捕獲環(huán)境下的區(qū)域抑制RFID多標(biāo)簽識別方法研究.pdf

1、在很多射頻識別（Radio Frequency IDentification，RFID）應(yīng)用中，為獲得識別對象的實時數(shù)量與種類信息，或者為達(dá)到100％的識讀率，讀寫器需要重復(fù)識別其覆蓋范圍內(nèi)的標(biāo)簽，這種情況下的標(biāo)簽可分為已讀標(biāo)簽和新加入標(biāo)簽，由于讀寫器內(nèi)部存儲了所有已讀標(biāo)簽的識別信息，因此讀寫器可以利用先驗信息首先將已讀標(biāo)簽快速識別，把主要時間用于新加入標(biāo)簽的識別，這種技術(shù)稱為區(qū)域抑制。采用區(qū)域抑制技術(shù)后，已讀標(biāo)簽之間的碰撞、以及已讀標(biāo)

2、簽與新加入標(biāo)簽之間的碰撞都將得到抑制，讀寫器的識別效率有效提高。
　　在實際的RFID系統(tǒng)中，多個標(biāo)簽同時向讀寫器返回數(shù)據(jù)時，如果其中一個標(biāo)簽的信號強度遠(yuǎn)大于其他標(biāo)簽，讀寫器仍然能識別該標(biāo)簽，這種現(xiàn)象稱為捕獲效應(yīng)，已有大量文獻(xiàn)證明，實際系統(tǒng)中捕獲效應(yīng)可能經(jīng)常發(fā)生，當(dāng)這種現(xiàn)象出現(xiàn)時，讀寫器無法將其覆蓋范圍內(nèi)的標(biāo)簽全部識別。因此，需要研究適應(yīng)于捕獲環(huán)境的多標(biāo)簽識別方法。
　　本文研究捕獲環(huán)境下的區(qū)域抑制RFID多標(biāo)簽識別方法，主

3、要研究內(nèi)容和成果包括如下幾個方面：
　　（1）捕獲環(huán)境下的區(qū)域抑制二進(jìn)制樹（Binary Tree，BT）算法。在某些情況下捕獲效應(yīng)不會發(fā)生，本文提出了一種帶有短幀回復(fù)機制的標(biāo)簽識別方法（ACSR），這是一種區(qū)域抑制算法，其中，已讀標(biāo)簽僅向讀寫器發(fā)送很短的隨機數(shù)即可完成識別，極大減少了標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳輸量。理論分析與仿真結(jié)果表明，ACSR的性能明顯優(yōu)于已有算法。在捕獲環(huán)境下，提出了一種捕獲環(huán)境下的區(qū)域抑制BT算法（CBBT），CBBT

4、保持了區(qū)域抑制的特點，已讀標(biāo)簽可快速被讀寫器識別，當(dāng)捕獲效應(yīng)發(fā)生時，CBBT可完整識別新加入標(biāo)簽，理論分析與仿真結(jié)果表明，CBBT在算法時延、碰撞時隙數(shù)量、標(biāo)簽數(shù)據(jù)傳輸量等方面明顯優(yōu)于已有算法。
　?。?）捕獲環(huán)境下的區(qū)域抑制查詢樹（Query Tree，QT）算法。在非捕獲環(huán)境下，提出了一種帶有時隙分配機制的區(qū)域抑制標(biāo)簽識別方法（SABA），在SABA中，讀寫器通過時隙分配機制給每個標(biāo)簽分配唯一的臨時ID（Temporary I

5、D，TID），已讀標(biāo)簽只向讀寫器發(fā)送TID即可被識別，避免了ID的重復(fù)發(fā)送。理論分析與仿真結(jié)果表明，與已有的算法相比，SABA的性能顯著提升。在捕獲環(huán)境下，提出了一種捕獲環(huán)境下的區(qū)域抑制算法（CABA），這種算法的優(yōu)點是已讀標(biāo)簽數(shù)據(jù)傳輸量低、新加入標(biāo)簽可以被完整識別，理論分析與仿真結(jié)果表明，CABA算法的性能優(yōu)于其他已有算法。
　　（3）捕獲環(huán)境下的收集型位跟蹤算法。位跟蹤算法中，讀寫器可以準(zhǔn)確獲得碰撞位的具體位置，這使得標(biāo)簽的收

6、集操作成為可能。在非捕獲環(huán)境下，提出了一種收集型的區(qū)域抑制比特跟蹤算法（CBCT），CBCT讀寫器利用收集操作可以獲知已讀標(biāo)簽的存在性，識別效率顯著提高；當(dāng)大量已讀標(biāo)簽離開時，讀寫器采用時隙更新機制保證了標(biāo)簽時隙的連續(xù)性，由于采用了區(qū)域抑制和收集機制，CBCT具有比其他位跟蹤算法更高的識別效率。在捕獲環(huán)境下，提出了一種捕獲環(huán)境下的收集型分裂樹算法（CCT），這是一種區(qū)域抑制算法，讀寫器通過多輪CT過程將新加入標(biāo)簽全部識別，新加入標(biāo)簽被識

7、別后，該標(biāo)簽將變?yōu)橐炎x標(biāo)簽并獲得唯一的TID，讀寫器通過收集操作識別已讀標(biāo)簽，明顯提高了系統(tǒng)的識別效率；文中的理論分析與仿真結(jié)果說明了CCT的優(yōu)越性。
　?。?）標(biāo)簽分組方法。識別新加入標(biāo)簽時，采用恰當(dāng)?shù)臉?biāo)簽分組方法可有效提高讀寫器的識別效率。在已有的標(biāo)簽分組方法中，都認(rèn)為RFID系統(tǒng)中的三種時隙（空閑、碰撞、成功）具有相同的持續(xù)時間，通過分析三種時隙的特點可知，這種假設(shè)在實際中很難成立，當(dāng)時隙長度任意變化時，本文分別對BT、QT