原创《基于时隙补偿机制的RFID混合查询树算法（AHQT）》：该文是关于时隙论文范文，为你的论文写作提供相关论文资料参考。
摘 要： 标签防碰撞算法的优劣决定了RFID系统性能的好坏,针对标签识别的RFID系统前人已经提出了许多算法,但都有明显的缺点,包括识别速度慢、不稳定等.已有的算法主要分为两大体系：基于ALOHA的算法、查询树算法.基于混合查询树算法,引入时隙补偿机制和采用特定编码方式（曼彻斯特编码）,由标签中每三位中1的个数,决定标签响应时隙,大大降低了碰撞时隙,提高了识别效率.
关键词： 射频识别； 混合查询树； 标签； 阅读器； 防碰撞
中图分类号： TN 911文献标识码： A文章编号： 10005137（2013）06059906
0引言
RFID（Radio FrequencyIdentification）射频识别技术是一种利用无线电射频信号进行通信的非接触式自动识别技术.有源标签的出现和RFID技术在高速移动物体中的应用,迫切需要读写器在有限时间内高效快速地识别大量标签.标签防碰撞算法就是要解决在读写器有效通信范围内,多个标签同时与读写器进行通信的问题.一个典型的RFID系统主要由读写器和标签两大部分组成.
现阶段RFID标签在仓库管理、食品安全、二代、运动计时和入侵检测等领域都开始投入使用.目前,国际上有三大标准体系,分别是ISO标准体系、EPC Global标准体系和Ubiquitous ID标准体系.在欧美,TI、Intel、Philips、STMicroelectronics等公司都在RFID技术上投入了巨资进行实用芯片的研发；IBM、Microsoft和HP等也在积极开发相应的软件来支持RFID的应用.目前在欧美,RFID已经逐渐深入到生活的道路交通、车辆管理、身份识别等.物流方面诸如沃尔玛、吉列、强生、宝洁等已经开始实用RFID标签.
当前RFID系统标签防碰撞算法主要可以分为两大类：基于时隙的ALOHA算法、查询树算法.基于时隙的ALOHA 算法主要包括纯ALOHA、时隙ALOHA、帧时隙 ALOHA、动态帧时隙 ALOHA.其中纯ALOHA和时隙ALOHA算法的吞吐率分别为G·e（-2G）和G·e（-G）.经计算两者最大吞吐率分别为18.4%和36.8%.ALOHA 算法简单,易于实现,但不稳定性高,可能会出现标签长时间无法识别而导致标签饿死现象.查询树算法主要有二进制搜索树和查询树算法（QT）以及基于补偿时隙算法的HQT算法.二进制搜索树能确保标签百分百识别但其查询深度大,空闲时隙多,延迟较大,所以本文作者基于HQT提出的AHQT可以彻底改善空闲时隙问题,提高查询效率.
1改进算法关键技术分析
1.1查询树算法（QT）
QT算法即二叉树查询,将碰撞的标签分为两组,阅读器以“0”或“1”开始查询过程,如果发生碰撞则这两组分别在原有的前缀后面分别扩展一位“0”和一位“1”,得到新的查询前缀重复查询过程,直到识别出所有标签为止.查询树的内部节点为碰撞周期,叶子节点为空闲周期或者成功周期.查询树的缺点为空闲周期多,查询时间长.
上海师范大学学报（自然科学版）2013年第6期谢晓辉, 林正浩：基于时隙补偿机制的RFID混合查询树算法（AHQT）1.2曼彻斯特编码
曼彻斯特编码可以轻松识别碰撞发生的位置.采用IEEE 802.4（令牌总线）和低速版的IEEE 802.3（以太网）中的规定,低-高电平跳变表示1,高-低的电平跳变表示0.如有标签T1（010111）和标签T2（011001）,曼彻斯特编码如图1所示,其中,2、3、4位为碰撞位.
1.3时隙补偿机制
时隙补偿机制能消除多叉树机制带来的空闲周期增加的问题.在QT算法中,匹配前缀的标签立即响应阅读器的反馈.HQT算法中标签会延时0～3个时隙（slot）再反馈阅读器.补偿时隙的大小是由标签要被扩展的2位比特来决定的.假定2位比特位YY,YY和补偿时隙slot的关系如表1所示.
2位比特位与时隙的对应关系属人为规定,本文作者只是按常规方法规定不同的比特位在不同的时隙响应,只要定义了一种时隙补偿的策略,能到达标签可以错开时隙响应的目的即可.为了实现补偿机制必须在每个标签上设置一个计数器.假设阅读器范围内有3个标签T1（0101）,T2（0110）,T3（0111）,阅读器发送一个查询前缀01,则T1,T2,T3按表1得出对应的补偿时隙分别为1,2,3.当标签计数器的值等于slot时,标签反馈自己的数据给阅读器.采用时隙补偿机制可以减少一定的不必要的空闲周期,减少阅读器的识别时延.
1.4混合查询树算法（HQT）
HQT算法结合了QT算法和时隙补偿机制,用四叉树机制代替QT中的二叉树机制,通过减少碰撞周期和空闲周期来减少标签识别过程中的延时.HQT中如果标签发生碰撞,会在之前的查询前缀的基础上增加2位查询码再进行询问,减少了碰撞周期但也增加了空闲周期.因此引入时隙补偿机制,来减少空闲周期.当标签 ID 的前缀与阅读器的询问串匹配时,标签并不像二叉询问树算法那样直接响应阅读器,而是延时w（w等于0～3）个时隙再响应.每个标签的补偿时隙由标签匹配前缀的后2位决定.对HQT算法的分析都将依照本研究之前介绍的时隙补偿算法为基础.
依然假设阅读器范围内有3个标签T1（0101）,T2（0110）,T3（0111）,阅读器发送一个查询前缀01,则T1,T2,T3按表1得出对应的补偿时隙分别为1,2,3.当标签计数器的值等于slot时,标签反馈自己的数据给阅读器.为了实现时隙补偿功能,标签需要增加一个定时器在固定的时隙发送信息给阅读器.
HQT性能大大优于QT,而HQT中阅读器是根据信道忙周期计算传输的比特位数,从而计算子树的数目,HQT的缺点就在于此.如图2所示,如果没有T2发送到阅读器,信道忙周期依然为T,即说明阅读器认为查询子树依然为01,10和11.所以在实际没有T2存在的情况下会产生1个空闲周期.如果查询子树为00和11,此情况会引入2个空闲周期.本算法AHQT就致力于解决该问题.
时隙论文参考资料：
结论：基于时隙补偿机制的RFID混合查询树算法（AHQT）为关于时隙方面的论文题目、论文提纲、时隙论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。
