第5講數(shù)據(jù)校驗(yàn)和防碰撞課件

第5講數(shù)據(jù)校驗(yàn)和防碰撞算法第5講數(shù)據(jù)校驗(yàn)和防碰撞算法1在RFID系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾源嬖趦蓚€(gè)方面的問題：1、外界的各種干擾可能使數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生錯(cuò)誤；2、多個(gè)應(yīng)答器同時(shí)占用信道使發(fā)送數(shù)據(jù)產(chǎn)生碰撞。運(yùn)用數(shù)據(jù)檢驗(yàn)（差錯(cuò)檢測）和防碰撞算法可分別解決這兩個(gè)問題。數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾源嬖谀男﹩栴}？在RFID系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾源嬖趦蓚€(gè)方面的問題：數(shù)據(jù)傳2數(shù)據(jù)校驗(yàn)數(shù)據(jù)校驗(yàn)3差錯(cuò)的分類隨機(jī)錯(cuò)誤：由信道中的隨機(jī)噪聲干擾引起。在出現(xiàn)這種錯(cuò)誤時(shí)，前后位之間的錯(cuò)誤彼此無關(guān)。突發(fā)錯(cuò)誤：由突發(fā)干擾引起，當(dāng)前面出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，后面往往也會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，它們之間有相關(guān)性?；旌襄e(cuò)誤

突發(fā)錯(cuò)誤長度b=5

4差錯(cuò)的分類突發(fā)錯(cuò)誤長度b=54差錯(cuò)的控制方式前向糾錯(cuò)接收端通過糾錯(cuò)解碼自動(dòng)糾正傳輸中出現(xiàn)的差錯(cuò)，所以該方法不需要重傳。這種方法需要采用具有很強(qiáng)糾錯(cuò)能力的編碼技術(shù)。檢錯(cuò)重發(fā)中，在發(fā)送端加入少量的監(jiān)督碼元，在接收端根據(jù)編碼規(guī)則對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行檢查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)碼是，即向發(fā)送端發(fā)出詢問信號(hào)，要求重發(fā)。發(fā)送端收到詢問信號(hào)后，立即重發(fā)，直到信息正確接收為止?；旌霞m錯(cuò)是ARQ和FEC的結(jié)合，設(shè)計(jì)思想是對(duì)出現(xiàn)的錯(cuò)誤盡量糾正，糾正不了則需要通過重發(fā)來消除差錯(cuò)。差錯(cuò)的控制方式前向糾錯(cuò)接收端通過糾錯(cuò)解碼自動(dòng)糾正傳輸中出現(xiàn)的5檢糾錯(cuò)碼信息碼元與監(jiān)督碼元信息碼元k監(jiān)督碼元r

6檢糾錯(cuò)碼信息碼元k監(jiān)督碼元r6檢糾錯(cuò)碼的分類7檢糾錯(cuò)碼的分類7（1）奇偶校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)碼是一種最簡單而有效的數(shù)據(jù)校驗(yàn)方法。實(shí)現(xiàn)方法:在每個(gè)被傳送碼的左邊或右邊加上1位奇偶校驗(yàn)位0或1,若采用奇校驗(yàn)位,只需把每個(gè)編碼中1的個(gè)數(shù)湊成奇數(shù);若采用偶校驗(yàn)位,只要把每個(gè)編碼中1的個(gè)數(shù)湊成偶數(shù)。檢驗(yàn)原理:這種編碼能發(fā)現(xiàn)1個(gè)或奇數(shù)個(gè)錯(cuò),但因碼距較小,不能實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤定位。對(duì)奇偶校驗(yàn)碼的評(píng)價(jià):它能發(fā)現(xiàn)一位或奇數(shù)個(gè)位出錯(cuò)，但無錯(cuò)誤定位和糾錯(cuò)能力。盡管奇偶校驗(yàn)碼的檢錯(cuò)能力較低，但對(duì)出錯(cuò)概率統(tǒng)計(jì),其中70～80％是1位錯(cuò)誤,另因奇偶校驗(yàn)碼實(shí)現(xiàn)簡單,故它還是一種應(yīng)用最廣泛的校驗(yàn)方法。實(shí)際應(yīng)用中,多采用奇校驗(yàn),因奇校驗(yàn)中不存在全“0”代碼,在某些場合下更便于判別。

00001000100010000111010000101101101011101000010011101011011011001110101110011111RFID系統(tǒng)中的差錯(cuò)校驗(yàn)（1）奇偶校驗(yàn)00001RFID系統(tǒng)中的差錯(cuò)校驗(yàn)8奇偶校驗(yàn)的校驗(yàn)方程設(shè)7位信息碼組為C7C6C5C4C3C2C1,校驗(yàn)碼為C0,則對(duì)偶校驗(yàn),當(dāng)滿足C7⊕C6⊕C5⊕C4⊕C3⊕C2⊕C1⊕C0＝0……（1）時(shí),為合法碼;對(duì)奇校驗(yàn),當(dāng)滿足C7⊕C6⊕C5⊕C4⊕C3⊕C2⊕C1⊕C0＝1……（2）時(shí),為合法碼。這里的⊕表示模2相加。對(duì)于偶校驗(yàn),合法碼字應(yīng)滿足n∑Ci⊕C0＝0……（3）i-1對(duì)于奇校驗(yàn),合法碼字應(yīng)滿足n∑Ci⊕C0＝1……（4）i-1注意:公式(1)(2)為奇偶校驗(yàn)位的生成方程;公式(3)(4)為校驗(yàn)方程。奇偶校驗(yàn)的校驗(yàn)方程設(shè)7位信息碼組為C7C6C5C4C3C2C9（2）循環(huán)冗余校驗(yàn)碼

(CyclicRedundancyCheck,CRC)

CRC碼是一種檢錯(cuò)、糾錯(cuò)能力很強(qiáng)的數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼,主要用于網(wǎng)絡(luò)、同步通信及磁表面存儲(chǔ)器等應(yīng)用場合。1．循環(huán)冗余校驗(yàn)碼的編碼方法循環(huán)冗余校驗(yàn)碼由兩部分組成,左邊為信息位,右邊為校驗(yàn)位。若信息位為N位,校驗(yàn)位為K位,則該校驗(yàn)碼被稱為(N＋K,N)碼。編碼步驟如下：(1)將待編碼的N位有效信息位表示為一個(gè)n－1階的多項(xiàng)式M(X)。(2)將M(X)左移K位,得到M(X).Xk（K由預(yù)選的K＋1位的生成多項(xiàng)式G(X)決定）。(3)用一個(gè)預(yù)選好的K＋1位的G(X)對(duì)M(X).Xk作模2除法。(4)把左移K位后的的有效信息位與余數(shù)作模2加法,形成長度為N＋K的CRC碼。M(X).Xk＋R(X)＝Q(X).G(X)信息位校驗(yàn)位N位K位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼的格式M(X)·XkG(X)＝Q(X)＋R(X)／G(X)（2）循環(huán)冗余校驗(yàn)碼

(CyclicRedundancy10舉例例:選擇生成多項(xiàng)式為G(X)＝X4＋X＋1(10011),請(qǐng)把8位有效信息11110111編碼成CRC碼。

解：步驟1：M(X)＝X7＋X6+X5＋X4+X2＋X1+1＝11110111步驟2:M(X).X4＝111101110000(即左移4位）步驟3：模2除，M(X)·X4／G(X)＝111101110000／10011＝11100101＋1111／10011，即R(X)＝1111步驟4：模2加，得到循環(huán)冗余碼為M(X)·X4＋R(X)＝111101110000＋1111＝111101111111

舉例例:選擇生成多項(xiàng)式為G(X)＝X4＋X＋1(10011)11糾錯(cuò)原理

由于M(X).Xk＝Q(X).G(X)＋R(X)，根據(jù)模2加的規(guī)則M(X).Xk＋R(X)＝Q(X).G(X)＋R(X)＋R(X)＝Q(X).G(X)上式表明,合法的CRC碼應(yīng)當(dāng)能被生成多項(xiàng)式整除。若CRC碼不能被生成多項(xiàng)式整除，說明出現(xiàn)了信息的傳送差錯(cuò)。

糾錯(cuò)原理由于M(X).Xk＝Q(X).G(X)＋R(X)12發(fā)送數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)CRCCRC校驗(yàn)發(fā)送數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)CRCCRC校驗(yàn)13生成多項(xiàng)式的選擇生成多項(xiàng)式被用來生成CRC碼,但并非任何一個(gè)K＋1位的多項(xiàng)式都能作為生成多項(xiàng)式用,它應(yīng)滿足下列要求：（1）任何一位出錯(cuò)都應(yīng)使余數(shù)不為0。（2）不同位出錯(cuò)應(yīng)使余數(shù)不同。（3）對(duì)余數(shù)繼續(xù)作模2除法，應(yīng)使余數(shù)循環(huán)。生成多項(xiàng)式的選擇主要靠經(jīng)驗(yàn)，但已有3種多項(xiàng)式成為標(biāo)準(zhǔn)而被廣泛運(yùn)用,它們都具有極高的檢錯(cuò)率,分別是:CRC-12＝X12＋X11＋X3＋X2＋X＋1CRC-16＝X16＋X15＋X2＋1CRC-CCITT＝X16＋X12＋X5＋1CRC-32=X32＋X26＋X23+X22＋X16＋X12+

X11＋X10＋X8+X7＋X5＋X4+X2＋X＋1注：在RFID標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC14443中，采用的是CRC-CCITT的生成多項(xiàng)式；但應(yīng)注意的是，該標(biāo)準(zhǔn)中的TYPEA計(jì)算時(shí)循環(huán)移寄存器的初始值為6363H；TYPEB循環(huán)位移寄存器的初始值為FFFFH。生成多項(xiàng)式的選擇生成多項(xiàng)式被用來生成CRC碼,但并非任何一14多項(xiàng)式除法，可用除法電路來實(shí)現(xiàn)。除法電路的主體由一組移位寄存器和模2加法器(異或單元)組成。以CRC-ITU為例，它由16級(jí)移位寄存器和3個(gè)加法器組成，見下圖(編碼/解碼共用)。編碼、解碼前將各寄存器初始化為"1"，信息位隨著時(shí)鐘移入。當(dāng)信息位全部輸入后，從寄存器組輸出CRC結(jié)果。補(bǔ)充1：多項(xiàng)式除法，可用除法電路來實(shí)現(xiàn)。除法電路的主體由一組移15補(bǔ)充2：16位CRC適用于校驗(yàn)4000字節(jié)長的數(shù)據(jù)塊的完整性，超過此長度，性能下降。RFID中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊都比4000字節(jié)短，故也可用12位或8位的CRC。補(bǔ)充2：16位CRC適用于校驗(yàn)4000字節(jié)長的數(shù)據(jù)塊的完整性16防碰撞防碰撞17不需拆箱即可同時(shí)讀取多筆資料橘色參考書一本藍(lán)色字典一本灰色小說一本不需拆箱即可同時(shí)讀取多筆資料橘色參考書一本18一、產(chǎn)生碰撞的原因在RFID系統(tǒng)應(yīng)用中，因?yàn)槎鄠€(gè)讀寫器或多個(gè)標(biāo)簽，造成的讀寫器之間或標(biāo)簽之間的相互干擾，統(tǒng)稱為碰撞。1什么是碰撞1、標(biāo)簽碰撞2、讀寫器碰撞2碰撞的類型一、產(chǎn)生碰撞的原因在RFID系統(tǒng)應(yīng)用中，因?yàn)槎鄠€(gè)讀寫器19電子標(biāo)簽1電子標(biāo)簽2電子標(biāo)簽4電子標(biāo)簽3電子標(biāo)簽5電子標(biāo)簽1電子標(biāo)簽2電子標(biāo)簽4電子標(biāo)簽3電子標(biāo)簽520電子標(biāo)簽1電子標(biāo)簽2電子標(biāo)簽4電子標(biāo)簽3電子標(biāo)簽5電子標(biāo)簽1電子標(biāo)簽2電子標(biāo)簽4電子標(biāo)簽3電子標(biāo)簽521R1RrRrReader2Reader1讀寫器-讀寫器頻率干擾

R1為Reader1的干擾范圍

Rr為Reader1和Reader2的讀取范圍

從標(biāo)簽T反射到讀寫器Reader2的信號(hào)很容易被從Reader1發(fā)出的信號(hào)干擾。Tag讀寫器碰撞R1RrRrReader2Reader1讀寫器-讀寫器頻率干22Tag3Tag2Tag1Reader1Reader2多讀寫器一標(biāo)簽干擾標(biāo)簽1接收到的信息為兩個(gè)讀寫器發(fā)射信號(hào)的矢量和,是一個(gè)未知信號(hào)。Tag3Tag2Tag1Reader1Reader2多讀寫器23第5講數(shù)據(jù)校驗(yàn)和防碰撞ppt課件24

如何解決碰撞的問題呢？如何解決碰撞的問題呢？25無線通信技術(shù)中，通信碰撞的四種解決防碰撞方法：空分多址(SDMA)頻分多址(FDMA)碼分多址(CDMA)時(shí)分多址(TDMA)二、防碰撞機(jī)制的實(shí)現(xiàn)無線通信技術(shù)中，通信碰撞的四種解決防碰撞方法：二、防碰撞機(jī)制261、空分多址SDMA法空間分割多重存取ReaderTagTagTag

分離的空間范圍內(nèi)重新使用確定的資源（通信容量）1、自適應(yīng)SDMA，電子控制定向天線，天線的方向直接對(duì)準(zhǔn)某個(gè)標(biāo)簽2、減少單個(gè)讀寫器的作用范圍1、空分多址SDMA法空間分割多重存取ReaderTagTa27讀寫器Tag1Tag3Tag5Tag4Tag2閱讀器廣播命令閱讀器讀寫區(qū)域f1f2f3f4f52、頻分多址FDMA法RFID系統(tǒng)把不同載波頻率的傳輸通道分別提供給電子標(biāo)簽用戶讀Tag1Tag3Tag5Tag4Tag2閱讀器廣播命令閱讀28不同用戶傳輸信息所用的信號(hào)不是靠頻率不同或時(shí)隙不同來區(qū)分，而是用各自不同的編碼序列來區(qū)分，或者說，靠信號(hào)的不同波形來區(qū)分。如果從頻域或時(shí)域來觀察，多個(gè)CDMA信號(hào)是互相重疊的。CDMA是利用不同的碼序列分割成不同信道的多址技術(shù)。CDMA的頻帶利用率低，信道容量較小，地址碼選擇較難、接收時(shí)地址碼捕獲時(shí)間較長，其通信頻帶和技術(shù)復(fù)雜性在RFID系統(tǒng)中難以應(yīng)用。3、碼分多址(CDMA)

3、碼分多址(CDMA)294、時(shí)間分割TDMAReaderTag1Tag2Tag3TDMA是把整個(gè)可供使用的信道容量按時(shí)間分配給多個(gè)同戶的技術(shù)。4、時(shí)間分割TDMAReaderTag1Tag2Tag330標(biāo)簽控制（驅(qū)動(dòng)法）以電子標(biāo)簽為主控器，讀寫器對(duì)數(shù)據(jù)傳輸沒有控制。該方法控制很慢不靈活。閱讀器控制（詢問驅(qū)動(dòng)法）所有標(biāo)簽同時(shí)由閱讀器進(jìn)行控制和檢測，通過一定算法，在所有標(biāo)簽中選擇其中一個(gè)標(biāo)簽，然后進(jìn)行相互通信（如鑒別、讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)）。為了選擇另一個(gè)標(biāo)簽，應(yīng)該解除原來的通信關(guān)系，因?yàn)樵谀骋粫r(shí)間內(nèi)只能建立起唯一的通信關(guān)系，即單個(gè)標(biāo)簽占用信道通信，可以按時(shí)間順序快速地操作眾多標(biāo)簽。所以閱讀器控制的方法也稱作定時(shí)雙工傳輸法。標(biāo)簽控制（驅(qū)動(dòng)法）31三、防碰撞算法時(shí)分多路（TDMA）ALOHA算法二進(jìn)制樹型搜索算法三、防碰撞算法時(shí)分多路（TDMA）ALOHA算法二進(jìn)制樹型搜321、ALOHA防碰撞算法Aloha協(xié)議或稱Aloha技術(shù)、Aloha網(wǎng)，是世界上最早的無線電計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)。Aloha網(wǎng)絡(luò)可以使分散在各島的多個(gè)用戶通過無線電信道來使用中心計(jì)算機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)到多點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信。第一個(gè)使用無線電廣播來代替點(diǎn)到點(diǎn)連接線路作為通信設(shè)施的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是夏威夷大學(xué)的ALOHA系統(tǒng)。該系統(tǒng)所采用的技術(shù)是地面無線電廣播技術(shù)，采用的協(xié)議就是有名的ALOHA協(xié)議，叫做純ALOHA(PureALOHA)。以后，在此基礎(chǔ)上，又有了許多改進(jìn)過的ALOHA協(xié)議被用于衛(wèi)星廣播網(wǎng)和其它廣播網(wǎng)絡(luò)。各種ALOHA算法：純ALOHA算法、時(shí)隙ALOHA算法、幀時(shí)隙ALOHA算法、動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙ALOHA算法。1、ALOHA防碰撞算法33ALOHA算法的模型圖ALOHA算法的模型34純ALOHA算法思想：只要用戶有數(shù)據(jù)要發(fā)送，就盡管讓他們發(fā)送

純ALOHA算法的標(biāo)簽讀取過程：（1）各個(gè)標(biāo)簽隨機(jī)的在某時(shí)間點(diǎn)上發(fā)送信息。（2）閱讀器檢測收到的信息，判斷是成功接收或者碰撞。（3）若判斷發(fā)生碰撞，則標(biāo)簽隨機(jī)等待一段時(shí)間再重新發(fā)送信息。純ALOHA存在的問題：（1）錯(cuò)誤判決。即對(duì)同一個(gè)標(biāo)簽，如果連續(xù)多次發(fā)生碰撞，則將導(dǎo)致閱讀器出現(xiàn)錯(cuò)誤判斷，認(rèn)為標(biāo)簽不在閱讀器作用范圍內(nèi)。（2）數(shù)據(jù)幀的發(fā)送過程中發(fā)生碰撞的概率很大。過多的碰撞導(dǎo)致吞吐量下降系統(tǒng)性能降低。

解決方向：減小碰撞發(fā)生次數(shù)縮短重發(fā)延時(shí)

存在的問題？？？存在的問題？？？35吞吐率S---代表有效傳輸?shù)膶?shí)際總數(shù)據(jù)率，即在觀察時(shí)間T0內(nèi)標(biāo)簽成功通信的平均次數(shù)輸入負(fù)載G---發(fā)送的總數(shù)據(jù)率，即觀察時(shí)間T0內(nèi)標(biāo)簽的平均到達(dá)次數(shù)S=G*Pe其中Pe是到達(dá)的標(biāo)簽?zāi)艹晒ν瓿赏ㄐ诺母怕市阅芊治鲇筛怕收撝R(shí)：Pe=e-2G所以：純ALOHA算法的吞吐率為：S=G*e-2G吞吐率S---代表有效傳輸?shù)膶?shí)際總數(shù)據(jù)率，即在觀察時(shí)間T0內(nèi)36

當(dāng)輸入負(fù)載G=0.5時(shí)，系統(tǒng)的吞吐率達(dá)到最大值0.184。由于純ALOHA算法中存在碰撞概率較大，在實(shí)際中，該算法僅適于只讀型的標(biāo)簽，即閱讀器只負(fù)責(zé)接收標(biāo)簽發(fā)射的信號(hào)，標(biāo)簽只負(fù)責(zé)向閱讀器發(fā)射信號(hào)的情況。當(dāng)輸入負(fù)載G=0.5時(shí)，系統(tǒng)的吞吐率達(dá)到最大值0.37時(shí)隙ALOHA算法在ALOHA算法的基礎(chǔ)上把時(shí)間分成多個(gè)離散時(shí)隙(slot)，并且每個(gè)時(shí)隙長度要大于標(biāo)簽回復(fù)的數(shù)據(jù)長度，標(biāo)簽只能在每個(gè)時(shí)隙內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)。每個(gè)時(shí)隙存在：a空閑時(shí)隙：此時(shí)隙內(nèi)沒有標(biāo)簽發(fā)送b成功識(shí)別時(shí)隙：僅一個(gè)標(biāo)簽發(fā)送且被正確識(shí)別c碰撞時(shí)隙：多個(gè)標(biāo)簽發(fā)送，產(chǎn)生碰撞

時(shí)隙ALOHA算法38時(shí)隙ALOHA算法的吞吐率為：S=G*e-G當(dāng)輸入負(fù)載G=1時(shí)，系統(tǒng)的吞吐量達(dá)到最大值0.368，避免了純ALOHA算法中的部分碰撞，提高了信道的利用率。需要一個(gè)同步時(shí)鐘以使閱讀器閱讀區(qū)域內(nèi)的所有標(biāo)簽的時(shí)隙同步。時(shí)隙ALOHA算法示意圖時(shí)隙ALOHA算法的吞吐率為：S=G*e-G時(shí)隙ALOHA算39FrameSlottedAloha(FSA)將N個(gè)時(shí)隙組成一幀，一幀中包含的時(shí)隙數(shù)固定，標(biāo)簽隨機(jī)選擇N個(gè)時(shí)隙中的一個(gè)與閱讀器通信，一旦碰撞則等待下一幀，重新選擇時(shí)隙重發(fā)信息。優(yōu)點(diǎn)：簡化了時(shí)隙Aloha的隨機(jī)退避機(jī)制。缺點(diǎn)：當(dāng)標(biāo)簽數(shù)遠(yuǎn)大于N時(shí)，出現(xiàn)“餓死現(xiàn)象”；當(dāng)標(biāo)簽數(shù)遠(yuǎn)小于N時(shí)，較多時(shí)隙空閑，產(chǎn)生浪費(fèi)。

固定幀時(shí)隙Aloha運(yùn)用于RFID系統(tǒng)示意圖幀時(shí)隙ALOHA算法FrameSlottedAloha(FSA)將N個(gè)時(shí)隙40動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙ALOHA算法（DFSA）

動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙ALOHA算法（DFSA）41動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙Aloha運(yùn)用于RFID系統(tǒng)示意圖當(dāng)系統(tǒng)待識(shí)別標(biāo)簽數(shù)較多時(shí)，動(dòng)態(tài)增加幀長，可以降低時(shí)隙碰撞率，提高系統(tǒng)性能；當(dāng)系統(tǒng)待識(shí)別標(biāo)簽數(shù)較少時(shí)，動(dòng)態(tài)減少幀長，可以降低空閑時(shí)隙比率，提高時(shí)隙利用率，提高系統(tǒng)性能；動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙Aloha運(yùn)用于RFID系統(tǒng)示意圖當(dāng)系統(tǒng)待識(shí)別標(biāo)簽422、二進(jìn)制樹型搜索算法

沖突節(jié)點(diǎn)非沖突節(jié)點(diǎn)011011100101樹分叉算法基本思想是：將處于碰撞的標(biāo)簽分成左右兩個(gè)子集0和1，先查詢子集0，若沒有碰撞，則正確識(shí)別標(biāo)簽，若仍有碰撞則分裂，把1子集分成00和01兩個(gè)子集，直到識(shí)別子集1中所有標(biāo)簽。2、二進(jìn)制樹型搜索算法沖突節(jié)點(diǎn)非沖突節(jié)點(diǎn)011011100143101100001110??????射頻卡1射頻卡2讀寫器譯碼

在二進(jìn)制搜索算法的實(shí)現(xiàn)中，起決定作用的是讀寫器所使用的信號(hào)編碼必須能夠確定碰撞的準(zhǔn)確比特位置。曼徹斯特碼(Mancherster)可在多卡同時(shí)響應(yīng)時(shí)，譯出錯(cuò)誤碼字，可以按位識(shí)別出碰撞。這樣可以根據(jù)碰撞的位置，按一定法則重新搜索射頻卡。101100001110??????射頻卡1射頻卡2讀寫器譯44范例A:10100111B:10110101C:10101111D:10111101R:11111111R:11111111送REQUEST（11111111）命令，要求區(qū)域內(nèi)所有標(biāo)簽應(yīng)答，根據(jù)曼徹斯特編碼，解碼數(shù)據(jù)為101??1?1,發(fā)生碰撞，算法做下如下，將碰撞的最高置0，其它碰撞位置1。得下次的REQUEST(10101111)???R表示閱讀器范例A:10100111B:10110101C:10101145ImprovedAnti-collisionAlgorithm搜尋過程1010011110110101101011111011110111111111101??1?11010111110100111101011111010?1111010011110100111識(shí)別TagA10110101101011111011110111111111101??1?11010111110101111識(shí)別TagBImprovedAnti-collisionAlgori46ImprovedAnti-collisionAlgorithm搜尋過程1011010110111101111111111011?10110110101101101011011110110111101識(shí)別TagC識(shí)別TagDImprovedAnti-collisionAlgori47射頻卡進(jìn)入讀寫器的工作范圍，讀寫器發(fā)出一個(gè)最大序列號(hào)讓所有射頻卡響應(yīng)；同一時(shí)刻開始傳輸它們的序列號(hào)到讀寫器的接收模塊。讀寫器對(duì)比射頻卡響應(yīng)的序列號(hào)的相同位數(shù)上的數(shù)。出現(xiàn)不一致的現(xiàn)象即有的序列號(hào)該位為0，而有的序列號(hào)該位為1把有不一致位的數(shù)從最高位到低位依次置O再輸出系列號(hào)，即依次排除序列號(hào)大的數(shù)，至讀寫器對(duì)比射頻卡響應(yīng)的序列號(hào)的相同位數(shù)上的數(shù)完全一致時(shí)，說明無碰撞。選出序列號(hào)最小的數(shù)后，對(duì)該標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，然后使該卡進(jìn)入“無聲”狀態(tài)。YN二進(jìn)制搜索算法的工作流程是：射頻卡進(jìn)入讀寫器的工作范圍，讀寫器發(fā)出一個(gè)最大序列號(hào)48第5講數(shù)據(jù)校驗(yàn)和防碰撞ppt課件49TYPEA（位檢測防碰撞協(xié)議）幀有3種類型：短幀、標(biāo)準(zhǔn)幀和面向比特的防碰撞幀。四、ISO/IEC14443標(biāo)準(zhǔn)中的防碰撞協(xié)議

短幀標(biāo)準(zhǔn)幀50TYPEA（位檢測防碰撞協(xié)議）四、ISO/IEC14面向比特防碰撞幀加校驗(yàn)位不加校驗(yàn)位不加校驗(yàn)位面向比特防碰撞幀加校驗(yàn)位不加校驗(yàn)位不加校驗(yàn)位51命令集

REQA/WUPA命令PCD給PICC發(fā)送查詢信息。這兩個(gè)命令為短幀。REQA編碼為26H（高半字節(jié)取3位），WUPA編碼為52H（高半字節(jié)取3位），

ATQA應(yīng)答

PCD發(fā)出REQA命令后，處于休閑狀態(tài)的PICC都應(yīng)同步地以ATQA應(yīng)答PCD，PCD檢查是否有碰撞備用經(jīng)營者編碼UID大小00：UID級(jí)長為101：UID級(jí)長為210：UID級(jí)長為3比特幀防碰撞方式，僅有1位設(shè)置成1命令集備用經(jīng)營者編碼UID大小比特幀防碰撞方式，僅有1位設(shè)52UID結(jié)構(gòu)定義注：UID可以是一個(gè)固定的唯一序列號(hào)，也可以使由PICC動(dòng)態(tài)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)。CT：級(jí)聯(lián)標(biāo)志，編碼為88HUID結(jié)構(gòu)定義注：UID可以是一個(gè)固定的唯一序列號(hào)，也可以使53命令集

ANTICOLLISION和SELECT命令

命令集54命令集

ANTICOLLISION和SELECT命令

PCD發(fā)送的字節(jié)數(shù)命令的非完整字節(jié)最后一位的位數(shù)命令集PCD發(fā)送的字節(jié)數(shù)命令的非完整字節(jié)最后一位的位數(shù)55命令集

ANTICOLLISION和SELECT命令

BCC：是UIDCLn的校驗(yàn)位，是UIDCLn的4個(gè)字節(jié)的異或。命令集BCC：是UIDCLn的校驗(yàn)位，是UIDCLn的56命令集

ANTICOLLISION和SELECT命令

若NVB=70H，即指示其后有40個(gè)有效位，則應(yīng)添加CRC-A（2字節(jié)），此時(shí)為SELECT命令。若NVB指示其后少于40個(gè)有效位，則為ANTICOLLISION命令。命令集若NVB=70H，即指示其后有40個(gè)有效位，則應(yīng)添加57命令集

SAK應(yīng)答

PCD發(fā)送SELECT命令后，與40位UID匹配的PICC以SAK作為應(yīng)答。UID不完整，還有未被確認(rèn)部分UID完整，PICC遵守ISO-14443-4標(biāo)準(zhǔn)的傳輸協(xié)議命令集UID不完整，還有未被確認(rèn)部分UID完整，PICC遵58命令集

HALT命令命令集59PICC的狀態(tài)Power-off（斷電）狀態(tài)沒有足夠的載波能量，PICC沒有工作，也不能發(fā)送反射波。Idle（休閑）狀態(tài)PICC已經(jīng)上電，能夠解調(diào)信號(hào)，并能夠識(shí)別有效的REQA和WAKE-UP命令。

Ready（就緒）狀態(tài)實(shí)現(xiàn)位幀的防碰撞算法或其它可行的防碰撞算法。

Active（激活）狀態(tài)

PCD通過防碰撞已經(jīng)選出了單一的卡。Halt（停止）狀態(tài)60PICC的狀態(tài)60防碰撞流程61防碰撞流程61練習(xí)：P1264.6練習(xí)：P1264.662TYPEB的防碰撞協(xié)議（時(shí)隙ALOHA算法）REQB/WUPB命令前綴APf=05H應(yīng)用簇標(biāo)識(shí)符，代表由PCD指定的應(yīng)用類型（見表4.8）=0為REQB命令=1為WUPB命令當(dāng)AFI匹配且N=1時(shí)，PICC應(yīng)答REQB/WUPB命令當(dāng)AFI匹配但N≠1時(shí)，PICC要選擇隨機(jī)時(shí)間片（在1～N之間），若N=1立即應(yīng)答；若N>1等待SLOT-MARKER命令來匹配時(shí)間片。63TYPEB的防碰撞協(xié)議（時(shí)隙ALOHA算法）前綴APf=0TYPEB的防碰撞協(xié)議SLOT-MARKER命令若多個(gè)PICC在同一時(shí)間進(jìn)行應(yīng)答發(fā)生碰撞時(shí)，PCD應(yīng)發(fā)出時(shí)間片SLOT-MARKER命令。PCD給出命令為第nnnn個(gè)時(shí)間片，當(dāng)PICC產(chǎn)生的隨機(jī)時(shí)間片等于nnnn時(shí)才應(yīng)答。64TYPEB的防碰撞協(xié)議PCD給出命令為第nnnn個(gè)時(shí)間片，TYPEB的防碰撞協(xié)議ATQB應(yīng)答用于防碰撞期間區(qū)分PICC，它由PICC動(dòng)態(tài)產(chǎn)生的數(shù)或各種固定的數(shù)，僅在Idle狀態(tài)改變其值協(xié)議信息：比特率、最大幀長、協(xié)議類型等AFI（1個(gè)字節(jié)）CRC-B（2個(gè)字節(jié)）應(yīng)用數(shù)量（1個(gè)字節(jié)）：指示在PICC中有關(guān)應(yīng)用的出現(xiàn)情況。PICC對(duì)REQB/WUPB命令和SLOT-MARKER命令的應(yīng)答都是ATQB65TYPEB的防碰撞協(xié)議用于防碰撞期間區(qū)分PICC，它由PITYPEB的防碰撞協(xié)議ATTRIB命令PICC在ATQB應(yīng)答中PUPI值PCD接收到正確的ATQB應(yīng)答后發(fā)出ATTRIB命令。PICC發(fā)送副載波之前的最小延遲時(shí)間、PICC向PCD通信時(shí)是否需要SOF（幀開始）或EOF（幀結(jié)束）、最大幀長度、比特率等信息注：通過ATTRIB命令，PCD可以實(shí)現(xiàn)對(duì)某個(gè)PICC的選擇，使其進(jìn)入active狀態(tài)。高層信息，長度可為0字節(jié)，選用時(shí)用于傳送高層信息。66TYPEB的防碰撞協(xié)議PICC在ATQB應(yīng)答中PUPI值PTYPEB的防碰撞協(xié)議對(duì)ATTRIB命令的應(yīng)答

對(duì)高層命令的響應(yīng)，長度可為0字節(jié)最大緩沖器容量索引。PICC通過該編碼告知PCD，PICC能夠接收的鏈接鏈的最大值。返回CID值，若PICC不支持CID，則其編碼為0000TYPEB的防碰撞協(xié)議對(duì)高層命令的響應(yīng)，長度可為0字節(jié)最大67TYPEB的防碰撞協(xié)議HLTB命令及應(yīng)答HLTB命令用于將PICC置于Halt狀態(tài)，此時(shí)PICC除了接受WUPB命令外，其它命令對(duì)它沒有影響。68TYPEB的防碰撞協(xié)議68TYPEB型PICC狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖TYPEB型PICC狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖69TYPEB防碰撞過程示例TYPEB防碰撞過程示例70習(xí)題：1、RFID中差錯(cuò)檢測主要采用

和

。2、RFID系統(tǒng)中有兩種類型的通信碰撞存在，一種是

，另一種是

。3、為了防止碰撞的發(fā)生，射頻識(shí)別系統(tǒng)中需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的防碰撞技術(shù)，在通信中這種技術(shù)也稱為多址技術(shù)，多址技術(shù)主要分為以下四種：

，

，

，

。4、TDMA算法又可以分為

和

兩種。上述兩種TDMA算法中，會(huì)出現(xiàn)