密集标签环境下RFID标签防冲突算法的分析研究

 分析了密集标签环境下几种传统的RFID标签防冲突算法的识别总耗时、系统吞吐率、读写器发送数据量和单标签发送数据量等主要性能指标，并依此提出了一种对传统ALOHA算法的改进算法，其系统吞吐率达到0.41左右，读写器发送数据量和单标签发送数据量与树形算法相比均减少了一半以上，最后指出了下一步的研究方向。     

一种改进的基于二叉树的防碰撞算法

针对RFID系统中基于二叉树的标签防碰撞算法存在识别时间长、通信数据量大的问题,提出了一种改进的算法.算法充分利用上一次查询的信息,标签根据碰撞位先后应答读写器以减少碰撞的发生.读写器检测到接收的数据中有2个碰撞位即停止接收后续数据,以减少冗余数据的传输.算法将识别范围内所有标签进行分组,并且整个识别过程采用后退策略.仿真结果表明,提出的算法具有较高的识别效率.     

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。     

基于FFT算法的RFID读写器检测技术

研究了RFID读写器设备检测技术。基于FFT算法,以FPGA为核心硬件平台,针对RFID读写器长期、恶劣工作环境下的发射信号的频率和幅度变化问题,研究出RFID读写器检测技术。主要分为数据采集和分析两个部分,数据采集使用中频采样的方法,配合数字下变频完成基带信号的获取;数据分析部分采用FFT谱估计的方法,并对算法进行了仿真。     

基于多种群共生进化的RFID网络优化

在RFID(radio frequency identification)网络实际大规模部署与应用方面,如何有效地进行RFID网络规划,使网络资源得到优化分配,在保证高读取率和网络负载平衡的前提下,减少读写器冲突,提高标签读取率是决定RFID系统服务质量的关键问题.分析了RFID网络规划和RFID网络环境下的读写器防冲突问题,对两类问题分别建立了相应的数学优化模型.基于生态系统中的不同物种间的互利共生现象,提出了一种多种群共生进化优化算法SMSO(symbiotic multi-species optimization).试验结果表明,将该算法应用于RFID网络规划与防冲突问题,体现了进化的多样性和多层次性,在寻优能力、收敛速度以及克服早熟收敛等方面均具有很好的性能.     

一种具有新型解调电路和安全功能的超高频RFID 标签芯片

设计一种具有新型解调电路和安全功能的超高频RFID标签芯片。该解调电路不需要单独的包络检测电路, 而是利用标签芯片已有的整流器的第一级作为包络检测电路。同时还设计了一种特殊的均值检测电路, 输出电压和包络信号之间有很大的电压差, 使得比较器的设计更加容易。受标签和读写器距离的变化影响, 包络信号的直流电压在很大范围内变化, 因此还设计了具有轨到轨共模输入范围的比较器。为了保证标签和读写器之间通信的安全, 在数字基带处理器中集成了128位的高级加密标准算法(AES)。整个标签芯片 采用0.18μm工艺实现, 芯片面积为880μm×950μm。测试结果表明, 标签芯片可以解调出的射频输入信号最小幅度为100 mV, 最大的数据率为160 kb/s。     

增强型抗捕获RFID多标签识别防碰撞算法研究

射频识别(RFID)系统中,标签与阅读器通过空中媒介进行通信,由于标签之间的位置、方向等的差异,致使阅读器收到标签发送信号的强弱存在差异,进而发生捕获效应,相对较弱的信号被相对较强的信号捕获,因而被捕获的标签无法被阅读器识别。针对RFID多标签识别过程中捕获效应的特征,在碰撞树算法(CT)基础上,提出了一种新的抗捕获方法及基于该方法的RFID多标签识别算法,即增强型碰撞树算法(ECT)。分析和实验过程表明,提出的抗捕获方法及ECT算法,能够有效解决RFID多标签识别过程中的标签捕获问题,完成RFID标签的完全识别,且算法识别性能远优于其它同类多标签识别算法。     

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。     

物联网RFID中动态多帧标签识别方法研究

随着物联网技术的快速发展,物联网RFID中动态多帧标签面临识别冲突的问题。现阶段的RFID射频识别技术碰撞率高的弊端,为此,提出基于RFID标签防碰撞的识别算法,改进RFID识别算法,基于RFID射频识别技术建立新模型,提高识别效率,依据集合SRPD和ABS算法的特点,在此基础上添加了监听程序,防止冲突的繁盛。仿真实验表明,一种改进的RFID标签防碰撞算法实现了RFID自动识别技术,具有较好的工作性能。     

移动环境下RFID系统建模与仿真

为了使RFID系统在移动环境中有更好的应用,重点对移动环境下的RFID系统进行了建模与仿真,在移动环境下,采用莱斯衰落信道,实现对RFID系统的收发,并且通过建立仿真模型,绘制出信噪比与误码率的关系曲线。通过接收波形的仿真结果可以看到,标签的回波信息可以被正确的接收。仿真结果证明了该系统的可行性。     

基于OFDM HomePlug AV电力线通信系统仿真

为了更好地以电力线为传输媒介进行数据传送和信息交换,对电力线通信系统发射接收机原理结构进行了研究．在设计了帧前导和帧控制符号的基础上,使用Matlab、C语言建立了与Homeplug AV协议相兼容的基于OFDM的电力线通信仿真系统,在协议基础上对系统性能和系统实现的关键技术进行了数据仿真和分析,并进行了低压电力线通信信道建模．结果表明,仿真系统的数据传输速率可达100Mbit／s以上．当信噪比达到7dB左右时,系统误比特率已降到10^-6数量级,基本实现了高速、可靠的电力线通信．     

基于基片集成波导互连的16进制正交振幅调制高速传输系统

为了进一步提高数据的传输速率,采用16进制的正交振幅调制(16QAM)方式,设计实现了一种新颖的基于基片集成波导互连的高速数据传输系统.基片集成波导经设计加工和测试,其带宽为14~28GHz,通带内插损约为0.5dB;16QAM互连系统经先进系统设计(ADS)软件仿真验证,得到了清晰的眼图及星座图,最大传输速率可达到20Gb/s,是传统基片集成波导(SIW)互连系统的数据传输速率的4倍.因此,采用16QAM的SIW高速互连系统与传统的采用载波调制方式的SIW互连系统相比,可显著增加SIW的频带利用率,进而提高系统的数据传输速率.     

基于双极性多脉冲的UWB调制方案及性能分析

针对普遍单脉冲位置调制的不足,在已有的UWB(Ultra-Wideband)脉冲位置调制研究基础上,提出了一种改进的双极性多脉冲位置调制(AMPPM:Ambipolar Multi-Pulse Position Modulation)的UWB跳时调制方案,并对其加性高斯白噪声(AWGN:Additive white Gaussian Noise)下的信道容量,最大可靠通信距离等性能指标进行了理论分析。理论分析及实验数值结果表明,在相同的条件下,与普通的单脉冲位置调制(PPM:Pulse Position Modulation)相比,AMPPM能获得较高的容量,即在给定可实现脉冲宽度下可获得更高的通信速率。仿真结果表明,当脉冲宽度为0.5 ns时,L进制AMPPM可达到333 Mbit/s的速率,而同等条件下的L进制PPM仅能达到167 Mbit/s的速率。同时AMPPM在最大可靠通信距离指标方面也较相应的PPM及脉冲幅度调制(PAM:Pulse Amplitude Modulation)有改善,在100 Mbit/s及10-4的误码率下可达到8 m的通信距离。     

A novel OFDM transmission scheme with length-adaptive Cyclic Prefix

Conventional OFDM transmission system uses a fixed-length Cyclic Prefix to counteract Inter-Symbol Interferences (ISI) caused by channel delay spreading under wireless mobile environment. This may cause considerable performance deterioration when the CP length is less than the channel RMS delay spread, or may decrease the system power and spectrum efficiency when it is much larger. A novel OFDM transmission scheme is proposed in this paper to adapt the CP length to the variation of channel delay spread. AOFDM-VCPL utilizes the preamble or pilot sub-carriers of each OFDM packet to estimate the channel RMS delay spread; and then uses a criterion to calculate the CP length , which finally affects the OFDM transmitter. As illustrated in the simulation section, by deploying this scheme in a typical wireless environment, the system can transmit at data rate 11.5 Mb/s higher than conventional non-adaptive system while gaining a 0.65 dB power saving at the same BER performance.     

密集布放环境下RFID标签受限链路

由于在密集布放时, 超高频(ultra high frequency, UHF)射频识别(radio frequency identification, RFID)标签不仅存在算法上的碰撞问题, 而且标签之间存在电磁耦合, 会造成系统性能下降. 首先从理论上分别推导出前、后向链路的标签最小读取功率与天线增益的关系, 然后通过仿真得出小间距下的标签天线增益. 对比实验中测得的小间距下标签最小读取功率的变化, 得出如下结论: 多标签在密集布放环境下的瓶颈链路为前向链路; 标签天线增益和功率传输系数是影响群读性能的关键因素. 分析和测试结果可以为设计群读性能优异的标签提供参考.     

一种改进的RFID标签防碰撞算法

针对无线射频识别系统在识别过程中的多标签硅技问题,对现在有的Aloha系列算法及二进制搜索系列算法进行了优劣分析,捉出了一种改进的防碰撞算法.通过减少算法的搜索次数和系统的通信量,很好的提高了算法的搜索效率,提升了标签的识别速度与识别率。     

高速铁路环境下利用无线通信实现铁路信号信息传输的初探

无线列控中首先要考虑的是无线传输的可靠性 ,特别是在高速情况下 ,无线传输误码率能否满足列车控制的要求 .基于这一点 ,本文指出了铁路环境下无线信道的特性 ,建立了信道模型 ,分析高速铁路环境下无线传输误码率 ,并给出了相应的改进措施 .     

基于UDP的图像传输控制参数的自适应算法

研究了基于UDP的图像传输机制及其控制参数的自适应算法.基于UDP的图像传输机制采用两个独立的异步信道(内容信道和控制信道)完成图像的传输,控制信道通过对传输结果进行分析,得到合适的控制参数,系统通过控制参数控制内容信道的传输.根据网络时延、丢包率、连续丢包次数等环境参数的变化,系统自动调整图像的压缩算法、数据包大小和数据重发次数等控制参数,使图像的传输速度和传输质量达到理想状态.试验证明,计算得到的控制参数的最优值与实际测量得到的最优值结果非常接近.     

基于USRP2的TDCS系统的设计与实现

对于变换域通信系统(TDCS)的研究多集中于理论上的仿真验证,而涉及到硬件平台的较少,为此将一种主流的认知无线电平台——USRP2应用到TDCS系统的硬件实现上.首先分析并解决了TDCS系统的基本原理和关键技术,分析了USRP2的基本工作原理,在此基础上设计了一个基于USRP2的TDCS系统,采用Level-2 Matlab S-Function函数编写TDCS系统所需的动态仿真模块库,然后在MATLAB/Simulink环境下搭建了该系统,最后在2台US-RP2之间进行无线数据的收发测试.实验结果表明:文中所设计的基于USRP2的TDCS系统能够实现实际无线信道中信号的准确发射与接收,具有很好的数据传输误码率,实现了TDCS系统的无线通信.