论文部分内容阅读
射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）是一种无需接触的无线自动识别技术，通过空中传输的电磁波进行数据传输和目标识别。该技术具有存储容量大，识读速度快，成本低，能耗小，能够同时进行多目标识别等特点。无线射频识别技术是物联网（Internet of things，IoT）的核心技术之一，主要负责感知层的信息采集和目标识别。RFID最大的技术优势之一是可以同时进行多目标识别，但是这种技术优势带来的一个问题就是，当有多个目标同时被识别的时候，可能存在数据之间的碰撞问题。制定出良好的防碰撞机制来减少甚至避免碰撞，对于提高RFID系统的整体性能来说具有重要意义。现有的RFID防碰撞技术主要可以分为基于ALOHA的概率性防碰撞算法和基于二进制树的确定性防碰撞算法。本文针对基于二进制树的确定性防碰撞算法中的经典算法进行了创新，主要创新之处有以下几点：1.基于碰撞树算法（Collision Tree,CT）及其改进算法改进型碰撞树算法（Improved Collision Tree,ICT）提出了自适应碰撞树算法（Adaptive CollisionTree,ACT）。针对原算法查询分叉方式不灵活的问题，新算法在原算法的基础上创新性地引入自适应多进制分叉思想。算法的性能分析和仿真实验表明，新算法ACT较原算法ICT在查询次数上减少30%以上，在传输数据量方面减少30%以上，在系统吞吐量上提高50%。自适应调整分叉方式的策略使ACT算法较ICT算法更加灵活和高效。2.基于锁位后退防碰撞算法（bit-locking backoff,BLBO）提出了一种新型锁位后退防碰撞算法（new bit-locking backoff,NBLBO）。针对原算法中查询步骤冗余和查询分叉方式不灵活的问题，新算法在原算法的基础上创新性地引入自动识别和自适应多进制分叉两个思想。仿真结果表明，新算法NBLBO较原算法BLBO在查询次数上减少60%以上，在传输数据量上减少60%以上，在系统吞吐量上提高2倍。查询次数和传输数据量的减少，间接证明了系统所需能耗和传输时延也同时减少。自动识别和自适应调整分叉方式两个思想的双重改进使得新算法NBLBO在通信复杂度和时间复杂度上都得到了极为明显的降低。并且，标签数量越大，这种改进效果越明显。3.鉴于提出的两种新算法中都包含自适应多进制分叉和自动识别两个思想，而且，两个思想的引入使得新算法较原经典算法CT和BLBO在查询次数、传输数据量、系统吞吐量等多个性能指标上都有明显的提升，所以，本文大胆的推断出，可以将这两种思想融合在一起，作为一种改进二进制防碰撞算法的通用方法，推广到其他的基于二进制树的确定性防碰撞算法上，以实现对原算法性能的进一步提升。