An Adaptive Memoryless Protocol for RFID Tag Collision Arbitration

A radio frequency identification (RFID) reader recognizes objects through wireless communications with RFID tags. Tag collision arbitration for passive tags is a significant issue for fast tag identification due to communication over a shared wireless channel. This paper presents an adaptive memoryless protocol, which is an improvement on the query tree protocol. Memoryless means that tags need not have additional memory except ID for identification. To reduce collisions and identify tags promptly, we use information obtained from the last process of tag identification at a reader. Our performance evaluation shows that the adaptive memoryless protocol causes fewer collisions and takes shorter delay for recognizing all tags while preserving lower communication overhead than other tree based tag anticollision protocols.     

自适应帧Aloha的RFID标签防冲突协议

为减少重复识别标签的时间,在动态帧时隙Aloha的RFID标签防冲突协议的基础上提出了一种自适应的动态帧时隙Aloha(adaptive dynamic framed Aloha,ADFA)的防冲突协议.在ADFA协议中,阅读器每成功识别一个标签就自适应地给该标签分配一个时隙号,该时隙号规定了标签在一次识别过程中被阅读器识别的顺序,若当前识别过程中待识别的标签与上一次识别过程中的标签相比有较多的重复,ADFA协议就可以减少冲突和空时隙,从而减少标签识别时间.另外,为进一步减少ADFA协议识别标签的时间,还对其作了改进,在改进的ADFA协议中,提出了一种低复杂度标签估计和最优帧长方案.理论分析和仿真结果均表明,ADFA协议在重复识别标签时能够减少识别时间,改进ADFA协议的标签估计方法能够减少计算复杂度,而其最优帧长方案能使系统的吞吐量得到提高.     

多天线RFID系统标签碰撞问题研究

提出两种基于盲源分离方法的标签防碰撞算法,解决标签密集的多天线RFID系统中的标签碰撞问题。在一个确定的时隙内,当发射反向反馈信号的标签数目不超过阅读器天线的数目时,这些标签可以通过盲源分离算法被阅读器成功识别;否则,这些标签不能被阅读器识别。这些未被识别的标签再随机选择相同帧内其他的任意一个时隙,向阅读器发送返回信号,直到所有标签被成功识别出来。仿真结果表明,新算法能使得RFID系统获得更加高效的吞吐率,能比基于ALOHA的标签防碰撞算法具有更小的时耗,尤其是当标签数目较大时更加显著。     

基于帧时隙ALOHA的RFID标签集合检测协议框架

大规模RFID应用需要高效的检测协议对RFID标签集合进行管理,而现有的高效检测协议大都基于帧时隙ALOHA方法。为此在总结已有文献中对于标签集合检测协议的不同描述的基础上,提出了基于帧时隙ALOHA的RFID标签集合检测协议框架：分析了协议时间度量、丢失率估算、已识别标签处理和最优检测效率问题等协议框架中的基本问题,总结了迭代识别、短响应时隙和随机响应三种典型的优化方法。针对基本的帧时隙ALOHA检测协议,本文进一步利用上述三种方法进行优化,并通过仿真实验对其效率进行了分析对比。实验结果表明,综合利用三种优化方法的协议检测效率高于已知最高检测效率的IIPS-CM协议。     

RFID标签所有权转换模式及协议设计

针对射频识别标签所有权转换过程的安全隐私问题,提出一种“先授权后更新”的所有权转换模式,并设计相应的实现协议。在密钥协商后,把标签的全部相关信息安全地转交给新的所有者。在相互认证的基础上,安全更新标签秘密,使得原所有者无法再对标签进行查询。该方案保证所有权转换过程中新用户的隐私安全。     

Capture-aware Bayesian RFID Tag Estimate for Large-scale Identification

Dynamic framed slotted Aloha algorithm is one of popular passive radio frequency identification (RFID) tag anticollision algorithms. In the algorithm, a frame length requires dynamical adjustment to achieve higher identification efficiency. Generally, the adjustment of the frame length is not only related to the number of tags, but also to the occurrence probability of capture effect. Existing algorithms could estimate both the number of tags and the probability of capture effect. Under large-scale RFID tag identification, however, the number of tags would be much larger than an initial frame length. In this scenario, the existing algorithm's estimation errors would substantially increase. In this paper, we propose a novel algorithm called capture-aware Bayesian estimate, which adopts Bayesian rules to accurately estimate the number and the probability simultaneously. From numerical results, the proposed algorithm adapts well to the large-scale RFID tag identification. It has lower estimation errors than the existing algorithms. Further, the identification efficiency from the proposed estimate is also higher than the existing algorithms.      

一种新的RFID标签识别防冲突算法

在 RFID 网络通信中, 当多个标签同时回应阅读器的查询时, 如果没有相应的防冲突机制, 会导致标签到阅读器的通信冲突, 使得从标签返回的数据难以被阅读器正确识别. 防冲突算法是阅读器快速、正确获取标签数据的关键. 一种被称为基于栈的 ID-二进制树防冲突算法 (Stack-based ID-binary tree anti-collision algorithm, SIBT) 被提出, SIBT 算法的新颖性在于它将 n 个标签的 ID 号映射为一棵唯一对应的 ID-二进制树, 标签识别过程转化为在阅读器中创建ID-二进制树的过程. 为了提高多标签识别效率, 阅读器使用栈保存已经获取的ID-二进制树创建线索, 用计数器保存标签在该栈中的深度. 理论分析和仿真结果表明 SIBT 算法的性能优于其他基于树的防冲突算法.     

改进型MBI防碰撞算法研究

在深入研究多比特识别算法MBI（Multi-Bit Identification Protocol）的基础上,从概率的角度对MBI机制进行分析建模,完善了MBI的理论基础。并且针对MBI算法通信开销较大问题,提出一种改进型多比特识别算法IMBI（Improved Multi-Bit Identification Protocol）。该算法在不增加原算法时间复杂度的前提下,通过引入滑动窗及部分碰撞比特恢复机制,解决了MBI算法中常规时隙标签冗余响应以及反演时隙下空闲分组造成的时延浪费问题,提升了系统识别性能。仿真结果表明,文章建立的模型对MBI算法有良好的逼近性能。此外,所提出的IMBI算法在标签平均消耗和系统时延上性能有大幅提升,进而提升了系统处理海量标签信息的能力。     

可用于金属物体识别的RFID标签的研究

超高频射频信号在金属环境的干扰,一直困扰着超高频射频识别技术(UHF RFID)的推广和应用.本文研究电磁场相关理论,通过对金属环境下的RFID应用进行了一系列仿真,从而找到提高RFID在金属环境下性能的办法.并提出一种金属标签的设计方案.该方案在一定程度上提高了读取距离,并具有易于实现的优点.     

RFID标签所有权转移协议研究

无线射频识别技术(RFID)是适用于普适计算环境的技术之一,它的应用正在变得随处可见.RFID安全与隐私问题是这些应用的基本需求之一.由于RFID标签的资源限制,传统的安全元素不能很好地应用到RFID标签中.因此,设计轻量级的安全机制非常重要.应用中,贴有标签的物品经常发生所有权的转移.这就需要保护原所有者与新所有者的隐私.基于SQUASH方案,一种具有可证安全属性的消息认证码机制,提出了一种新的轻量级所有权转移协议.新协议比基于Hash的方案具有更高的效率.同时,它还具有很强的安全特性.新协议是第1个基于SQUASH的方案,优化了所有权转移协议,去掉了Hash方案中不需要的特性.最后,新协议完全满足所有权转移协议的要求,可有效保护原所有者与新所有者的前向与后向隐私.     

基于分组处理的RFID标签防碰撞算法

由于现有的确定性RFID标签防碰撞算法存在识别效率不高, 数据交换量大等问题, 提出了一种引入部分响应机制的分组式RFID标签防碰撞算法. 算法采用分组策略与部分响应相结合的方式, 读写器按一定次序依次识别每个分组内的标签, 减少了标签碰撞概率和标签识别数量; 对每个分组内的标签采取部分响应机制进行识别, 能有效减少数据通信量. 仿真结果表明, 该算法相比其他几种算法, 具有识别效率高、数据交换量小等优势.     

RFID标签位置感知技术综述

面向构建智慧城市和物理信息融合系统的实际需要,利用射频识别(RFID)技术对带有射频标签的物体或人员进行位置感知被视作是解决室内“最后一米”问题的关键。本文主要从参数提取和位置估计方法两方面对RFID标签位置感知关键技术的发展现状进行了总结,并探讨了诸如远距离通信、标签技术等与位置感知相关的各类技术及各类应用场景,在此基础上指出了RFID标签位置感知技术的未来发展趋势内容。     

RFID动态标签估计防碰撞算法

针对无线射频识别(RFID)过程中标签之间的碰撞问题,提出一种新的RFID防碰撞算法。利用二进制碰撞算法动态地估计一部分将要被识别的标签数,通过标签生成的随机数对其进行分组,并识别该部分标签。实验结果表明,该算法能有效减少冲突发生的概率,识别标签的效率为42.5%~42.8%。     

一种RFID标签所有权完全转移协议

针对射频识别（RFID）标签所有权不能完全转移及系统安全性问题,提出一种RFID标签所有权完全转移安全协议．该协议通过引入原所有者与新所有者间交易关系及身份比对保证标签所有权转移给合法身份的新所有者,利用密钥二次同步更新保证RFID标签所有权完全转移．为了确保标签和阅读器认证不被恶意干扰,采用双向认证保证RFID系统通信安全．形式化证明及分析结果表明,该协议满足标签所有权完全转移要求,可抵御多种攻击,实际应用价值高.     

一种RFID标签天线的设计

随着无线通信理论和关键技术的发展,RFID技术的应用越来越受到重视。简要介绍了RFID天线的应用背景和RFID标签的工作原理,指出了读写器的天线对RFID系统的重要性,着重分析了矩形贴片天线理论模型的辐射性能,提出了一款新型的RFID标签贴片天线,同时展望了RFID技术在未来广阔的应用前景。     

铁路车辆RFID标签的改进方案

本文对铁路车辆专用电子标签的工作原理进行了阐述,分析了在高速情况下影响标签读出效果的主要因素,并提出了相应的改进思路。     

UHF RFID标签的伪随机数发生器研究

分析了一个基于属性签名方案的安全缺陷,并改进了Li等人的基于属性签名方案,从而减少了签名计算代价和签名长度。在随机预言机模型下,利用CDH问题的困难性,证明了改进方案满足在适应性选择消息和断言下的不可伪造性。改进方案还满足签名者属性隐私安全。仿真实验结果表明,改进方案可以较好地应用于移动对等网络数据分发,以实现消息认证。     

一种新的轻量级RFID双向认证协议

RFID技术是一种广泛应用于各种物体识别和跟踪的自动识别技术,它适用于多个领域。然而,设计出一个安全的轻量级的RFID认证协议是一项具有挑战性的任务。最近Kulseng等人提出了一种轻量级RFID认证协议,该协议采用物理不可克隆技术和线性反馈移位寄存器来实现,非常适合轻量级操作。分析发现,该协议存在几个严重的安全问题。在分析上述协议的基础上,提出了一种新的轻量级RFID双向认证协议。分析表明,新协议在保持轻量级操作的同时,具有更好的安全性和保密性。     

用于资产管理的远程低功耗射频识别标签设计

针对资产管理应用中超高频段无线射频识别系统的远距离、低功耗需求,提出了一种基于隧道二极管的5.8 GHz新型RFID标签.该标签配备了一个高增益、低功率的反射放大器.利用量子隧道效应,反射放大器可以检测到非常低的射频信号.通过偏置隧道二极管来实现长通信距离和曼彻斯特编码.实验结果表明,所实现原型样机的增益大于40 dB...