基于查询树的防碰撞算法性能分析与研究

多标签碰撞问题严重影响射频识别系统的性能.基于查询树的防碰撞算法作为一种确定性算法被广泛的应用于各类射频识别场景中.本文分析了主流查询树防碰撞算法的性能与不足,并基于查询树方法提出了一种时间有效的防碰撞算法.该算法基于传统查询树识别模型,实施了一种双查询前缀匹配方法,可以消除传统查询树方法中的空闲时隙.此外,提出的算法可以充分利用碰撞时隙来提高识别效率.理论分析和仿真结果表明该算法优于现有的查询树防碰撞算法.     

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.     

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。     

位屏蔽多叉树搜索射频识别防碰撞算法

针对RFID树型防碰撞算法中时隙数多、数据通行量大等问题,提出了一种改进的多叉树防碰撞算法,阅读器准确检测碰撞位并向标签反馈碰撞位信息,标签对阅读器已知的ID位进行屏蔽,把ID号转换成连续碰撞的序列号.阅读器利用屏蔽位信息和标签返回的碰撞位编码信息,对标签进行分层分类搜索.通过对标签ID进行屏蔽,阅读器和标签间仅发送对方不知道的碰撞位信息.该算法减少了碰撞时隙和识别时隙,避免了空闲时隙,减少了阅读器和标签间的数据通信量.理论分析和仿真结果表明,该算法减少了系统的时隙总数和数据通信量,提高了阅读器的识别效率.     

一种基于碰撞位指示的射频识别标签防碰撞算法

多标签碰撞是射频识别(RFID)技术在推广应用中必须克服的一个问题。针对目前RFID标签防碰撞算法存在识别效率低的不足,该文提出一种基于碰撞位指示的RFID标签防碰撞的碰撞位指示算法(CBIA)。通过跟踪待识别标签的碰撞位,采用碰撞位编解码技术,对待识别标签进行重复分组,直到所有标签都被正确识别。算法通过确定性分组,避免了空闲时隙的产生。仿真结果表明,采用CBIA算法的多标签识别系统,吞吐率可以达到每时隙0.7个标签,CBIA算法识别效率优于优化查询跟踪树算法(OQTT)和碰撞跟踪树算法(CTTA)算法。     

基于信息位编码的自适应搜索RFID防碰撞算法研究

无线射频识别（RFID）技术可实现对目标物体的自动识别.为了减少对物体标签识别时间,提出一种基于信息位编码的自适应搜索的防碰撞（AS）算法.读写器充分利用碰撞位信息,要求标签返回碰撞位编码信息,进而自适应地生成有效查询前缀,对标签进行无空闲时隙识别,以减少查询次数,提高算法的性能.此外,AS算法也解决了读写器与标签通信中传输信息冗余等问题.本文通过理论分析证明了该算法的有效性,其中吞吐率的理论值与实验值的误差不超过5%,还从时间复杂度和通信复杂度对该算法进行了详细地分析.仿真结果表明：AS算法不仅提高了系统的性能,而且还降低了标签能量的消耗.特别是当标签数为1000时,该算法的吞吐率仍保持在61%左右,比查询树算法和自适应多叉树算法的系统效率分别提高了72%和20.1%左右.     

多枝查询树协议在解决射频识别碰撞问题中的应用

数据碰撞是影响射频识别(RFID)系统识别效率的主要因素。目前,常用的防碰撞算法是ALOHA算法和二进制树搜索算法,但这两类算法都还不能完全解决标签碰撞问题,尤其是当待识别的标签数量较大且标签ID序列号较长时,识别速度相当慢。为此提出一种多枝查询树协议,采用均衡不完全区组设计(BIBD)对标签ID进行编码,并用16位的BIBD码作为读写器查询前缀符号。理论分析和仿真结果表明,这种协议的性能较传统的防碰撞协议有明显改善。     

改进型自适应多叉树防碰撞算法研究

 文章在自适应多叉树防碰撞算法的基础上,通过优化阅读器所发送前缀的方法,提出了一种改进型自适应多叉树(IAMS)防碰撞算法.该算法通过计算碰撞因子来动态地选择搜索树的叉数,并对四叉树的查询前缀进行优化,从而避免了大量的空闲时隙.文章通过数学分析,准确地描述了IAMS算法识别标签所需的时隙数.仿真结果表明,改进型自适应多叉树防碰撞算法具有更快的识别速度和更高的系统吞吐率.     

应用标签并行识别技术的RFID防碰撞算法

针对RFID传统算法一次只能识别一个标签、吞吐率低、饿死率高的不足,文中提出一种RFID系统防碰撞算法,即利用伪ID码分组,并应用标签可并行识别技术的防碰撞算法（PILD算法）。PILD算法利用伪ID码对待识别标签进行分组,当出现碰撞现象时,运用并行识别算法对出现碰撞的标签进行识别。该算法能避免因帧长过大造成吞吐率下降的问题,并提高RFID识别技术的吞吐率。首先对PILD算法的识别过程进行理论分析,再运用Mathematica软件对PILD算法进行仿真。理论分析及仿真结果表明：当标签总数为2 000,单次碰撞标签数小于等于6时,标签平均查询次数近似为1.26次;该算法的吞吐率较稳定且达到0.791 092,与基于伪ID码的树型防碰撞算法和Logistic-DFSA算法相比,所提算法吞吐率分别提高28.82%、4.74%;当标签数大于1 400时,PILD算法的标签总查询次数最少,标签平均查询次数最少。所提算法中伪ID码分组能够减少单个标签因多次碰撞发生“饿死现象”的概率,与基于伪ID码的树型防碰撞算法和Logistic-DFSA算法相比,PILD算法饿死率最低。     

并行识别 RFID 自适应多叉树防碰撞算法

针对自适应多叉树防碰撞算法的吞吐量不稳定性和“误判”问题,提出一种并行识别的R F ID标签防碰撞算法。该算法利用OVSF扩频码技术,在时隙内开拓码道,当碰撞发生时能够并行识别标签ID信息,减缓由标签数量增大而造成的碰撞累积。理论分析表明算法的吞吐量随OVSF扩频码码长增大而提高。仿真分析表明该算法有效地提高了R F ID系统的防碰撞性能。     

Bi-slotted tree based anti-collision protocols for fast tag identification in RFID systems

This paper is intended to present bi-slotted tree based RFID tag anti-collision protocols, bi-slotted query tree algorithm (BSQTA) and bi-slotted collision tracking tree algorithm (BSCTTA). Diminishing prefix overhead and iteration overhead is a significant issue to minimize the anti-collision cost. For fast tag identification, BSQTA and BSCTTA use time divided responses depending on whether the collided bit is `0' or `1' at each tag ID. According to the simulation results, BSQTA and BSCTTA require less time consumption for tag identification than the other tree based RFID tag anti-collision protocols     

A new anti‐collision algorithm for RFID tag

We present a new radio frequency identification tag anti‐collision algorithm in this paper. The main idea of this algorithm is that we should find the collided bit at first, and every tag contains a register RC, which has length the same as the tag's ID length to store the conflict bit, then all the subsequent processing are based on the conflict bit. In this new algorithm, tag uses a binary pulse string to transfer data to the reader, compared with the traditional query tree‐based algorithms, which is based on the tag's ID; this new algorithm is more efficient and requires fewer read cycles for tag's identification. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

LRST：低冗余搜索树防碰撞算法

针对RFID标签防碰撞树型算法在识别过程中因询问命令过多、过长而产生大量冗余数据导致通信开销过大的问题,在后退式动态搜索树算法的基础上提出一种低冗余搜索树防碰撞算法（LRST）：为减少询问次数,提出了“一问两答”询问方式,即碰撞标签根据最高碰撞位比特分别在第一个时隙或第二个时隙响应;为减小询问命令的长度,用计数器替代标签中的前缀匹配电路,使算法不再需要前缀作为询问命令的标识参数;此外,提出的预测识别和标签屏蔽机制可节省不必要的询问。理论分析和仿真结果表明,通信开销大大降低。     

Adaptive frame on binary splitting for radio frequency identification anticollision

In many radio frequency identification applications, the reader must repeatedly identify the same staying tags. Existing anticollision protocols, adaptive binary splitting (ABS) and adaptive query tree, can rapidly identify the staying tags by remembering the order in which the tags were recognized in the previous identification process. This paper proposes a novel protocol called adaptive frame ABS (AFA), based on ABS. AFA utilizes the dynamic regulation approach that estimates the numbers of staying tags and newly‐arriving tags and optimally adjusts the numbers of slots allocated for them to reduce idle slots when many recognized tags leave and reduce collision slots when many newly‐arriving tags enter. Following the regulation process, multiple staying tags may share the same slot and cause a collision among them. Thus, an efficient ordering splitting is proposed to deterministically split the collided staying tags according to the order in which they were recognized. The analytical and simulation results show that AFA outperforms ABS in most of the considered environments. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

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.     

改进型动态时隙冲突跟踪树标签防碰撞算法

射频识别RFID(Radio Frequency Identification)系统内的读卡器在识别大数量标签时常因信号的碰撞而导致系统识别效率降低.动态时隙冲突跟踪树算法DSCTTA(Dynamic Slots Collision Tracking Tree Algorithm)采用动态时隙应答机制可减少前缀开销和迭代开销,但会产生大量空闲时隙.本文将DSCTTA和比特转换方式(BCM)相结合,得到改进型动态时隙冲突跟踪树标签防碰撞算法(IDSCTTA)以防止标签冲突,加快标签识别速度.理论分析及仿真结果表明,IDSCTTA不仅具有DSCTTA的全部优点,而且能够有效地减小识别时延和提高时隙效率,并且标签数目越大,算法性能越优越.