于該標(biāo)簽的RN16 '值，則該標(biāo)簽 為重疊標(biāo)簽，標(biāo)簽直接退出本次識別操作。（避免識別重疊標(biāo)簽）
[0050] 兼容性分析:在HARN協(xié)議中，標(biāo)簽可W采取Ξ種不同的行動來響應(yīng)接收命令。前兩 種行為與EPC標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議相同。第Ξ種行動是在原始EPC協(xié)議中，標(biāo)簽會保持就緒狀態(tài)并參與 下一帖的工作。HARN繼承了運(yùn)一操作，但是它新增了一個流程，就是當(dāng)標(biāo)簽接收到的RN信息 與它的RN'相等時便會進(jìn)入已知狀態(tài)。運(yùn)并沒有改變原始協(xié)議的任何邏輯并且與標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議 是相符的。
[0051 ]檢測丟失柄;簽
[0052]檢測丟失標(biāo)簽:在期望非空時隙中，閱讀器依然會檢測標(biāo)簽丟失情況。每一個標(biāo)簽 選擇時隙后，閱讀器會通過接收到的信號和標(biāo)簽的RN信號進(jìn)行互相關(guān)操作[23]來檢測接收 到的信號是否存在標(biāo)簽的RN信號，運(yùn)可能會在識別標(biāo)簽時被記錄或者是在使用RN值時在本 地生成。如果RN存在峰值的情況就說明它正處于接收信號內(nèi)，否則便認(rèn)為標(biāo)簽已丟失并且 將它從已知標(biāo)簽范圍內(nèi)移除然后標(biāo)記為已丟失標(biāo)簽。
[005引圖2說明了 HARN如何在首帖中識別新標(biāo)簽和檢測丟失標(biāo)簽。
[0054] 后續(xù)帖的操作
[0055] 后續(xù)帖采用與已有的EPC C1G2協(xié)議相同的操作。有用所有的已識別標(biāo)簽均已在首 帖中標(biāo)記，故后續(xù)帖中識別的全是新標(biāo)簽。
[0056] 3.HARN的增強(qiáng)協(xié)議的描述
[0057] 在HARN協(xié)議的首帖中，新的標(biāo)簽只能在期望空時隙中被識別。因此，我們在基于模 擬網(wǎng)絡(luò)編碼(ANC)的基礎(chǔ)上，提出了一個在期望非空時隙中識別新標(biāo)簽的方法，運(yùn)樣可W在 很大程度上提高新標(biāo)簽的識別吞吐量。
[0058] A、在期望非空時隙中提取RN信息
[0059] 在HARN的首帖中，非空時隙不會用來識別新標(biāo)簽，運(yùn)便限制了它的性能。考慮到一 個時隙內(nèi)可能會存在一個已識別標(biāo)簽ti和一個新標(biāo)簽m同時返回它們的RN信息，閱讀器便 會接收到?jīng)_突信號。然而，當(dāng)閱讀器知道標(biāo)簽ti的RN信號后，它可W將ti的RN信號從接收到 的沖突信號中移除從而獲得標(biāo)簽m的RN信號，運(yùn)部分工作可W通過模擬網(wǎng)絡(luò)編碼實(shí)現(xiàn)。
[0060] 現(xiàn)在我們將簡單的介紹如何從沖突信號中分離新標(biāo)簽的RN信息（在[6]和[21]中 有更詳細(xì)的介紹）。標(biāo)簽ti的RN值可W表示如下：
[0061]
[0062] 其中，Ak是信號RN的振幅，0k[n]是η階樣本信號的相位。相應(yīng)地，標(biāo)簽m的傳送信號 RN為：
[0063]
(17)'
[0064] 其中，Au和巧叫分別表示標(biāo)簽m的η階RN樣本信號的振幅和相位。
[0065] 由于信道響應(yīng)和相移的影響，所接收到ti和m標(biāo)簽的RN信號將會發(fā)生改變，所接收 的信號如下：
[0066]
[0067] hk化U)指的是閱讀器和ti(ui)之間的信道響應(yīng)，Tk(Tu)是表示相移，它取決于閱 讀器和ti(ui)之間的距離。
[0068] 當(dāng)標(biāo)簽ti和m同時傳送它們的RN信號時，閱讀器接收到的是兩種信號的混合，表示 如下：
[0069] y[n] =yk[n]+yu[n] (19)
[0070] 由于yk是已知的，閱讀器便可W從信號y中提取yk從而得到y(tǒng)u，然后對yu進(jìn)行解碼 W獲取新標(biāo)簽傳送的RN信號。在閱讀器獲得新標(biāo)簽的RN后，便廣播一個包含RN解碼信息的 ACK命令來采集新標(biāo)簽的ID。假設(shè)閱讀器知道所有已識別標(biāo)簽的RN信號并且混合信號的信 噪比（SNR)足夠高，那么當(dāng)不止一個已識別標(biāo)簽傳送它們的RN時，新標(biāo)簽的RN也是能夠被成 功提取的。
[0071 ]然而，當(dāng)閱讀器無法知道是否有新標(biāo)簽傳送它們的RN信號時，它僅僅盲目地分離 RN值來假設(shè)RN是由新標(biāo)簽發(fā)送的，便會產(chǎn)生一些無效的RN。例如，當(dāng)多于兩個新標(biāo)簽在同一 時隙發(fā)送它們的RN時，提取的RN可能無法或被錯誤的用來采集新標(biāo)簽ID。另一種情況是，盡 管只有一個新標(biāo)簽進(jìn)行信息傳送，但是某些已識別的標(biāo)簽丟失了或者RN信息提取錯誤。然 而，運(yùn)點(diǎn)也不會降低我們協(xié)議的正確性。
[0072] B、協(xié)議介紹
[0073] 我們將增強(qiáng)的HARN協(xié)議稱為HARN-ANCdHARN-ANC中的標(biāo)簽和HARN中的一樣，閱讀 器會在當(dāng)前時隙禁止已識別的標(biāo)簽后，在每個預(yù)期非空時隙的最后廣播一個額外的包含RN 提取信息的ACK命令。例如，如圖3所示，閱讀器接收到RN1和RN2的混合信號后，它首先會將 RN2信號從混合信號中提取出來，然后通過廣播一個包含RN1信號的ACK命令來禁止標(biāo)簽ti 進(jìn)行應(yīng)答。然而，與HARN協(xié)議不同的是，在HARN-ANC協(xié)議中，閱讀器廣播另一個包含分離RN2 信息的ACK命令，用來在當(dāng)前時隙識別一個新的標(biāo)簽。在運(yùn)個例子中，閱讀器能夠正確分離 RN2信號并且成功識別標(biāo)簽山。
[0074] 為了能夠在混合信號中分離RN2,閱讀器需要知道RN2信號。為此，當(dāng)閱讀器成功接 收到時隙的標(biāo)簽ID時便會記錄相應(yīng)的RN。就如圖6中的例子，當(dāng)閱讀器成功接收標(biāo)簽m的ID 時，它會將分離信息記錄到數(shù)據(jù)庫中并標(biāo)記為m的RN信息。相反，當(dāng)閱讀器沒有接收到任何 有效的ID時，便意味著所提取的RN信號是無效的，于是它就會忽略應(yīng)答并且不會記錄任何 信息。通過運(yùn)個方法，閱讀器就可W正確地記錄接收到的已識別標(biāo)簽的RN信號。
[0075] 無效的RN不會影響協(xié)議的正確性。首先，如果標(biāo)簽m接收到了一個和它自己不同 的RN值，它便會立馬忽略掉運(yùn)個命令并且在下一帖再進(jìn)行標(biāo)簽識別。其次，如果在一個時隙 中有多個新標(biāo)簽同時發(fā)送它們的RN信息，那么所提取的RN信號便會與兩個新標(biāo)簽RN中的RN 信號不同，于是便會忽略接下來的ACK命令。所W，當(dāng)提取到無效的RN時也不會降低協(xié)議的 正確性。
[0076] 為了最小化每個標(biāo)簽的識別時間，需要討論如何設(shè)置帖的長度。
[OOW] 1)首帖:除了識別新的標(biāo)簽外，首帖的主要功能是阻止已知標(biāo)簽的響應(yīng)。假定帖的 長度是f。我們用Ne來表示運(yùn)個帖中的期望空時隙個數(shù)，并用來化表示新標(biāo)簽成功識別的時 隙數(shù)目。那么運(yùn)個帖的持續(xù)工作時間是：
[007 引 T = Tid*^We(Ne-Ns)+N*Tack+(f-Ne)*Tqrn (1)
[0079] 其中，f表示帖的長度（即該帖中包含多少個時隙），Tid和Te分別表示單時隙和空時 隙的工作時間，Tack表示發(fā)送一個包含RN信息的ACK命令時間，Tqrn表示需要發(fā)送查詢和RN信 息的時間。在公式（1)中的第Ξ項(xiàng)表示阻止一個已知標(biāo)簽發(fā)送ACK命令的時間，第四項(xiàng)代表 的是標(biāo)簽接收RN信息的時間。
[0080] 當(dāng)有N個已知標(biāo)簽和Μ個新標(biāo)簽時，化和Ne的計算如下：
[0083]因此，識別一個新標(biāo)簽的平均時間是：
[0084]
[008引我們將已知標(biāo)簽中的新標(biāo)簽數(shù)的比例定義為ri=M/N，并且定義已知標(biāo)簽的負(fù)載因 子為PK，且PK = N/f。因此:我們可W得到
[0086]
[0087]為了最小化Tf，我們
通過W下公式便可得到最小Tf:
[008引
[0089] 從圖4可W看出根據(jù)EPC C1G2標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議中的時間規(guī)范，不同的η使Tf值達(dá)到最小的 最優(yōu)PK值。從圖中可W發(fā)現(xiàn)，當(dāng)η增加時PK值會變小，運(yùn)就表示當(dāng)系統(tǒng)中有更多的新標(biāo)簽要 被識別時會需要一個更長的帖。
[0090] 5 (a)和圖5 (b)將HARN協(xié)議中首帖的Tf與一般情況和理想情況下的值進(jìn)行了對比。 當(dāng)η值增加時Tf會減小，并且會需要使用一個更長的帖來識別更多的新標(biāo)簽。于是，所抑制 的已識別標(biāo)簽的開銷會被用于新標(biāo)簽的識別上，因此每個標(biāo)簽的識別時間會減少。將結(jié)果 和一般情況下進(jìn)行比較可W發(fā)現(xiàn)，HARN可能減少多達(dá)69%的標(biāo)簽識別時間。我們要指出的 是，只有一小部分新標(biāo)簽會在首帖被識別，其它的新標(biāo)簽不會受到已識別標(biāo)簽 的影響并且會在剩余帖被識別。
[0091] 對于后續(xù)帖，和已有的解決方案中試著最大化帖中的單時隙比例不同的是，我們 嘗試著最小化每個標(biāo)簽的識別時間，因?yàn)槊總€時隙的工作時間不同。我們用T。來表示沖突 時隙的持續(xù)工作時間，用Ne，Ns，Nc表示帖的空時隙，單個時隙和沖突時隙個數(shù)，用Ma來表示 剩余活躍的新標(biāo)簽數(shù)目。于是，此時帖的工作時間為：
[0092]
[0093] 此時，
[0095] 使P=Ma/f，則標(biāo)簽識別的平均時間為
[0094] (8)
[0096] (9)
[0097] 當(dāng)W下條件成立時可W獲得最小值：
[009引
(10)
[0099] 根據(jù)EPC C1G2標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，Te/Tc = 0.184/0.44 = 0.4182。因此，P的最優(yōu)值是0.7155， 則新標(biāo)簽識別的平均時間大約為2.86ms。所W，在最理想的情況下，新標(biāo)簽的平均識別時間 為2.86ms。
[0100] b)HARN協(xié)議的最優(yōu)參數(shù)設(shè)置
[0101] 我們現(xiàn)在討論的是如何設(shè)置HARN-ANC協(xié)議首帖的大小使得識別新標(biāo)簽的平均時 間最小。后續(xù)帖的大小使用和HARN相同的設(shè)置。在接下來的討論中，我們會假設(shè)一個新標(biāo)簽 發(fā)送的RN信號總是能夠成功地從混合信號中被分離出來。
[0102] 我們將w/設(shè)為相應(yīng)帖新標(biāo)簽的單時隙個數(shù)，令在帖中單時隙的比率r/ =W///， 通過使用之前已經(jīng)定義的符號，則帖的總時間為
[0103]
[0104] 在上述公式中，最后一項(xiàng)表示在一個期望非空時隙中廣播一個無效的RN所浪費(fèi)的 時間。和Λ/：/計算如下：
[0109] 為了使Tf值最小，我們令^=0當(dāng)W下條件成立時便可W得到最小的Tf， cp、 ，
[0110]
[