一种基于图论的RFID防冲突建模与优化方法

针对RFID系统的超高频段、多读写器的静态拓扑结构,研究读写器冲突问题,并提出了一种图论的图着色算法与遗传算法相结合的防冲突干扰方法.该静态预定义算法对读写器冲突建立图论模型,将读写器时隙分配问题公式化为图论模型的K一顶点着色问题,优化遗传算法并用于求解图的K一顶点着色问题,以求得读写器网络所需的最小时隙数和最优的时隙分配方案.最后将该算法应用于实例.实验结果表明该方法具有可行性和实用性,并能够有效地防止读写器冲突干扰.     

图着色模型在停机位分配问题中的应用研究

停机位分配是地面机场系统运作的一个重要任务,关系到航空公司,机场和旅客三者的利益,文章以机场的角度提出停机位分配最优方案,为复杂的机场停机位分配建立初步简化模型。文章以图着色为核心算法,将航班抽象为图像中的顶点,将停机位抽象为不同的颜色,将航班之间的时间冲突抽象为图像中的连线。结合图论的其它相关知识建立停机位分配图着色模型,并结合贪婪算法,实现对机场停机位的初步处理。最后利用二部图对分配结果进行展示。     

基于混沌量子蜂群算法的认知无线电频谱分配

在图论着色模型的基础上,提出了一种基于混沌量子蜂群算法的认知无线电频谱分配方法.该算法基于人工蜂群理论,结合量子计算的高效性和混沌初始化的遍历性来实现频谱分配的优化问题.通过实验仿真比较了此算法与颜色敏感度图论算法、量子遗传算法、量子蜂群算法的性能,结果表明该算法具有更好的收敛性和网络效益.     

基于时隙的防冲突算法及其实现

在射频识别系统中,为了防止多个射频卡同时与读写器交换数据所引起的冲突,需采用一定的防冲突算法。基于时隙的算法可以用软件快速、有效地实现防冲突。介绍了该算法的基本原理,重点设计了在读写器端实现防冲突的方案.采用该方案的读写器目前已投入市场。它最多可同时识读16张射频卡,并能够根据不同应用动态调接总时隙个数,减少通信时间.     

基于图着色的事务调度算法的设计

将处理对象抽象转换为事务,对于事务的调度问题提出了基于图着色思想的算法.将事务以及之间的联系建立事务调度模型,同时等价地转化为图着色问题,通过对图中的顶点着色来实现具有冲突的事务的调度.与一般图着色处理方式不同的是,本算法思想采用了对节点进行着色的思想来实现事务调度.基于图着色的算法的设计与实现使多事务多冲突问题得到解决、并且最大程度满足事务执行所需各元素的特殊要求.     

一种有效的超高频RFID读写器防冲突技术

针对超高频RFID多读写器组网中存在的各种干扰问题,提出了一种多读写器网络规划和协调方法,并对该算法进行了理论分析.通过分析读写器冲突类型和目前的研究算法,采用现有LBT技术和ISO/IEC 18000-6C标准中针对多读写器环境下的防冲突方法,结合读写器发射功率可调方法,达到既保证读写器覆盖范围又解决读写器间干扰问题的目的.最后,在专用集成芯片AS3992和STM32微控制器组成的读写器硬件上进行实验测试.实验结果表明,该算法可在现有读写器硬件平台上应用,并兼容现有的标准,可以被广泛应用在工程上.     

基于图论的认知无线网络频谱动态分配

在认知无线电网络中,图论与量子遗传算法相结合的频谱分配策略能够提高频谱利用率,但存在早熟和收敛精度不够等缺点。为了解决该问题而实现算法的优化,对图着色理论的频谱分配模型进行数学建模,并针对该模型提出了改进的量子遗传算法。首先,通过使用小生境技术初始化种群,使种群分布更加广泛、算法的收敛度更高;其次,根据进化代数对量子旋转角进行实时动态调整,对染色体进行阈值变异,防止个体陷入早熟,跳出局部解;然后,对干扰约束条件进行重新设计,有效地避免盲目性,提高了网络的公平性和网络效益。仿真结果表明,所提算法有效地提高了频谱利用率,极大地增强了网络系统的性能。     

基于FPGA的图着色问题求解

图着色问题是在满足相邻顶点不能分配相同颜色且颜色数最少的约束条件下,将图的顶点划分为不相交的集合,且每个集合中的顶点分配相同的颜色。由于图着色问题属于NP-完全问题,求解图着色问题的算法复杂度会随顶点个数的增加呈指数级增长。当顶点个数非常大时,通用处理器求解图着色问题的性能将会显著下降。因此,该文基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现求解图着色算法的专用硬件加速器。首先依据FPGA模块化的设计思路提出并实现了基于回溯法的图着色问题求解的硬件架构;其次分析了FPGA内部消耗资源与图着色顶点数之间的关系;最后利用通用异步收发传输器协议实现了通用处理器与FPGA的通信。实验结果表明,相比于在通用处理器上利用软件实现图着色算法,基于FPGA所实现的图着色算法运行时间减少了一个数量级。除此之外,FPGA内部消耗资源数与顶点个数呈线性关系,且每次迭代时FPGA运算所消耗的时间与顶点个数无关。     

基于改进遗传算法的认知无线传感网动态频谱分配方案

将认知无线电中的动态频谱分配技术应用在无线传感网中,针对工作在ISM(industrial,scientific and medical)频段的无线传感网面临的频谱资源紧缺问题,提出一种基于改进自适应遗传算法的动态频谱分配方案.该算法以图论着色模型为基础,以最大带宽收益和最小切换频率为目标函数,在交叉和变异过程中采用自适应交叉概率和变异概率代替固定的交叉概率和变异概率.仿真结果表明,与传统遗传算法和颜色敏感图论着色算法相比,该算法可以实现提高频谱利用率、降低能量消耗的预期目标.     

认知网络中基于图论着色模型的频谱分配算法的分析

无线频谱资源的紧缺是无线通信发展的瓶颈,认知无线电技术被认为是解决无线频谱紧缺问题的一种新方法。本文首先介绍了认知无线电系统中频谱分配的图论着色模型,紧接着给出图论着色模型的数学描述,接下来对图论着色模型下的现有分配算法进行了总结,并算法对算法进行了比较。     

射频识别系统的防碰撞算法研究

电子标签防碰撞是RFID系统中一个关键问题.在射频识别系统中,当阅读器作用范围内有多个标签同时向阅读器发送数据时,会产生冲突,必须采用一种防碰撞算法解决这种冲突.在分析典型的二进制及动态二进制防碰撞算法基础上,采用了一种新的防碰撞算法.经实验证明,该算法能有效解决射频识别系统中多目标识别的防碰撞问题.     

基于间隔估计法的RFID防碰撞算法

多个应答器的碰撞问题是影响超高频射频识别(RFID)系统读取效率的一个关键问题。从EPC Class1 Generation2(C1G2)RFID系统帧长受约束特点出发,分析了帧时隙ALOHA防碰撞机制及其经典应答器估计方法的特点。提出了应答器间隔估计方法(IEM)以及基于该方法的EPC C1G2 RFID防碰撞算法,并给出了仿真结果。与现有基于经典应答器估计方法的射频识别系统防碰撞算法相比较,提出的防碰撞算法减少了识别时间,提高了系统的识别效率。     

基于图染色思想的RFID防冲突算法研究

针对射频识别技术(RFID)存在多个阅读器同时传输数据容易产生冲突的问题,提出了一种基于图染色理论的防止冲突的算法。该算法利用图的染色算法将可能存在冲突的阅读器染成不同的颜色,使得每种不相同的颜色不能同时获得相同的时隙,降低了多个阅读器同时传输数据产生冲突的可能性。分析表明:采用该算法明显地降低了阅读器之间的冲突率,同时得到最小的时隙数,提高了信道利用率,为RFID防冲突算法提供了一种新的解决方案,同时为基于TDMA的广播调度模式也提供了一种新的时隙分配方式。     

基于最优化原理的RFID系统中的ALOHA防碰撞算法研究

无线射频识别(RFID)系统中的多个标签同时应答时会引起数据碰撞现象,使阅读器能正确读取信息所使用算法称为防碰撞算法.本文研究了目前RFID系统中常用的防碰撞算法,包括时隙ALOHA(S-ALOHA),纯ALOHA(P-ALOHA)和帧ALOHA(F-ALOHA),同时基于最优化原理对ALOHA防碰撞算法进行了改进.仿真结果表明采用最优化原理改进的ALOHA算法相比较现有RFID系统中常用的ALOHA防碰撞算法有明显的优越性,使得系统获得最佳的传输时隙及数据包大小,得到高吞吐率,低错误率,从而提高系统的工作效率.     

基于CDMA技术的新型防碰撞算法

标签碰撞是射频识别（RFID）技术的常见问题,该问题影响了RFID系统通信过程中数据传输的完整性.在分析已有防碰撞方法的基础上,根据帧时隙分组ALOHA算法,结合码分多址技术,提出了新型的标签防碰撞算法.该算法能够有效减小标签之间的碰撞概率,缩短读写器操作时间,提高吞吐率,很适合应用于具有较大数量标签的RFID系统中.     

Multi-branch query tree protocol for solving RFID tag collision problem

The technology of anti-collision is a key point in radio frequency identification （RFID） system. To avoid data collision, there are two approaches： ALOHA based algorithm and binary tree （BT） based algorithm. However, these cannot solve the collision problem completely, especially when the tag quantity is big and the tag ID is long. In this article, we present a multi-branch query tree （MBQT） protocol based on balanced incomplete block design （BIBD） code, and use 16-bit vectors derived from the BIBD as query prefix symbols of RFID reader. Compared with the conventional anti-collision algorithm, the theoretic analysis and simulation show that the proposed protocol improves the identification efficiency.     

基于连续时隙预测的帧时隙Aloha防碰撞算法

在射频识别（Radio Frequency Identification,RFID）系统中,针对EPC C1G2协议的Q算法中Q值调整的不灵活性及对空闲时隙和碰撞时隙处理上的缺点,提出了一种基于连续时隙预测的帧时隙Aloha防碰撞算法.通过马尔可夫时隙状态模型,分析不同连续时隙状态下帧长与标签数的关系,提出连续时隙预测机制和自适应散列方案.有效地减少了无效时隙的出现,实现了读取阶段的时隙多数为成功时隙.仿真结果表明,本文提出的算法能够灵活地调整帧长,有效提高吞吐率,降低传输延时和开销,为物联网（Internet of Things,IoT）的海量数据信息完整性问题提供了合理的解决方案.     

RFID Transponder Collision Control Algorithm

Transponder collision problem can be significant when a large number of RFID (radio frequency identification) transponders exist in field. Most existing anti-collision algorithms can solve this problem. However, problem arises when all or part of these transponders are having identical UID (unique identification). This paper proposes a new transponder collision control algorithm to overcome overlapping that occurs among transponders with identical UID in RFID large scale deployment (e.g., in a large warehouse), so that the RFID reader can successfully identify the quantity of transponders for each particular UID with high identification accuracy. The proposed anti-collision algorithm adopts a modified version of frequency domain method by adding stochastic delays in time domain. The obtained results show that the proposed method can achieve optimum frequency bandwidth utilization and at the same time poses high identification accuracy (almost 100%) with low identification delay.     

超高频RFID系统中一种可行的时间最优防碰撞算法

动态帧时隙ALOHA(DFSA)算法是一种应用广泛的防碰撞技术,主要用于解决超高频(UHF)射频识别系统(RFID)中的标签碰撞问题.在DFSA算法中,读写器需要准确估计剩余标签数并设定一个新的帧长度来识别这些标签.因此,碰撞检测(CD)和标签剩余数估计在DFSA中起着关键性的作用.现有的碰撞检测方法并不能足够有效的用于检测碰撞并导致识别性能的下降.为了减少计算量和提高识别性能,本文提出了一种有效的防碰撞算法,该算法结合了碰撞检测和待识别标签数估计方法,使得性能更加高效.理论分析和仿真结果表明,该算法的性能要优于现有的同类算法,这非常有助于设计一种快速而高效的读写器.     

RFID高频读写器防碰撞算法研究

基于对RFID(无线射频识别,Radio Frequency Identification)高频读写器防碰撞性能提高的目的,介绍了二进制搜索算法原理,并基于二进制搜索算法详尽研究了一种符合ISO/IEC 14443A规范的比特帧防碰撞算法,比特帧防碰撞算法能有效的实现高频读写器的防碰撞功能。此方法为解决RFID高频防碰撞问题,提高高频读写器性能具有重要的实用意义和指导意义。