基于码分多址防碰撞的射频识别认证协议

该文针对射频识别(RFID)领域中的安全认证协议和多标签防碰撞算法两个研究热点,设计了一种基于码分多址防碰撞算法的RFID安全认证协议。协议支持密钥的动态更新并引入标志位机制选择备用密钥来抵御数据库同步攻击,同时结合码分多址技术,应用重传随机数进行扩频码的选择,实现一次重传解决多标签识别中因数据碰撞造成的标签不识别的问题。首先,描述协议的流程及防碰撞原理;其次,应用SVO逻辑对认证协议的正确性进行证明;最后,对应用该认证协议的系统吞吐效率进行数值分析,分析表明其吞吐效率高于传统防碰撞算法。     

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.     

宽带码分多址信号的戈尔德序列盲识别

针对非合作通信中宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Accesss WCDMA)信号的戈尔德(Gold)序列识别问题,提出了基于优选对m序列三阶相关峰的WCDMA信号Gold序列识别方法.根据m序列三阶相关特性,推导得到Gold序列的三阶相关特性;利用m序列的移位叠加性,采用二次延迟相乘方法消除信息码和正交可变扩频因子码对Gold序列识别的影响;最后,利用信号的三阶相关函数识别Gold序列.仿真结果表明:本文算法可以有效识别WCDMA信号的Gold序列,且信号长度越长、信噪比越高,算法的正确识别概率越高.     

无空闲时隙并行识别动态多叉查询树算法

针对无空闲时隙的动态多叉查询树RFID防碰撞算法在标签识别过程中吞吐量不稳定和识别效率低的问题,提出一种无空闲时隙并行识别动态多叉查询树算法。该算法利用同步正交码(WALSH)作为扩频码的码分多址技术,实现在单一时隙并行识别多个标签的功能;通过跟踪碰撞标签的碰撞位,预测标签分布,消除不存在的标签分支;使用后退查询方式减少数据传输位数,提高识别速度。理论分析和仿真结果表明该算法具有较少的总时隙数和较高的系统吞吐量。     

基于混沌扩频序列的RFID防碰撞算法分析

为了解决射频识别系统（RFID）中的多标签防碰撞问题,在分析了时隙A10HA算法的基础上提出了一种基于混沌序列扩频的时隙ALOHA算法,该算法的标签ID序列通过混沌扩频序列Chebyshev序列扩频而获得扩频信号,阅读器通过接收扩频信号并对其解扩得到标签ID序列．通过建立数学模型对算法进行了分析,仿真实验结果表明扩频ALOHA算法可显著提高系统吞吐量,并且当负载G接近于N时,系统吞吐量Sc接近于最大值．     

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。     

一种新颖的融合安全机制的RFID防碰撞协议研究

将反碰撞和安全两种技术相融合是RFID研究领域未来发展的新趋势,本文通过码分多址技术的多址通信能力来解决RFID系统的碰撞问题,并充分利用其安全性、保密性和抗干扰能力强的优点,结合认证密钥和循环冗余检验码CRC、不可逆哈希函数,提出了种适用于低端RFID系统的融合安全机制的反碰撞算法。通过对扩频码矩阵规模、碰撞次数、认证花费时间、总通讯量等性能指标仿真测试表明:扩频码组的规模有一个性能最优值,该值随着区域内标签越多,其值越大。研究表明该算法具有良好的安全性,可以抵抗包括重传、跟踪、篡改及系统内部攻击等多种攻击手段。     

跳频CDMA的RFID防碰撞算法研究

分析了当前RFID系统的防碰撞算法,研究防碰撞机制和相关的算法,结合跳频技术与CDMA提出基于跳频CDMA的RFID防碰撞算法。算法以不同的相互正交的码序列区分标签,在同一个时隙中标签通过跳频来防止碰撞的产生。通过一个2.4GHz有源RFID系统来实现和验证算法。实验表明,跳频CDMA算法能有效防止标签碰撞的产生,在时延方面优于二进制树形搜索算法。     

CDMA系统中扩频序列相关性的研究

扩频序列设计和选择是码分多址(CDMA)扩频通信的关键技术之一,扩频码序列的设计就是构造不同结构的具有良好相关性的伪随机序列来满足CDMA系统的要求.目前研究最深入的和使用最多的是m序列和Gold序列,另外国内一些学者还提出了真正正交的序列.文中对扩频序列的相关性和特点进行了分析,并给出了各序列的生成方法.     

CDMA通信编码研究

扩频序列设计和选择是码分多址(CDMA)数字蜂窝移动通信的关键技术之一。扩频码序列的设计就是构造不同结构的具有良好特性的伪随机序列来满足CDMA系统的要求。目前研究最深入的和使用最多的是m序列和Gold序列及Walsh序列。文中从理论上和工程实用角度对扩频序列(m序列、Gold序列及Walsh序列等)的性能和特点进行了分析,同时给出了m序列、Gold序列及Walsh序列等的形成方法。     

短码、周期长码直扩信号伪码序列盲估计

针对短码、周期长码直扩信号在不同的时延下伪码序列估计问题,提出了一种基于奇异值分解的盲解扩算法.在已知信息码元速率和伪码周期条件的前提下,算法首先把接收到的直扩信号按照一定长度进行分段构成相关矩阵并对此矩阵进行奇异值分解得出信号子空间,然后根据信号子空间和伪码序列的模糊关系,利用求解的模糊酉矩阵和特定约束条件(如m序列)去其模糊性,最终估计出伪码序列.仿真结果表明,该算法不仅解决了在不同的时延下估计伪码序列带来的问题,而且具有稳定性高、在低信噪比条件下有良好的估计性能等优点.     

基于FFT的DSSS序列偶捕获

在直接序列扩频通信中,接收端采用PN码进行解扩,所以PN码的选取十分重要,而序列偶就是一种PN码,可以用于猝发式直扩系统扩频解扩。采用基于FFT的伪码捕获技术,使用Matlab仿真实现DSSS系统中序列偶同步;通过对比序列偶与GOLD码和m序列,得到序列偶自相关性能优于GOLD码,当系统处于较大正弦波干扰时,它的误码率性能优于其他的PN码。高扩频比优于低扩频比,当信噪比大于8dB时,误码率低于10^-3以下,扩频增益越大,误码率越低。     

一种适合多载波码分多址系统的扩频序列

多载波码分多址（MC-CDMA）技术结合了正交频分复用（OFDM）技术和码分多址（CDMA）技术的优点,具有数据传输速率高、频谱利用率高、抗干扰能力强和系统容量大的优点,是现阶段备受瞩目的一种无线通信方式。由于该通信系统中的码分多址技术结合了多载波调制技术,所以要求该系统中使用的扩频序列在兼具良好的自相关、互相关特性的同时,还要有较低的峰均比,这对扩频序列的设计提出了较高的要求。为了满足上述要求,设计了一种以Golay码为基础码,以m序列对Golay码进行加扰的扩频序列,该扩频序列具有良好的自相关、互相关特性,且峰均比较低。通过对比仿真验证,证明了本文中设计的扩频序列具有良好的特性,适用于MC-CDMA系统。     

多径环境下异步长码直接序列码分多址信号伪码序列及信息序列盲估计

针对低信噪比 (SNR)下存在多径效应的传统单通道异步长码直接序列码分多址(DS-CDMA)信号伪码序列(PN)及信息序列难估计问题,该文提出一种基于平行因子的多通道盲估计方法。该方法先将接收到的多径信号建模为多通道模型,然后将长码DS-CDMA信号建模成短码DS-CDMA信号的缺失数据模型,形成观测缺失数据矩阵,并将其等效为缺失平行因子模型,最后利用正则交替最小二乘法(ALS)对缺失平行因子进行低秩分解,实现多径环境下长码DS-CDMA信号各用户伪码序列及信息序列的盲估计。仿真结果表明,序列的估计性能与多径环境密切相关,且在莱斯因子为10,多径路数为3,通道数为4,用户数为6,信噪比大于–10 dB的条件下,伪码序列及信息序列的估计错误率均低于1%。     

TDDM-BOC信号组合码序列及信息序列盲估计

该文针对低信噪比下TDDM-BOC(Time Division Data Modulation-Binary Offset Carrier)信号的组合码序列(将伪码序列和副载波序列看成一个整体序列)及信息序列盲估计问题,提出一种改进的基于奇异值分解的方法。该方法首先利用双信息符号周期、间隔一信息符号周期的时间窗对接受信号进行分段,并构成观测矩阵。然后对观测矩阵进行奇异值分解,通过左奇异向量实现组合码序列的盲估计。同时,通过右奇异向量实现信息序列的盲估计。仿真分析表明,该方法能够在较低的信噪比下达到精确估计的目的。这对于从事卫星导航接收机设计具有一定的参考价值。     

基于改进EASI算法的DS-CDMA信息码与伪码盲估计

针对直扩序列码分多址(DS-CDMA)系统多用户检测的问题,提出了一种基于性能指标(PI)变步长EASI算法信息码与伪码盲估计的算法.该算法在比较盲源分离(BSS)和DS-CDMA系统模型的基础上,用自适应的方法估计混合矩阵进而估计出伪码,并利用分离矩阵分离观测信号从而估计出信息码.另外,该算法利用PI值来调整步长,使算法收敛速度和稳定性能达到一个理想平衡点.实验结果显示,该算法具有很好的抗多址干扰(MAI)的能力,伪码和信息码的误码率分别在-10 dB和0 dB时达到10-2以下;对不同用户数,5dB时所有扩频码被完全正确检测的概率几乎都在80％以上.     

Estimation of Physical Layer Scrambling Code Sequence of DVB‐S2

In this letter, the problem of estimating the physical layer (PL) scrambling code sequence of DVB‐S2 is studied. We present the first ever scheme to estimate the scrambling sequence. The scheme is based on hypothesis testing. By analyzing the PL scrambling process, we construct a new sequence equivalent to the scrambling sequence. We then use hypothesis testing to estimate the new sequence. The threshold for the hypothesis testing is also discussed. The experiment results show that the performance of our estimation scheme can work even under high BER.     

一种直扩系统中伪码的二维捕获方法

针对直接序列扩频（DSSS）通信系统中,在低信噪比环境下,由于多普勒频移或振荡器不稳定存在频差的伪随机序列（伪码）捕获问题,提出了一种捕获方法。该方法利用并行频率搜索的方法对频差进行补偿,基于快速傅里叶变换（FFT）进行伪码相位搜索,利用非相干累加来解决低信噪比问题。对原理进行了分析,对方法进行了蒙特卡罗仿真,结果表明,在信噪比达-30dB条件下,该方法有较高的检测概率。     

面向工业物联网的IEEE 802.11ah协议RAW在线式重分组方法

针对标准RAW机制无法适应网络环境变化做出调整,且分组依赖连续的AID问题,提出一种基于伪随机序列的RAW重分组方法。AP在关联阶段为节点分配一个伪随机序列作为地址码,在分组阶段采用分组复合码携带分组信息。该方法实现了非连续AID节点在线式重分组,减小了重分组的时间开销。为使RAW合理分配资源,解决组间负载不平衡问题,提出了基于期望信道时间的RAW重分组方法,以信道利用率为分组依据,优化了节点RAW组、RAW持续时间和RAW分组数。NS3仿真结果表明,所提方法显著提高了IEEE802.11ah协议的网络性能。     

Direct sequence code acquisition in multiplicative and non-Gaussian noises

A new detector for direct sequence spread spectrum code acquisition in multiplicative and non-Gaussian noises is proposed in this article. Modelling the acquisition problem as a hypothesis-testing problem, a detector is derived for multiplicative and non-Gaussian noises, based on the locally optimum detection technique. Numerical results show that the proposed detector can offer substantial performance improvement over the conventional schemes in multiplicative and non-Gaussian noises.