1.系統(tǒng)工作基本過程

讀寫器對(duì)1 標(biāo)簽喚醒 ，并進(jìn)行2 清點(diǎn)輪詢 所要識(shí)別的標(biāo)簽，所有標(biāo)簽進(jìn)行3 標(biāo)簽響應(yīng)，如果有響應(yīng)沖突進(jìn)行4 沖突分解，之后對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行5 標(biāo)簽信息訪問 ，再重復(fù)2~5的過程。

2.關(guān)鍵技術(shù)問題

性能指標(biāo)：讀寫距離 ，識(shí)別效率/速度，識(shí)別可靠性

性能決定因素：標(biāo)簽芯片：功耗、靈敏度 ； 標(biāo)簽天線：多樣性、低成本、性能 ；

讀寫器芯片：功耗、靈敏度、協(xié)議兼容 ； 讀寫器天線：近場(chǎng)、遠(yuǎn)場(chǎng) ；

空中接口協(xié)議 ； 生產(chǎn)、封裝、測(cè)試 ：生產(chǎn)效率、成品率、 封裝材料和工藝、生產(chǎn)測(cè)試

系統(tǒng)性能約束：

閱讀器限制：EIRP有效全向輻射功率，閱讀器靈敏度

標(biāo)簽限制： Antenna polarization（天線極化），芯片靈敏度，電源能量， Antenna gain天線增益 ； Impedance match阻抗匹配

導(dǎo)致結(jié)果：距離短，漏讀，速度慢

2.標(biāo)簽碰撞及ALOHA算法（/yixueming/article/details/）

多標(biāo)簽碰撞：多個(gè)標(biāo)簽同處在讀寫器的作用場(chǎng)內(nèi)。當(dāng)有兩個(gè)以上的標(biāo)簽同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)通信沖突和數(shù)據(jù)相互干擾（碰撞）

為了防止這些沖突的產(chǎn)生，射頻識(shí)別系統(tǒng)中需要設(shè)置一定的相關(guān)命令，解決沖突問題，這些命令被稱為防沖突命令或算法 ， RFID系統(tǒng)標(biāo)簽防碰撞算法大多采用 時(shí)分多路法 ，時(shí)分多路法分為以下兩種。

• 基于確定輪詢的機(jī)制確定性算法（咱們不用這個(gè)）

• 基于隨機(jī)的機(jī)制的非確定性算法：主要ALOHA算法

• ALOHA算法是一種隨機(jī)接入方法。（具體與第7次PPT結(jié)合著看）

  其基本思想是采取標(biāo)簽先發(fā)言的方式，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入讀寫器的識(shí)別區(qū)域內(nèi)時(shí)就自動(dòng)向讀寫器發(fā)送其自身的ID號(hào)，在標(biāo)簽發(fā)送數(shù)據(jù)的過程中，若有其他標(biāo)簽也在發(fā)送數(shù)據(jù)，將會(huì)發(fā)生信號(hào)重疊，從而導(dǎo)致沖突。讀寫器檢測(cè)接收到的信號(hào)有無沖突，一旦發(fā)生沖突，讀寫器就發(fā)送命令讓標(biāo)簽停止發(fā)送，隨機(jī)等待一段時(shí)間后再重新發(fā)送以減少?zèng)_突

• 純ALOHA算法： 在純ALOHA算法中，若讀寫器檢測(cè)出信號(hào)存在相互干擾，讀寫器就會(huì)以向標(biāo)簽發(fā)出命令，令其停止向讀寫器傳輸信號(hào)；標(biāo)簽在接收到命令信號(hào)之后，就會(huì)停止發(fā)送信息，并會(huì)在隨機(jī)時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入到待命狀態(tài)，只有當(dāng)該時(shí)間段過去后，才會(huì)重新向讀寫器發(fā)送信息。各個(gè)電子標(biāo)簽待命時(shí)間片段長(zhǎng)度是隨機(jī)的，再次向讀寫器發(fā)送信號(hào)的時(shí)間也不相同，這樣減少碰撞的可能性。

  當(dāng)讀寫器成功識(shí)別某一個(gè)標(biāo)簽后，就會(huì)立即對(duì)該標(biāo)簽下達(dá)命令使之進(jìn)入到休眠的狀態(tài)。而其他標(biāo)簽則會(huì)一直對(duì)讀寫器所發(fā)出命令進(jìn)行響應(yīng)，并重復(fù)發(fā)送信息給讀寫器，當(dāng)標(biāo)簽被識(shí)別后，就會(huì)一一進(jìn)入到休眠狀態(tài)，直到讀寫器識(shí)別出所有在其工作區(qū)內(nèi)的標(biāo)簽后，算法過程才結(jié)束。發(fā)送幀不會(huì)產(chǎn)生碰撞，可以分析出，即發(fā)送成功的概率P與呑吐率與數(shù)據(jù)包含量有關(guān)。

  特點(diǎn)：分組長(zhǎng)度（等長(zhǎng)），沖突區(qū)域大，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，適用于分組發(fā)送密度較低場(chǎng)景

  在純ALOHA 系統(tǒng)中，一個(gè) 分組成功傳輸?shù)母怕剩褪?在其產(chǎn)生 時(shí)刻前一個(gè)時(shí)間單位內(nèi)沒有分組, 并 且在該分組產(chǎn)生時(shí)刻的后一個(gè)時(shí)間單 位內(nèi)僅有一個(gè)分組發(fā)送的概率。

• 時(shí)隙ALOHA：時(shí)隙ALOHA算法把時(shí)間分成多個(gè)離散的時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙長(zhǎng)度等于或稍大于一個(gè)幀，標(biāo)簽只能在每個(gè)時(shí)隙的開始處發(fā)送數(shù)據(jù)。這樣標(biāo)簽要么成功發(fā)送，要么碰撞，避免了純ALOHA算法中的部分碰撞沖突，碰撞周期減半，提高了信道利用率。時(shí)隙ALOHA算法需要讀寫器對(duì)其識(shí)別區(qū)域內(nèi)的標(biāo)簽校準(zhǔn)時(shí)間。因?yàn)闃?biāo)簽僅僅在確定的時(shí)隙中傳輸數(shù)據(jù)，所以該算法的沖撞發(fā)生頻率僅僅是純ALOHA算法的一半，但其系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐性能卻會(huì)增加一倍。

  特點(diǎn)：沖突區(qū)域限制在時(shí)隙內(nèi)，正確接收：無沖突、校驗(yàn)正確，發(fā)生碰撞：接收錯(cuò)誤，空時(shí)隙

  時(shí)隙：將信道在時(shí)間上劃分為若干等長(zhǎng)的時(shí)間片，每個(gè)終端只能在時(shí)間片內(nèi)發(fā)送分組。

• 成幀時(shí)隙ALOHA：幀時(shí)隙算法中，時(shí)間被分成多個(gè)離散時(shí)隙，電子標(biāo)簽必須在時(shí)隙開始處才可以開始傳輸信息。讀寫器以一個(gè)幀為周期發(fā)送查詢命令。當(dāng)電子標(biāo)簽接收到讀寫器的請(qǐng)求命令時(shí)，每個(gè)標(biāo)簽通過隨機(jī)挑選一個(gè)時(shí)隙發(fā)送信息給讀寫器。如果一個(gè)時(shí)隙只被標(biāo)簽選中，則此時(shí)隙中標(biāo)簽傳輸?shù)男畔⒈蛔x寫器成功接收，標(biāo)簽被正確識(shí)別。如果有兩個(gè)或兩個(gè)以上的標(biāo)簽選擇了同一時(shí)隙發(fā)送，則就會(huì)產(chǎn)生沖突，這些同時(shí)發(fā)送信息的標(biāo)簽就不能被讀寫器成功識(shí)別。整個(gè)算法的識(shí)別過程都會(huì)如此循環(huán)，一直到所有標(biāo)簽都被識(shí)別完成。

  幀：若干個(gè)時(shí)隙組成一幀，所有標(biāo)簽在幀內(nèi)選擇時(shí)隙發(fā)送。

  特點(diǎn)：該算法的缺點(diǎn)是當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量遠(yuǎn)大于時(shí)隙個(gè)數(shù)時(shí)，讀取標(biāo)簽的時(shí)間會(huì)大大增加；當(dāng)標(biāo)簽個(gè)數(shù)遠(yuǎn)小于時(shí)隙個(gè)數(shù)時(shí)，會(huì)造成時(shí)隙浪費(fèi)。

• ALOHA算法的二項(xiàng)式模型：

  

• 二進(jìn)制樹型搜索算法：二進(jìn)制樹型搜索算法由讀寫器控制，基本思想是不斷的將導(dǎo)致碰撞的電子標(biāo)簽進(jìn)行劃分，縮小下一步搜索的標(biāo)簽數(shù)量，直到只有一個(gè)電子標(biāo)簽進(jìn)行回應(yīng)。

  基本思路：多個(gè)標(biāo)簽進(jìn)入讀寫器工作場(chǎng)后，讀寫器發(fā)送帶限制條件的詢問命令，滿足限制條件的標(biāo)簽回答，如果發(fā)生碰撞，則根據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤的位修改限制條件，再一次發(fā)送詢問命令，直到找到一個(gè)正確的回答，并完成對(duì)該標(biāo)簽的讀寫操作。對(duì)剩余的標(biāo)簽重復(fù)以上操作，直到完成對(duì)所有標(biāo)簽的讀寫操作。

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