[发明专利]一种迫零预编码的帧时隙RFID系统防碰撞方法

说明书

一种迫零预编码的帧时隙RFID系统防碰撞方法，提出一种基于迫零预编码与帧时隙ALOHA算法相结合的并行防碰撞算法。通过预编码技术使标签在发送前提前编码，从而减少在传输或接收过程中发生误码或碰撞的情况。仿真结果表明，本发明当标签总数为1000时，吞吐率为0.7左右，比ISE‑BS算法提高了约83％，比DGBT算法提高了约20％，比FSA算法提高了约300％。本发明提高了吞吐率和稳定性，在需要快速识别大量标签的领域具有较好的应用价值。

技术领域

本发明属于通信领域中的多标签读取技术，涉及RFID系统中标签的防碰撞方法。

背景技术

射频识别(RFID)是一种利用射频信号和空间耦合的传输特性进行双向通信，实现对物体非接触式自动识别技术。随着当今物联网技术和应用的不断深入，RFID技术作为物联网的核心技术之一，成为当今的研究热点，广泛应用于物流业，智能交通，生物电子及工业自动化等领域。

大量标签拥塞的射频识别应用场合中，同时响应阅读器的查询命令容易发生标签之间的冲突干扰，即标签碰撞，或采用常用的标签防碰撞算法方案，可能会发生某些标签长时间不被识别而一直处于等待状态，即容易发生标签“饿死”现象。标签频繁的碰撞影响了阅读器识别标签的时间，降低了射频识别系统的整体性能，因此研究高效的RIFD防碰撞算法对提高标签吞吐率和系统识别效率具有较大现实意义

射频识别系统目前主要有两大类标签防碰撞算法，即基于ALOHA的不确定性算法和基于二进制树的确定性算法。前者主要典型代表有时隙ALOHA算法(slot ALOHA,S-ALOHA)、帧时隙ALOHA算法(Frame-slotted ALOHA,FSA)和动态帧时隙ALOHA算法(DynamicFrame-slotted ALOHA,DFSA)等。根据ALOHA防碰撞算法的基本思想可知，由于帧长为定制，当帧长远小于标签数时，标签发生冲突的概率增大，标签识别时间也会增加，因此只有当标签数与帧长相当时，才有较高的标签识别率；后者主要典型代表有二进制搜索算法(binarysearch algorithm)、动态二进制搜索算法(BDBS,dynamic binary search algorithm)、基于二进制分裂的空闲时隙消除算法(ISE-BS,idle-slots elimination based binarysplitting)、动态分组二进制树算法(DGBT,dynamic grouping binary trees)。根据二进制树的防碰撞算法的基本思想可知，其依据递归法把冲突的标签分为两个集合依次进行识别，直到集合中只有一个标签时停止识别，此类方法的识别效率会随着标签数量的增加而急剧恶化。因此，寻求一种新的多标签快速防碰撞算法已经迫在眉睫。

多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)系统已广泛应用于无线通信系统的标准中，例如IEEE802.11、802.16和第三代合作伙伴技术标准组织(3rdGeneration Partnership Project,3GPP)。MIMO技术的优势在于不以占用频谱资源或提高发射功率为代价，创建多个并行的子信道，综合发射分集和接收分集技术来提高数据识别率和传输的安全性，通过发射和接收天线时隙的空间分集与信道编码结合起来，即预编码技术。该技术不仅可以有效抑制用户间的干扰，提高频谱利用率，还可以实现多个数据的并行传输，在空间上减少用户间的冲突和碰撞。现有研究已经证明，编码与空间分集的结合开创了无线通信的新纪元，即预编码技术可以提高用户传输效率和抗干扰能力，提供了有效解决方法去实现可靠又高效的无线通信传输。

发明内容

本发明的目的是针对射频识别(RFID)系统中标签同时通信导致的碰撞问题，提出一种迫零预编码的帧时隙RFID系统防碰撞方法。

本发明是通过以下技术方案实现的。

1.迫零预编码技术在RFID系统中的应用。

1.1迫零预编码模型。