基于NRF905的无线呼叫系统设计与实现(17)
由服务器主动搜索特定呼叫器的方法叫做服务器控制法，如轮询法和二进制搜索法；服务器在通信中靠呼叫器的之间的约束关系，在某一时间段内仅与一个呼叫器建立通信通路的防碰撞方法叫做呼叫器控制法，如ALOHA法等。轮询法需要有所有可能用到的呼叫器的识别序列号清单，所有识别号依次被阅读器询问，直至查询到某个需要的序列号的呼叫器响应为止，很显然，这种方法效率不高。对二进制搜索算法来说，为了从一组同时发出呼叫请求的呼叫器中选择其中之一，服务器先发出一个请求命令有意识的将呼叫器序列号传输时的数据碰撞引导到服务器上，在二进制搜索算法的实现中起决定作用的是：阅读器所使用的合适的信号编码必须能够确定碰撞的准确的比特位置。这种方法对系统时钟同步的要求比较高，实现起来也相对也比较复杂。所以，本次课题在解决多路存取问题的依据是分隙ALOHA法。它的优点是几乎不用增加任何硬件开销，我们在软件设计时按照分隙的思路对服务器和呼叫器分别设置一个定时计数器就可以完成防碰撞处理的功能。下面将详细论述这种方法。
4.3.1 分隙ALOHA法
70年代，夏威夷大学的Norman Abramson及其同事设计了一种巧妙地解决信道分配问题的新算法。从那以后，这种方法又得到许多科研人员的进一步拓展，这项成果被称为ALOHA系统，当时它主要用于地面的广播通信系统中，但它的基本思想适合于任何无协调关系的多用户竞争单信道使用权的系统。现在，ALOHA协议的思想已广泛应用于地面分组无线网、卫星通信网和计算机局域网等方面。ALOHA法主要有两种基本类型：纯ALOHA法（p-ALOHA）和分隙ALOHA法（S-ALOHA）。
（1） 纯ALOHA法（p-ALOHA）
纯ALOHA法的思路非常简单：用户有数据待发，就让他们发送。当然，这必定会产生不同用户数据之问的冲突。但由于接收方采用广播方式反馈，发送方只要收到出错信息就可以知道它发出的数据是否遭到破坏。假如数据遭破坏，发送方等待一段随机时间后重发该数据。这个等待时间必须是随机的，否则可能会有接二连三的冲突发生而导致系统锁死。任何时候只要有两个用户试图同时使用通信信道就会导致冲突的发生，并破坏传输数据的内容。即使后面发出的数据的头部与前面发出数据的尾部只有1位相重叠，两个数据都会遭到破坏，必须重发。这种冲突解决方式对信道的利用率不高，这是因为除了用户可能发出新的数据块外，还会产生受到冲突的重传数据块，如果当新数据块的产生速率超过该信道的处理能力时，就几乎没有任何数据块能完整地到达接收方。
（2） 分隙ALOHA（S-ALOHA）
1972年，Roberts发明了一种能够把纯ALOHA法的系统利用率提高一倍的方法。该方法是把时间分为离散的时间段，每段时间对应一个的数据块。这种方法要求用户时间同步，方法之一就是设置一个特殊站点，在每段的时间开始像时钟一样发送一个信号。为了和Abramson的纯ALOHA法相区别，Roberts的方法后来被称为分隙ALOHA法。这种方法使用户按下发出传送数据指令后，数据块也要等到下一个时间段的到来才能传送。因为在这种方式下，不存在后面的时间段内的信息会提前发出只存在由于在某个通信时间段内，数据块没有完成传输而干扰了下一个时间段内发出的数据，因而，冲突的可能性也下降为纯ALOHA法的一半，与此相对应的信道利用率也可提高一倍左右。
4.3.2 分隙ALOHA法在本次无线呼叫系统中的改进
通过上文了解分隙ALOHA的思想并根据分隙ALOHA法的基本思路，为了结合RFID系统将其做了一些改进。