[发明专利]一种基于位图构建的RFID自适应N树防碰撞方法

摘要

本发明针对RFID共享信道多路访问而导致的碰撞问题，提出了一种基于位图构建的RFID自适应N树防碰撞算法(MFBTNA)。首先，利用极大似然位跟踪标签数估算法(MLBE)估算标签数量。其次，在MLBE基础上，提出了探针法构建位图，用以指导标签的响应时隙，并逐帧调整最优N值以构建多个N树，同时，对N树下的子树利用跟踪树算法(CT)进行识别。位图与跟踪树的结合使用消除了空闲时隙并极大降低了碰撞时隙的影响，使得MFBTNA算法性能明显高于现有防碰撞算法，吞吐率可达86.42％～87.05％。

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；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EPCGlobalC1G2标准知DR为128Kbps；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)mod2Q及随机数Rb∈{0,1}，并在时隙R发送Rb给读写器，所述读写器接收到长度为2Q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0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0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,n)如式(1)所示，e个时隙具有0个标签的概率P(w＝0,e,n)如式(2)所示：其中：j表示变量，无实际含义；同时，标签选取随机时隙响应事件独立且同分布，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，估算表达式如下：其中，表示估算标签数，结合表达式(2)～(3)对标签数进行极大似然估算；其中，n≥2^Q‑e+c表示每个碰撞时隙至少包括两个标签；所述步骤2中，利用探针法预先检测可识别时隙、碰撞时隙及空闲时隙，构建位图；MFBTNA算法在极大似然位跟踪标签数估算法MLBE估算未识别标签基础上，为下一识别帧设置最优N值，并逐帧进行识别。