廣播發射射頻系統中的信號沖突消除方法研究

【摘要】本文就在對廣播發射機射頻系統中的信號沖突進行簡單分析的基礎上，提出一種射頻標簽防沖突算法，并應用相關的算法對其進行仿真驗證，這對于消除廣播發射射頻系統中的信號沖突具有積極的作用。

【關鍵詞】廣播發射機射頻系統；信號沖突；消除方法；研究

隨著各項信息技術的快速發展，視頻、音頻等多媒體信息逐漸取代了原有的單一的信息形式，多媒體信息壓縮技術、計算機技術、信息檢索技術等技術的進步，各種多媒體信息的傳輸量級存儲量在不斷的增加，這對信息檢索技術也提出了更高的要求，加強多媒體信息檢索技術的研究是非常必要的，在各種多媒體信息的檢索過程中，音頻信息的檢索是其中的關鍵內容，在廣播發射機射頻系統運行的過程中，如果不能有效的消除系統中的信號沖突，很容易導致系統的運行性能的降低，并且會導致發射機運行不正常，本文就對其信號沖突的消除方法進行研究。

一、廣播發射射頻系統中的信號沖突的簡單分析

如果在同一讀寫器的讀寫區域中存在多個標簽，在未采用多路存取控制的條件下，相同時刻會存在多個標簽共同向讀寫器傳輸信號的情況，會導致信道發生擁擠現象，信號傳輸容易發生碰撞沖突問題，影響讀寫器的正常運行。

二、消除廣播發射機射頻系統中的信號沖突的算法

本次研究中應用到的防沖突算法的運行原理是：在首個運算周期中，其算法的運行過程中是相同的，當Ws（S=2，…，n）計算周期中，其各個標簽都存在著變量BZD、UZDx-1以及WZD，其中的WZD主要是應用于當前周期完成辨識標簽數目的描述中，BZD的作用主要是用來對標簽在合理時間段中的傳輸當前的SD值進行控制，UZDx-1主要是用于對已經標識的UZD的值進行標識，其中UZDx-1、WZD、UZD是讀寫器中包含的三個主要的變量，其中UZDx-1變量與WZD變量具有統一的值，并且其標簽具有一致性的意義，而UZD主要是對最大的BZD的值進行標識，根據相關的標簽預測方案，首先會對新到標簽的數量New-Come進行預測，其中新到標簽的BZD是1～New-Come中的一個隨機數加UZD，上個周期中的BZD值會存儲于剩余標簽中。

1.設置讀寫器反饋信號

對讀寫器的反饋信號進行設置，其中S，0：空閑時隙，存在待辨識的新標簽；S，0：空閑時隙，存在待辨識的新標簽；S，1：空閑時隙，存在待辨識的新標簽；E：沖突時隙，存在大于等于兩個的標簽反映；U，0：當前時隙可讀，下一時隙不存在標簽反映；U，1：當前時隙可讀，下一時隙存在標簽反映。

采用 BZD=WZD 標簽傳輸 SD，BZD=WZD+1的標簽傳輸“出現”信號。讀寫器搜索到相應的信號，再按照相應的反饋信號，更新WZD以及BZD：S，0：若標簽的BZD>WZD，則BZD=BZD-1。S，1：若標簽的BZD=UZDs-1+1，BZD=WZD；若標簽的BZD>UZDS-1+1，BZD=BZD-1。

E：標簽選擇1，且WZD≤UZDS-1，則會出現沖突標簽 BZD=UZDS- 1+1，若存在沖突，并且存在BZD>UZDS-1+1 的標簽，則有 BZD= BZD +1；若WZD>UZDS- 1，且標簽 BZD≥WZD，則標簽 BZD=BZD+1。若標簽選擇0，則BZD保持穩定。

2.讀寫操作部分

若WZD≤UZD，則讀寫器采集到標簽信號，并分析當前的情況。若存在大于等于兩個標簽傳輸 SD，會出現沖突現象，讀寫器產生反饋信號“W”；若僅存在一個標簽傳輸SD，讀寫器讀取標簽 SD 中信號，WZD=WZD+1，若 WZD>UZDs- 1，UZD=UZD+1，讀寫器重新搜索是否存在“出現”信號，若存在，則讀寫器傳輸反饋“U，1”；否則傳輸“U，0”。若不存在標簽傳輸SD，并且存在待標識的標簽，讀寫器傳輸“S，1”，若完成對標簽的辨識，讀寫器傳輸“S，0”，并設置UZD-1。

本文算法運行的示例，用表1描述。如果Ws-1周期存在A，B，C，D四個標簽，完成辨識后，標簽B以及C無需進行辨識，標簽A與D則應再次進行辨識，同時BZDA=0，BZDD=3，UZD=2。WS周期中存在4個P、Q、M以及N待辨識的標簽，任意選擇BZD，則有BZDP=3，BZDQ=4，BZDM=4，BZDN=6。

三、相關的仿真驗證

本文采用算法仿真，對比分析廣播發射機射頻系統下的本文算法以及ABS算法性能。一般通過碰撞時隙，空閑時隙以及可讀時隙反映UFID標簽防碰撞算法的性能，因為本文算法以及ABS算法的可讀時隙相同，則只需分析兩種算法的沖突時隙以及空閑時隙。

1.標簽數量不相同時兩種算法的性能比較

當標簽數目不同時，本文算法和ABS算法的運行結果運行情況用圖1描述。圖1（a）描述沖突時隙情況，表明本文算法優于ABS算法，通過圖1（b）能夠分析出，本文算法運行過程中的空閑時隙遠遠低于ABS算法，圖1（c）描述兩種算法的沖突時隙以及空閑時隙，從圖中能看出ABS算法的沖突時隙以及空閑時時隙都高于本文算法，表明本文算法的性能優于ABS算法。

2.對出現率及推出率同廣播射頻系統的識別性能間的關聯性進行分析

如果WS-1周期內能夠辨識出p個標簽，WS周期中存在p-η個未辨識的標簽，新到標簽是λ個，標簽的退出率是UK=η/p，出現率是UB=λ/p。出現率與廣播視頻系統識別性能間的關聯性：圖2是假設UL=0.5時，也就是退出率是0.5時，出現率與沖突時隙、空閑時隙以及總時隙間的關聯性，分別如圖（a）、（b）、（c）所示。通過圖2可得，如果退出率是0.5，本文算法在三種條件下的辨識性能都高于ABS算法，并且本文算法可以降低更多的空閑時隙，增強總體系統的性能。

退出率與廣播射頻系統識別性能間的關聯性：如果出現率UB=0.5，分析圖3（a）可得，本文算法的離開率同沖突時隙間無任何關聯性，如果退出率UK=0.57，本文算法的辨識性能低于ABS算法；分析圖3（b）可得UK<0.5時，本文算法的離開率同空閑時隙無任何關聯性，UK>0.5時相應的空閑時隙出現較大的波動。分析圖3（c）可得UK處于0.73～0.95范圍時，本文算法的性能略低于ABS算法，當UK超出該范圍時，本文算法的性能遠遠高于ABS算法。

四、結束語

本文提出了一種新的廣播發射射頻系統射頻標簽防沖突算法，算法利用捎帶檢測技術，仿真結果表明，本文提出的射頻標簽防沖突算法能更有效的減少沖突時隙和空閑時隙，從而減少識別延遲，提高系統的識別效率。

參考文獻

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