严军荣 叶仁杰 钟 华 姜显扬

(杭州电子科技大学通信工程学院 杭州 310018)

1 引言

射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID)是一种通过阅读器在短时间内快速识别标签的非接触性识别技术[1]，当多个标签处于同一个阅读器的工作范围时，多个标签的应答信号会相互干扰导致阅读器无法正常读取标签内信息，这称为标签碰撞[2]。标签防碰撞问题是RFID系统中多标签识别的关键问题[3]。RFID系统中最常使用的防碰撞算法是ALOHA算法[4]，基于ALOHA的算法包括时隙ALOHA(Slotted Aloha, SA)算法[5]、帧时隙ALOHA(Frame Slotted Aloha, FSA)算法[6]、动态帧时隙ALOHA(Dynamic Frame Slot Aloha, DFSA)算法[7]以及其他改进算法[8,9]。

DFSA算法是目前比较主流的防碰撞算法，已经被一些RFID标准(ISO 14443-3, ISO 18000-6C和EPC Class1 Gen2)采用[10]。DFSA 算法的性能主要从标签数量估计和帧长度设定两个维度进行分析。文献[11]证明当帧长等于RFID系统中待识别标签的数量时，RFID系统达到最高吞吐率。准确地估算待识别标签的数量，尤其是在大规模应用场景下快速估算标签数量，是提高防碰撞算法性能的关键。

目前的标签数量估计算法主要分为两类，一类是基于系数的解析式估计算法[12–14]，另一类是根据目标函数进行最优值搜索的区间估计算法[15–17]。

文献[12]提出Low Bound估计算法，假定碰撞时隙中的平均标签量为2，文献[13]提出Schoute算法，假定碰撞时隙中的平均标签量为2.39。文献[14]证明当RFID系统中待识别标签数量是帧长3倍以上时，碰撞时隙内的平均标签数远多二者假定的标签量，因此Low Bound算法和Schoute算法在待识别标签数远大于帧长时估计误差相对较大。为此文献[14]提出一种基于分段解析式……