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Query window Tree(QwT)
Grupo:Ângelo de Sant’Ana, Carlos Rafael, Felipe de Assis,
José Rocha Neto, Juliane Magalhães e Matheus Dornelas.
Um Protocolo de Identificação RFID com Baixa Complexidade de Tag
UFPE
Protocolos Anti-Colisão
Tem como propósito:
• Mitigar degradação da largura de banda dos leitores.
• Diminuir o consumo de energia.
• Diminuir o delay causado pelas colisões.
Principais protocolos:
• Baseados no Aloha.
• Baseados em Árvore.
Os Protocolos
Baseados em Aloha:
• É um protocolo probabilístico.
• Precisa de tags mais complexas.
Baseados em Árvore:
• É um protocolo determinístico.
• Utiliza tags mais simples.
Protocolos Baseados em Árvore
Funcionamento básico:
• Dividem tags conflitantes em subgrupos.
• Continuam dividindo os subgrupos repetidamente até obterem sucesso com todas as tags.
Principais grupos:
• Binary Tree (BT);
• Query Tree (QT).
O Protocolo QT• O leitor provê uma consulta com um prefixo.
• As tags respondem com seus IDs caso haja sucesso no match do prefixo recebido com seu ID.
• Quando há uma colisão, duas novas consultas são enviadas adicionando os bits e ao prefixo que houve colisão.
• Consultas são descartadas quando há um sucesso ou não há resposta.
• O processo se repete até que todas as tags sejam identificadas.
O Protocolo QwT• O leitor transmite um comando que contém a
consulta de tamanho e um parâmetro de tamanho de janela .
• Tags que dão match na consulta respondem com os próximos bits do seu ID.
• Todas as respostas enviadas pelas tags são recebidas como apenas uma resposta que é checada usando CRC.
• Caso haja sucesso na identificação, o processo é finalizado. Caso contrário, a janela é reajustada e o processo é repetido.
O Tipos de Slots
Ao receber a resposta das tags, o leitor pode identificar essa resposta como quatro tipos diferentes:
• Idle slot: quando não houve resposta à consulta feita.
• Collision slot: houve resposta, mas houve erro de CRC.
• Go-On slot: houve resposta e não houve conflito, mas o ID da tag não foi lido completemente.
• Success slot: houve resposta e não houve conflito, e o ID da tag foi lido completamente.
A janela adaptávelPara que o protocolo tenha um bom desempenho em relação ao número de colisões e à quantidade de bits retornados nas respostas, ele tem a seu favor uma janela adaptável que tem o auxílio de uma função para ser calculada:
𝑓 (𝐿)=𝑘 (1−𝑒− 𝛽𝐿) ,0<𝐿≤𝑘
O Calculo das Janelas1.Tamanho da janela
2.Para as iterações seguintes é calculado de acordo com o número de respostas recebidas :
3.Sabendo o valor de t, o tamanho da última consulta e da janela anterior podemos calcular :
InicializaçãoPilha de Consultas
Pilha vazia? FIM
POP Consulta
Calcular wsEnviar comando
Aguardarresposta
Respondeu?
PUSH Consulta
𝐿+𝑤𝑠<𝑘
Nova Consulta
Aguardar Comando
Receber prefixo e
Trasmitir bits and CRC
𝑆 𝐼𝑀
𝑁 Ã𝑂
𝑆 𝐼𝑀 :𝐺𝑜−𝑂𝑛
𝐼𝑑𝑙𝑒
𝑁 Ã𝑂
𝑁 Ã𝑂
𝑆 𝐼𝑀
𝑞1…𝑞𝐿=¿ 𝐼𝐷 (1 :𝐿)
LEITOR TAG
Experimentos• Foram considerados 5 protocolos diferentes, com uma variação do QwT:
QwT CRC1, QwT CRC5, STT, FTTP, TS e QT.
• Um leitor e um número variado de tags (100 a 1000 unidades) foram usados em todos os testes.
• Foi usado um canal limpo e nenhum efeito de captura foi considerado.
• A tags foram uniformemente distribuídas e seus IDs tem 128 bits.
• Os IDs foram gerados randomicamente em todas as simulações.
• A velocidade de leitura do leitor foi definida em 160 kbps e a das tags para 80 kbps.
• As respostas das simulações foram obtidas fazendo uma média de 500 iterações para cada caso.
Resultados
Redução na latência de comunicação.
Resultados
Redução na quantidade de bits transmitidos.
Conclusão
• O protocolo QwT faz uso de uma janela de tamanho adaptativo, controlada pelo leitor, que restringe o número total da cadeia de bits enviada pelas tags.
• Os resultados das simulações mostram uma redução na quantidade de bits transmitidos e da latência na transmissão quando comparado a outros protocolos.
• Pesquisas futuras visam a implementação de um algoritmo de bit-tracking para diminuir ainda mais o número de bits transmitidos e o número de colisões.
Referências
H. Landaluce, A. Perallos e I.J.G. Zuazola, “A Fast RFID Identification Protocol with Low Tag Complexity”, IEEE Commun. Lett., vol. 17, no.9, pp1704-1706, 2013. [link].
Landaluce, H. 2014 “Ventana de Bits: Procefimiento Para Reducir la Latencia y el Consumo Energético de ‘Protocolos de Anti-colision’ RFID Basado en Queries y Tags Pasivos”, Tese de Doutorado, Universidade de Deusto, Espanha, acessado em 14 de Outubro de 2015, em [link].