基于RFID动态帧时隙ALOHA的改进算法

在射频识别(radio frequency identification, RFID)系统中,动态帧时隙ALOHA算法是解决标签碰撞问题的常用算法。针对现有ALOHA算法存在调整至最佳帧长消耗步数过长和再识别过程中空时隙过多问题,文章提出了一种基于动态帧时隙ALOHA的改进算法。该算法根据当前时刻静态标签数确定阈值和调整帧长,减少了达到最佳帧长的步数,再识别过程中利用分治算法思想,对冲突标签按冲突时隙数划分成若干相互独立、规模较小的最优子结构,使每次轮询空时隙降到最低,从而实现了以最少时延完成识别。仿真结果表明,本文提出的算法能有效地降低时延,提高系统运行效率。     

基于贝叶斯估计的RFID帧时隙ALOHA算法

在RFID系统中帧时隙ALOHA算法的基础上,提出了一种基于贝叶斯估计的动态帧时隙ALOHA算法,与传统的算法相比,它不仅能够充分利用阅读器在当前帧收集的信息,而且将先前帧的信息保留作为当前帧的先验信息;再根据贝叶斯理论对标签个数进行估计并动态调整帧长.该算法能够更精确稳定地估计标签的个数,提高系统的吞吐率,加快标签识别速度.     

一种改进的RFID防碰撞时隙ALOHA算法

在RFID系统中,多标签引起的冲突一直是影响系统性能的问题。在分析ALOHA算法的基础上,提出一种分组动态帧时隙ALOHA算法。根据冲突情况,从数学角度对动态帧时隙ALOHA算法的标签数作出实时估计,动态地改变帧长或对标签进行分组来降低标签发生碰撞的概率,从而提高识别的效率。     

改进的RFID动态帧时隙ALOHA算法

在对现有ALOHA算法分析的基础上提出一种改进的动态帧时隙ALOHA算法.算法根据实时估计的读写器附近的标签数量动态调整帧长,使系统工作在最大吞吐量下,从而缩短标签读取时间.仿真结果表明,该算法在标签数量大于500时,相比其他ALOHA算法在吞吐量上有近100 %的提高,同时读取时间下降近50 %,从而适用在实时性强的射频识别场合.     

动态帧时隙算法的研究与改进

为了进一步提高防碰撞算法的性能,对随机标签防碰撞算法进行了研究,分析了随机标签防碰撞算法的优点与缺点.其中,动态帧时隙算法(DFSA)存在随着标签数目的增多,所需要的时隙数目急剧增加的缺点,针对这一问题,提出了一种动态帧时隙算法的分集改进方法.仿真结果表明,改进方案减少了系统识别标签所需要的时隙数量,提高了算法性能.     

基于ALOHA和多叉树的混合型RFID防碰撞算法

为解决物联网中射频识别(RFID)系统多标签碰撞问题,在分析二进树算法和ALOHA算法的基础上,提出了一种ALOHA和多叉树的混合型(HAMT)算法。该算法首先采用动态帧时隙ALOHA(DFSA)算法进行标签识别,然后根据未识别标签数目动态选择多叉树算法进行标签识别,从而保证了标签100%被识别,提高吞吐率和缩短了识别时间。仿真结果表明,当待识别标签总数达到1 000时,HAMT算法的吞吐率可以保持在0.72左右。因此HAMT算法可以解决RFID系统中多标签碰撞问题,在物联网系统中具有良好的应用前景。     

基于最大似然估计的RFID帧时隙估算方法

对动态帧时隙ALOHA算法(Dynamic Framed Slotted Aloha,DFSA)中的效率最优化问题进行了分析,提出了一种基于最大似然估计的帧时隙估算方法.该方法根据上一帧获取的碰撞时隙和空闲时隙,采用最大似然估计对帧时隙进行估算,同时采用线性反馈移位寄存器(LFSR)来实现哈希函数,使得标签能够均匀选择不同的时隙,减少估算误差,降低误差率.通过仿真实验证明,该方法的误差随着标签时隙比的增加而明显降低,满足误差率小于15%的实际应用要求,当标签时隙比大于1.2时,比Vogt算法和UPE算法估算的误差更小,误差率低于5%.     

基于改进ALOHA算法的RFID抗冲突问题

由标签引起的冲突一直是影响RFID系统性能的重要因素。文章介绍了经典的防冲突算法——ALOHA算法,根据冲突情况,从数学角度对动态时隙ALOHA算法的标签数作出实时估计,动态地改变帧长;提出一种基于分组的ALOHA算法,分析和仿真均证明该算法在标签数量巨大时能提高系统效率。     

帧时隙ALOHA反碰撞算法仿真及数据分析

用MATLAB模拟实际的无源标签反碰撞过程.设计了帧时隙ALOHA算法仿真及数据分析程序,对碰撞过程中的相关数据进行了统计分析,获得碰撞时隙中平均标签数目与碰撞时隙比例的关系,为动态调整帧长度,提高识别效率提供依据.     

改进的基于动态帧时隙ALOHA防碰撞算法

在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防碰撞问题和提高标签识别率的关键。在分析动态帧时隙ALOHA算法的基础之上,提出了一种改进的基于随机数重新分组的动态帧时隙ALOHA算法。该算法证明了当引入一个随机数的时候,系统的吞吐率是最大的,并且同时利用标签唯一的ID号中的第一位的取值不同,进行重新分组,从而减少了标签碰撞的次数。仿真实验结果表明,所提出的改进算法执行效率更高,碰撞次数更少,识别成功所需的时隙数更少,有效地提高了标签的识别速度。     

ISO18000-6C标准的防冲突改进算法

对超高频RFID系统中ISO18000-6C标准使用的时隙Aloha算法进行改进,并用仿真试验来检验系统的性能。改进的算法运用切比雪夫不等式估计现场未识别的标签数目,根据最优帧长原理动态地调整帧时隙数和分群数。在标签数目相同情况下,改进算法后系统的吞吐率与信道利用率都有所增高。     

基于帧分组与二进制搜索树识别的RFID防碰撞算法的研究

针对射频识别(RFID)系统中,多个标签同时响应同一阅读器时产生的信息碰撞问题,提出基于帧分组与二进制搜索树识别的RFID防碰撞算法.该算法首先基于帧时隙ALOHA算法对标签进行识别,并依据碰撞时隙将未识别标签分成若干组,然后运用二进制搜索树算法依次对各组进行确定性识别,最后通过对算法进行性能分析及仿真比较,该算法在吞吐率和识别效率2方面较传统算法都有很大程度的优化,在L=N/2,且当N=100时,该算法的吞吐率较帧时隙ALOHA算法和二进制搜索树算法分别提高10%和34%;在L=N,且当N=100时,该算法的识别效率较帧时隙ALOHA算法和二进制搜索树算法分别提高12%和37%.     

改进防碰撞算法在RFID考勤系统中的应用研究

目的解决目前一些基于RFID的考勤系统因标签碰撞造成数据识别率低、系统稳定性差等问题。方法对现有的RFID防碰撞算法进行了分析,在传统的帧时隙ALOHA防碰撞算法基础上,提出了一种改进的动态帧时隙ALOHA防碰撞算法。结果构建了基于RFID的考勤系统架构,实现了人员考勤信息的记录及防止代替签到情况的发生。此外,还给出了改进的RFID防碰撞算法的详细过程。结论改进算法能够让系统以高吞吐量工作,缩短了识别时间,提高了系统的整体性能。     

基于动态时隙ALOHA的多标签识别防碰撞算法

对于RFID系统中多标签识别过程中的标签信息碰撞问题,分析了动态时隙ALOHA算法中的不足,提出了改进算法.改进算法通过优化冲突时隙数的变化,使得在每个标签识别周期内通信吞吐率最大,从而减小RF场内所有标签识别时间,并通过调整ACK确认命令的发送格式,在下一个单次识别周期中,集体确认已识别标签,这使得标签识别与确认分离,增加了无源标签吸收的能量,提高了通信的可靠性.仿真实验表明,改进算法在减少碰撞率方面具有良好的性能.     

基于分组的多级随机数RFID标签并行识别算法

为了提高大规模RFID系统中的被动标签识别率,在分析已有基于帧时隙ALOHA标签识别算法的基础上,结合分组算法和多级随机数算法的思想,将多级随机数分别部署在不同组的标签中,使用动态帧时隙ALOHA算法框架,提出基于分组的多级随机数并行识别算法框架,推导出多级随机数适时选择机制的计算公式。针对并行识别过程中的负载不均衡问题,提出了3种负载均衡策略及其形式化描述,设计了与之相应的3种算法并进行了性能分析和仿真。结果表明,所提算法可以有效地将部分非成功时隙转化为成功时隙,提高了标签识别率、标签识别速度和时隙利用率:平均识别率均在70%以上,最高可达76.77%;标签识别速度较单随机数的算法提高了66%;时隙利用率达51.02%,约为单随机数算法的2倍。所提算法具有并行、高效、轻量等特点,适用于大规模被动式RFID系统的应用场合。     

血液管理RFID多标签识别碰撞避免方法

EPCglobal_Class1Gen2协议标准中的动态帧时隙ALOHA标签防碰撞Q算法没有完全消除空时隙,浪费了时序资源,在血液管理这种实时性要求高、标签数量大的情况下是不能接受的。该文提出一种多标签识别碰撞避免方法,将标签识别过程分为两次时隙预分配和标签识别2个阶段,消除了Class1Gen2协议的空时隙以提高时间利用率。对血液管理应用场景进行了数值仿真分析,结果表明该方法能够显著提高标签识别效率。     

一种新的导数可靠度的RFID标签数目估计

时隙ALOHA是一种分时隙通信方案,对于采用了时隙ALOHA的RFID(radio frequency identification)系统,标签数目估计可以指导时隙数目的选取,有助于优化系统效率。目前的估计方法存在准确度低、估计范围小的缺点,尤其在标签数目大于时隙数目的时候估计误差很大。针对这种情况,提出一种新的导数可靠度合并的标签数目估计方法DRCTE(derivative reliabilities combined tag estimation),该方法统计时隙ALOHA的空白时隙、独占时隙和碰撞时隙的数目,据此对标签数目做出3个初步估计;然后用3种时隙数目与总时隙数目的比值函数的导数作为初步估计的可靠度;最后用可靠度合并3个初步估计,得出最终估计结果。算法合理利用了可靠度高的信息,遏制了可靠度低的信息,具有估计精度高,估计范围大的特点。     

一种新的导数可靠度的RFID标签数目估计

时隙ALOHA是一种分时隙通信方案,对于采用了时隙ALOHA的RFID(radio frequency identification)系统,标签数目估计可以指导时隙数目的选取,有助于优化系统效率。目前的估计方法存在准确度低、估计范围小的缺点,尤其在标签数目大于时隙数目的时候估计误差很大。针对这种情况,提出一种新的导数可靠度合并的标签数目估计方法DRCTE(derivative reliabilities combinedtag estimation),该方法统计时隙ALOHA的空白时隙、独占时隙和碰撞时隙的数目,据此对标签数目做出3个初步估计;然后用3种时隙数目与总时隙数目的比值函数的导数作为初步估计的可靠度;最后用可靠度合并3个初步估计,得出最终估计结果。算法合理利用了可靠度高的信息,遏制了可靠度低的信息,具有估计精度高,估计范围大的特点。     

基于EPC-C1G2标准的标签防碰撞算法

针对RFID读写器识别多标签过程中出现的冲突问题,研究了基于EPC-C1G2协议的时隙随机算法,进行了时隙随机算法中Q值改变量计算以及碰撞标签时隙的调整。提出了一种改进的时隙随机Aloha算法。仿真结果显示,改进后的算法可增加系统吞吐率,提高了标签的识别速度。     

射频识别的随机模型及参数分析

为提高影响射频识别系统广泛应用的关键因素之一-多标签识别的识别效率和可靠性,基于二项分布随机过程,建立了射频标签识别时隙ALOHA协议的马尔可夫随机模型,给出了其求解方法和过程,讨论了依据时隙占用情况进行标签数量估计的方法,建立了标签数量、时隙数量和识别吞吐率、识别效率之间的数学关系,分析和得出了识别不同数量标签时帧中最佳时隙数量的选择.通过数字仿真,验证了所建立马尔科夫随机模型和理论分析的正确性,并得出了一些有益的结论.