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无线射频识别系统中的防碰撞算法研究

谢建兵  
【摘要】:无线射频识别技术(RFID)是20世纪90年代兴起的一项非接触式自动识别技术,它利用射频方式进行非接触式双向通信,以达到自动识别目标并获取相关数据的目的。RFID技术具有无需人工接触、快捷方便、可重复使用等优点,被广泛应用于门禁控制、资产管理、供应链管理和交通运输等众多领域。 目前,RFID技术仍存在许多技术问题,包括标签防碰撞问题、信息安全问题、标签成本问题等。本文主要研究RFID系统中的标签防碰撞算法,对传统ALOHA标签防碰撞算法进行改进并分析捕获效应对ALOHA算法性能的影响。 本文介绍了现有的ALOHA防碰撞算法,重点分析纯ALOHA算法、时隙ALOHA算法、动态时隙ALOHA算法和分组增强型动态ALOHA算法的优点及存在的问题。针对ALOHA算法吞吐量低的缺点,提出了一种改进型ALOHA算法,该算法增加碰撞避免功能,使标签发送数据信息之前先检测信道是否有数据传输,再决定是否发送数据信息,这在一定程度上减少了标签信息产生的冲突。对改进型ALOHA算法进行数学建模,分析改进算法的吞吐量和系统平均延时时间。通过MATLAB仿真比较,改进型ALOHA算法提高了RFID系统效率。 由于无线通信环境比较复杂,本文针对无线通信的特性引入功率捕获效应模型并分析捕获效应对ALOHA防碰撞算法的影响。仿真结果表明:捕获效应提高了RFID系统性能。


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