Сравнение результатов моделирования

Два типа алгоритмов, рассмотренных нами, могут сравниваться по двум критериям: технические характеристики и практическая реализация. Что касается технических характеристик, необходимо обратить особенное внимание на два фактора - скорость идентификации и поведение аппаратуры при изменении числа меток в процессе считывания. Также следует учитывать характеристики в присутствии шума и другие специфические достоинства и недостатки. Что касается практической реализации, то особенно важной является аппаратурная реализация и вопросы программного обеспечения (команды). На основе данных, приведенных в табл. 6.1, по этим параметрам мы и сравним алгоритмы SuperTag и QT.

При рассмотрении алгоритмов SuperTag можно заметить, что при переходе от варианта ST.std.free к варианту ST.std.off, наблюдается близкое к линейному возрастание времени разрешения коллизий в зависимости от числа меток. Это обусловлено дополнительными функциями варианта ST.std.free, которые выключают метки после их идентификации и/или выключают метки, когда одна из них отвечает. Обе эти функции приводят к уменьшению числа отвечающих в поле меток и, следовательно, имеют линейную тенденцию. Видно также, что быстродействие алгоритма ST.fast.off в зависимости от числа меток в поле близко к линейному.

Обращаясь к алгоритму QT.ds мы видим существенные различия в характеристиках при последовательном и случайном распределении номеров меток. В определенных применениях - на производстве или в дистрибьюторских центрах, например, номера UID могут быть распределены последовательно. В других применениях, таких как розничные магазины, номера распределяются случайно. Мы рассмотрим оба случая. В алгоритмах SuperTag связь с распределением номеров меток отсутствует. Мы также видим, что быстродействие алгоритма QT.ds по отношению к числу меток в поле при случайном распределении номеров близко к линейному, а при последовательном распределении - имеется резко выраженная нелинейность. Кроме того, как только число меток в поле приближается к «групповой» емкости в 256 меток (благодаря 8-битной команде UP), скорость считывания меток возрастает. Это, вероятно, объясняет нелинейности, видимые при последовательном распределении номеров UID.

Сравнивая характеристики двух алгоритмов, заметим, что они близки при малом числе меток в поле. При увеличении числа меток в поле проявляются нелинейности.

Теперь оценим количество команд, которое требуется передавать считывателю для разрешения коллизий. Из всех рассмотренных алгоритмов, вероятно, алгоритм ST.fast.free требует наименьшего числа команд от считывателя. Это может быть очень полезным в тех частотных диапазонах, где действуют жесткие регламентные ограничения. Прямой поиск алгоритма QT.ds, как и в случае ST.fast.off, требует передачи значительного числа команд. В общем случае, чем больше объем передаваемых команд, тем шире требуемая полоса частот и тем выше вероятность возникновения ошибок.

Кроме технических характеристик и команд, важна практическая аппаратная реализация. Алгоритмы SuperTag требуют генерации случайных задержек перед ответами. А это требует соответствующих схемных решений. Сложность реализации вариантов различна. Некоторые решения для генерации случайных чисел предполагают использование собственных свойств электронных схем. В других решениях используют специальные генераторные схемы случайных чисел. Усовершенствованные алгоритмы SuperTag должны также обладать способностью распознавания команд выключения и прекращения ответа. Алгоритмы QT.ds. требуют наличия нескольких компараторов для сравнения передаваемых бит с битами, хранящимися в памяти. Они также должны устанавливать флаги битам и некоторым состояниям информации. В любом случае избыточность в схемных решениях требует дополнительной площади и, соответственно, приводит к большей стоимости чипа.

Каждый из алгоритмов - SuperTag и QT.ds, имеет свои уникальные достоинства и недостатки. Так алгоритм QT.ds имеет присущую ему способность селектировать метки с определенными номерами. Это может быть удобным в применениях, когда должны распознаваться или наоборот, не распознаваться, определенные, специфические метки или группы меток.

В свою очередь алгоритмы SuperTag, по крайней мере, ST.std.off, требуют меньшего числа команд считывателя, более узкой полосы частот и, следовательно, можно предположить наименьшую вероятность ошибок.

Уникальным недостатком алгоритма QT.ds и других протоколов с бинарным поиском является их неспособность во время поиска идентифицировать метки, которые вновь поступают в поле считывания. Эта особенность может быть важной или не важной в зависимости от конкретного применения аппаратуры RFID.

Проблема алгоритмов SuperTag и других, связанных со случайным временем ответа, состоит в необходимости назначать максимальное время задержки ответа метки. Это время может передаваться метке или быть заложенным в производстве.

6.2.2. Локализация

В зависимости от аппаратной реализации и рабочего диапазона частот антиколлизионные схемы могут быть локализованы в частотной, временной или пространственной областях или в комбинации этих областей. Такая комбинация может повысить скорость идентификации. В то же время это

может усложнить систему RFID или увеличить вероятность появления ошибок, то есть понизить достоверность идентификации.

6.2.3. Системные вопросы

Характеристики индивидуальных идентификационных алгоритмов несомненно важны, однако наиболее важным этапом проектирования является общесистемный уровень. Грамотный выбор способа кодирования и алгоритма разрешения коллизий, который обеспечит распознавание отдельных кодов или групп кодов, может позволить перенести значительную часть сложного антиколлизионного процесса из метки в считыватель или хост. Например, в определенных ситуациях большая часть идентификационного кода может быть известна или может потребоваться идентификация меток только с определенными кодами. В таких конкретных ситуациях считыватель может напрямую адресовать информацию о метках с такими кодами в хост. Детерминистические алгоритмы позволяют реализовать такую возможность, а вероятностные - нет.