3 电路实现

算法实现的参考电路框图见图l，其中RGI是一个“0”“1”随机数产生器；Rel是一个8位寄存器。加法器ADDl和ADD2的加减功能根据读写器命令来设定：当执行加法操作时，低4位的ADD2需向高4位的ADDl进位；当执行减法操作时，两个器件ADDl和ADD2相互独立。加法器可以工作在同步状态或异步状态，工作在同步状态时可以使用电子标签的最大时钟。

4 仿真结果

仿真l：为了评估本算法的优劣，特设计以下仿真：标签使用8位寄存器，高4位为高位。定义0个、2个和2个以上的标签同时发送数据时为传输冲突；只有一个标签发送数据时为传输成功，平均冲突次数定义为传输冲突总次数和传输成功总次数的比；空传率定义O个标签发送数据的次数与传输成功总次数的比。观察标签数为20~10000时的平均冲突次数。

仿真结果如图2所示，本文提出的算法与二进制算法性能接近，平均每成功传输1次都要伴随2次传输冲突；而改进算法则在标签数为50~5000个时明显减少了碰撞次数。同时也注意到当标签个数少于50时，改进算法性能下降，这是因为此时标签数接近分群的群数导致空传率上升所致，解决的办法是减少分群的群数。针对该问题，特设计仿真2来分析。

仿真2：为了分析低标签密度时改进算法的性能，特设计以下仿真：采用改进算法，分别使用5~8位寄存器。高l~4位为高位，即分群群数分别为2、4、8和16。仿真结果如图3所示，可以看到当标签总数为20时，如果把高位寄存器的位数从4降到l，则平均碰撞次数从5 5回落到1．4。而当标签总数为200和2000时，高位寄存器位数的改变对平均碰撞次数的影响不大。因此如果在某次仲裁中出现多次空传，根据这个先验知识，读写器可以在下一次仲裁时指示标签改变寄存器高位个数，以此降低空传率，进而可以降低平均碰撞次数。

本文提出的防碰撞算法仅需在电子标签中配置1个8位寄存器、1个l位“O”、“l”随机数产生器和2个4位加减l 计数器以及少量选择电路就能实现最多达1048 576个标签的仲裁。仿真表明本算法产生的碰撞概率明显小于二进制数算法，同时通过寄存器高位的灵活设置，还能有效解决低标签密度时空传率高的问题，从而进一步降低了碰撞概率。本算法实现简单，复杂度低，非常适合在RFID系统中应用，因而具有广阔的应用前景。