校驗(yàn)方法。的數(shù)

3、據(jù)校驗(yàn)方法。l實(shí)現(xiàn)方法實(shí)現(xiàn)方法: : 在每個(gè)被傳送碼的左邊或右邊加上在每個(gè)被傳送碼的左邊或右邊加上1 1位奇偶校驗(yàn)位位奇偶校驗(yàn)位0 0或或1, 1, 若采用奇校驗(yàn)位若采用奇校驗(yàn)位, , 只需把每個(gè)編碼中只需把每個(gè)編碼中1 1的個(gè)數(shù)湊成奇數(shù)的個(gè)數(shù)湊成奇數(shù); ; 若若采用偶校驗(yàn)位采用偶校驗(yàn)位, , 只要把每個(gè)編碼中只要把每個(gè)編碼中1 1的個(gè)數(shù)湊成偶數(shù)。的個(gè)數(shù)湊成偶數(shù)。l檢驗(yàn)原理檢驗(yàn)原理: : 這種編碼能發(fā)現(xiàn)這種編碼能發(fā)現(xiàn)1 1個(gè)或奇數(shù)個(gè)錯(cuò)個(gè)或奇數(shù)個(gè)錯(cuò), , 但因碼距較小但因碼距較小, , 不能不能實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤定位。實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤定位。l對(duì)奇偶校驗(yàn)碼的評(píng)價(jià)對(duì)奇偶校驗(yàn)碼的評(píng)價(jià): :它能發(fā)現(xiàn)一位或奇數(shù)個(gè)位出錯(cuò)，但

4、無(wú)錯(cuò)它能發(fā)現(xiàn)一位或奇數(shù)個(gè)位出錯(cuò)，但無(wú)錯(cuò)誤定位和糾錯(cuò)能力。盡管奇偶校驗(yàn)碼的檢錯(cuò)能力較低，但對(duì)出誤定位和糾錯(cuò)能力。盡管奇偶校驗(yàn)碼的檢錯(cuò)能力較低，但對(duì)出錯(cuò)概率統(tǒng)計(jì)錯(cuò)概率統(tǒng)計(jì), , 其中其中70708080是是1 1位錯(cuò)誤位錯(cuò)誤, , 另因奇偶校驗(yàn)碼實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)另因奇偶校驗(yàn)碼實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單單, , 故它還是一種應(yīng)用最廣泛的校驗(yàn)方法。故它還是一種應(yīng)用最廣泛的校驗(yàn)方法。l實(shí)際應(yīng)用中實(shí)際應(yīng)用中, , 多采用奇校驗(yàn)多采用奇校驗(yàn), , 因奇校驗(yàn)中不存在全因奇校驗(yàn)中不存在全“0”“0”代碼代碼, , 在在某些場(chǎng)合下更便于判別。某些場(chǎng)合下更便于判別。 00001000100010000111010000101101101011

5、101000010011101011011011001110101110011111RFID系統(tǒng)中的差錯(cuò)校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)的校驗(yàn)方程l設(shè)設(shè)7 7位信息碼組為位信息碼組為C C7 7C C6 6C C5 5C C4 4C C3 3C C2 2C C1 1, , 校驗(yàn)碼為校驗(yàn)碼為C C0 0 , ,則對(duì)偶校驗(yàn)則對(duì)偶校驗(yàn), , 當(dāng)當(dāng)滿足滿足lC C7 7CC6 6CC5 5CC4 4CC3 3CC2 2CC1 1CC0 00 0 （1 1） 時(shí)時(shí), , 為合法碼為合法碼; ; 對(duì)奇校驗(yàn)對(duì)奇校驗(yàn), , 當(dāng)滿足當(dāng)滿足lC C7 7CC6 6CC5 5CC4 4CC3 3CC2 2CC1 1CC0 0 1 1

6、（2 2） 時(shí)時(shí), , 為合法碼。這里的為合法碼。這里的表示模表示模2 2相加。相加。l對(duì)于偶校驗(yàn)對(duì)于偶校驗(yàn), , 合法碼字應(yīng)滿足合法碼字應(yīng)滿足 n n C Ci iCC0 00 0 （3 3） i-1 i-1l對(duì)于奇校驗(yàn)對(duì)于奇校驗(yàn), , 合法碼字應(yīng)滿足合法碼字應(yīng)滿足 n n C Ci iCC0 01 1 （4 4） i-1 i-1注意注意: :公式公式(1)(2)(1)(2)為奇偶校驗(yàn)位為奇偶校驗(yàn)位的生成方程的生成方程; ;公式公式(3)(4)(3)(4)為校驗(yàn)方程。為校驗(yàn)方程。（2）循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(Cyclic Redundancy Check ,CRC) lCRCCRC碼是一種檢錯(cuò)、糾錯(cuò)

7、能力很強(qiáng)的數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼碼是一種檢錯(cuò)、糾錯(cuò)能力很強(qiáng)的數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼, , 主要用于網(wǎng)絡(luò)、同主要用于網(wǎng)絡(luò)、同步通信及磁表面存儲(chǔ)器等應(yīng)用場(chǎng)合。步通信及磁表面存儲(chǔ)器等應(yīng)用場(chǎng)合。1 1循環(huán)冗余校驗(yàn)碼的編碼方法循環(huán)冗余校驗(yàn)碼的編碼方法l循環(huán)冗余校驗(yàn)碼由兩部分組成循環(huán)冗余校驗(yàn)碼由兩部分組成, , 左邊為信息位左邊為信息位, , 右邊為校驗(yàn)位。若信右邊為校驗(yàn)位。若信息位為息位為N N位位, , 校驗(yàn)位為校驗(yàn)位為K K位位, , 則該校驗(yàn)碼被稱為則該校驗(yàn)碼被稱為(N(NK, N)K, N)碼。碼。l編碼步驟編碼步驟如下：如下：(1)(1)將待編碼的將待編碼的N N位有效信息位表示為一個(gè)位有效信息位表示為一個(gè)n n1

8、1階的多項(xiàng)式階的多項(xiàng)式M(X)M(X)。(2)(2)將將M(X)M(X)左移左移K K位位, , 得到得到M(X).XM(X).Xk k（K K由預(yù)選的由預(yù)選的K K1 1位的生成多項(xiàng)式位的生成多項(xiàng)式G(X)G(X)決定）。決定）。(3)(3)用一個(gè)預(yù)選好的用一個(gè)預(yù)選好的K K1 1位的位的G(X)G(X)對(duì)對(duì)M(X).XM(X).Xk k作模作模2 2除法。除法。(4)(4)把左移把左移K K位后的的有效信息位與余數(shù)作位后的的有效信息位與余數(shù)作模模2 2加法加法, , 形成長(zhǎng)度為形成長(zhǎng)度為N NK K的的CRCCRC碼。碼。 M(X).X M(X).Xk kR(X) R(X) Q(X).G(

9、X) Q(X).G(X) 信息位校驗(yàn)位N位K位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼的格式M(X)X Xk k G(X)Q(X)R(X)G(X)舉例例例: :選擇生成多項(xiàng)式為選擇生成多項(xiàng)式為G(X)G(X)X X4 4X X1(10011),1(10011),請(qǐng)把請(qǐng)把8 8位有效信息位有效信息1111011111110111編碼成編碼成CRCCRC碼。碼。 解：解：步驟步驟1 1：M(X) M(X) X X7 7X X6 6+ X+ X5 5X X4 4 + X+ X2 2X X1 1 +1 +1 11110111 11110111 步驟步驟2 2: M(X). X: M(X). X4 4 11110111 1111

10、011100000000 ( ( 即左移即左移4 4位）位） 步驟步驟3 3：模：模2 2除，除，M(X)XM(X)X4 4G(X)G(X) 11110111 1111011100000000 10011100111110010111100101111111111001110011，即，即R(X)R(X)11111111步驟步驟4 4：模：模2 2加，得到循環(huán)冗余碼為加，得到循環(huán)冗余碼為M(X)XM(X)X4 4R(X) R(X) 11110111 1111011100000000 11111111 11110111 1111011111111111 糾錯(cuò)原理 由于由于M(X).XM(X).X

11、k kQ(X). G(X)Q(X). G(X)R(X)R(X)，根據(jù)模，根據(jù)模2 2加的規(guī)則加的規(guī)則M(X). XM(X). Xk k R(X)R(X)Q(X).G(X)Q(X).G(X)R(X)R(X)R(X)R(X)Q(X).G(X)Q(X).G(X)上式表明上式表明, , 合法的合法的CRCCRC碼應(yīng)當(dāng)能被生成多項(xiàng)式整除。碼應(yīng)當(dāng)能被生成多項(xiàng)式整除。若若CRCCRC碼不能碼不能被生成多項(xiàng)式整除，說(shuō)明出現(xiàn)了信息的傳送差錯(cuò)。被生成多項(xiàng)式整除，說(shuō)明出現(xiàn)了信息的傳送差錯(cuò)。 4672616E7A4672616E7AE580E5800發(fā)送數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)CRCCRC校驗(yàn)生成多項(xiàng)式的選擇l生成多項(xiàng)式被用來(lái)生

12、成生成多項(xiàng)式被用來(lái)生成CRCCRC碼碼, , 但并非任何一個(gè)但并非任何一個(gè)K K1 1位的多項(xiàng)式都位的多項(xiàng)式都能作為生成多項(xiàng)式用能作為生成多項(xiàng)式用, , 它它應(yīng)滿足下列要求：應(yīng)滿足下列要求：（1 1）任何一位出錯(cuò)都應(yīng)使余數(shù)不為）任何一位出錯(cuò)都應(yīng)使余數(shù)不為0 0。（2 2）不同位出錯(cuò)應(yīng)使余數(shù)不同。）不同位出錯(cuò)應(yīng)使余數(shù)不同。（3 3）對(duì)余數(shù)繼續(xù)作模）對(duì)余數(shù)繼續(xù)作模2 2除法，應(yīng)使余數(shù)循環(huán)。除法，應(yīng)使余數(shù)循環(huán)。l生成多項(xiàng)式的選擇主要靠經(jīng)驗(yàn)，但已有生成多項(xiàng)式的選擇主要靠經(jīng)驗(yàn)，但已有3 3種多項(xiàng)式種多項(xiàng)式成為標(biāo)準(zhǔn)而被廣成為標(biāo)準(zhǔn)而被廣泛運(yùn)用泛運(yùn)用, , 它們都具有極高的檢錯(cuò)率它們都具有極高的檢錯(cuò)率, ,

13、分別是分別是: :lCRC-12CRC-12X X1212X X1111X X3 3X X2 2X X1 1lCRC-16CRC-16X X1616X X1515X X2 21 1lCRC-CCITTCRC-CCITTX X1616X X1212X X5 51 1lCRC-32CRC-32= X= X3232X X2626X X23+ 23+ X X2222X X1616X X1212+ + X X1111X X1010X X8+ 8+ X X7 7X X5 5X X4 4 +X+X2 2X X1 1注：在RFID標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC14443中，采用的是CRC-CCITT的生成多項(xiàng)式防碰撞算法

14、不需拆箱即可同時(shí)讀取多筆資料橘色參考書(shū)一本藍(lán)色字典一本灰色小說(shuō)一本一、產(chǎn)生碰撞的原因 在在RFID系統(tǒng)應(yīng)用中，因?yàn)槎鄠€(gè)讀寫(xiě)器或多個(gè)標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)用中，因?yàn)槎鄠€(gè)讀寫(xiě)器或多個(gè)標(biāo)簽，造成的讀寫(xiě)器之間或標(biāo)簽之間的相互干擾，簽，造成的讀寫(xiě)器之間或標(biāo)簽之間的相互干擾，統(tǒng)稱為統(tǒng)稱為碰撞碰撞。1、標(biāo)簽碰撞、標(biāo)簽碰撞2、讀寫(xiě)器碰撞、讀寫(xiě)器碰撞電子標(biāo)簽1電子標(biāo)簽2電子標(biāo)簽4電子標(biāo)簽3電子標(biāo)簽5電子標(biāo)簽1電子標(biāo)簽2電子標(biāo)簽4電子標(biāo)簽3電子標(biāo)簽5R1RrRrReader2Reader1讀寫(xiě)器讀寫(xiě)器- -讀寫(xiě)器頻率干擾讀寫(xiě)器頻率干擾R1R1為為Reader1Reader1的干的干擾范圍擾范圍RrRr為為Reader1Read

15、er1和和Reader2Reader2的讀取范圍的讀取范圍 從標(biāo)簽從標(biāo)簽T T反射到讀寫(xiě)反射到讀寫(xiě)器器Reader2Reader2的信號(hào)很容的信號(hào)很容易被從易被從Reader1Reader1發(fā)出的發(fā)出的信號(hào)干擾。信號(hào)干擾。Tag讀寫(xiě)器碰撞Tag3Tag2Tag1Reader1Reader2多讀寫(xiě)器一標(biāo)簽干擾多讀寫(xiě)器一標(biāo)簽干擾 標(biāo)簽標(biāo)簽1 1接收到的信息為兩個(gè)讀寫(xiě)器發(fā)射信號(hào)接收到的信息為兩個(gè)讀寫(xiě)器發(fā)射信號(hào)的矢量和的矢量和, ,是一個(gè)未知信號(hào)。是一個(gè)未知信號(hào)。 如何解決碰撞如何解決碰撞的問(wèn)題呢？的問(wèn)題呢？二二、防碰撞機(jī)制的實(shí)現(xiàn)防碰撞機(jī)制的實(shí)現(xiàn)1 1、空分多址、空分多址（SDMASDMA）空間分割多

16、重存取空間分割多重存取Reader利用空間分割構(gòu)成不利用空間分割構(gòu)成不同的信道同的信道;空分多址是一種信道空分多址是一種信道增容的方式，可以實(shí)增容的方式，可以實(shí)現(xiàn)頻率的重復(fù)使用，現(xiàn)頻率的重復(fù)使用，充分利用頻率資源。充分利用頻率資源。1、自適應(yīng)、自適應(yīng)SDMA，電子控，電子控制定向天線，天線的方向制定向天線，天線的方向直接對(duì)準(zhǔn)某個(gè)標(biāo)簽直接對(duì)準(zhǔn)某個(gè)標(biāo)簽2 2、減少單個(gè)讀寫(xiě)、減少單個(gè)讀寫(xiě)器的作用范圍器的作用范圍讀讀寫(xiě)寫(xiě)器器Tag1Tag3Tag5Tag4Tag2閱讀器廣播命令閱讀器廣播命令閱讀器讀寫(xiě)區(qū)域閱讀器讀寫(xiě)區(qū)域f1f2f3f4f52、頻分多址、頻分多址（FDMA）把信道頻帶分割為若干更窄的互不

17、相交的頻帶（稱為子頻帶）;RFID系統(tǒng)把不同載波頻率的傳輸通道分別提供給電子標(biāo)簽用戶3、 4、時(shí)分多址、時(shí)分多址(TDMA)a b c abcReaderaabbcc在RFID系統(tǒng)中TDMA是被廣泛采用的多路方法。具體分為標(biāo)簽控制（驅(qū)動(dòng)法）和閱讀器控制（詢問(wèn)驅(qū)動(dòng)法）。大多數(shù)RFID系統(tǒng)采用由閱讀器作為主控制器的控制方法。實(shí)現(xiàn)：在所有標(biāo)簽中，在某個(gè)時(shí)間內(nèi)只建立唯一的閱讀器和標(biāo)簽的通信關(guān)系，可以很好的解決標(biāo)簽碰撞問(wèn)題。時(shí)分多址是把時(shí)間分割成周期時(shí)分多址是把時(shí)間分割成周期性的幀性的幀(Frame),每一個(gè)幀再分每一個(gè)幀再分割成若干個(gè)時(shí)隙割成若干個(gè)時(shí)隙.標(biāo)簽控制（驅(qū)動(dòng)法） 以電子標(biāo)簽為主控器，讀寫(xiě)器對(duì)

18、數(shù)據(jù)傳輸沒(méi)有控制。該方法 控制很慢不靈活。閱讀器控制（詢問(wèn)驅(qū)動(dòng)法） 所有標(biāo)簽同時(shí)由閱讀器進(jìn)行控制和檢測(cè)，通過(guò)一定算法，在所有標(biāo)簽中選擇其中一個(gè)標(biāo)簽，然后進(jìn)行相互通信（如鑒別、讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)）。為了選擇另一個(gè)標(biāo)簽，應(yīng)該解除原來(lái)的通信關(guān)系，因?yàn)樵谀骋粫r(shí)間內(nèi)只能建立起唯一的通信關(guān)系某一時(shí)間內(nèi)只能建立起唯一的通信關(guān)系，即單個(gè)標(biāo)簽占用信道通信，可以按時(shí)間順序快速地操作眾多標(biāo)簽。所以閱讀器控制的方法也稱作定時(shí)雙工傳輸法定時(shí)雙工傳輸法。三三、防碰撞算法防碰撞算法時(shí)分多路（TDMA）ALOHA算法二進(jìn)制樹(shù)型搜索算法1 1、ALOHAALOHA防碰撞算法防碰撞算法 Aloha協(xié)議或稱Aloha技術(shù)、Aloha網(wǎng)

19、，是世界上最早的無(wú)線電計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)。它是1968年美國(guó)夏威夷大學(xué)的一項(xiàng)研究計(jì)劃的名字。70年代初研制成功一種使用無(wú)線廣播技術(shù)的分組交換計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，也是最早最基本的無(wú)線數(shù)據(jù)通信協(xié)議。取名Aloha，是夏威夷人表示致意的問(wèn)候語(yǔ)，這項(xiàng)研究計(jì)劃的目的是要解決夏威夷群島之間的通信問(wèn)題。Aloha網(wǎng)絡(luò)可以使分散在各島的多個(gè)用戶通過(guò)無(wú)線電信道來(lái)使用中心計(jì)算機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)到多點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信。第一個(gè)使用無(wú)線電廣播來(lái)代替點(diǎn)到點(diǎn)連接線路作為通信設(shè)施的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是夏威夷大學(xué)的ALOHA系統(tǒng)。 該系統(tǒng)所采用的技術(shù)是地面無(wú)線電廣播技術(shù)，采用的協(xié)議就是有名的ALOHA協(xié)議，叫做純ALOHA(Pure ALOHA)。以后，在

20、此基礎(chǔ)上，又有了許多改進(jìn)過(guò)的ALOHA協(xié)議被用于衛(wèi)星廣播網(wǎng)和其它廣播網(wǎng)絡(luò)。 各種ALOHA算法： 純ALOHA算法、時(shí)隙ALOHA算法、幀時(shí)隙ALOHA算法、動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙ALOHA算法。 ALOHA算法的模型圖l純純ALOHAALOHA算法算法 思想：只要用戶有數(shù)據(jù)要發(fā)送，就盡管讓他們發(fā)送思想：只要用戶有數(shù)據(jù)要發(fā)送，就盡管讓他們發(fā)送 純純ALOHAALOHA算法的標(biāo)簽讀取過(guò)程：算法的標(biāo)簽讀取過(guò)程： （1 1）各個(gè)標(biāo)簽隨機(jī)的在某時(shí)間點(diǎn)上發(fā)送信息。）各個(gè)標(biāo)簽隨機(jī)的在某時(shí)間點(diǎn)上發(fā)送信息。 （2 2）閱讀器檢測(cè)收到的信息，判斷是成功接收或者碰撞。）閱讀器檢測(cè)收到的信息，判斷是成功接收或者碰撞。 （3 3

21、）若判斷發(fā)生碰撞，則標(biāo)簽隨機(jī)等待一段時(shí)間再重新發(fā)送信息。）若判斷發(fā)生碰撞，則標(biāo)簽隨機(jī)等待一段時(shí)間再重新發(fā)送信息。 純純ALOHAALOHA存在的問(wèn)題：存在的問(wèn)題： （1 1）錯(cuò)誤判決。即對(duì)同一個(gè)標(biāo)簽，如果連續(xù)多次發(fā)生碰撞，則將導(dǎo)致）錯(cuò)誤判決。即對(duì)同一個(gè)標(biāo)簽，如果連續(xù)多次發(fā)生碰撞，則將導(dǎo)致閱讀器出現(xiàn)錯(cuò)誤判斷，認(rèn)為標(biāo)簽不在閱讀器作用范圍內(nèi)。閱讀器出現(xiàn)錯(cuò)誤判斷，認(rèn)為標(biāo)簽不在閱讀器作用范圍內(nèi)。 （2 2）數(shù)據(jù)幀的發(fā)送過(guò)程中發(fā)生碰撞的概率很大。過(guò)多的碰撞導(dǎo)致吞吐）數(shù)據(jù)幀的發(fā)送過(guò)程中發(fā)生碰撞的概率很大。過(guò)多的碰撞導(dǎo)致吞吐量下降系統(tǒng)性能降低。量下降系統(tǒng)性能降低。 解決方向：解決方向： 減小碰撞發(fā)生次數(shù)減小碰

22、撞發(fā)生次數(shù)縮短重發(fā)延時(shí)縮短重發(fā)延時(shí) 存在的問(wèn)題？吞吐率S-代表有效傳輸?shù)膶?shí)際總數(shù)據(jù)率，即在觀察時(shí)間T0內(nèi)標(biāo)簽成功通信的平均次數(shù)輸入負(fù)載G-發(fā)送的總數(shù)據(jù)率，即觀察時(shí)間T0內(nèi)標(biāo)簽的平均到達(dá)次數(shù)S=G*Pe 其中Pe是到達(dá)的標(biāo)簽?zāi)艹晒ν瓿赏ㄐ诺母怕市阅芊治鲇筛怕收撝R(shí)：Pe=e-2G所以：純ALOHA算法的吞吐率為：S=G*e-2G 當(dāng)輸入負(fù)載當(dāng)輸入負(fù)載G=0.5G=0.5時(shí)，系統(tǒng)的吞吐率達(dá)到最大值時(shí)，系統(tǒng)的吞吐率達(dá)到最大值0.1840.184。由于純由于純ALOHAALOHA算法中存在碰撞概率較大，在實(shí)際中，該算法算法中存在碰撞概率較大，在實(shí)際中，該算法僅適于只讀型的標(biāo)簽，即閱讀器只負(fù)責(zé)接收標(biāo)簽發(fā)

23、射的信僅適于只讀型的標(biāo)簽，即閱讀器只負(fù)責(zé)接收標(biāo)簽發(fā)射的信號(hào)，標(biāo)簽只負(fù)責(zé)向閱讀器發(fā)射信號(hào)的情況。號(hào)，標(biāo)簽只負(fù)責(zé)向閱讀器發(fā)射信號(hào)的情況。l時(shí)隙時(shí)隙ALOHAALOHA算法算法（ Slotted Aloha ） 在在ALOHAALOHA算法的基礎(chǔ)上把時(shí)間分成多個(gè)離散時(shí)隙算法的基礎(chǔ)上把時(shí)間分成多個(gè)離散時(shí)隙(slot)(slot)，并且每，并且每個(gè)時(shí)隙長(zhǎng)度要大于標(biāo)簽回復(fù)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，標(biāo)簽只能在每個(gè)時(shí)隙內(nèi)發(fā)送個(gè)時(shí)隙長(zhǎng)度要大于標(biāo)簽回復(fù)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，標(biāo)簽只能在每個(gè)時(shí)隙內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)。每個(gè)時(shí)隙存在：數(shù)據(jù)。每個(gè)時(shí)隙存在： a a 空閑時(shí)隙：此時(shí)隙內(nèi)沒(méi)有標(biāo)簽發(fā)送空閑時(shí)隙：此時(shí)隙內(nèi)沒(méi)有標(biāo)簽發(fā)送 b b 成功識(shí)別時(shí)隙：僅一個(gè)標(biāo)

24、簽發(fā)送且被正確識(shí)別成功識(shí)別時(shí)隙：僅一個(gè)標(biāo)簽發(fā)送且被正確識(shí)別 c c 碰撞時(shí)隙：多個(gè)標(biāo)簽發(fā)送，產(chǎn)生碰撞碰撞時(shí)隙：多個(gè)標(biāo)簽發(fā)送，產(chǎn)生碰撞 時(shí)隙時(shí)隙ALOHAALOHA算法的吞吐率為：算法的吞吐率為：S=GS=G* *e e-G-G當(dāng)輸入負(fù)載當(dāng)輸入負(fù)載G=1G=1時(shí)，系統(tǒng)的吞吐量達(dá)到最大值時(shí)，系統(tǒng)的吞吐量達(dá)到最大值0.3680.368，避免了純，避免了純ALOHAALOHA算法中的部分碰撞，提高了信道的利用率。算法中的部分碰撞，提高了信道的利用率。需要一個(gè)同步時(shí)鐘以使閱讀器閱讀區(qū)域內(nèi)的所有標(biāo)簽的時(shí)隙同需要一個(gè)同步時(shí)鐘以使閱讀器閱讀區(qū)域內(nèi)的所有標(biāo)簽的時(shí)隙同步。步。時(shí)隙ALOHA算法示意圖Frame S

25、lotted Aloha(FSA) 將N個(gè)時(shí)隙組成一幀，一幀中包含的時(shí)隙數(shù)固定，標(biāo)簽隨機(jī)選擇N個(gè)時(shí)隙中的一個(gè)與閱讀器通信，一旦碰撞則等待下一幀，重新選擇時(shí)隙重發(fā)信息。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)化了時(shí)隙Aloha的隨機(jī)退避機(jī)制。缺點(diǎn)：當(dāng)標(biāo)簽數(shù)遠(yuǎn)大于N時(shí)，出現(xiàn)“餓死現(xiàn)象”； 當(dāng)標(biāo)簽數(shù)遠(yuǎn)小于N時(shí)，較多時(shí)隙空閑，產(chǎn)生浪費(fèi)。 固定幀時(shí)隙Aloha運(yùn)用于RFID系統(tǒng)示意圖l 幀時(shí)隙幀時(shí)隙ALOHAALOHA算法算法l動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙ALOHAALOHA算法（算法（DFSADFSA） 動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙Aloha運(yùn)用于RFID系統(tǒng)示意圖n 當(dāng)系統(tǒng)待識(shí)別標(biāo)簽數(shù)較多時(shí)，動(dòng)態(tài)增加幀長(zhǎng)，可以降低時(shí)隙碰撞率，提高系統(tǒng)性能；n 當(dāng)系統(tǒng)待識(shí)別

26、標(biāo)簽數(shù)較少時(shí)，動(dòng)態(tài)減少幀長(zhǎng)，可以降低空閑時(shí)隙比率，提高時(shí)隙利用率，提高系統(tǒng)性能；2 2、二進(jìn)制樹(shù)型搜索算法、二進(jìn)制樹(shù)型搜索算法 沖突節(jié)點(diǎn)沖突節(jié)點(diǎn)非沖突節(jié)點(diǎn)非沖突節(jié)點(diǎn)011011100101樹(shù)分叉算法樹(shù)分叉算法基本思想是：基本思想是：將處于碰撞的標(biāo)將處于碰撞的標(biāo)簽分成左右兩個(gè)子集簽分成左右兩個(gè)子集0 0和和1 1，先，先查詢子集查詢子集0 0，若沒(méi)有碰撞，則，若沒(méi)有碰撞，則正確識(shí)別標(biāo)簽，若仍有碰撞則正確識(shí)別標(biāo)簽，若仍有碰撞則分裂，把分裂，把1 1子集分成子集分成0000和和0101兩兩個(gè)子集，直到識(shí)別子集個(gè)子集，直到識(shí)別子集1 1中所中所有標(biāo)簽。有標(biāo)簽。1 10 01 11 10 00 00 0

27、0 01 11 11 10 0?射頻卡射頻卡1射頻卡射頻卡2讀寫(xiě)器譯碼讀寫(xiě)器譯碼 在二進(jìn)制搜索算法的實(shí)現(xiàn)中，起決定作用的是讀寫(xiě)器所使用在二進(jìn)制搜索算法的實(shí)現(xiàn)中，起決定作用的是讀寫(xiě)器所使用的信號(hào)編碼的信號(hào)編碼必須能夠確定碰撞的準(zhǔn)確比特位置必須能夠確定碰撞的準(zhǔn)確比特位置。曼徹斯特碼曼徹斯特碼(Mancherster)(Mancherster)可在多卡同時(shí)響應(yīng)時(shí)，譯出錯(cuò)誤碼字，可以按位可在多卡同時(shí)響應(yīng)時(shí)，譯出錯(cuò)誤碼字，可以按位識(shí)別出碰撞識(shí)別出碰撞。這樣可以根據(jù)碰撞的位置，按一定法則重新搜索射。這樣可以根據(jù)碰撞的位置，按一定法則重新搜索射頻卡。頻卡。范例范例A:10100111B:10110101C:

28、10101111D:10111101R:11111111R:11111111送送REQUEST（11111111）命令，要求區(qū)）命令，要求區(qū)域內(nèi)所有標(biāo)簽應(yīng)答，根據(jù)曼徹斯特編碼，域內(nèi)所有標(biāo)簽應(yīng)答，根據(jù)曼徹斯特編碼，解碼數(shù)據(jù)為解碼數(shù)據(jù)為101?1?1,發(fā)生碰撞，算法做發(fā)生碰撞，算法做如下如下變化，變化，將碰撞的最高置將碰撞的最高置0，其它碰撞，其它碰撞位置位置1。得下次的。得下次的REQUEST(10101111)?R R表示閱表示閱讀器讀器Improved Anti-collision Algorithm搜尋過(guò)程搜尋過(guò)程第一次搜尋第一次搜尋第二次搜尋第二次搜尋第三次搜尋第三次搜尋第四次搜尋第四次

29、搜尋第五次搜尋第五次搜尋發(fā)送序號(hào)發(fā)送序號(hào)接收序號(hào)接收序號(hào)TagATagATagTagB BTagTagC CTagTagD D1010011110110101101011111011110111111111101?1?11010111110100111101011111010?1111010011110100111識(shí)別識(shí)別TagATagA10110101101011111011110111111111101?1?11010111110101111識(shí)別識(shí)別TagBTagBImproved Anti-collision AlgorithmImproved Anti-collision Algori

30、thm搜尋過(guò)程搜尋過(guò)程第六次搜尋第六次搜尋第七次搜第七次搜尋尋第八次搜第八次搜尋尋第九次搜第九次搜尋尋第十次搜第十次搜尋尋發(fā)送序號(hào)發(fā)送序號(hào)接收序號(hào)接收序號(hào)TagATagATagTagB BTagTagC C TagTagD D1011010110111101111111111011?10110110101101101011011110110111101識(shí)別識(shí)別TagCTagC識(shí)別識(shí)別TagDTagD 射頻卡進(jìn)入讀寫(xiě)器的工作范圍，讀寫(xiě)器發(fā)出一個(gè)最大序列號(hào)讓所有射射頻卡進(jìn)入讀寫(xiě)器的工作范圍，讀寫(xiě)器發(fā)出一個(gè)最大序列號(hào)讓所有射頻卡響應(yīng)；同一時(shí)刻開(kāi)始傳輸它們的序列號(hào)到讀寫(xiě)器的接收模塊。頻卡響應(yīng)；同一時(shí)刻

31、開(kāi)始傳輸它們的序列號(hào)到讀寫(xiě)器的接收模塊。 讀寫(xiě)器對(duì)比射頻卡響應(yīng)的序列號(hào)的相同位數(shù)上的數(shù)。讀寫(xiě)器對(duì)比射頻卡響應(yīng)的序列號(hào)的相同位數(shù)上的數(shù)。出現(xiàn)不一致出現(xiàn)不一致的現(xiàn)象的現(xiàn)象即有的序列號(hào)該位即有的序列號(hào)該位為為0 0，而有的序列，而有的序列號(hào)該位為號(hào)該位為1 1 把有不一致位的數(shù)從最高位到低位依次置把有不一致位的數(shù)從最高位到低位依次置O O再輸出系列號(hào)，再輸出系列號(hào)，即依次排除序列號(hào)大的數(shù)，至讀寫(xiě)器對(duì)比射頻卡響應(yīng)的序列號(hào)即依次排除序列號(hào)大的數(shù)，至讀寫(xiě)器對(duì)比射頻卡響應(yīng)的序列號(hào)的相同位數(shù)上的數(shù)完全一致時(shí)，說(shuō)明無(wú)碰撞。的相同位數(shù)上的數(shù)完全一致時(shí)，說(shuō)明無(wú)碰撞。選出序列號(hào)最小的數(shù)后，對(duì)該標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，然后使

32、選出序列號(hào)最小的數(shù)后，對(duì)該標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，然后使該卡進(jìn)入該卡進(jìn)入“無(wú)聲無(wú)聲”狀態(tài)。狀態(tài)。YN二進(jìn)制搜索算法的工作流程是：二進(jìn)制搜索算法的工作流程是：47TYPE A （位檢測(cè)防碰撞協(xié)議）l幀有3種類型：短幀、標(biāo)準(zhǔn)幀和面向比特的防碰撞幀。 四、 ISO/IEC 14443標(biāo)準(zhǔn)中的防碰撞協(xié)議 短幀短幀標(biāo)準(zhǔn)幀標(biāo)準(zhǔn)幀面向比特防碰撞幀面向比特防碰撞幀加校驗(yàn)位不加校驗(yàn)位不加校驗(yàn)位49lPICC的狀態(tài)lPower-off（斷電）狀態(tài) 沒(méi)有足夠的載波能量，PICC沒(méi)有工作，也不能發(fā)送反射波。 lIdle（休閑）狀態(tài) PICC已經(jīng)上電，能夠解調(diào)信號(hào)，并能夠識(shí)別有效的REQA和WAKE-UP命令。 lReady

33、（就緒）狀態(tài) 實(shí)現(xiàn)位幀的防碰撞算法或其它可行的防碰撞算法。 lActive（激活）狀態(tài) PCD通過(guò)防碰撞已經(jīng)選出了單一的卡。lHalt（停止）狀態(tài) l命令集命令集 lREQA/WUPAREQA/WUPA命令命令PCD給PICC發(fā)送查詢信息。這兩個(gè)命令為短幀。REQA編碼為26H（高半字節(jié)取3位），WUPA編碼為52H （高半字節(jié)取3位）， lATQAATQA應(yīng)答應(yīng)答 PCD發(fā)出REQA命令后，處于休閑狀態(tài)的PICC都應(yīng)同步地以ATQA應(yīng)答PCD，PCD檢查是否有碰撞備用經(jīng)營(yíng)者編碼UID大小00：UID級(jí)長(zhǎng)為101：UID級(jí)長(zhǎng)為210：UID級(jí)長(zhǎng)為3比特幀防碰撞方式，僅有1位設(shè)置成1UID結(jié)構(gòu)定

34、義注：UID可以是一個(gè)固定的唯一序列號(hào)，也可以使由PICC動(dòng)態(tài)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)。CT：級(jí)聯(lián)標(biāo)志，編碼為88Hl命令集命令集 lANTICOLLISIONANTICOLLISION和和SELECTSELECT命令命令 組成域SELNVBUID CLnBCC說(shuō)明1字節(jié)1字節(jié)04字節(jié)1字節(jié)l命令集命令集 lANTICOLLISIONANTICOLLISION和和SELECTSELECT命令命令 組成域SELNVBUID CLnBCC說(shuō)明1字節(jié)1字節(jié)04字節(jié)1字節(jié)PCD發(fā)送的字節(jié)數(shù)命令的非完整字節(jié)最后一位的位數(shù)l命令集命令集 lANTICOLLISIONANTICOLLISION和和SELECTSELEC

35、T命令命令 組成域SELNVBUID CLnBCC說(shuō)明1字節(jié)1字節(jié)04字節(jié)1字節(jié)BCC：是UID CLn的校驗(yàn)位，是UID CLn的4個(gè)字節(jié)的異或。l命令集命令集 lANTICOLLISIONANTICOLLISION和和SELECTSELECT命令命令 組成域SELNVBUID CLnBCC說(shuō)明1字節(jié)1字節(jié)04字節(jié)1字節(jié)若NVB=70H，即指示其后有40個(gè)有效位，則應(yīng)添加CRC-A（2字節(jié)），此時(shí)為SELECT命令。若NVB指示其后少于40個(gè)有效位，則為ANTICOLLISION命令。l命令集命令集 lSAKSAK應(yīng)答應(yīng)答 PCD發(fā)送SELECT命令后，與40位UID匹配的PICC以SAK作

36、為應(yīng)答。UID不完整，還有未被確認(rèn)部分UID完整，PICC遵守ISO-14443-4標(biāo)準(zhǔn)的傳輸協(xié)議l命令集命令集 lHALTHALT命令命令58lPICC的狀態(tài)lPower-off（斷電）狀態(tài) 沒(méi)有足夠的載波能量，PICC沒(méi)有工作，也不能發(fā)送反射波。 lIdle（休閑）狀態(tài) PICC已經(jīng)上電，能夠解調(diào)信號(hào)，并能夠識(shí)別有效的REQA和WAKE-UP命令。 lReady（就緒）狀態(tài) 實(shí)現(xiàn)位幀的防碰撞算法或其它可行的防碰撞算法。 lActive（激活）狀態(tài) PCD通過(guò)防碰撞已經(jīng)選出了單一的卡。lHalt（停止）狀態(tài) 59l防碰撞流程 64lTYPE B的防碰撞協(xié)議（時(shí)隙ALOHA算法）lREQB/W

37、UPB命令 前綴APf=05H應(yīng)用簇標(biāo)識(shí)符，代表由PCD指定的應(yīng)用類型（見(jiàn)表4.8）=0為REQB命令=1為WUPB命令當(dāng)AFI匹配且N=1時(shí)，PICC應(yīng)答REQB/WUPB命令當(dāng)AFI匹配但N1時(shí)，PICC要選擇隨機(jī)時(shí)間片（在1N之間），若N=1立即應(yīng)答；若N1等待SLOT-MARKER命令來(lái)匹配時(shí)間片。65lTYPE B的防碰撞協(xié)議lSLOT-MARKER命令 若多個(gè)PICC在同一時(shí)間進(jìn)行應(yīng)答發(fā)生碰撞時(shí)，PCD應(yīng)發(fā)出時(shí)間片SLOT-MARKER命令 。PCD給出命令為第nnnn個(gè)時(shí)間片，當(dāng)PICC產(chǎn)生的隨機(jī)時(shí)間片等于nnnn時(shí)才應(yīng)答。66lTYPE B的防碰撞協(xié)議lATQB應(yīng)答 用于防碰撞

38、期間區(qū)分PICC，它由PICC動(dòng)態(tài)產(chǎn)生的數(shù)或各種固定的數(shù)，僅在Idle狀態(tài)改變其值協(xié)議信息：比特率、最大幀長(zhǎng)、協(xié)議類型等AFI（1個(gè)字節(jié)）CRC-B（2個(gè)字節(jié)）應(yīng)用數(shù)量（1個(gè)字節(jié)）：指示在PICC中有關(guān)應(yīng)用的出現(xiàn)情況。PICC對(duì)REQB/WUPB命令和SLOT-MARKER命令的應(yīng)答都是ATQB67lTYPE B的防碰撞協(xié)議lATTRIB命令 PICC在ATQB應(yīng)答中PUPI值PCD接收到正確的ATQB應(yīng)答后發(fā)出ATTRIB命令。PICC發(fā)送副載波之前的最小延遲時(shí)間、PICC向PCD通信時(shí)是否需要SOF（幀開(kāi)始）或EOF（幀結(jié)束）、最大幀長(zhǎng)度、比特率等信息注：通過(guò)ATTRIB命令，PCD可以實(shí)

39、現(xiàn)對(duì)某個(gè)PICC的選擇，使其進(jìn)入active狀態(tài)。高層信息，長(zhǎng)度可為0字節(jié)，選用時(shí)用于傳送高層信息。lTYPE B的防碰撞協(xié)議l對(duì)ATTRIB命令的應(yīng)答 對(duì)高層命令的響應(yīng)，長(zhǎng)度可為0字節(jié)最大緩沖器容量索引。PICC通過(guò)該編碼告知PCD，PICC能夠接收的鏈接鏈的最大值。返回CID值，若PICC不支持CID，則其編碼為000069lTYPE B的防碰撞協(xié)議lHLTB命令及應(yīng)答 HLTB命令用于將PICC置于Halt狀態(tài)，此時(shí)PICC除了接受WUPB命令外，其它命令對(duì)它沒(méi)有影響。TYPE B型PICC狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 PCD PICC 啟 動(dòng) 防 碰 撞 過(guò) 程 ： 交 通 應(yīng) 用 ，AFI=10H；Nmax=1；發(fā)送 REQB Param AFI Apf CRC-B 00 10 05 XXXX 交通應(yīng)用 PICC，AFI 匹配，Nmax=1，發(fā)送ATQB。 PICC1 醫(yī)藥應(yīng)用 PICC，AFI 不匹配，等待下一個(gè)REQB/WUPB。 PICC2 多應(yīng)用 PICC，AFI 匹配，Nmax=1，發(fā)送ATQB。 PICC3 檢測(cè)到碰撞，改變 Nmax4，發(fā)送 REQB Param AFI Apf CRC-B 02 10 05 XXXX 醫(yī)藥應(yīng)用 PICC，AFI 不匹配，等待下一個(gè)REQB/WUPB。 PCD 可已根據(jù)應(yīng)用進(jìn)行選擇：選擇了PICC3，PCD 可不發(fā)送更多時(shí)隙；或