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%.     

改进动态帧时隙ALOHA算法

ALOHA型算法是一种防碰撞算法,适用于标签数目较少的情况。当标签数目逐渐增大时,通常需要指数倍增长的时隙数才能识别出这些标签。文中提出了一种改进的动态帧时隙ALOHA算法,它首先估计未被识别的标签数,然后调整相应帧长,从而获得最佳系统效率。仿真结果显示,当标签数为500时,文中所提出算法较传统算法的系统时延减少为原来的1／2。     

频率漂移的RFID冲突标签的物理层恢复

在无线射频识别（RFID）系统中,物理层上恢复冲突标签可有效提高系统识别效率.然而在超高频（UHF） RFID系统中,频率漂移是一普遍现象,它对物理层的冲突标签恢复有一定的影响.本文针对频率漂移的标签冲突恢复问题,采用径向基函数（RBF）网络分离算法对冲突信号分离,并利用FM0电平边沿跳变的原理实现解码,以此实现冲突标签信号恢复.实验结果表明,当发生频率漂移时,本文的方法在误码率和分离效率上均优于传统算法.     

改进型RFID自适应标签识别算法

基于碰撞识别算法系列,提出改进型自适应标签识别算法(Improved Adaptive Collision Tree Algorithm,IACT).算法通过优化查询前缀,消除了自适应碰撞标签识别算法在四叉树搜索产生的空时隙查询,从而减少了算法的时间复杂度,提高识别效率.通过理论推导和计算机仿真可知,该算法比自适应标签识别算法(Adaptive Collision Tree Algorithm,ACT)有着明显的优化.     

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。     

多阅读器协作的RFID标签树形防碰撞算法

在物联网复杂的应用环境中,射频识别技术中的标签碰撞问题作为造成其系统标签识别时间长,通信量大等问题的主要原因,已成为近年来本领域的核心研究热点之一.针对以上问题,本文提出一种多阅读器协作的树形防碰撞算法：在第一阶段,根据位追踪技术能够识别标签碰撞位的特点,阅读器通过判别待识别标签中的碰撞位,从待广播节点中删除已验证的无效节点;在第二阶段的循环广播中,阅读器间通过共享每次的广播的前缀与当次广播结果对自身的树形结构进行不断优化,优化策略是为每一个阅读器分配一个待广播节点队列,通过共享的信息计算待广播节点中含有标签的概率,依据其概率调整队列中待广播节点的优先级,并不断地删除无需广播的节点.在下一轮广播中阅读器选取含有标签概率最大的节点进行广播.仿真实验结果表明：提出的算法的平均标签识别效率达到59.9%,并且在总时隙数量方面有一定优势.     

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.     

可并行识别的分组动态帧时隙ALOHA标签防碰撞算法

该文针对现有动态帧时隙ALOHA标签防碰撞算法的系统吞吐率低、算法效率低等问题,提出一种可并行识别的分组动态帧时隙ALOHA(PIGDFSA)标签防碰撞算法。该文以实验为基础,探索了待识别标签数、标签分组数、帧长对系统吞吐率与标签碰撞率的影响,研究了提升系统吞吐率与降低标签碰撞率的策略与方法。结合射频识别(RFID)的多天线系统,引入FastICA技术,从而实现碰撞时隙重新定义,并以此为基础,利用未识别标签数目自适应确定分组数与帧长。仿真结果表明:PIGDFSA算法在标签数达到2000时,算法吞吐率仍能稳定在92%以上,与FSA-256, GDFSA, BSDBG等算法相比具有更高的算法吞吐率,更少的空隙时隙,更高的算法效率。     

一种改进的RFID防碰撞算法

在RFID系统中,当多个标签同时处在阅读器的读写范围内时,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,使得从标签返吲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.详细论述了射频识别技术中的关键问题:防碰撞技术,提出了一种基于二进制防碰撞算法的改进树形算法.在介绍Manchester编码原理的基础上,对该改进算法的命令、原理进行了较为系统的论述,经验证该算法提高了阅读器辨认标签的速度,辨认准确性也大大提高,在电子标签数量较大的情况下比传统的二进制及动态二进制防碰撞算法优势更加明显.     

物联网中标签持续到达的RFID防碰撞算法思路构建

针对目前无线射频识别标签防碰撞算法中存在的识别效率在标签持续到达时的下降问题,本文提供了在给出标签到达与识别过程模型的前提下、支持标签持续到达的防碰撞算法的思路。本思路使用标签到达与识别的过程模型,所构造出来的算法能够对阅读器识别区域内的标签数量进行准确的估算。同时该算法使用排队论,对标签到达率的最大值进行了研究,确保了算法运行的稳定。     

A new anti‐collision protocol based on information of collided tags in RFID systems

Radio frequency identification (RFID) technology has recently become an integral part of a wide range of applications. One of the challenges in RFID systems is the tag anti‐collision issue, for which several anti‐collision tag identification protocols have been proposed. This paper proposes a novel slotted ALOHA‐based RFID tag anti‐collision algorithm which can be employed for tag identification. The main idea of this algorithm is to use the information available in collision slots, called collided data, to identify tags uniquely. For this purpose, the collision slots that include only two tags are selected. Then, the non‐conflict bits in these slots are used to possibly identifying the tags. Because in the proposed algorithm readers use both single slots and also the collision slots for tag identification, the performance is increased significantly compared with other protocols. Results of the study indicate that in the proposed algorithm, the optimal frame size for an individual tag number is equal to the half of tags number and the efficiency of the proposed protocol is improved to about 73%. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种时间高效的易于实现的多标签射频识别技术

多标签碰撞问题严重影响射频识别RFID系统的识别效率.在研究子帧观测机制的基础上,针对常规动态帧时隙Aloha多标签防碰撞算法存在的复杂度高、时间效率低等问题,提出了一种基于子帧的动态帧时隙Aloha算法,其在识别过程中采取设定的子帧观测,运用空闲与碰撞时隙数的关系估计剩余标签数,再依据预估的结果优化设置新的帧长,显著提升了大容量多标签RFID系统的识别效率.该算法的运算复杂度低、计算量小,易于在常规RFID读写器中实现,工程应用前景广阔.仿真结果表明：同传统的Aloha类防碰撞算法相比,提出的算法具有复杂度低、稳定好、识别效率高等优势.     

基于模运算标签分类的RFID标签防碰撞识别方法

为了解决射频识别(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,提出一种基于模运算标签分类的RFID标签防碰撞识别方法。引入一种检测信息碰撞的时隙选择信息,对标签所选取时隙的碰撞情况进行分析并估计标签数量;然后对标签EPC编码进行逐级的取模运算,将同余的标签归为一组。各个标签经过K次取模运算后,分为2k组,每组只有发生少量碰撞位的标签。再将标签按照分组对应的时隙发送,碰撞标签采用二叉树后退式算法处理。本方法极大的提高了标签的识别效率,适用于射频识别系统中阅读器对于大量电子标签的快速识别。     

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.     

Gen2‐Based Tag Anti‐collision Algorithms Using Chebyshev's Inequality and Adjustable Frame Size

Arbitration of tag collision is a significant issue for fast tag identification in RFID systems. A good tag anti‐collision algorithm can reduce collisions and increase the efficiency of tag identification. EPCglobal Generation‐2 (Gen2) for passive RFID systems uses probabilistic slotted ALOHA with a Q algorithm, which is a kind of dynamic framed slotted ALOHA (DFSA), as the tag anti‐collision algorithm. In this paper, we analyze the performance of the Q algorithm used in Gen2, and analyze the methods for estimating the number of slots and tags for DFSA. To increase the efficiency of tag identification, we propose new tag anti‐collision algorithms, namely, Chebyshev's inequality, fixed adjustable framed Q, adaptive adjustable framed Q, and hybrid Q. The simulation results show that all the proposed algorithms outperform the conventional Q algorithm used in Gen2. Of all the proposed algorithms, AAFQ provides the best performance in terms of identification time and collision ratio and maximizes throughput and system efficiency. However, there is a tradeoff of complexity and performance between the CHI and AAFQ algorithms.     

一种改进的RFID多标签防碰撞算法

在射频识别系统中,需要一种防碰撞算法使阅读器在可读范围内快速地识别出所有标签。提出了一种改进的ID预测算法以解决标签碰撞问题。该算法的最大特点是：阅读器向标签发出一次询问命令,有可能同时识别多个标签。此算法能有效地减少阅读器发送询问指令的次数,从而缩短识别出所有标签的时间。     

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.