多枝查询树协议在解决射频识别碰撞问题中的应用

数据碰撞是影响射频识别(RFID)系统识别效率的主要因素。目前,常用的防碰撞算法是ALOHA算法和二进制树搜索算法,但这两类算法都还不能完全解决标签碰撞问题,尤其是当待识别的标签数量较大且标签ID序列号较长时,识别速度相当慢。为此提出一种多枝查询树协议,采用均衡不完全区组设计(BIBD)对标签ID进行编码,并用16位的BIBD码作为读写器查询前缀符号。理论分析和仿真结果表明,这种协议的性能较传统的防碰撞协议有明显改善。     

基于比特查询的多进制树标签防碰撞识别协议

多标签碰撞问题被认为是射频识别系统中的一个关键问题.近来,许多基于比特追踪技术的查询树算法被提出用于有效的解决标签碰撞问题,然而由于无用的碰撞比特信息和空闲时隙的存在,这些查询树算法的性能都有待进一步提升.本文提出了一种基于比特查询的查询方法,该算法使得标签返回一个映射过比特串来取代原始的ID序列.同传统的ID查询相比较,比特查询不仅可以消除空闲查询还可以将碰撞标签分成更多子集并充分利用碰撞比特信息.基于该比特查询方法,我们提出了一种基于比特查询的多进制树（Bit query based M-ary tree,BQBMT）新型查询树算法,它通过多进制树迭代的分离碰撞,并通过比特查询模式和ID查询模式之间的最佳切换来快速识别标签.理论分析和仿真结果显示,BQBMT算法的的系统效率接近0.89,超过了现有的QT算法和混合防碰撞算法.     

一种基于动态密钥的低成本射频识别标签安全方案

随着射频识别(RFID)技术的广泛应用,隐私安全问题引起了人们的极大关注。首先从安全性和实用性方面讨论了现有的RFID安全协议存在的不足,然后对一种基于动态密钥的低成本RFID标签安全方案进行了分析,较好地解决了在认证协议中容易出现的数据不同步和重传攻击问题。     

标签匿名协议在射频识别技术中的应用

别技术作为新一代的自动识别技术在社会生活中发挥着越来越大的作用。针对RFID系统面临的攻击和协议中重点注意的问题,分析现有的基于Hash函数的协议的不足,最后提出一种阅读器与标签双向有效验证的协议,能有效解决跟踪定位威胁;同时该协议也具有抵御冒充、重放等攻击的能力。     

更安全的射频识别标签

一家利用计算机芯片中的原子结构缺陷,来识别不同芯片的公司宣称,它的电路能够帮助打击任何伪造品,无论是护照还是手提包。威诚公司位于加利福尼亚州的圣何塞市,是麻省理工学院一项研究的衍生品,该公司表示,身份验证标签应该会更加安全,成本也会相对较低。     

射频识别系统中安全认证协议的研究

射频识别安全认证协议主要解决阅读器与应答器之间的互相认证问题。应答器需要确认阅读器的身份,防止存储数据未被认可地读出或重写;而阅读器也应确认应答器的身份,以防止假冒和读入伪造数据。目前射频识别系统主要面临着窃听隐私、重放攻击、前向安全性、同步性破坏、位置跟踪及所有权转移等安全隐患,通过对阅读器和应答器ID地址的认证来加强安全认证协议,抵抗目前已知的威胁攻击,能很好地解决射频识别系统中的主要安全问题。     

一种NCITS 256协议超高频无源射频识别标签

设计了一种符合NCITS 256协议的无源超高频射频识别标签.标签携带2kbit的标准商用EEPROM.在读卡器发射功率为915MHz 4W EIRP的情况下,芯片的读距离为1.5m,写距离为0.3m.芯片在SMIC 0.18μm EEPROM CMOS工艺下流片实现,面积为1mm×1mm.标签使用Dickson倍压电路从读卡器发射的电磁波中提取能量.Dickson倍压电路使用肖特基管实现,转换效率为25%.     

基于码分多址防碰撞的射频识别认证协议

该文针对射频识别(RFID)领域中的安全认证协议和多标签防碰撞算法两个研究热点,设计了一种基于码分多址防碰撞算法的RFID安全认证协议。协议支持密钥的动态更新并引入标志位机制选择备用密钥来抵御数据库同步攻击,同时结合码分多址技术,应用重传随机数进行扩频码的选择,实现一次重传解决多标签识别中因数据碰撞造成的标签不识别的问题。首先,描述协议的流程及防碰撞原理;其次,应用SVO逻辑对认证协议的正确性进行证明;最后,对应用该认证协议的系统吞吐效率进行数值分析,分析表明其吞吐效率高于传统防碰撞算法。     

一种具有阅读器匿名功能的射频识别认证协议

在射频识别(RFID)的应用中,安全问题特别是用户隐私问题正日益凸显。因此,(用户)标签信息的隐私保护的需求越来越迫切。在RFID系统中,标签的隐私保护不仅是对外部攻击者,也应该包括阅读器。而现有许多文献提出的认证协议的安全仅针对外部攻击者,甚至在外部攻击者的不同攻击方法下也并不能完全保证安全。该文提出两个标签对阅读器匿名的认证协议：列表式RFID认证协议和密钥更新式RFID认证协议。这两个协议保证了阅读器对标签认证时,标签的信息不仅对外部攻击者是安全的而且对阅读器也保持匿名和不可追踪。相较于Armknecht等人提出的对阅读器匿名和不可追踪的认证协议,该文所提的协议不再需要增加第三方帮助来完成认证。并且密钥更新式RFID匿名认证协议还保证了撤销后的标签对阅读器也是匿名性和不可追踪的。     

基于PUF的轻量级RFID安全认证协议

为解决射频识别系统易受传统攻击和物理克隆攻击等问题,提出一种基于物理不可克隆函数的轻量级射频识别安全认证协议.采用随机数、轻量级杂凑函数、轻量级分组算法和基于物理不可克隆函数等密码原语来实现通信安全.协议可防范窃听、篡改、假冒、重放和物理克隆等多种攻击方式,可有效降低计算处理和存储资源消耗,比较适合于低成本、低功耗且硬...     

超高频射频识别小间隔双标签天线增益特性研究

该文针对超高频射频识别(UHF RFID)标签自身参数和标签间互相耦合对标签天线增益的影响,推导了相应的理论模型。首先从辐射场的角度将标签等效为带集总负载的对称振子天线,然后基于对称振子天线阵列的理论建立了小间隔双标签天线增益的简化模型,并对密集多标签应用场合进行了简单拓展,仿真研究验证了所建模型的有效性。最后对增益的方向性和辐射效率进行了研究,研究结果对密集标签的性能研究具有一定的指导意义。     

基于多项式的弯折偶极子射频识别标签天线阻抗预测研究

在解决射频识别(RFID)标签天线设计中阻抗计算速度慢的问题的过程中,针对其中较为复杂的阻抗耦合情况,该文提出一种基于多项式的弯折偶极子RFID标签天线阻抗预测方法.首先使用基于天线尺寸的阻抗变换与线性化假设建立模型假设;然后在具体的天线结构中收集数据并进行相关性分析与回归拟合验证假设正确性;最后实验验证使用该方法进行的阻抗预测相对于计算机仿真的准确性、高效性与普适性.试验结果表明,使用该方法替代计算机进行弯折偶极子RFID标签天线阻抗计算时,其预测阻抗相对于计算机仿真结果在保持较高预测准确率的同时极大地缩短了阻抗计算时间,同时该方法在中国应用频段上针对不同弯折次数的弯折偶极子RFID标签天线仍然适用.     

基于多项式的弯折偶极子射频识别标签天线阻抗预测研究

在解决射频识别(RFID)标签天线设计中阻抗计算速度慢的问题的过程中,针对其中较为复杂的阻抗耦合情况,该文提出一种基于多项式的弯折偶极子RFID标签天线阻抗预测方法。首先使用基于天线尺寸的阻抗变换与线性化假设建立模型假设;然后在具体的天线结构中收集数据并进行相关性分析与回归拟合验证假设正确性;最后实验验证使用该方法进行...     

一种基于碰撞位指示的射频识别标签防碰撞算法

多标签碰撞是射频识别(RFID)技术在推广应用中必须克服的一个问题。针对目前RFID标签防碰撞算法存在识别效率低的不足,该文提出一种基于碰撞位指示的RFID标签防碰撞的碰撞位指示算法(CBIA)。通过跟踪待识别标签的碰撞位,采用碰撞位编解码技术,对待识别标签进行重复分组,直到所有标签都被正确识别。算法通过确定性分组,避免了空闲时隙的产生。仿真结果表明,采用CBIA算法的多标签识别系统,吞吐率可以达到每时隙0.7个标签,CBIA算法识别效率优于优化查询跟踪树算法(OQTT)和碰撞跟踪树算法(CTTA)算法。     

一种基于不等长时隙的射频识别防碰撞算法

该文提出了一种基于不等长时隙的射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)动态帧时隙ALOHA (Dynamic Framed-Slotted ALOHA, DFSA)防碰撞算法。算法考虑到大量碰撞时隙和空闲时隙对系统效率的影响,采用帧内时隙长度不等的优化策略,由时隙优化参数和未读标签数确定帧长,通过优化的切比雪夫不等式法进行标签估计,并基于马尔科夫链分析标签识别过程,来实现读取周期的控制。分析和仿真结果表明,该算法比时隙优化前的DFSA算法效率更高,平均识别时间更短,标签数估计比下限值法、Schoute法和碰撞率法更准确。     

RFID系统防碰撞协议研究——设计与优化

碰撞问题是影响射频识别(RFID)系统读取效率的关键问题。该文提出了两种新的防碰撞协议CDCA协议和CDCA-2D协议,并且对两种协议进行了详细的理论分析和优化。新协议将RFID系统的读取过程分为两个阶段,利用第1阶段的碰撞检测信息实现在第2个阶段的无碰撞通信。仿真结果表明,和目前国际上流行的RFID防碰撞算法相比,两种新协议极大地提高了读取的效率。     

主动式微波射频识别系统及其通信模块设计

设计了一种新的基于射频芯片的主动式微波射频识别(RFID)系统,并根据其硬件结构设计了简洁的通信协议,给出了阅读器和射频卡数据传输的软件设计流程。这种主动式RFID系统信息实时性强、数据容量大、作用距离远。而由于引入了射频芯片,该系统还具有低功耗、模块化、易扩展、硬件物理空间占用小等优点,具有一定的实际工程应用价值。     

一种用于射频识别阅读器的双频宽带圆极化天线

该文设计了一种紧凑的用作射频识别(RFID)阅读器的双频宽带圆极化天线。天线由弯折处理的矩形贴片、L形贴片和三角形地板构成,通过微带线进行馈电。两个辐射贴片分别独立控制高低两个频段,其轴比带宽也可独立调整,三角形地板可以使横向电流和纵向电流发生变化,从而改变横向电流和纵向电流的比值大小,实现圆极化性能。天线尺寸为0.92$ {\lambda _0} $×0.92$ {\lambda _0} $×0.0064$ {\lambda _0} $ ($ {\lambda _0} $为2.40 GHz时的自由空间波长)。测试结果表明在超高频(UHF)频段该天线实现了49%(0.77～1.27 GHz)的阻抗带宽和46%(0.84～1.34 GHz)的轴比带宽,在无线局域网(WLAN)频段实现了47.5%(1.54～2.50 GHz)的阻抗带宽和24.2%(1.96～2.50 GHz)的轴比带宽,可以完整覆盖UHF和WLAN两个频段,具有良好的辐射特性。与其他双频圆极化天线相比,该天线整体结构紧凑、设计简单、避免了使用复杂的馈电网络,且具有较宽的3 dB轴比带宽。     

可并行识别的分组动态帧时隙ALOHA标签防碰撞算法

该文针对现有动态帧时隙ALOHA标签防碰撞算法的系统吞吐率低、算法效率低等问题,提出一种可并行识别的分组动态帧时隙ALOHA(PIGDFSA)标签防碰撞算法。该文以实验为基础,探索了待识别标签数、标签分组数、帧长对系统吞吐率与标签碰撞率的影响,研究了提升系统吞吐率与降低标签碰撞率的策略与方法。结合射频识别(RFID)的多天线系统,引入FastICA技术,从而实现碰撞时隙重新定义,并以此为基础,利用未识别标签数目自适应确定分组数与帧长。仿真结果表明：PIGDFSA算法在标签数达到2000时,算法吞吐率仍能稳定在92%以上,与FSA-256, GDFSA, BSDBG等算法相比具有更高的算法吞吐率,更少的空隙时隙,更高的算法效率。