一种数据传输方法及装置

1.本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种数据传输方法及装置。


背景技术：

2.随着物联网技术的兴起，无源感知技术越来越受到人们的重视，被视为本世纪最具潜力的技术之一，在现有的无源感知技术中，rfid技术受到了最广泛的关注和应用，rfid技术作为物联网领域的核心技术之一，能够通过无线通信的方式做到对现实世界中物品的识别。
3.在多标签的场景下，由于所有标签共享同一个无线信道，存在标签冲突的现象，标签信号冲突会导致时隙浪费，因此目前的商用rfid存在吞吐量率低的问题。


技术实现要素：

4.本发明提供一种数据传输方法及装置，用以解决现有技术中rfid吞吐率低的缺陷，提高rfid系统吞吐率。
5.第一方面，本发明提供一种数据传输方法，应用于阅读器，包括：
6.向至少一个待阅读标签发送查询命令，所述查询命令携带有用于指示所述待阅读标签是否响应的响应概率；
7.接收待阅读标签发送的响应信号，所述响应信号是基于所述响应概率发送的；
8.基于所述响应信号，确定目标标签以及与所述目标标签对应的标签标识；
9.向所述待阅读标签发送携带有所述标签标识的第一应答信号，所述第一应答信号用于指示所述目标标签发送标签id；
10.接收所述目标标签发送的标签id。
11.可选地，所述向至少一个待阅读标签发送查询命令之前还包括：
12.确定所述待阅读标签的数量和响应标签的期望数量；
13.基于所述待阅读标签的数量和响应标签的期望数量确定所述响应概率。
14.可选地，所述确定所述待阅读标签的数量包括：
15.获取q个标签总数历史估计值和成功阅读标签数；
16.基于所述标签总数历史估计值确定标签总数估计值；
17.基于所述标签总数估计值和所述成功阅读标签数确定所述待阅读标签的数量；
18.其中，q为正整数。
19.可选地，所述方法还包括：
20.在所述标签总数历史估计值的数量不足q个的情况下，确定所述响应概率为上一时隙的响应概率。
21.可选地，所述确定所述响应标签的期望数量包括：
22.基于解码成功率模型和信道质量确定所述响应标签的期望数量；
23.所述解码成功率模型为：
[0024][0025]
其中，dm×s表示解码成功率模型，s代表所划分的信噪比水平的数量，m表示最高并发度，m为正整数，代表并发度为m和信道质量为snrs时的解码成功率。
[0026]
可选地，所述获取q个标签总数历史估计值和成功阅读标签数之前，还包括：
[0027]
获取i个第二标签总数历史估计值，所述第二标签总数历史估计值与前i个连续时隙一一对应；
[0028]
判断所述第二标签总数历史估计值是否满足正态分布；
[0029]
在所述第二标签总数历史估计值不满足正态分布的情况下，获取w个第三标签总数历史估计值和w个第三成功阅读标签数，所述第三标签总数历史估计值与前w个连续时隙一一对应，所述第三成功阅读标签数与前w个连续时隙一一对应；
[0030]
基于所述第三标签总数历史估计值和所述第三成功阅读标签数确定标签总数估计值；
[0031]
基于所述标签总数估计值和所述成功阅读标签数确定所述待阅读标签的数量；
[0032]
基于所述待阅读标签的数量和响应标签的期望数量确定所述响应概率；
[0033]
其中，i为正整数，w为正整数。
[0034]
可选地，所述方法还包括：
[0035]
在连续出现x次无法解码的时隙的情况下，基于第一响应概率公式确定所述响应概率；
[0036]
在连续出现y次空闲时隙的情况下，基于第二响应概率公式确定所述响应概率；
[0037]
所述第一响应概率公式为：
[0038][0039]
所述第二响应概率公式为：
[0040]
pi＝bp
i-1
；
[0041]
其中，pi为所述响应概率，p
i-1
为上一时隙的响应概率，i为正整数，a为第一参数，b为第二参数，x为正整数，y为正整数。
[0042]
可选地，所述基于所述响应信号，确定目标标签，包括：
[0043]
基于所述响应信号的信噪比，确定所述目标标签。
[0044]
可选地，所述基于所述响应信号的信噪比，确定所述目标标签，包括：
[0045]
在标签总数不变的情况下，确定最高信噪比对应的待阅读标签为所述目标标签；
[0046]
在标签总数变化的情况下，确定最低信噪比对应的待阅读标签为所述目标标签。
[0047]
可选地，所述第一应答信号还用于指示所述目标标签更改读取状态。
[0048]
第二方面，本发明还提供一种数据传输方法，应用于标签，包括：
[0049]
接收阅读器发送的查询命令，所述查询命令携带有用于指示所述标签是否响应的
响应概率；
[0050]
基于所述响应概率确定是否向所述阅读器发送响应信号；
[0051]
接收所述阅读器发送的携带有标签标识的第一应答信号；
[0052]
基于所述第一应答信号确定是否向所述阅读器发送所述标签id。
[0053]
可选地，所述方法还包括：基于所述第一应答信号更改读取状态。
[0054]
第三方面，本发明还提供一种数据传输装置，应用于阅读器，包括：
[0055]
查询单元，用于向至少一个待阅读标签发送查询命令，所述查询命令携带有用于指示所述待阅读标签是否响应的响应概率；
[0056]
第一接收单元，用于接收待阅读标签发送的响应信号，所述响应信号是基于所述响应概率发送的；
[0057]
第一确定单元，用于基于所述响应信号，确定目标标签以及与所述目标标签对应的标签标识；
[0058]
应答单元，用于向所述待阅读标签发送携带有所述标签标识的第一应答信号，所述第一应答信号用于指示所述目标标签发送标签id；
[0059]
所述第一接收单元，还用于接收所述目标标签发送的标签id。
[0060]
第四方面，本发明还提供一种数据传输装置，应用于标签，包括：
[0061]
第二接收单元，用于接收阅读器发送的查询命令，所述查询命令携带有用于指示所述标签是否响应的响应概率；
[0062]
第二确定单元，用于基于所述响应概率确定是否向所述阅读器发送响应信号；
[0063]
所述第二接收单元，还用于接收所述阅读器发送的携带有标签标识的第一应答信号；
[0064]
所述第二确定单元，还用于基于所述第一应答信号确定是否向所述阅读器发送所述标签id。
[0065]
第五方面，本发明还提供一种阅读器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述数据传输方法。
[0066]
第六方面，本发明还提供一种标签，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第二方面所述数据传输方法。
[0067]
第七方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述数据传输方法或如第二方面所述数据传输方法。
[0068]
本发明实施例提供的数据传输方法及装置，通过响应概率控制响应标签的数量，在标签与阅读器的握手阶段，即使有多个标签的响应信号发生了冲突，由于冲突标签的数量在阅读器解码能力范围内，阅读器可以利用并发解码技术能够解码出至少一个标签(在理想情况下可以解码出每个标签)发送的响应信号，然后从中选择一个目标标签，进行后续标签id的读取。通过这种方式，由于标签的响应信号冲突所浪费的时隙变成了能够有效地完成1个标签读取的时隙，提高了时隙的利用率和rfid系统整体吞吐率。
附图说明
[0069]
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0070]
图1是本发明实施例提供的数据传输方法的流程示意图之一；
[0071]
图2是本发明实施例提供的累积和变化趋势图；
[0072]
图3是本发明实施例提供的有效冲突时隙的阅读流程示意图；
[0073]
图4是本发明实施例提供的数据传输方法的流程示意图之二；
[0074]
图5是本发明实施例提供的协议的框架图；
[0075]
图6是本发明实施例提供的preprocess命令数据域的示意图；
[0076]
图7是本发明实施例提供的query的数据域的示意图；
[0077]
图8是本发明实施例提供的标签状态转换图；
[0078]
图9是本发明实施例提供的有效解码时隙的阅读流程示意图；
[0079]
图10是本发明实施例提供的无效冲突时隙和空闲时隙的阅读流程示意图；
[0080]
图11是本发明实施例提供的数据传输装置的结构示意图之一；
[0081]
图12是本发明实施例提供的数据传输装置的结构示意图之二；
[0082]
图13是本发明实施例提供的阅读器的结构示意图；
[0083]
图14是本发明实施例提供的标签的结构示意图。
具体实施方式
[0084]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0085]
随着rfid系统越来越多地在各种领域得到应用，对于rfid系统性能优化也成为关注的焦点。按照是否能够直接应用到广泛部署的商用rfid设备上，相关的研究可以分为两类。其中一类研究基于已经得到广泛应用的商用rfid协议，从协议的参数设置、动态参数调整等方面来进行性能提升，这类研究的优势在于研究成果可以很方便地部署到商用设备上，从而能够尽快地在工业界得以应用。另一类研究则暂时抛开商用协议的约束，来探索是否能够达到更大幅度的性能提升，针对标签冲突信号的并发解码技术就是其中重要的一部分。近些年来并发解码技术已经逐渐发展成熟，但是由于无法直接部署到商用rfid设备上，因此目前还没有得到大规模的应用。本文接下来对这两类研究的现状进行简要的介绍。
[0086]
在协议性能优化方面，按照对rfid系统性能提升的入手点不同，相关的工作可以分为两大类：一类是从链路层逻辑的角度进行优化，一类是从物理层信道和链路参数的角度进行优化。从链路层逻辑的角度来看，在多标签的场景下，由于所有标签共享同一个无线信道，目前的商用rfid协议在链路层采用基于slottedaloha的防冲突机制。协议使用参数q来控制阅读周期中的时隙数目，并且通过自适应q算法来根据阅读周期中每个时隙响应标签的数目对后续阅读周期中的时隙数目进行动态调整，使得无效时隙所占的比例越来越
低，吞吐率逐渐靠近理论最优值。但是理想情况下的时隙数目与待阅读标签数目有着密切的关系，尤其是在有一定动态性的rfid系统中，由于标签冲突现象的频繁出现，对待阅读标签数目难以准确估计。
[0087]
在并发解码技术方面，相关的研究可以分为两大类：其中一类要求对商用标签进行修改，来增强标签的感知和通信能力。还有一部分工作要求在标签上使用更加高级的编码技术，该技术假设标签能够承受更高的能耗，使用更加复杂的编码方式来传输数据，通过使得信号的编码带有正交性，让阅读器能够对收到的冲突信号直接按照一定的规则进行解码。这些并发解码方法需要对商用的标签进行大幅度的修改，同时需要标签有更高的能耗，甚至可能需要接上电源才能够使用，这对于目前已经广泛部署在各领域的商用标签来说，是很难直接加以应用的。
[0088]
为了提高rfid标签的吞吐率，对标签冲突信号的并发解码技术也在不断地进步。然而即使并发解码技术目前已经能做到至多5个标签冲突信号的并发解码，但是仍然不能够用在实际的rfid系统中，这是因为现有的商用rfid协议并不能很好地让并发解码技术发挥其全部的能力。
[0089]
为了解决上述问题，本发明实施例提出了一种数据传输方法，提高rfid系统的时隙利用率，实现吞吐率的提高。
[0090]
下面结合图1－图10描述本发明实施例提供的数据传输方法。
[0091]
图1是本发明实施例提供的数据传输方法的流程示意图之一，如图1所示，本发明实施例提供的数据传输方法包括：
[0092]
步骤110，向至少一个待阅读标签发送查询命令，所述查询命令携带有用于指示所述待阅读标签是否响应的响应概率；
[0093]
具体地，射频识别(radio frequency identification，rfid)系统包括阅读器和标签；阅读器可以称为读出装置、扫描器、通讯器或读写器等；标签又称为射频标签、应答器或数据载体等；待阅读标签是指未被成功阅读的标签，应理解，在应用中，阅读器可以向所有标签(包括待阅读标签和已阅读标签)发送查询命令。查询命令为query命令，用于开启新的时隙。响应概率是指待阅读标签响应查询命令的概率，示例性地，响应概率为0.4，一个待阅读标签向阅读器发送响应信号的概率为0.4。
[0094]
步骤120，接收待阅读标签发送的响应信号，所述响应信号是基于所述响应概率发送的；
[0095]
具体的，响应信号为rn16信号，在多标签场景下，阅读器可以收到多个标签并发传输的rn16信号。示例性地，响应概率为0.4，共有10个待阅读标签，阅读器可能收到4个待阅读标签发送的响应信号。
[0096]
步骤130，基于所述响应信号，确定目标标签以及与所述目标标签对应的标签标识；
[0097]
具体地，阅读器对接收的所有rn16信号进行解码，根据解码结果确定目标标签，目标标签是指阅读器确定要接收标签id信号的标签。
[0098]
步骤140，向所述待阅读标签发送携带有所述标签标识的第一应答信号，所述第一应答信号用于指示所述目标标签发送标签id。
[0099]
具体地，阅读器在完成冲突的rn16信号的解码后，向待阅读标签发送第一应答信
号，第一应答信号为ack命令，用于告知待阅读标签解码结果，即告知待阅读标签传输id，待阅读标签会比较待阅读标签各自发送的rn16与ack中携带的rn16，只有两者一致时，才会传输id。
[0100]
步骤150，接收所述目标标签发送的标签id。
[0101]
具体地，阅读器接收所述目标标签发送的标签id，对所述目标标签进行读取。
[0102]
下面对步骤110中的响应概率作进一步解释。
[0103]
假设环境中待阅读标签的数目为n，如果想要尽快地完成所有标签的读取，就需要能够动态地调整阅读器查询命令中的响应概率p，使得阅读周期中的每个时隙都能最大程度地被利用上。虽然每个时隙中响应的标签数目c的期望是e(c)＝np，但是如果仅观察某一个时隙，由于每个标签都是独立地生成随机数，以概率p在当前时隙响应阅读器的命令，因此响应的标签数目并不一定总是与期望数目相同。
[0104]
具体来说，在某个时隙中，如果有n个标签参与，并且查询命令的响应概率为p，那么这个时隙中有c个标签响应的概率pr(c)可以计算如下：
[0105]
每个标签都以p的概率响应，已知有c个标签响应，那么这些标签的可能组合数目为而其余的n-c个标签则会以1-p的概率不响应，所以响应数目c服从二项分布：c～b(n,p)，pr(c)的取值为：
[0106][0107]
在其它条件不变的情况下，并发解码算法在解码时的成功率是随着并发度的增大而降低的。假设并发度为c时的解码成功率为dr(c)，那么并发度为c的时隙能够被有效利用的概率为pr(c)
·
dr(c)，因此在并发度为c的时隙中期望能够成功阅读的标签数目是c
·
pr(c)
·
dr(c)。
[0108]
由于并发解码技术在面临不同的并发度和不同的信道质量时，解码结果有所不同，并发解码的结果可以分为3类：完全解码、部分解码和无法解码。阅读器如果无法解码，那么会放弃时隙，导致时隙浪费；如果能够完全解码或者部分解码，意味着至少能解码出1个rn16，接下来就可以选择解码得到的其中1个rn16放到ack中返回给标签，于是有1个标签能够匹配成功，从而发送自己的id。
[0109]
因此，通过确定响应概率可以确定响应标签的数量，响应标签的数量与阅读器解码能力相符的情况下，能够提高阅读器的解码成功率，从而使得阅读器能够选择目标标签获取标签id信号，避免时隙浪费。
[0110]
本发明实施例提供的数据传输方法，通过响应概率控制响应标签的数量，在标签与阅读器的握手阶段，即使有多个标签的响应信号发生了冲突，由于冲突标签的数量在阅读器解码能力范围内，阅读器可以利用并发解码技术能够解码出至少一个标签(在理想情况下可以解码出每个标签)发送的响应信号，然后从中选择一个目标标签，进行后续标签id的读取。通过这种方式，由于标签的响应信号冲突所浪费的时隙变成了能够有效地完成1个标签读取的时隙，提高了时隙的利用率和rfid系统整体吞吐率。
[0111]
下面，对上述步骤在具体实施例中的可能的实现方式做进一步说明。
[0112]
可选地，所述向至少一个待阅读标签发送查询命令之前还包括：
[0113]
步骤100，确定所述待阅读标签的数量和响应标签的期望数量；
[0114]
步骤101，基于所述待阅读标签的数量和响应标签的期望数量确定所述响应概率。
[0115]
具体地，基于时隙中可能出现的各种并发度，在一个时隙中读取的标签数目的期望e
read
(c)为：
[0116][0117]
因为在单个时隙中读取的标签数目期望等于在整个阅读周期中平均每个时隙能够读取的标签数目，所以在标签数目n固定，不同并发度下的dr(c)均已知的条件下，就需要获得使e
read
(c)最大的响应概率p
opt
。然而通过求导取零点的方式，可以发现p
opt
是一个高次方程的根，无法得到解析解。因此通过其它方法来获得一个较优的近似解。令r(c)＝c
·
dr(c)，不难得知，r(c)是定义域为n的离散函数，将其归一化后可以得到：
[0118][0119]
由于r
′
(c)为常数，那么：
[0120][0121]
然后将r
′
(c)看做是离散随机变量c的概率密度函数，根据离散型随机变量的期望定义，可以得到：
[0122][0123]
利用wensen不等式和ln(x)为凹函数的性质，可以得到：
[0124]
lne
c～r
′
(c)
pr(c)≥e
c～r
′
(c)
ln pr(c)；
[0125]
如果将不等号两边的期望写成离散随机变量求和的形式，再同时乘以常数∑∞c＝1r(c)，那么可以得到两个函数：fobj(p)和fapprox(p)。
[0126][0127]
由于函数ln(x)是单调递增的，因此fobj(p)与实际上要最大化的目标函数eread(c)是等价的，而fapprox(p)则是fobj(p)的一个下界函数。这个下界函数取极大值时对应的响应概率papprox可以通过求导取零点的方法得到解析解：
[0128][0129]
papprox的形式有着很好的数学性质。从单个时隙的角度看，由于响应标签的数目c服从二项分布c～b(n,p)，因此该时隙的响应数目期望eapprox(c)满足：
[0130][0131]
也就是说，响应概率可以设置为当前时隙的期望响应数目除以待阅读标签的数目。实际上，popt和papprox是很接近的。便于计算，因此可以使用papprox来作为计算响应概率时快速又相对准确的算法。
[0132]
为了计算p
approx
，需要得知两个参数：当前时隙中的期望响应标签的数目，以及待阅读标签的数目，即可以基于所述待阅读标签的数量和响应标签的期望数量确定所述响应概率。
[0133]
可选地，所述确定所述待阅读标签的数量包括：
[0134]
步骤1000，获取q个标签总数历史估计值和q个成功阅读标签数，其中，q为正整数；
[0135]
具体地，q个标签总数历史估计值是指过去q个时隙中，每个时隙中对标签总数的估计值；q个成功阅读标签数是指过去q个时隙中，每个时隙中成功阅读(即完成标签id解读)的标签的数量。
[0136]
步骤1001，基于所述标签总数历史估计值确定标签总数估计值；
[0137]
具体地，为了能够通过响应概率有效地控制时隙中响应的标签数目，在对周围环境中标签数目未知的情况下，需要对待阅读的标签数目进行尽可能准确的估计。为了能够有效地对标签的总数进行估计，需要在阅读的过程中逐渐积累信息，使用这些信息不断地提高估计的准确度，直到准确度达到可以接受的程度。
[0138]
假设在一个完整的阅读过程中有t个时隙，每个时隙都以阅读器发送查询命令开始，由于阅读命令通过响应概率控制着响应标签的数目，因此每个时隙都对应着一组数据：时隙开始时的待阅读标签数目ni、查询命令中的响应概率pi、响应标签数目ci和成功阅读的标签数目di，记为一个四元组(ni,pi,ci,di)，其中i∈[1,t]，ni是未知的，t为正整数。如果在开始阅读之前，一共有n个标签，那么第i个时隙开始时的待阅读标签数目ni满足待阅读标签关系公式：
[0139][0140]
即第i个时隙开始时的待阅读标签数目ni等于总的标签数目n减去前i-1个时隙成功阅读的标签数目之和。而响应标签数目ci服从二项分布ci～b(ni,pi)，因此它的期望e(ci)＝nipi，所以如果已知ci和pi，那么对ni的估计值为结合上一个公式，对n的一个估计值为：
[0141][0142]
那么估计值也是服从二项分布的。这意味着如果有多个估计值的样本，这些样本会在期望的周围分布，如果样本数量足够多，那么二项分布的期望与实际的标签数目相同，即
[0143]
应理解，只要有足够多的样本，总是能够通过曲线拟合的方式得到对应的分布曲线，当拟合的误差很小的时候，就可以认为得到了对标签数目较为准确的估计，但是这会产生很大的时间成本，使得很多时隙都无法得到充分的利用。为了解决时间成本过大的问题，根据中心极限定理，当n较大时，估计值的样本是近似服从正态分布的，因此可以通过从过去时隙中得到的样本估计值取平均的方式作为对实际标签数目的近似，即获取q个标签总数历史估计值，对q个标签总数历史估计值取平均值，将平均值作为标签总数估计值。
[0144]
步骤1002，基于所述标签总数估计值和所述成功阅读标签数确定所述待阅读标签
的数量；
[0145]
具体地，获取标签总数估计值之后，可以根据第i个时隙开始时的待阅读标签的数量等于标签总数估计值减去前q个时隙成功阅读的标签数目之和，获得待阅读标签的数量。可选地，有了估计标签数目的方法之后，可以进一步确定在所使用的样本数目(q的取值)为多少时，能够估计出较为准确的结果。使用t分布(t-distribution)理论来对这种估计的误差进行度量，如果误差在一定范围内，就认为对标签数目的估计比较准确，可以用来作为调整响应概率的一个参数，从而提升吞吐率。t分布理论定义了一个置信区间，用来量化估计样本对应的正态分布的期望值包含在这个置信区间内的概率。假设目前有n个样本那么置信区间的定义为：那么置信区间的定义为：在这个定义中，和是这n个样本的均值和标准差，α代表了错误率，可以通过查t分布表来获得。t分布理论保证了估计样本n对应的正态分布的期望值包含在这个置信区间内的概率为1-α。根据置信区间的定义，置信区间的长度会随着样本数目的增多而逐渐减小，通过约束置信区间的长度，就可以约束标签数目估计值的误差。例如，如果要求对标签数目估计值相对于均值的偏差上限为biasn，那么就意味着：
[0146][0147]
即在均值任意一侧的偏差上限都要大于置信区间长度的一半。因此在实际阅读的过程中，通过不断地采集估计样本，然后计算置信区间的长度来得到偏差的上限，从而定量地刻画当前估计的准确程度。通过分析随着样本数目的增加，置信区间长度的变化趋势，可以对需要的样本数目有一个大致的估计。由于样本的标准差无法预测，先假设样本点的标准差不变。首先，在样本数目相同的情况下，要求的错误率α越小，长度偏差的约束就越宽松，置信区间越长；其次，在错误率α固定时(通常认为α取5％即可)，随着样本数目的增大，置信区间长度减少的幅度会越来越小，当样本数目超过10个时，置信区间长度的变化就很缓慢了。因此，可选地，q取值为10。
[0148]
本发明实施例提供的数据传输方法，可以兼顾计算速度和保证待阅读标签的数量计算的准确性。
[0149]
可选地，在所述标签总数历史估计值的数量不足q个的情况下，确定所述响应概率为上一时隙的响应概率。
[0150]
应理解，第一个时隙的响应概率通过用户预设获得。可以根据阅读器性能和使用场景等参数进行预设，也可以设置为随机值，本发明实施例对具体数值不作限定。q的取值可以为预先设定的。
[0151]
可选地，所述确定所述响应标签的期望数量包括：
[0152]
基于解码成功率模型和信道质量确定所述响应标签的期望数量；
[0153]
响应概率的设置除了取决于待阅读标签的数目之外，还与不同并发度下的解码成功率密切相关。结合并发解码的算法流程和实际的冲突标签数目，影响解码成功率的关键因素有3个：并发度、信道质量以及冲突信号的幅度和相位。并发度就是冲突标签的数目。为了估计信道质量和并发度对解码成功率的影响，建立了一个drmap模型(解码成功率模型)：
[0154][0155]dm
×s表示解码成功率模型，drmap模型可以通过一个m
×
s的矩阵来表示，其中s代表所划分的信噪比水平的数量，m为正整数，m表示解码算法能支持的最高并发度。模型中的dr(m)snrs代表并发度为m和信道质量为snrs时的解码成功率。因此如果能够获得drmap模型，就可以根据该模型获得某个信道质量下不同并发度的解码成功率分布，以此为依据就能选择合适的响应概率。
[0156]
如果只有一个标签的信号，那么在进行解码的过程中，它的信噪比水平可以很容易地计算得到。但是在并发解码的场景下，每个标签都有自己的信号强度，因此需要对冲突信号的信噪比水平取近似。在这种场景下，信噪比的影响因素有2个：环境噪声的强度αn和c个标签各自的信号强度因此可以将所有标签的信号强度取均值，得到一个平均信号强度然后用它作为对所有标签信号强度的近似，计算当前冲突信号的信噪比水平：
[0157][0158]
经过实验发现，随着信噪比的增大，相同并发度下的解码成功率呈上升趋势，这也从侧面说明了通过将多个标签的信号强度取均值的方式来获得一个近似信噪比的方法是有效的。而且在信噪比较大时，解码成功率的变化不大，这是因为冲突信号在iq域簇之间的距离已经不再是影响解码成功与否的瓶颈了。
[0159]
在获得了不同信噪比下的解码成功率之后，可以得到不同信噪比水平下，每个时隙中期望响应标签的数目，随着信噪比水平的升高，期望的响应标签数目也越来越大。
[0160]
虽然能够获得不同信噪比下的期望响应标签数目，但是在实际的阅读过程中，所设置的响应概率是针对即将到来的时隙。而在新的时隙中，对即将响应的若干个标签的信号强度以及环境噪声的强度都是未知的，因此只能够使用已有的信息预估下一个时隙信号的信噪比水平。假设当前时隙的序号是t，对于环境噪声来说，根据信号模型的假设，可以认为环境噪声强度在短时间内不会发生变化，因此时隙t 1的环境噪声强度可以使用时隙t的环境噪声强度进行近似；而对于标签的信号强度来说，可以将每个时隙中响应的标签看做是从整个标签集合中进行采样，因此如果能尽可能多地使用已经采集到的标签信号强度的信息，就可以对标签集合整体的信号强度有更加准确的估计，因此可以对前t个时隙中所有的标签信号强度取平均值，作为对时隙t 1的冲突信号强度的近似。
[0161]
通过这种方式，可以获得对下一个时隙信噪比的估计值snrnew，然后会在drmap模型中已有的信道质量{snr1,
…
,snrs}中找到距离最近的arg miniabs(snri-snrnew)，然后使用矩阵d的第i列获得不同并发度下解码成功率的分布情况，用来计算新的期望响应标签数目。结合对待阅读标签数目的估计，就可以得到下一个时隙的响应概率。
[0162]
可选地，所述获取q个标签总数历史估计值和成功阅读标签数之前，还包括：
[0163]
步骤s1，获取i个第二标签总数历史估计值，所述第二标签总数历史估计值与前i个连续时隙一一对应；
[0164]
步骤s2，判断所述第二标签总数历史估计值是否满足正态分布；
[0165]
步骤s3，在所述第二标签总数历史估计值不满足正态分布的情况下，获取w个第三标签总数历史估计值和w个第三成功阅读标签数，所述第三标签总数历史估计值与前w个连续时隙一一对应，所述第三成功阅读标签数与前w个连续时隙一一对应；
[0166]
步骤s4，基于所述第三标签总数历史估计值和所述第三成功阅读标签数确定标签总数估计值；
[0167]
步骤s5，基于所述标签总数估计值和所述成功阅读标签数确定所述待阅读标签的数量；
[0168]
步骤s6，基于所述待阅读标签的数量和响应标签的期望数量确定所述响应概率；
[0169]
其中，i为正整数，w为正整数。
[0170]
下面，对步骤s1-s6在具体实施例中的可能的实现方式做进一步说明。
[0171]
应理解，在实际的rfid系统中，阅读过程中标签的数目通常是动态变化的，例如在物流仓储的管理中，带有标签的物品被不断地运送进仓库，在阅读器读取的过程中标签的数目会越来越多。因此响应概率还需要能够对标签的数目进行追踪，从而适应性地进行调整。然而在标签数目动态变化时，由于变化的方向和趋势都是未知的，所以对于标签数目的准确估计更加困难，因此难以达到假设标签数目稳定时的响应概率。
[0172]
本发明实施例根据标签数目是否正在发生动态变化，将阅读过程分为稳定阶段和调整阶段，随着阅读过程的推进，阅读过程可能会在这两种阶段之间进行切换。在阅读器和标签通信过程的每个时隙中，阅读器总是处于以下两个阶段之一：调整阶段或稳定阶段。阅读器通过收集解码过程中所获得的信息，来对标签的数目是否发生变化进行识别，从而判断是否从一个阶段切换到另一个阶段。同时认为，如果阶段发生了变化，考虑到标签数目变化趋势和方向不可预测，不应该再依赖之前阶段的信息。因此一旦发生阶段的切换，就只使用新阶段所收集到的信息对响应概率进行计算。为了对响应概率设置得更加准确，需要尽可能准确地检测出标签数目的变化。换句话说，当目前处于稳定阶段时，如果标签数目出现了变化，需要尽快地切换到调整阶段，来对响应概率进行调整。
[0173]
步骤s1，获取i个第二标签总数历史估计值，所述第二标签总数历史估计值与前i个连续时隙一一对应；
[0174]
具体地，前i个连续时隙每个时隙对应一个第二标签总数历史估计值。如i取值为2，则以第5个时隙为当前时隙，则第4个时隙对应一个第二标签总数历史估计值，第3个时隙对应一个第二标签总数历史估计值。
[0175]
步骤s2，判断所述第二标签总数历史估计值是否满足正态分布；
[0176]
具体地，如果目前处于稳定阶段，那么对标签总数的估计值会越来越趋向于真实值，考虑到每个时隙的估计值都是近似服从正态分布的，因此标签估计值总是在期望附近波动。所以如果标签总数发生了变化，那么标签数目估计值会逐渐地偏离先前的期望。为了能够尽快地检测到标签数目估计值对于先前期望的偏离，可以采用累积和(cumulative sum，cusum)方法。累积和方法通常用于时间序列分析中，使用少量的样本检测序列中出现
的小幅偏差。并且由于累积的特性，即使是序列中样本的小幅偏移也会导致累积和的稳定增加。例如，现在有一个样本序列x1,
…
,xt(每一个样本表示每一个时隙检测到的标签总数的估计值)，假设序列平均值的期望是μ0，那么对前i个样本计算的累积和ci为：
[0177][0178]
如果样本的均值向上偏移，那么检测到标签个数的累积和ci也会向上偏移，相反地，如果样本均值向下偏移，累积和ci也会向下偏移。假设所期望的样本的分布服从正态分布x～n(μ0,σ0)，表1是本发明实施例提供的累积和方法中的参数设置，如表1所示，在使用累积和方法时参数设置如下：
[0179]
表1.累积和方法中的参数设置
[0180][0181]
由于累积和的偏移可能向上，也可能向下。因此对于第i个样本，需要计算出两个值：
[0182][0183]
表示上界累积和，表示下界累积和。如果发现ci ≥h或者ci-≤-h，那么就认为当前的样本序列偏离了期望，偏移量为k。在对标签数目变化检测的场景中，可以使用稳定阶段的前一部分样本来计算均值μ0和标准差σ0。之后每到一个新的时隙，都计算累积和。如果发现累积和大于偏移阈值，就认为标签的数目发生了比较明显的变化，不能再使用原来的标签数目估计值来设置响应概率，需要切换到调整阶段来对标签数目做新的估计。通过仿真实验模拟了标签数目动态变化的场景，标签数目从第100个时隙处开始，每个时隙都会稳定地增加10个。图2是本发明实施例提供的累积和变化趋势图，如图2所示，在过了约20个时隙后，累积和c 超出了阈值上限，从而触发了阶段的切换。在调整阶段，由于标签的数目还可能持续地变化，因此对于标签数目的估计不能采用过早时隙中的样本点，可以设置一个固定长度为w的滑动窗口，对样本均值的估计只采用从距离当前时隙最近的w个时隙中采集到的样本。根据之前t分布理论对标签数目估计偏差的测量，可以选择滑动窗口的长度w为10到20之间的值。
[0184]
相对地，如果处于调整阶段时，标签的数目不再发生变化，为了能够利用更多的样本进行更加准确的估计，需要再次从调整阶段切换为稳定阶段。为了检测标签数目是否稳
定不变，可以利用之前的t分布理论得到的偏差上限biasn。
[0185]
由于t分布理论有效的前提是所观测的样本数据呈正态分布，如果标签的数目在持续变化时，估计得到的样本分布并不是正态分布，因此均值相对于分布期望的偏差并不受置信区间长度的约束。
[0186]
为了避免由于标签数目在短时间内多次变化导致阶段之间的频繁切换，可以在距离相近的3个时隙分别进行同样的检验，如果3次检验结果都表明标签数目已经稳定，那么就认为可以从调整阶段切换回稳定阶段。
[0187]
步骤s3，在所述第二标签总数历史估计值不满足正态分布的情况下，获取w个第三标签总数历史估计值和w个第三成功阅读标签数，所述第三标签总数历史估计值与前w个连续时隙一一对应，所述第三成功阅读标签数与前w个连续时隙一一对应；
[0188]
具体地，在可以采用滑动窗口的思路，通过从距离当前时隙最近的w个时隙中获取w个第三标签总数历史估计值和w个第三成功阅读标签数，然后计算对应的t分布理论中置信区间的长度。判断在给定偏差上限biasn的条件下，置信区间的长度是否足够小。
[0189]
步骤s4，基于所述第三标签总数历史估计值和所述第三成功阅读标签数确定标签总数估计值；
[0190]
步骤s5，基于所述标签总数估计值和所述成功阅读标签数确定所述待阅读标签的数量；
[0191]
步骤s6，基于所述待阅读标签的数量和响应标签的期望数量确定所述响应概率；
[0192]
步骤s4-s6中标签总数估计值、待阅读标签的数量和响应概率计算方法如上文所述，此处不再赘述。
[0193]
可选地，所述方法还包括：
[0194]
在连续出现x次无法解码的时隙的情况下，基于第一响应概率公式确定所述响应概率；
[0195]
在连续出现y次空闲时隙的情况下，基于第二响应概率公式确定所述响应概率；
[0196]
所述第一响应概率公式为：
[0197][0198]
所述第二响应概率公式为：
[0199]
pi＝bp
i-1
；
[0200]
其中，pi为所述响应概率，p
i-1
为上一时隙的响应概率，i为正整数，a为第一参数，b为第二参数，x为正整数，y为正整数。
[0201]
可选地，a为2。
[0202]
可选地，b为2。
[0203]
具体地，如果一段时间内标签数目有大幅度的增加，那么使用原来的响应概率会导致响应标签的数目急剧增大，造成一直无法解码的情况；反之，如果标签数目大幅度减少，那么使用原来的响应概率会导致响应标签的数目急剧减小，出现连续的空闲时隙。在这种极端情况下，为了使得时隙能够尽快得到利用，如果连续出现x次无法解码的时隙，就令如果连续出现y次空闲时隙，就令pi＝2p
i-1
。之后阅读器会直接进入调整阶段，按照相应的规则对响应概率进行持续的调整。x和y的取值可以是预先设定的，可选地，选择
使用x＝y＝5来减少误识别情况的出现概率。
[0204]
可选地，所述基于所述响应信号，确定目标标签，包括：
[0205]
基于所述响应信号的信噪比，确定所述目标标签。
[0206]
具体地，由于epc协议使用slotted aloha防冲突机制，因此阅读器可能同时接收到多个标签并发传输的rn16信号，但每个时隙阅读器只能确定一个rn16信号对应的标签进行标签id信号解读，由于并发解码技术在面临不同的并发度和不同的信道质量时，解码结果有所不同，并发解码的结果可以分为3类：完全解码、部分解码和无法解码。阅读器如果无法解码，那么仍然会放弃时隙；如果能够完全解码或者部分解码，意味着至少能解码出1个rn16，接下来就可以选择解码得到的其中1个rn16放到ack中返回给标签，于是有1个标签能够匹配成功，从而发送自己的id。
[0207]
将多个标签信号冲突时，阅读器至少能解码出1个rn16信号，使得1个标签能够匹配成功的时隙称为1个有效冲突时隙，图3是本发明实施例提供的有效冲突时隙的阅读流程示意图，如图3所示，有效冲突时隙的阅读流程如图3所示，它与原来的可读时隙的流程基本相同，区别在于阅读器解码rn16的方法和回复ack的逻辑。
[0208]
有效冲突时隙的出现，带来的一个问题是：回复ack的逻辑与之前会有所不同。如果只解码出来1个rn16，那么ack中只能包含这个rn16，但是如果解码出来的rn16数目超过1个，就需要从中进行选择。如何选择才对吞吐率的提高最有帮助，需要根据标签的信号特征和目前所处的场景进行区分。
[0209]
对于不同的标签，它的信号特征往往受到周围环境因素的影响，以信噪比为例，标签信号的信噪比与环境噪声的水平、标签与阅读器的距离和角度等因素都有关系。对于单个标签来说，信号会在iq域上形成2个簇，而2个簇的簇心之间的距离就代表了该标签的信号强度，记为αt；而由于环境噪声的缘故，信号采样点并不会严格地位于2个簇心。而是会在簇心的周围均匀分布，从簇心到簇边缘的距离就代表了噪声的强度，记为αn。那么该标签信号的信噪比定义为：
[0210][0211]
当有多个标签的信号发生冲突时，由于每个标签的位置不同，信号强度的不同导致信噪比不同。信噪比越低，说明阅读器解码这个标签信号时难度越大。即可以结合场景需求，基于所述响应信号的信噪比，确定所述目标标签。
[0212]
可选地，所述基于所述响应信号的信噪比，确定所述目标标签，包括：
[0213]
在标签总数不变的情况下，确定最高信噪比对应的待阅读标签为所述目标标签；
[0214]
具体地，标签总数不变的情况可以是阅读器阅读大量静止标签的场景。例如在仓储管理中，需要对货架上的物品进行定期、快速的清点。此时阅读器可以选择信噪比最高的标签信号，这样的做法有两个方面的优势：首先，对于接下来标签id的解码来说，更高的信噪比会使得读取失败从而进行重传的概率更小；其次，先将最高信噪比的标签读取完毕，较低信噪比的标签在后续的时隙中也更不容易受到干扰，从而更容易被读取。
[0215]
在标签总数变化的情况下，确定最低信噪比对应的待阅读标签为所述目标标签。
[0216]
具体地，标签总数变化的情况可以是有移动性标签的阅读场景。例如在货物入库时，会在仓库的入口处对进入的物品进行信息采集。此时每个标签其实都只会处于阅读器
的有效阅读范围内一小段时间，那么阅读器为了尽快地完成这些标签的读取，可以尝试先对信噪比最低的标签进行回复。这是因为最低信噪比很可能意味着标签与阅读器的距离更远，更有可能即将离开阅读器的阅读范围，这个时候阅读器需要尽快读取这个标签。
[0217]
可选地，所述第一应答信号还用于指示所述目标标签更改读取状态。
[0218]
具体地，可以重新设计ack命令的格式，利用标签id中自带的crc校验码作为标签的hash码来标识标签是否被成功读取。标签端在解码ack命令后会逐个取出其中的hash码来与自己id中的crc校验码进行比较，如果发现匹配，那么标签就能够确认自己被成功读取，并更改自身的读取状态，从而不再参与接下来的阅读流程。
[0219]
本发明实施例提供的数据传输方法，在商用rfid协议的框架下加入并发解码技术。在标签与阅读器的握手阶段，如果有多个标签的rn16信号发生了冲突，那么阅读器利用并发解码技术能够解码出每个标签发送的rn16，然后从中选择一个标签，进行后续标签id的读取。通过这种方式，由于标签信号冲突所浪费的时隙变成了能够有效地完成1个标签读取的时隙，时隙的利用率得到提高，也会带来整体吞吐率的提高。其次，本发明实施例提供的数据传输方法，通过对协议参数的设置来保证协议不仅能够适用于阅读固定数目标签的静态场景，还要能够对标签数目动态变化、标签本身带有一定移动性的场景进行自适应的调整，在兼顾各种场景的同时，做到尽可能高的吞吐率。
[0220]
图4是本发明实施例提供的数据传输方法的流程示意图之二，如图4所示，本发明实施例提供的数据传输方法，应用于标签，包括：
[0221]
步骤410，接收阅读器发送的查询命令，所述查询命令携带有用于指示所述标签是否响应的响应概率；
[0222]
具体地，对于查询命令和响应概率的介绍参照上文所述，此处不再赘述。
[0223]
步骤420，基于所述响应概率确定是否向所述阅读器发送响应信号；
[0224]
示例性地，响应概率为0.3时，当前标签有0.3的概率发送响应信号。
[0225]
步骤430，接收所述阅读器发送的携带有标签标识的第一应答信号；
[0226]
具体地，第一应答信号中携带有rn16信号，rn16信号可以作为标签标识。
[0227]
步骤440，基于所述第一应答信号确定是否向所述阅读器发送所述标签id。
[0228]
具体地，标签接收阅读器发送的第一应答信号，比较自己发送的rn16与第一应答信号中携带的rn16，只有两者一致时，才会传输id。由于ack数据包中只能够携带1个rn16，因此只有1个标签能够匹配成功，而其余的标签在发现rn16不匹配之后，则会认为当前时隙不可用，从而放弃标签id的传输。
[0229]
可选地，所述方法还包括：
[0230]
步骤450，基于所述第一应答信号更改读取状态。
[0231]
可选地，利用标签id中自带的crc校验码作为标签的hash码来标识标签是否被成功读取。标签端在解码ack命令后会逐个取出其中的hash码来与自己id中的crc校验码进行比较，如果发现匹配，那么标签就能够确认自己被成功读取，并更改自身的读取状态，从而不再参与接下来的阅读流程。
[0232]
本发明实施例提供的数据传输方法，通过响应概率控制响应标签的数量，在标签与阅读器的握手阶段，即使有多个标签的响应信号发生了冲突，由于冲突标签的数量在阅读器解码能力范围内，阅读器可以利用并发解码技术能够解码出至少一个标签(在理想情
况下可以解码出每个标签)发送的响应信号，然后从中选择一个目标标签，进行后续标签id的读取。通过这种方式，由于标签的响应信号冲突所浪费的时隙变成了能够有效地完成1个标签读取的时隙，提高了时隙的利用率和rfid系统整体吞吐率。
[0233]
一个实施例中，图5是本发明实施例提供的协议的框架图，如图5所示，每个时隙需要有2个阶段：在第一个阶段中，阅读器先发出查询命令，并选择部分标签在当前时隙内响应；在第二个阶段中，阅读器完成标签id的并发解码，然后发送ack告知标签更改读取状态，使得已经被读取的标签不会再参与后续的通信流程。接下来会不断地重复这2个阶段，直到所有的标签被读取完毕。
[0234]
阶段一是进行并发度控制的关键。为了能够有效控制单个时隙中响应的标签数目，我们通过设置该时隙的响应概率p来进行控制。假如待访问标签的数目为n，那么当前时隙中响应的标签数目c的期望是e(c)＝np。具体地，阅读器将响应概率p包含在查询命令中发送给标签，每个标签在解码命令之后都独立地以概率p选择是否在当前时隙响应自己的id。
[0235]
阶段二的主要目的是通知所有被解码成功的标签。在标签端解码系统可重构的基础之上，相比于现有的epc协议，本协议框架有两方面的优势：一方面，标签端不需要再发送rn16进行握手，而是可以直接发送标签id，这不仅能够使并发解码技术能够得到充分发挥，还能够简化协议的复杂度，降低标签处理的能耗。另一方面，本协议能够对每个时隙的并发度进行控制，相比于epc协议来说控制粒度更细，因此对环境和信道动态变化的响应更加迅速。
[0236]
一个实施例中，响应概率的自适应调整算法如下所示：
[0237]
require：当前所处的阶段(调整阶段或稳定阶段)；上个时隙的响应概率p
last
；极端情况下触发概率调整的次数阈值k；
[0238]
ensure：响应概率p；
[0239]
1：if连续k次无法解码then
[0240]
2：进入调整阶段：
[0241]
3：if连续k次时隙空闲then
[0242]
4：进入调整阶段：return(p＝2p
last
)；
[0243]
5：if用来进行标签数目估计的样本量不足then
[0244]
6：return(p＝p
last
)；
[0245]
7：计算期望响应标签数目e(c)；
[0246]
8：估计待阅读的标签数目
[0247]
9：
[0248]
10：if(目前处于调整阶段)and(连续3次满足t分布置信区间的误差约束)then
[0249]
11：进入稳定阶段；
[0250]
12：if(目前处于稳定阶段)and(计算cusum超出阈值)then
[0251]
13：进入调整阶段；
[0252]
14：返回p；
[0253]
在明确了协议的框架和关键参数的设置之后，给出了新协议的整体流程。首先，定义了阅读器端的核心命令，阅读器通过这些命令向标签发送必要的参数；其次，对标签端在面对各种命令时的状态转换进行了明确的定义；最后，在一个阅读周期中，根据标签端的响应状况和阅读器端的解码状况，可以分为三类时隙，下面对这三类时隙中的交互流程分别进行介绍。
[0254]
1.阅读器端的核心命令
[0255]
在可并发rfid协议的框架下，阅读器需要有3个核心命令：用来开启新阅读周期的preprocess命令，用来开启新时隙的query命令和用来告知标签解码结果的ack命令。preprocess命令用来开启一个阅读周期，但是这个阅读周期是不定长的，由阅读器在阅读过程中根据标签的读取状况和环境的动态变化来决定何时结束当前的阅读周期。图6是本发明实施例提供的preprocess命令数据域的示意图，如图6所示，preprocess命令的数据域主要分为3个：action域，dr域和m域。action域长度为1比特，用来将标签的访问标记位设置为a或者b(action域中的一个比特，a和b对应1和0)；dr域和m域用来设置标签上行链路的频率和编码，与epc协议中对应数据域的功能是一样的。query命令用来指示一个时隙的开启，图7本发明实施例提供的query的数据域的示意图，如图7所示，query命令一共有2个数据域：target域和p域。target域长度为1比特，有a和b两种取值(target域中的一个比特，a和b对应1和0)，只有访问标记位为某个值的标签才会参与接下来的阅读周期；p域长度为8比特，因此取值区间为[0,28)，响应概率p是该值的倒数。
[0256]
ack命令中只有一个数据域：hash码域。hash码域中包含了5个标签的hash码，标签的hash码是其id的crc-16校验码的后8比特。考虑到目前的并发解码算法至多能解码5个标签，因此hash域的长度为40比特，如果解码出的标签数目小于5个，那么多余的比特全部都填充0。
[0257]
实际上，使用多长的hash码是可以进行配置的。假设在ack命令中使用标签的crc校验码中的k位来作为标签的hash码，可以假设crc校验码的生成算法保证了比特序列的随机性，因此每种序列的出现概率都是12k。由于在ack命令中至多有5个k位的hash码，那么这5个hash码都不相同的数目为：∏4i＝0(2k-i)，而所有的排列数目为(2k)5，因此有至少2个hash码相同的概率为：
[0258][0259]
如果取k∈[4,12]，那么得到的hash码冲突的概率如表2所示，当k＝8时，能够达到小于5％的冲突出错概率。考虑到很多时候hash码的数量小于5，出错概率会更低，而且比特长度越大，对于标签解码时的能耗负担就越大，因此做一个折中的选择，使用8比特的hash码。
[0260]
2.标签的状态转换
[0261]
标签被充能唤醒后，首先会进入ready状态等待阅读器的下一步指令。图8本发明实施例提供的标签状态转换图，如图8所示，在一个正常的阅读流程中，标签会先收到preprocess命令来设置自己的访问标记位，并且调整自己的上行链路频率和编码方式，紧接着标签正式进入到新的阅读流程中。接下来标签会收到query命令，此时标签会进入到新的时隙并面临选择，如果标签发现访问标记位不匹配，或者选择不在当前时隙响应，那么标
签还会留在ready状态，等待下一个时隙的到来；如果标签发现访问标记位匹配且选择在当前时隙响应，那么标签会进入reply状态，并且回复自己的id。
[0262]
在reply状态，标签会等待来自阅读器的ack命令，标签在解码出其中的hash码数据域后对hash码逐个进行匹配，如果匹配失败，那么会回到ready状态等待下一个时隙的到来，如果匹配成功，那么会先更改自己的访问标记位，然后再回到ready状态，并且不再参与接下来的时隙。5个hash码冲突时的长度对出错概率的影响如表2所示：
[0263]
表2. 5个hash码冲突时的长度对出错概率的影响
[0264]
长度4681012出错概率(％)5014.83.850.970.24
[0265]
3.阅读周期的各类时隙
[0266]
阅读器通过preprocess命令开启一个新的阅读周期，标签在收到preprocess命令后会解码其中的数据域，并且设置自身的访问标记位，以及上行链路的频率和编码形式。接下来阅读器会发送query命令开启一个新的时隙，标签通过解码阅读器query命令中的响应概率p来选择是否在当前时隙响应。根据标签的响应情况和阅读器的解码情况，整个阅读周期可以分成三种类型：有效解码时隙、无效碰撞时隙和空闲时隙。
[0267]
图9本发明实施例提供的有效解码时隙的阅读流程示意图，如图9所示，在有效解码时隙中，有部分标签返回了自己的id，阅读器收到了冲突的标签信号，并且在经过对冲突信号的并发解码后，发现至少成功解码出了1个标签id，于是就会从解码成功的标签id中的crc校验码中截取一部分，放到ack命令的数据域中作为标签的hash码。标签在收到ack命令后会对其中的hash码逐个进行比较，如果发现有hash码匹配，那么就认为自己被解码成功，于是更改自己的访问标记位，从而不再参与后续的时隙；如果发现没有匹配，那么就会直接参与下一个时隙。
[0268]
另外还有两种无效的时隙：无效冲突时隙和空闲时隙，图10本发明实施例提供的无效冲突时隙和空闲时隙的阅读流程示意图，如图10所示。在无效冲突时隙中，阅读器收到冲突信号后发现无法解码出任何1个标签的id，那么阅读器会直接发送query命令开启下一个时隙；而在空闲时隙中，没有标签响应，阅读器等待一段时间后就会进入新的时隙。
[0269]
下面对本发明提供的数据传输装置进行描述，下文描述的数据传输装置与上文描述的数据传输方法可相互对应参照。
[0270]
图11是本发明实施例提供的数据传输装置的结构示意图之一，如图11所示，本发明实施例提供一种数据传输装置，可以应用于阅读器，包括：
[0271]
查询单元1110，用于向至少一个待阅读标签发送查询命令，所述查询命令携带有用于指示所述待阅读标签是否响应的响应概率；
[0272]
第一接收单元1120，用于接收待阅读标签发送的响应信号，所述响应信号是基于所述响应概率发送的；
[0273]
第一确定单元1130，用于基于所述响应信号，确定目标标签以及与所述目标标签对应的标签标识；
[0274]
应答单元1140，用于向所述待阅读标签发送携带有所述标签标识的第一应答信号，所述第一应答信号用于指示所述目标标签发送标签id；
[0275]
所述第一接收单元1120，还用于接收所述目标标签发送的标签id。
[0276]
在此需要说明的是，本发明实施例提供的上述装置，能够实现上述方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
[0277]
图12是本发明实施例提供的数据传输装置的结构示意图之二，如图12所示，一种数据传输装置，可以应用于标签，包括：
[0278]
第二接收单元1210，用于接收阅读器发送的查询命令，所述查询命令携带有用于指示所述标签是否响应的响应概率；
[0279]
第二确定单元1220，用于基于所述响应概率确定是否向所述阅读器发送响应信号；
[0280]
所述第二接收单元1210，还用于接收所述阅读器发送的携带有标签标识的第一应答信号；
[0281]
所述第二确定单元1220，还用于基于所述第一应答信号确定是否向所述阅读器发送所述标签id。
[0282]
在此需要说明的是，本发明实施例提供的上述装置，能够实现上述方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
[0283]
图13示例了一种阅读器的实体结构示意图，如图13所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)1310、通信接口(communicationsinterface)1320、存储器(memory)1330和通信总线1340，其中，处理器1310，通信接口1320，存储器1330通过通信总线1340完成相互间的通信。处理器1310可以调用存储器1330中的逻辑指令，以执行应用于阅读器的数据传输方法，所述方法包括：向至少一个待阅读标签发送查询命令，所述查询命令携带有用于指示所述待阅读标签是否响应的响应概率；接收待阅读标签发送的响应信号，所述响应信号是基于所述响应概率发送的；基于所述响应信号，确定目标标签以及与所述目标标签对应的标签标识；向所述待阅读标签发送携带有所述标签标识的第一应答信号，所述第一应答信号用于指示所述目标标签发送标签id；接收所述目标标签发送的标签id。
[0284]
此外，上述的存储器1330中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0285]
图14示例了一种标签的实体结构示意图，如图14所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)1410、通信接口(communicationsinterface)1420、存储器(memory)1430和通信总线1440，其中，处理器1410，通信接口1420，存储器1430通过通信总线1440完成相互间的通信。处理器1410可以调用存储器1430中的逻辑指令，以执行应用于标签的数据传输方法，所述方法包括：接收阅读器发送的查询命令，所述查询命令携带有用于指示所述标签是否响应的响应概率；基于所述响应概率确定是否向所述阅读器发送响应信号；接收所述
阅读器发送的携带有标签标识的第一应答信号；基于所述第一应答信号确定是否向所述阅读器发送所述标签id。
[0286]
此外，上述的存储器1430中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0287]
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的以执行应用于阅读器的数据传输方法或应用于标签的数据传输方法；
[0288]
所述应用于阅读器的数据传输方法包括：向至少一个待阅读标签发送查询命令，所述查询命令携带有用于指示所述待阅读标签是否响应的响应概率；接收待阅读标签发送的响应信号，所述响应信号是基于所述响应概率发送的；基于所述响应信号，确定目标标签以及与所述目标标签对应的标签标识；向所述待阅读标签发送携带有所述标签标识的第一应答信号，所述第一应答信号用于指示所述目标标签发送标签id；接收所述目标标签发送的标签id；
[0289]
所述应用于标签的数据传输方法包括：接收阅读器发送的查询命令，所述查询命令携带有用于指示所述标签是否响应的响应概率；基于所述响应概率确定是否向所述阅读器发送响应信号；接收所述阅读器发送的携带有标签标识的第一应答信号；基于所述第一应答信号确定是否向所述阅读器发送所述标签id。
[0290]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0291]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0292]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和
范围。