论文部分内容阅读
随着作为物联网核心应用技术之一的无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术的发展,对RFID系统的研究也备受关注。在RFID系统的实际应用中,为了快速读取且不漏读待识别标签,一般会部署多个阅读器对系统阅读范围内的标签进行信息读取操作。在RFID系统中,多个阅读器的阅读范围会出现交叉重叠的现象,这将会导致多个阅读器同时读取同一标签或阅读器之间信号干扰的情况,即发生阅读器碰撞,从而无法读取标签信息。本文简要论述了国内外阅读器防碰撞算法的研究现状。针对现有阅读器防碰撞算法存在的问题,创新性地提出了两种RFID多阅读器信道资源分配算法。本文的创新点和研究内容主要包含以下三个方面:1.通过对RFID多标签-多阅读器系统中信道模型特征的分析,将具体的多阅读器信道资源分配问题分别建模为无休止多臂赌博机(RMAB)模型和拍卖竞价模型,并分别从理论角度分析了将Whittle索引算法用于求解具体RMAB模型和将拍卖机制用于求解具体拍卖竞价模型的可行性。2.针对上述内容1中建立的RMAB模型,提出了一种基于Whittle索引的多阅读器信道资源分配算法。该算法依据各个信道当前信任值计算其Whittle索引值,标签选择索引值最大的信道作为可能感知接入的信道,随后根据数据发送成功与否的反馈信息来动态更新信道信任值。对信道分配过程中可能出现的标签碰撞问题,采用等待一定时隙后重新选择接入的方式来解决。仿真实验结果表明,采用Whittle索引算法的系统吞吐量较DiCa算法和Gentle算法分别提高了 53.26%和18.86%;其标签识别过程所需总时隙数较DiCa算法和Gentle算法分别减少了33.86%和16.13%。可见,在RFID多标签-多阅读器系统的信道资源分配过程中,采用Whittle索引算法在系统吞吐量和标签识别过程所需总时隙数方面均优于典型的DiCa算法和Gentle算法。3.针对上述内容1中建立的拍卖竞价模型,提出了一种基于拍卖机制的多阅读器信道资源分配算法。该算法引入多标拍卖机制,参与竞拍的标签依据信道当前信任值和传输速率给出竞标值,标签选择竞标值最大的信道作为可能感知接入的信道,随后根据数据发送成功与否的反馈信息来动态更新各个信道信任值为下一轮拍卖进行准备。对信道分配过程中可能出现的标签碰撞问题,采用等待一定拍卖轮次后重新选择接入的方式来解决。仿真实验结果表明,采用多标拍卖机制的系统吞吐量较DiCa算法和Gentle算法分别提高了 50.38%和17.58%;其标签识别过程所需总时隙数较DiCa算法和Gentle算法分别减少了 32.58%和14.52%。可见,在RFID多标签-多阅读器系统的信道资源分配过程中,采用多标拍卖机制在系统吞吐量和标签识别过程所需总时隙数方面均优于典型的DiCa算法和Gentle算法。