无源RFID自适应帧时隙防碰撞算法研究

射频识别RFID作为一种重要的物联网终端数据采集技术,系统的吞吐率直接影响着数据采集终端的性能,但目前广泛应用于无源RFID系统的帧时隙类防碰撞算法吞吐率普遍较低.本文着重分析了影响无源RFID帧时隙类ALOHA防碰撞算法性能两类因素：帧长和碰撞时隙的处理方式,通过构建和求解帧长调整和标签碰撞的数学模型,给出了无源RFID帧时隙类ALOHA防碰撞算法的具体优化途径和方案：帧长自适应调整和碰撞实时散列.在此基础上提出了自适应二进制散列帧时隙ALOHA防碰撞算法-ABSFSA.实验结果表明ABSFSA算法在同等条件下可以有效减少无效时隙,明显将RFID系统的吞吐率稳定提高到45%.本文的研究工作为无源RFID帧时隙类防碰撞算法的优化提供了可供参考的数学模型,同时对提升物联网数据采集终端的性能具有一定的应用价值.     

一种改进的RFID标签防碰撞算法

在已有RFID标签防碰撞ALOHA算法基础上,提出了一种改进的带中断机制的动态帧时隙ALOHA(ⅡDFSA)算法,一方面通过优化设置系统效率临界因子和参考碰撞时空比,比较系统效率判断是否改变帧的大小;另一方面通过比较碰撞时空比来判断帧大小的改变方向,从而有效降低标签识别时间,提高识别效率。计算机仿真结果表明,与传统的动态帧时隙ALOHA算法相比,当标签数低于200和高于800时,采用ⅡDFSA算法可以有效降低系统总识别时间,提高系统效率。当标签数介于200~800之间时,与传统的动态帧时隙ALOHA算法相当。     

RFID系统防碰撞算法的研究及其改进

射频识别技术中,防碰撞问题是提高系统读取效率的关键问题。文章在传统防碰撞算法的基础上,提出一种优化的基于动态帧时隙ALOHA的防碰撞（Improved dynamic framed slotted ALOHA,IDFSA）算法。实验结果表明：IDFSA算法大幅度地提高了系统的时隙利用率和读取效率。     

改进型帧时隙ALOHA防碰撞算法研究

为进一步提高RFID系统中电子标签防碰撞算法的识别效率,对帧时隙ALOHA防碰撞算法的性能进行分析,提出一种结合精确标签估计和二进制搜索的改进型帧时隙ALOHA算法.将识别过程分为标签估计和标签识别两个阶段,在标签估计算法中引入碰撞概率上、下限参数,并精确估计标签数量对初始帧时隙大小进行优化;在标签识别阶段,利用二进制搜索算法对时隙内的碰撞标签进行快速识别.通过对识别过程进行仿真结果表明:改进的算法改善了防碰撞性能,提高了RFID系统的标签识别效率.     

基于最优化原理的RFID系统中的ALOHA防碰撞算法研究

无线射频识别(RFID)系统中的多个标签同时应答时会引起数据碰撞现象,使阅读器能正确读取信息所使用算法称为防碰撞算法.本文研究了目前RFID系统中常用的防碰撞算法,包括时隙ALOHA(S-ALOHA),纯ALOHA(P-ALOHA)和帧ALOHA(F-ALOHA),同时基于最优化原理对ALOHA防碰撞算法进行了改进.仿真结果表明采用最优化原理改进的ALOHA算法相比较现有RFID系统中常用的ALOHA防碰撞算法有明显的优越性,使得系统获得最佳的传输时隙及数据包大小,得到高吞吐率,低错误率,从而提高系统的工作效率.     

BIS：一种降低空时隙开销的RFID防碰撞算法

提出了一种优化的基于时隙ALOHA的随机型防碰撞算法--BIs算法.该算法在帧开始前扫描空时隙的位置,并结合标签估算算法实现对帧长的动态调度,最大限度地减少空时隙的时间开销,以实现提高多标签读取效率的目标.仿真结果表明,在不考虑误码的理想情况下,采用该算法的系统效率最高可以达到81%,高于ALOHA算法的理想系统效率,识别速度与一般的时隙ALOHA算法和二进制算法相比有较大幅度的提高.     

分组自适应分配时隙的RFID防碰撞算法研究

为了解决射频识别(Radio Frequency IDentification,RFID)系统中的多标签防碰撞问题,在分析帧时隙ALOHA算法的基础上,提出一种基于分组自适应分配时隙的RFID防碰撞算法(GAAS).首先让阅读器对标签随机所选的时隙进行扫描统计,并将其发送给每一个标签,标签再进行相应地时隙调整,使阅读器跳过空闲时隙和碰撞时隙,自适应地分配有效时隙,进而对标签进行快速识别.当未识别标签数比较大时,算法采用分组以及动态调整帧长等策略,以减少时隙处理的时间.仿真结果表明:GAAS算法提高了系统的识别效率和稳定性,降低了传输开销.特别是当标签数超过1000时,该算法的吞吐率仍保持在71%以上,比传统的帧时隙ALOHA-256算法和分组动态帧时隙ALOHA算法的系统效率分别提高了300%和97.2%.     

基于ALOHA算法的RFID防碰撞技术研究

在RFID系统中,由于多标签引起的冲突一直是影响系统性能的主要问题。ALOHA算法是解决标签碰撞问题最有效的方法之一。当系统中标签数过多时,帧时隙ALOHA算法和动态帧时隙ALOHA算法,都会降低系统效率。因此我们提出一种利用二进制树形分组的时隙ALHOA算法。由于只需要对标签进行简单分组就可以有效的提高ALOHA算法的效率,所以此方法更具有实际意义。     

基于碰撞预检测的分组动态帧时隙ALOHA防碰撞算法

本文在分析传统 ALOHA 算法的基础上,提出了一种基于碰撞预检测的分组动态帧时隙 ALOHA 防碰撞算法。该算法通过分组限制响应的标签数量,并且在组内预先发送一个短暂的碰撞检测帧去检测帧内的情况,达到在阅读器与标签之间建立一个完全无碰撞信道的目的。仿真结果表明,当标签数量较大时,该算法能有效减少总数据传输量,提高识别效率。     

可并行识别的超高频RFID系统防碰撞性能研究

对超高频射频识别(RFID)系统的防碰撞问题进行了分析.提出了基于动态帧时隙ALOHA(DFSA)协议与正交可变扩频因子码(OVSF)作为扩频码的码分多址技术相结合的超高频RFID系统,实现了在单一时隙内最多可并行识别m个RFID应答器,m为OVSF扩频码长度.对提出的RFID系统期望的系统吞吐量进行了理论分析,仿真结果表明其防碰撞性能显著超过了现有的基于动态帧时隙ALOHA(DFSA)协议的超高频RFID系统的防碰撞性能.     

自调整混合树RFID多标签防碰撞算法

在RFID系统中,阅读器读取标签的效率与解决标签发生碰撞的方法密切相关.目前采用多叉树查询是一种较好的多标签防碰撞方法.它能减少碰撞时隙,再通过额外的查询来减少空闲时隙.但额外的查询也增加了新的开销.本文提出了一个自调整混合树RFID多标签防碰撞算法,该算法根据最高两个碰撞位的特征,在不增加额外查询的条件下,自调整搜索树的叉数,从而避免了一些碰撞时隙和空闲时隙.通过对算法的性能分析和仿真结果可以看到,自调整混合树RFID多标签防碰撞算法具有较少的时间复杂度和通信复杂度,识别效率也明显高于其他多叉树算法.     

一种自适应的无线射频识别系统中的防冲突算法(英文)

A novel anti-collision algorithm in RFID wireless network is proposed.As it is put forward on the basis of collision tree(CT)and improved collision tree(lCT) anti-collision protocols,we call it adaptive collision tree protocol(ACT).The main novelty of this paper is that the AD strategy is introduced and used in ACT to decrease collisions and improve the tag system throughput.AD strategy means that query strings will divide into two or four branches adaptively according to the label quantity.This scheme can decrease both depth of query and collision timeslots,and avoid producing too much idle timeslots at the same time.Both theoretical analysis and simulation results indicate that the novel proposed anticollision protocol ACT outperforms the previous CT and ICT protocols in term of time complexity,system throughput,and communication complexity.     

超高频RFID系统中一种可行的时间最优防碰撞算法

动态帧时隙ALOHA(DFSA)算法是一种应用广泛的防碰撞技术,主要用于解决超高频(UHF)射频识别系统(RFID)中的标签碰撞问题.在DFSA算法中,读写器需要准确估计剩余标签数并设定一个新的帧长度来识别这些标签.因此,碰撞检测(CD)和标签剩余数估计在DFSA中起着关键性的作用.现有的碰撞检测方法并不能足够有效的用于检测碰撞并导致识别性能的下降.为了减少计算量和提高识别性能,本文提出了一种有效的防碰撞算法,该算法结合了碰撞检测和待识别标签数估计方法,使得性能更加高效.理论分析和仿真结果表明,该算法的性能要优于现有的同类算法,这非常有助于设计一种快速而高效的读写器.     

Optimal Dynamic Framed Slotted ALOHA Based Anti-collision Algorithm for RFID Systems

In Radio Frequency IDentification (RFID) system, one of the most important issues that affect the data integrity is the collision resolution between the tags when these tags transmit their data to reader. In majority of tag anti-collision algorithm, Dynamic Framed Slotted Aloha (DFSA) has been employed as a popular collision resolution algorithm to share the medium when multiple tags respond to the reader’s signal command. According to previous works, the performance of DFSA algorithm is optimal when the frame size equals to the number of un-identified tags inside the interrogation zone. However, based on our research results, when the frame size equals to number of tags, collision occurs frequently, and this severely affects the system performance because it causes power consumption and longer tag reading time. Since the proper choice of the frame size has a great influence on overall system performance, in this paper we develop an analytical model to study the system throughput of DFSA based RFID systems, and then we use this model to search for an optimal frame size that maximizes the system throughput based on current number of un-identified tags. In addition to theoretical analysis, simulations are conducted to evaluate its performance. Comparing with the traditional DFSA anti-collision algorithm, the simulation results show that the proposed scheme reaches better performance with respect to the tag collision probability and tag reading time.     

基于连续碰撞位探测的防碰撞算法研究

文章通过对IAMS算法的分析,提出了一种基于连续碰撞位探测（CCBD）的防碰撞算法.在CCBD算法中引入连续碰撞位探测机制,并把标签碰撞分为单独位碰撞和连续位碰撞两种情况进行处理.连续碰撞位探测机制能够准确获得连续碰撞位的实际存在情况从而避免了空闲时隙以及不必要的碰撞时隙的产生.理论分析和实验仿真表明,CCBD算法克服了IAMS算法的不足,在标签识别过程中表现出良好的性能.     

基于分组机制的位仲裁查询树防碰撞算法

提出了一种基于分组机制的位仲裁查询树(GBAQT, bit arbitration query tree based on grouping mechanism)算法。该算法根据标签ID自身特征分组,采用3位仲裁位来取代传统1位仲裁识别标签的方式,通过碰撞位信息得到传输数据,从而能避免一些空闲时隙。算法的性能分析和仿真结果表明,GBAQT防碰撞算法具有较少的总时隙数,系统效率和时隙利用率也明显优于其他算法。     

一种基于图论的RFID防冲突建模与优化方法

针对RFID系统的超高频段、多读写器的静态拓扑结构,研究了读写器冲突问题,并提出了一种图论的图着色算法与遗传算法相结合的防冲突干扰方法.该静态预定义算法对读写器冲突建立图论模型,将读写器时隙分配问题转化为图论模型的K-顶点着色问题,优化遗传算法并用于求解图的K-顶点着色问题,求得最小时隙数和最优时隙分配方案.最后将算法应用于算例.实验结果表明该方法可行、实用,能够有效地防止读写器冲突干扰.     

一种改进的信息位编码自适应搜索防碰撞算法

在信息位编码自适应搜索防碰撞算法的基础上,通过改进碰撞位信息查询方法,提出了一种改进型信息位编码自适应搜索防碰撞算法。通过信息位编码避免了空闲时隙,在多叉树搜索的同时对多个碰撞位进行编码查询,避免了碰撞位信息附加查询时隙。根据碰撞位的个数和最高碰撞位的位置信息,阅读器自适应地选择对标签进行信息位编码多叉树搜索或二叉树搜索。仿真结果表明,相对于信息位编码自适应搜索防碰撞算法,新算法的总时隙数减少了17.8%,吞吐率提高了21.5%。     

RFID系统多标签识别防碰撞算法

进行了全面的基于动态帧时隙 ALOHA(DFSA)的无源 RFID 系统多标签识别防碰撞算法研究,并将其中的标签数目估计技术进行序贯加权处理,通过仿真比较了改进前后 DFSA算法的性能,并确定了最佳遗忘因子。仿真结果表明,该改进措施缩短了 RFID识别标签所需时间,提高了系统的工作效率,可有效地应用于港口码头、车站或物流中心的集装箱管理或物流配送管理,以改善由于 RFID系统多标签碰撞而导致的货物流通缓慢或拥堵问题。     

基于间隔估计法的RFID防碰撞算法

多个应答器的碰撞问题是影响超高频射频识别(RFID)系统读取效率的一个关键问题。从EPC Class1 Generation2(C1G2)RFID系统帧长受约束特点出发,分析了帧时隙ALOHA防碰撞机制及其经典应答器估计方法的特点。提出了应答器间隔估计方法(IEM)以及基于该方法的EPC C1G2 RFID防碰撞算法,并给出了仿真结果。与现有基于经典应答器估计方法的射频识别系统防碰撞算法相比较,提出的防碰撞算法减少了识别时间,提高了系统的识别效率。