1 新型的RFID混合防碰撞算法

本文提出的RFID混合防碰撞算法是基于两方面的目的：(1)通过FSA算法在第一个阶段来减少碰撞发生的次数; (2)通过DBS算法在第二个阶段处理发生的碰撞。本算法步骤如下：

(1)读写器发送查询指令和帧长N，通过FSA算法对时隙进行查询。如果一帧中某个时隙为成功时隙，可直接读取标签，然后标签进入“休眠”状态;如果为空闲时隙，则不进行任何操作;如果为碰撞时隙，读写器估算出当前的碰撞时隙数Ck。

(2)计算Ck/N,如果Ck/N≤?酌(0.5≤?酌≤1)，则发生碰撞的时隙小于帧长的一半。这时处于读写器作用范围内的待识别标签较少，此时这些待识别标签直接采用DBS算法。当Ck/N≤?酌时，则发生的碰撞时隙较多，待识别的标签也较多，此时需要通过比较标签ID的一部分比特位，以限制响应请求命令的标签数。读写器向标签发送比较的开始位，比较位的长度和基准值;标签接收到这些数据后，将自己的部分序列号与规定的比较基准值相比较，如若小于比较基准值，该标签响应读写器，开始采用DBS算法对符合条件的标签进行查询,直到这部分标签全部正确识别并进入休眠状态。进而判断是否仍有标签存在，如有标签可继续重复步骤(1)和步骤(2)直到所有标签全被正确识别;如没有标签，则该算法结束。例如，假设标签的ID号为64 bit的二进制数，比较开始位为第35位,比较位的长度为6，比较基准值为100 000。如果标签的第35位到30位的比特数小于或等于比较基准值，则该标签响应读写器，采用DBS算法;大于比较基准值则标签不响应读写器，处于等待状态等待下一次的查询。如果此时直接采用动态DBS算法，会造成很多碰撞，浪费大量资源。因为DBS在标签相对较少的情况下,可以对标签进行快速高效地识别;而当标签数量较多时,由于初期对标签的选择识别会发生较多碰撞,造成浪费过多的时隙和信道资源，降低了算法的识别效率。图1为该算法的搜索流程图。

2 算法性能的分析比较

2.1理论性能分析

根据混合防碰撞算法描述，可知该算法的步骤(1)通过采用FSA算法识别标签并估算当前碰撞时隙数Ck，然后计算Ck/N，并判断是否直接采用DBS算法。因此混合防碰撞算法时隙数是FSA算法时隙数和DBS算法时隙数之和。

通过式(9)可以看出β>0.5，即混合防碰撞算法的识别效率要高于其他两种算法。

2.2仿真结果分析

假定标签均匀地分布在读写器作用的范围内，已经被识别的标签性能较稳定。图2所示为三种算法在系统的识别效率和查询时隙数这两方面的Matlab仿真比较。从图2可以看出当标签数量超过一定值时，混合防碰撞算法的识别效率要比其他两种算法高，可达61%。而FSA算法的系统识别效率最高达到36.8%，DBS算法的系统识别效率保持在50%左右。图3则表明混合算法优于其他两种算法，该算法能够减少总的查询时隙数，加快标签识别过程。总之，通过各方面的比较，混合防碰撞算法的性能要比其他两种算法更具有优势，系统性能更好。

在RFID识别系统中，标签防碰撞是RFID系统中一个关键问题。本文在FSA算法和DBS算法的基础上提出了一种混合防碰撞算法。经一系列理论分析和仿真实验证明该算法明显比FSA算法和DBS算法更具有优势，能够提高系统的识别效率并减少查询的时隙数，使系统达到最好的性能，从而更有效地解决射频识别系统中多目标识别的防碰撞问题。