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RFID防碰撞算法的研究与仿真

作　者: 李泽兰
导　师: 何怡刚
学　校: 湖南大学
专　业: 电工理论与新技术
关键词: RFID GLS 码分多址 CA-ALOHA
分类号: TP391.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 434次
引　用: 2次
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内容摘要

无线射频识别技术(RFID,Radio Frequency identification)是一种非接触的自动识别技术,它是通过读头和粘贴在物体上的标签之间的电磁耦合或电感耦合来进行数据通信,以达到对标签物品的自动识别。RIFD被广泛的应用于供应链管理,零售业,航空运输,图书馆管理等领域,具有巨大的发展和应用潜力,在RFID系统工作时,读写器范围内有两个或两个以上电子标签同时向读写器发送数据时,读写器就会出现冲突即数据碰撞,这将导致读写器的接收器不能正确而及时地读出数据,从而降低RFID系统的工作性能及其效率。这就存在这样一个事实：如果读写器同时读取大量标签,那么这些标签之间需要一种防碰撞的机制,以保证每一个标签都能被正确读取,这种解决标签碰撞的方法称为标签防碰撞算法,它可以实现多个标签与读写器之间的正确通信,它的性能决定了标签的识别速度和效率。因此深入研究RFID防碰撞机制,有助于进一步提高RFID防碰撞技术。本文围绕RFID系统防碰撞算法展开研究。首先对RFID的发展历程、分类、特点、国内外研究和发展现状、防碰撞算法研究现状进行简单的介绍。在简单介绍了RFID系统结构和工作流程的基础上,对其中的关键技术之一——标签防碰撞算法进行重点讨论,概述了防碰撞冲突方案,对现有的两大类防碰撞算法进行分析比较。进一步对ALOHA算法及其发展的算法进行仿真分析,在已有的随机算法的基础上提出了一种基于CDMA的广义地址码(GLS码)的防碰撞算法即CA-ALOHA算法,构造了相应的数学模型,并推导出了算法在信道传输中稳定的条件。这种算法选用新型扩频码即广义地址码(GLS),成功的屏蔽了信道中的多址干扰,将原有的ALOHA一维多址划分拓展为时频上的二维划分,用逻辑信道代替了实际信道,突破了以往信道划分的局限。仿真结果表明：在同等条件下,采用GLS码的信道误码性能优于传统的Walsh码(扩频码)且CA-ALOHA算法的系统吞吐量明显优于ALOHA算法,二进制算法。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
插图索引  10-11
附表索引  11-12
第1章绪论  12-18
  1.1 课题的意义  12-13
  1.2 射频识别技术的发展历程及现状  13-14
  1.3 射频识别系统概述  14-15
    1.3.1 射频标签  14-15
    1.3.2 读写器  15
    1.3.3 数据管理系统  15
  1.4 RFID系统特征  15-16
  1.5 论文组织结构  16-18
第2章 RFID的工作原理  18-24
  2.1 RFID工作流程  18
  2.2 射频识别数据传递工作原理  18-20
    2.2.1 反向散射调制的能量传递  19
    2.2.2 射频标签到读写器的能量传输  19-20
  2.3 RFID编码方式  20-21
  2.4 RFID的调制方式  21-24
    2.4.1 2ASK调制  21-22
    2.4.2 2FSK调制  22-23
    2.4.3 2PSK调制  23-24
第3章防碰撞技术及多路存取的问题  24-34
  3.1 RFID防碰撞算法  24-29
    3.1.1 阅读器驱动防碰撞算法  24-26
    3.1.2 标签驱动防碰撞算法  26-29
  3.2 多路存取  29-34
    3.2.1 FDMA  29-30
    3.2.2 TDMA  30-31
    3.2.3 空分多址(SDMA)  31-32
    3.2.4 码分多址(CDMA)  32-33
    3.2.5 无线射频识别系统中的多路存取特征  33-34
第4章 CA-ALOHA防碰撞算法模型  34-48
  4.1 信道模型  34-38
    4.1.1 路径损耗模型和阴影衰落模型  34-36
    4.1.2 多径传播模型  36-38
  4.2 标签直接扩频系统  38-42
    4.2.1 扩频原理及具体实现  39-40
    4.2.2 扩频系统的仿真分析  40-42
  4.3 阅读器的解扩系统  42-48
    4.3.1 线性合并  42-44
    4.3.2 解扩原理及其实现  44-46
    4.3.3 基带解调  46-48
第5章基于CA-ALOHA扩频防碰撞算法  48-62
  5.1 基本算法思想  48-50
  5.2 扩频码的选择  50-56
    5.2.1 传统的扩频码  52-54
    5.2.2 GLS码  54-56
  5.3 算法实施过程分析  56-57
  5.4 系统稳定条件分析  57-58
  5.5 算法的仿真及其比较分析  58-62
    5.5.1 系统参数对RFID系统吞吐量的影响  58-59
    5.5.2 GLS码的系统误码率分析  59-60
    5.5.3 CA-ALOHA算法与其他算法的吞吐量比较  60-62
结论  62-63
参考文献  63-66
致谢  66-67
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  67

RFID防碰撞算法的研究与仿真

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