基于Aloha的防碰撞算法的基本思想是：在閱讀器發現多標簽碰撞時，閱讀器命令其作用范圍內的所有標簽隨機延遲一段時間再進行響應，延遲時間的長度是以某種概率隨機選擇的 。

早期的Aloha算法為純Aloha算法，該算法采用“標簽先發言”的方式，即標簽一進入閱讀器的作用區域就自動向閱讀器發送其自身的信息，對同一個標簽來說，其發送數據的時間是隨機的。在標簽發送信息的過程中，如果有其他標簽也在發送數據，就會發生信號重疊，導致部分碰撞或者完全碰撞 。

閱讀器檢測信號并進行判斷，一旦發現碰撞，閱讀器將發送命令讓標簽停止發送數據，所有標簽會隨機延遲一段時間再發送數據，由于延遲的隨機時間不同，再次發生碰撞的概率將明顯降低。如果沒有碰撞，則閱讀器發送一個應答信號給標簽，標簽從此轉入休眠狀態。這種算法簡單，但吞吐率低，最大吞吐率僅能達到18．4% 。

該算法效率低的主要原因是碰撞發生的時間是隨機的，其中包括：當一個標簽在與閱讀器通信的過程中，有可能因其他標簽的突然響應而被破壞，即存在部分碰撞問題。為此，人們提出時隙Aloha算法（SlottedAloha，SA），把時間分成多個離散時隙，標簽只在每個時隙的開始時刻才能發送數據。算法的基本原理是：閱讀器通過發送命令通知標簽有多少時隙，標簽隨機選擇發送信息的時隙。如果某個時隙只有一個標簽響應，則閱讀器可正確地識別標簽；如果某個時隙有多個標簽響應，則會發生碰撞，閱讀器通知標簽，標簽便在下一輪循環中重新隨機選擇發送的時隙，直到所有的標簽都被識別出來。在SA算法中，標簽或成功識別或完全碰撞，避免了純Aloha算法中出現的部分碰撞問題。SA算法的最大吞吐率可達36．8% 。

對于SA算法，在發生碰撞時，標簽延遲的隨機性范圍很大，影響了其平均響應速度。為此，規定若干個時隙為一幀，標簽選擇的隨機延遲必須是幀內的某個時隙，這就是幀時隙Aloha（FramedSlottedAloha，FSA）算法 。

FSA算法的缺點是幀長固定，這樣當標簽數量較少時，存在時隙浪費，而當標簽數較多時，碰撞解決的效果又不是很好。因此，可以考慮根據標簽數量動態地調整幀長，即動態幀時隙Aloha（DynamicFramedSlottedAloha，DFSA）算法。研究結果表明，最優的幀長應該等于標簽數量，因此只要知道了標簽數量，就可以確定幀長，然而當前幀需識別的標簽數量通常無法預知，只能對其進行估算。因此在DFSA算法中，非常重要的一項工作就是標簽數量的估計，大多數方法都是根據上一幀的幀長、標簽個數、沖突情況來估計當前幀中的標簽數 。典型方法包括：

（1）Vogt方法設碰撞時隙數為Ck，碰撞時隙內至少有2個以上的標簽存在，則可以預測發生碰撞的標簽數量至少為2×Ck 。

（2）標簽估計方法Ⅰ（TagEstimationMethodⅠ，TEMⅠ）將碰撞率Cratio定義為碰撞時隙數與幀長的比值，L為幀長，n為標簽個數，則它們之間的關系為Cratio=1－（1-1/L）(1 n/(L-1))（1）由于上一幀的幀長L和碰撞率Cratio已知，可以計算出標簽個數n 。

（3）TEMⅡ方法設nest為估算的標簽數量，Mcoll為上一幀中的碰撞時隙數，則nest=2．3922×Mcoll 。

在固定幀長的Aloha算法中，當標簽數量太多時，沖突時隙較多；而當標簽數量太少時，又會有大量的空閑時隙。基于這一點，各種改進算法被提出 。

分群時隙Aloha算法

分群時隙Aloha算法根據碰撞時隙在所分配時隙中所占的比例，來確定是否分群。如果碰撞時隙的比例（發生碰撞的時隙數/分配的時隙數）大于分群因子γ，則進行分群。分群后，第一個分群內的標簽響應閱讀器的查詢命令，另一個分群內的標簽處于等待狀態。當第一個分群內的所有標簽識別完畢后，第二個分群內的標簽再進行響應，直至所有標簽識別完畢 。

仿真結果表明，分群時隙Aloha算法優于固定時隙Aloha算法，且隨著標簽數量的增加，算法的優越性更明顯。同時，分群因子的選擇是影響算法的關鍵因素，在標簽數量較多時，分群因子宜選擇較小值 。

自適應的動態幀時隙Aloha算法

文獻考慮某些應用場合中閱讀器需要對標簽進行重復識別的要求，充分利用上一幀已識別標簽的信息，提出自適應的動態幀時隙Aloha算法，該算法每成功識別一個標簽就給標簽分配一個時隙號，該時隙號規定了標簽被閱讀器識別的順序。如果在下次識別過程中閱讀器要重復識別這些標簽，則可根據已分配的時隙號按順序進行，從而避免標簽間的沖突，減少識別時間。當離去標簽和新到達標簽數量較少時，系統效率較高，但是當有大量的新到達標簽時，僅采用上述方法將導致沖突急劇增加。為減少沖突，閱讀器應估計標簽數，并根據標簽數合理調整幀長。文獻提出了一種最優幀長方案，使系統獲得了較大的吞吐量 。

DFSA算法可采用各種方法預測待識別的標簽數量，然后動態調整最優幀長，與FSA相比，系統效率有明顯改善，接近36．8%。但是，當標簽數量較多（特別是標簽數量大于500）時，采用由預測標簽數量設置最優幀長的方案會使系統效率急劇下降。因此，在標簽數量較多的情況下，為了使系統效率得到提高，EPCClass1Gen2標準中采用了Q值算法，該算法可以實時自適應地調整幀長 。

Q值算法

在Q值算法中，閱讀器首先發送Query命令，該命令中含有一個參數Q（取值范圍0～15），接收到命令的標簽可在[0，2Q－1]范圍內（稱為幀長）隨機選擇時隙，并將選擇的值存入標簽的時隙計數器中，只有計數器為0的標簽才能響應，其余標簽保持沉默狀態。當標簽接收到閱讀器發送的QueryRep命令時，將其時隙計數器減1，若減為0，則給閱讀器發送一個應答信號。標簽被成功識別后，退出這輪盤存。當有兩個以上標簽的計數器都為0時，它們會同時對閱讀器進行應答，造成碰撞。閱讀器檢測到碰撞后，發出指令將產生碰撞的標簽時隙計數器設為最大值（2Q－1），繼續留在這一輪盤存周期中，系統繼續盤存直到所有標簽都被查詢過，然后閱讀器發送重置命令，使碰撞過的標簽生成新的隨機數 。

根據上一輪識別的情況，閱讀器發送Query－Adjust命令來調整Q的值，當標簽接收到Query－Adjust命令時，先更新Q值，然后在[0，2Q－1]范圍內選擇隨機值。EPCClass1Gen2標準中提供了一種參考算法來確定Q值的范圍.其中：Qfp為浮點數，其初值一般設為4．0，對Qfp四舍五入取整后得到的值即為Q；C為調整步長，其典型取值范圍是0．1

該算法在參數C的輔助下對Q值進行動態調整，但是C太大會造成Q值變化過于頻繁，導致幀長調整過于頻繁，C太小又不能快速地實現最優幀長的選擇。因此，研究者們對Q值的調整進行了各種優化 。

基于最大吞吐量調整Q值的算法

文獻提出一種基于最大吞吐量對Q值進行調整的算法，其中定義了以下變量：Nt為已識別的標簽個數；N為識別標簽所需的總時隙數；NC為沖突時隙的個數；nu為上一輪未識別的標簽個數；e為沖突時隙中的平均標簽個數；PC為沖突時隙所占的比例 。

這些參數之間的關系為PC=NC/N，e=nu/Nc，吞吐量=Nt/N。由于Aloha類算法的最大吞吐量為0．368（e－1）[5]，該算法以此作為調整Q值的依據。當系統吞吐量達到或接近0．368時，閱讀器僅需調用2Q－1次QueryRep命令，而不需要在接下來的盤存周期中調整Q值。當吞吐量小于0．368時，根據未識別的標簽個數nu來調整Q值 .

基于分組的位隙Aloha算法

文獻提出一種基于分組的位隙Aloha算法，該算法采用位隙Aloha算法中的128位預定序列，代表128個位隙。若某個標簽選擇了第i個位隙，則將第i位置1，其余各位都置0。當標簽數量為15時，位隙Aloha算法可獲得最大吞吐率88．38%，但隨著標簽數量的增加，算法性能急劇下降 。

因此，基于分組的位隙Aloha算法通過對標簽進行分組來提高算法的性能。該算法在查詢命令中設置了一個位隙計數器的參數Q（Q為整數，且0≤Q≤15），當標簽收到閱讀器發送的查詢命令后，在[0，2Q－1]范圍內生成一個隨機數，即代表選擇了相應的位隙，只有選擇了0的標簽才會立即響應。同時，該算法根據沖突位隙數動態地對Q值進行調整：當沖突位隙數小于11時，Q減1且最小為0；當沖突位隙數在11～20之間時，Q保持不變；當沖突位隙數大于20時，Q加1且最大不超過15 。

綜上所述，基于Aloha的防碰撞算法原理簡單、容易實現，對新到達的標簽具有較好的適應性，尤其對于標簽持續到達的情況有較好的解決方案，但該類算法存在幾個明顯的缺點：①響應時間不確定，即同一批標簽在不同時刻進行識別所需要消耗的時間相差很大；②個別標簽可能永遠無法被識別；③Aloha算法達到最佳吞吐率的條件是其幀長等于標簽數量，當需要識別的標簽數量較多或選擇的幀長與實際待識別標簽數量不符時，系統性能將明顯下降。而基于樹的算法則很好地解決了這些問題 。

在最簡單的情況下，設碰撞粒子間的作用力是球形對稱的，則單位立體角：

dΩ =2πsinθdθ

單位時間內在偏轉角和 d之間散射的粒子數為：

dQ=I(θ)dΩ =2πI(θ)sinθdθ

對于一個給定速度的粒子束,散射到和 d（見圖）之間的分子數等于入射粒子束從寬度為d，面積為2πd的圓環中通過的分子數：

dQ=2πbdb=2πI(E,θ)sinθdθ

或

對于給定能量的粒子束，碰撞參數可有許多不同的數值，因而，微分碰撞截面的普遍表達式可寫作：

將全部立體角范圍對微分碰撞截面加和就得到總的彈性碰撞截面：

根據碰撞對相互作用的性質，非彈性碰撞和反應碰撞也有類似的定義。

碰撞正碰（direct impact )

一個運動的球與一個靜止的球碰撞，碰撞之前球的運動速度與兩球心的連線在同一條直線上，碰撞之后兩球的速度仍會沿著這條直線。這種碰撞稱為正碰，也叫對心碰撞。

碰撞斜碰（oblique impact)

一個運動的球與一個靜止的球碰撞，如果碰撞之前球的運動速度與兩球心的連線不在同一條直線上，碰撞之后兩球的速度都會偏離原來兩球心的連線。這種碰撞稱為斜碰，也叫非對心碰撞。

碰撞物體對障礙物的碰撞

一物體對某固定物體如地面、墻的碰撞屬此類型，也可分為正碰撞和斜碰撞。

碰撞物體對可轉動物體的碰撞

當物體甲與可繞O軸轉動的物體乙發生碰撞時，物體乙突然獲得一角速度變化（圖4）。一般在乙的支承O處也立刻產生一碰撞反力，其大小跟碰撞作用的位置，即距離OO₁有關。但在特殊條件下，懸掛物體雖受沖擊力，其約束力仍可為零。

散射

在粒子物理，原子物理或者當一個光子作為碰撞物之一時，碰撞也稱為散射，散逸或漫射。當一個粒子在碰撞中向另一個能級躍遷時，也稱作非彈性碰撞（非彈性散射）。當多數光子參與一個非彈性散射時會改變其總波長。相關請參閱散射和散射原理。

碰撞反應碰撞

反應碰撞來自反應，如化學反應或通過高能粒子在量子物理學中的碰撞產生新的粒子。在此必須注意，碰撞前后不同的粒子提供了能量和動量。在碰撞過程中速度變化的同時也存在粒子質量和數量的變化。

反應碰撞的一種類型如“電負性交換”：一個原子，分子或離子，一個或多個電子交換的原子物理學過程。很可能在此過程中一個電子給其中一個碰撞物帶上正電性。如太陽風中的正電子（參見高能離子）通過彗星周圍的氣層時被捕獲并發出x射線。