RFID系统中阅读器的碰撞问题的研究

本文主要介绍了阅读器碰撞问题：在时间上分配频率到射频识别（RFID）标签阅读器，以使它们彼此之间的干扰最小化。在RFID系统中，一个阅读器可能与其它阅读器的工作相干扰。阅读器之间的干扰主要有两种：频率干扰和标签干扰。所有由RFID阅读器的工作所引起的阅读器干扰都称作阅读器碰撞，这些碰撞必须避免，以保证阅读器与所有标签正确、适时地通信。此外，本文还定义了阅读器碰撞问题，并且给出了有关此问题的一些图形着色公式。     

分区域解决RFID系统中的碰撞问题

对RFID系统中的标签碰撞和阅读器碰撞进行了综合考虑,把区域的最小全覆盖理论应用到RFID系统中来,在系统无盲区的情况下,尽量使用最少的阅读器;提出一种分区的思想,分区解决RFID系统中的标签碰撞和阅读器碰撞问题.     

基于CSMA-CA机制的P-GFSA防碰撞算法设计

RFID系统由标签和阅读器组成,往往标签的数量远远大于阅读器,这样就容易产生标签碰撞问题。因此,标签防碰撞算法的性能直接决定了RFID系统中阅读器识别标签的能力和采集数据的速度。在分析了传统防碰撞算法的基础上,本文提出一种基于CSMA-CA机制的预分组GFSA防碰撞算法,并在有源RFID系统上实现。经过测试,该算法适合有源RFID系统,在大量标签处于动态的环境下,性能好于传统算法。     

一种单阅读器移动RFID系统性能评估方法

中小型区域RFID标签的识别通常采用阅读器网路实现,因为只有多阅读器才能静态实现阅读器对所有待识别标签的全覆盖。但这种方法面临阅读器使用成本高,阅读器间碰撞,标签识别率低等问题。为改善上述问题,提出一种运用于中小型区域的单阅读器移动RFID系统性能评估方法,该方法以标签丢失率和全识别圈数作为性能指标,在单阅读器移动RFID系统中对已有的静态防碰撞算法的性能进行评估。实验通过判断当前时隙类型确定阅读器是否成功识别标签,每消耗1个时隙阅读器位置调整一次使得信号区及其区内标签重新确定,直至阅读器结束标签识别任务。仿真结果表明该方法能很好地对各种已有标签算法在中小型区域的RFID标签识别环境中的性能进行有效评估,同时提高RFID系统效率。     

基于图论的射频识别阅读器防碰撞算法

射频识别（RFID）系统的运行往往需要多个阅读器,以保证覆盖整个目标区域。在密集的阅读器的环境中,由于阅读器之间存在相互干扰,会影响整个RFID系统的工作效率,降低识别效率。针对上述问题,提出一种新的基于图论的阅读器防碰撞算法。首先把阅读器网络看成简单图,以时隙对阅读器分组,同时隙阅读器为一组,相邻阅读器分配不同的时隙,以解决阅读器因读取范围交叉重叠而引起的干扰;同时考虑组内阅读器的频率干扰问题,同样以频率对组内阅读器再分组,同频率阅读器为一组,相邻阅读器分配不同频率,以解决因干扰范围过大而引起的频率碰撞问题;然后根据分组信息,中央服务器通过配置命令将时隙和频率资源调度分配给每个阅读器;最后通过时序命令控制每组阅读器的工作顺序。仿真结果显示,相比邻近友好型防碰撞（NFRA）算法,该算法平均工作效率提升了6.5个百分点;阅读器数量为1000时系统工作效率提升了9.5个百分点。新算法能优化给定时间内工作阅读器的数量,减少闲置等待的阅读器数量。     

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。     

一种改进的二进制防碰撞算法

主要针对RFID系统中标签的碰撞问题,在返回式二进制防碰撞算法的基础上提出一种改进算法。该改进算法规定当标签发生碰撞时,将被识别标签UID从最高碰撞位开始的k bit UID值,通过计算重新生成2kbit数据返回给阅读器。该数据包含了原标签的k bit UID的值的信息,使得碰撞后阅读器依然能正确识别出该值,减少了命令搜索次数。最后通过仿真与其它改进的二进制树算法做了对比,证明该算法在阅读器寻呼命令和搜寻时间上的高效性。     

基于多处碰撞位探测的标签防碰撞算法研究

在无线射频识别系统（RFID）中,当阅读器向范围内的标签发送命令以后,标签向阅读器发送反馈信号,当有两个或者两个以上的标签做出了相同的反馈信息,就会产生标签碰撞。解决碰撞问题提高标签识别效率对RFID的应用具有重要意义。针对目前一些已有算法存在查询次数过多且吞吐率不高的问题,该文提出一种基于多处碰撞位探测的标签防碰撞算法(Multiple Collision Bits Detection, MCBD)。该算法通过阅读器发送的探测命令,获取标签发生碰撞位的比特值,再结合查询命令直接识别出标签。仿真实验结果显示MCBD算法降低了识别标签所需的查询次数,提高了吞吐率。该文算法的创新在于可以对单独或者连续的碰撞位都一并处理,充分利用标签的ID信息,对RFID标签识别的研究具有一定意义。     

多种耦合方式的RFID阅读器的设计与比较

耦合方式不同决定了RFID阅读器与标签之间能量和信息的传输方式、传输频率和传输距离的差异。当前,阅读器与标签之间的耦合主要分为3种:密耦合、电感耦合和电磁反向散射耦合。本文主要对这3种耦合方式的原理进行阐述,同时,在其原理的基础上设计出电感耦合和电磁反向散射耦合阅读器模型,并比较其优劣性。     

一种改进的二进制查询树RFID标签防碰撞算法

在射频识别（RFID）系统中,存在阅读器与多个标签同时通信的碰撞问题,标签防碰撞技术是解决标签碰撞问题、提高标签识别效率的关键技术。在阐述传统二进制查询树算法（QT）的基础上提出了一种改进的查询树标签防碰撞算法-动态二进制查询树算法（DQT）。该算法通过曼彻斯特编码,识别出碰撞位,从而动态改变查询前缀,使阅读器的查询次数与标签的通信量大大减少,提高了标签的识别效率。仿真实验表明,DQT算法在大量标签识别场合下比QT算法更具有效性和稳定性。     

基于转换码的双时隙RFID防碰撞算法

针对无线射频识别(RFID)系统中的标签碰撞问题,提出一种基于转换码的双时隙防碰撞算法BSCC。根据标签附加码的信息,标签在不同的时隙响应阅读器。同时该方法通过编码器编码用转换码表示标签识别码,使阅读器更容易读取碰撞信息,对标签进行准确识别。通过数学分析,准确地描述了BSCC算法识别标签所需的时隙数。仿真结果表明,BSCC算法消除了阅读器识别的空闲时隙,减少系统通信量,提高了标签的识别效率。     

多维编码逐维识别RFID防碰撞算法

提出了多维编码逐维识别(Multi-dimension code and gradual-dimension identification,MDC-GDI)防碰撞算法,多维编码在每维中有且只有1个1.发生碰撞时,由于多维编码的特点,系统自动识别每维的碰撞数据,并逐个呼叫碰撞编码,完成对阅读器内所有标签的呼叫.分析算法表明,该算法在阅读器范围内标签较多时,在呼叫次数和呼叫所传输数据量方面具有较大的改善.随着标签碰撞的增多,呼叫每个标签的平均次数趋近4/3,呼叫所传输的数据趋近8位,因此更适用于无线射频识别(Radio frequency identification,RFID)防碰撞协议.     

一种基于二进制码调制的射频识别防碰撞算法

针对射频识别( RFID)标签防碰撞算法识别效率低的问题,提出一种基于二进制码调制的RFID标签防碰撞算法BCMA。对传统多叉树防碰撞算法进行改进,活动标签采用位编码技术把标签ID在多叉数中的位置信息调制到一个2m位的二进制数主控继电器(MCR)上,并把MCR回送给阅读器;阅读器采用位跟踪技术,定位MCR碰撞发生的数位,从而解调出活动标签的分组信息。阅读器对待识别标签的分组是确定性的,进而避免空闲时隙的产生,提高系统识别效率。仿真结果表明,与常见的八叉树算法相比,BCMA算法使系统吞吐率提高168%。     

基于能量和距离分簇的主动式RFID防碰撞算法

为解决主动式RFID系统的吞吐量低和识别速度慢等问题,提出一种基于能量和距离分簇(energy and distance clustering,EDC)的主动式RFID防碰撞机制。利用阅读器接收的主动式标签的传输功率大小,将标签依照其与阅读器的距离分为几个簇群,融合现有的主动式防碰撞算法逐一识别每个簇群内的标签。结合EDC机制和纯ALOHA、时隙ALOHA和非坚持CSMA这3种防碰撞算法进行仿真验证。仿真结果表明,该机制的防碰撞算法在吞吐量和平均传输时延方面都明显优于原算法,有效地提高了主动式RFID系统的识别能力。     

RFID随机竞争类防碰撞技术研究

标签碰撞一直是影响RFID系统工作性能的重要因素之一,解决标签碰撞问题,可以提高阅读器的识别效率,信道的利用率。该文对基于ALOHA算法的随机竞争类防碰撞技术进行分析和研究,并对各类技术的特点作出总结。     

改进的分层式类二进制防碰撞算法

主要针对RFID系统中标签的碰撞问题,提出了一种分层式的二进制防碰撞算法,改进的算法通过一个生产随机数的寄存器对待识别的标签进行分层,并以随机数作为阅读器寻呼的索引,从而减少了阅读器的寻呼次数,然后将改进的算法与动态二进制数算法和跳跃式类二进制树算法对搜寻时间通过仿真做了对比。证明了改进算法的高效性。     

基于后退式索引的二进制树形搜索反碰撞算法及其实现

标签冲突是射频识别(RFID)技术的常见问题。解决此问题的反碰撞算法有ALOHA算法,二进制树形算法。这些算法同时对大量标签操作时,效率较低。该算法分析碰撞时的特点,提出:①碰撞发生时,根据碰撞的最高位,跳跃式向前搜索;②无碰撞时,采取后退策略。能够快速地识别所有标签。最终:识别N个标签,阅读器共需要问询2N-1次,平均问询次数2次。并用数学归纳法给予证明。最后,根据线索树的遍历思想给出软件实现。     

RFID传感网络中密集阅读器防碰撞算法的研究

为了解决RFID传感网络中阅读器与阅读器之间的信号的碰撞问题提出了防碰撞的概率功率控制算法。该算法利用各阅读器的发射功率在同一时隙服从不同的概率分布,从而来减少相互之间的干扰,获得最大的阅读范围。功率的概率分布采用β分布。仿真结果表明,概率功率控制算法能有效地防止阅读器信息碰撞,提高阅读器的读写范围。     

改进的二进制搜索防碰撞算法

针对射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)系统中多个标签同时与阅读器交互所产出的碰撞以及二进制搜索算法中出现的信息冗余和搜索效率低的问题,提出了一种改进二进制搜索防碰撞算法。该算法动态地调整阅读器发送的指令,利用标签冲突位构建识别树,从而大幅降低了阅读器与标签的交互次数及传输的数据量,有效地提高了标签识别的效率。通过MATLAB对系统的吞吐率、搜索次数以及阅读器发送的信息量进行仿真,仿真结果表明该算法与已有的二进制搜索算法相比,具有一定优势。     

基于二进制的RFID改进防碰撞算法

防碰撞算法是构成RFID系统的关键技术。在对现有算法分析基础上,论文提出一种改进的基于二进制搜索防碰撞算法,将功率自适应技术和二进制搜索算法相结合,先通过按一定的参数自动调节功率来控制阅读器通信范围,限制进入阅读器识别范围响应标签的数量,再对标签进行识别,从而降低了冲突发生的可能性,提高了标签的识别效率。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。