国标超高频空口协议防碰撞算法建模及仿真研究

ＤＤＳ—ＢＴ防碰撞 算 法核 心是 基 于树 的动态 时 隙
学 连 接 。
搜 索算 法 ，主要 包括 重复查 询 、分裂 、分散 、收缩 等 四
无线电的信号是通过对无线频率 的磁场 ／电磁 个单一化指令。ＧＢ／Ｔ ２９７６８—２０１３对算法 的执行 步
场 进行 调制 ，将 信 号与 数据调 制 于载 波之 中 ，射 频接 骤 ，跳转方式等规定明确 ，影响算法效率主要有以下
设 计
巾 国 集 成 电 路
Ｃ ｈｉｎａ Ｉｎｔｅ ｇｒａｔｅｄ Ｃ ｉｒｃｕｉｔ
国标超高频窒口协议防碰撞算法建横 及仿 真研究
张 学磊 ，孙云龙 （华 大半 导体有 限公 司，北京 ，１０２２０９）
摘要 ：超 高频 国标射 频识 别 （ＲＦＩＤ）空 口协 议 使 用 动 态收 缩二 叉 树 防碰 撞 算 法 （ＤＤＳ—ＢＴ），ＤＤＳ—ＢＴ效 率 直接 决定 国标协 议 在 多标签 应用 场景 下 的防碰 撞效 率 。模拟 仿真 超 高频 国标 协议 下标 签全 盘 点的 情形 ， 寻找不同参量对 ＤＤＳ－ＢＴ的影响。统计国标协议在推荐参数下盘点不同标签群使用 的指令分布，标签数 量与所需盘点命令成线性增加。对 比研究不同参数组合情况下 ＤＤＳ－ＢＴ算法与推荐参数的效率。ＤＤＳ—ＢＴ 参数随使用环境而定，统计结果基 于多次重复仿真 ，样本足够大，统计分析 结果可以为超高频 系统应用 设计者及 阅读器防碰撞算法开发者提供参考，同时模型也可以用来检验芯片随机数生成器质量。 关键词 ：射频识别；超高频协议 ；动 态收缩二叉树防碰撞算法
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ ．ｃｉｃｍ ａ百度文库．ｃｏｍ
ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｃｏｍ ｂｉｎａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｐａｒａｍ ｅｔｅｒｓ．ＤＤＳ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｐａｒａｍ ｅｔｅｒｓ ｄｅｐｅｎｄｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍ ｅｎｔ Ｔｈｅ ｓｔａｔｉｓｔｉ— ． ｃａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｒｅｐｌｉｃａｔｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｌａｒｇｅ ｓａｍｐｌｅｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｄｅｖｅｌｏｐｅｒｓ ｏｆ ＵＨＦ ｓｙｓｔｅｍ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎｅｒｓ ａｎｄ ｒｅａｄｅｒ ａｎｔｉ—ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ， ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｃａｎ ａｌｓｏ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｃｈｉｐ ｒａｎｄｏｍ ｎｕｍｂｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ．
Ｋ ｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＲＦＩＤ；ＵＨＦ；ＤＤＳ－ＢＴ
１Ｉ 己Ｊ ｌＩ言口
设 计人 员设 计 提供更 精 准 的参 考 。
射 频识别 【ｌＪ（ＲＦＩＤ）是 一种无 线通信 技术 ，可
２ ＤＤＳ－ＢＴ算 法分析
以通 过 无线 电信 号识 别 特 定 目标 并 读 写 相关 数 据 ，
而 不 需 要 识 别 系 统 与 特 定 目标 之 间 建 立 机 械 或 光
处于 阅读器 的作用范围，在这样的通信 系统 中需要 率 。
阅读器 将每 个 应答 器识 别 出来 ，通信 系统 中需 要支
● ＣＩＮ（连续 空 闲阈值 ），ＣＩＮ是 阅读器 发 送 指
持 防碰撞 机 制 【２１。常见 的多 路存取 法 ／防碰 撞法 包括 令 ，标签连续无响应次数 的阈值 ，ＣＩＮ值影响阅读器
收 端 解调 出信 号并 通 过 再 次调 制 的方 式进 行 应 答 ， 几 个方 面 。
从 而完 成无 线 射频 通信 。
● 随 机数 的质 量 ，ＤＤＳ—ＢＴ在分 裂 、分 散 指 令
在 无线 通信 过 程 中 ，经 常 出现多个 应 答器 同时 下 ，会 调用 随机 数 ，随机数 的质 量直 接决 定算 法 的效
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｙｎａｍｉｃ ｄｉｓｐｅｒｓｅ ｓｈｒｉｎｋ ｂｉｎａｒｙ ｔｒｅｅ （ＤＤＳ－ＢＴ） ｈａｖｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ—Ｒａｄｉｏ ｆｒｅ— ｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ－ａｉｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ａｔ ８００／９００ＭＨｚ （ＧＢ／Ｔ ２９７６８） ｔｏ ｒｅｓｏｌｖｅ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ａｔ ｔｈｅ ｗａｖｅｆｏｒｍ ｌｅｖｅ１． Ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ＤＤＳ—ＢＴ ｄｅｆｉｎｉｔｉｖｅ ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ＧＢ／Ｔ ２９７６８ ｆｏｒ ａｃｃｅｓｓｉｎｇ ｉｎ ｔａｇ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ． Ｍ ｏｄｅｌ ｏｎ ＤＤＳ—ＢＴ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｎ ＤＤＳ－ＢＴ． Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ＧＢｆ ２９７６８ ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ ｃｏｍｍａｎｄｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｃｏｍ ｍｅｎｄｅｄ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｔａｇ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ，ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｔａｇ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ ｃｏｍ ｍａｎｄｓ ｌｉｎｅａｒｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｔａｇｓ． Ｃｏｍ ｐａｒｅ ｔｈｅ ｅｆｉ ｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ＤＤＳ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｗｉｔｈ ｒｅｃｏｍ ｍ ｅｎｄｅｄ ｐａｒａｍ ｅｔｅｒｓ ｔｉｎｄｅｒ
Ｔｈｅ ｍ ｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ＧＢ ＵＨＦ ａｉｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ａｎｔｉ－ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｓ
ＺＨＡ ＮＧ Ｘｕｅ－ｌｅｉ，ＳＵＮ Ｙｕｎ－ｌｏｎｇ
（ＨＵＡＤＡ ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ Ｃｏ．，ＬＴＤ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２２０９，Ｃｈｉｎａ）