RFID复习笔记（7）——射频识别中的碰撞 与防碰撞算法

1 RFID碰撞种类

1. 阅读器间干扰
2. 多阅读器——标签干扰
3. 隐藏终端干扰
4. 暴露终端干扰

2 防碰撞算法

通信碰撞的四种解决防碰撞方法：

• 空分多址(SDMA)
• 频分多址(FDMA)
• 码分多址(CDMA)
• 时分多址(TDMA)

下面介绍的ALOHA属于时分多址算法

3 ALOHA防碰撞算法

• 各种ALOHA算法：纯ALOHA算法、时隙ALOHA算法、帧时隙ALOHA算法、动态帧时隙ALOHA算法

3.1 纯ALOHA算法

• 纯ALOHA算法的吞吐量较低，网络负载不得超过0.5

3.2 时隙ALOHA算法

• 为了提高ALOHA系统的吞吐量，可以将所有各站在时间上都同步起来(这要付出代价)，并将时间划分为一段段等长的时隙(slot)，记为T0，同时规定，只能在每个时隙开始时才能发送数据。这样的ALOHA系统叫做时隙ALOHA或S-ALOHA
• 【特点】每个时隙存在：
  a 无标签响应：此时隙内没有标签发送
  b 一个标签响应：仅一个标签发送且被正确识别
  c 多个标签响应：多个标签发送，产生碰撞
• 【缺点】需要一个同步时钟以使阅读器阅读区域内的所有标签的时隙同步。
  
  
• 吞吐量有所增大，而且网络负载的上线也增加

3.3 帧时隙ALOHA算法

• 该算法特点：
  a 把N个时隙打包成一帧；
  b 标签在每N个时隙中只随机发送一次信息；
  c 需要阅读器和标签之间的同步操作，每个时隙需要阅读器进行同步。
• 【缺点】：
  1. 标签数量远大于时隙个数时，读取标签的时间会大大增加；当标签个数远小于时隙个数时，会造成时隙浪费。
  2. 输入负载G=1时，吞吐率为最大。如果G<1，空时隙数目增加；G>1，碰撞的时隙数增加，降低系统实时性。

3.4 动态帧时隙ALOHA算法

• 一个帧内的时隙数目N能随阅读区域中的标签的数目而动态改变，或通过增加时隙数以减少帧中的碰撞数目
• 该算法每帧的时隙个数N都是动态产生的，解决了帧时隙ALOHA算法中的时隙浪费的问题。适应RFID技术中标签数量的动态变化的情形

4 载波监听多路访问协议CSMA

4.1 概念

• CSMA要求各站在发送之前先监听信道上是否有其他站点正在传送（载波监听）。如果有，就稍候；如果无，就发送
• 站点在传输后将等待一定时间（往返时间加上确认帧争用时间）以接收确认帧。收不到确认(因冲突)就重传。
• 【优点】：最大吞吐率远远超过纯ALOHA和时隙ALOHA，取决于传播时间（媒体长度）和帧的长度：帧越长，传播时间越短，吞吐率越高
• 性能: CSMA > 时隙 ALOHA > 纯 ALOHA

4.2 分类

1. 非坚持CSMA
   
2. 1-坚持CSMA
   
3. P-坚持CSMA
   

4.3 CSMA和ALOHA的区别

CSMA是“先听再说”，ALOHA是“想说就说”