基于动态帧时隙ALOHA防碰撞算法研究_硕士论

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1、学校代码：10270分类号：TN8学号：112201132硕士学位论文论文题目基于动态帧时隙ALOHA防碰撞算法研究学院信息与机电工程学院专业通信与信息系统研究方向信息安全与通信研究生姓名刘念指导教师殷业完成日期2014年5月论文题目：基于动态帧时隙ALOHA防碰撞算法研究学科专业：通信与信息系统学位申请人：刘念指导教师：殷业中文摘要中文摘要中文摘要射频识别（RFID）技术是一种无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触就可以识别出目标信息的技术。随着无线通信、便携设备和智能传感器的持续发展，RFID作为一种新型的无线通信技术已经得到了广泛

2、的应用。然而，基于其非接触式特点，其中也存在着很大的标签碰撞和安全隐私问题。面对RFID如此广大的应用前景，就更加需要能够设计出一种适合的防碰撞算法和安全认证协议，一方面能够在大量标签运动环境中，能够有效的实现标签防碰撞，使得系统的吞吐率达到最优化；另一方面，也要求能够保证标签信息在无线通信传送过程中的安全性，确保用户隐私的保密性。针对这两点，本文的主要工作有：1、论文首先对RFID技术的现状进行了研究和总结，分析了防碰撞性能和安全认证在RFID技术应用领域中的重要意义。对现有常用的RFID无线通信技术中的防碰撞算法和安全协议等做了详细分析研

3、究和仿真实验，并指出现有的算法存在的不足。2、基于大批量标签运动的环境中标签的碰撞问题，本文提出了标签分组的概念。其理论原因是：ALOHA算法中多个标签在任意时隙发送信息，读写器是否接收到信息具有概率性。而读写器的每一帧所能接收的标签数也有一定的范围限制，超过此范围，则会很大程度上影响读写器的吞吐量。而二进制算法虽然识别率较高，但其时延长，会影响系统的执行效率。故本文的防碰撞算法是结合ALOHA算法的帧时隙与二进制树的分组概念，设计出一种新的防碰撞算法，结合ALOHA的概率性和二进制的确定性特点，提高标签防碰撞的吞吐率。最后通过MATLAB仿

4、真证明出算法的优化之处。3、在RFID的安全认证性能方面，本文就其安全协议的执行复杂度进行了分析，指出在后端信息管理系统中加入CRC-8验证算法和二分搜索法，可以有效的避免标签信息在无线通道传送过程中出现的信息篡改和标签信息误传的可能性，保证标签信息安全性的同时，提高系统运行的效率。本文的研究应用领域广泛，基于人们对自己的隐私权越来越重视，在某些高端信息安全领域，针对RFID的安全性和防碰撞都是一个值得深思的问题。要求能够在安全性质、抗攻击能力、低成本、执行速率、防碰撞等方面获得更大的综合优势，我们在这方面的工作仍是一项很紧迫的任务。关键词关

5、键词：关键词：：：RFID无线通信;防碰撞算法;安全协议;帧时隙分组;抗攻击能力AbstractRFID,Radiofrequencyidentification,isatechnologythatcanidentifythetargetinformationwithoutanymechanicaloropticalcontactedbetweenrecognitionsystemandspecifictarget.Withthedevelopmentofwirelesscommunication,portableequipmentandin

6、telligentsensor,RFIDhasbeenwidelyapplied.However,asitsnon-contacttypecharacteristic,therearesometagcollisionandthesecurityproblems.Facingthewidelyapplicationprospect,itsmoreneedtobeabletodesignasuitableanti-collisionalgorithmsandsecurityauthenticationprotocol.Ononehand,inth

7、eenvironmentwithlargenumberoftags,itcaneffectivelyrealizetheanti-collisionoftags,sothatthethroughputrateofthesystemcanachievetheoptimization.Onetheotherhand,itcanguaranteethesecurityinwirelesscommunications,toensuretheconfidentialityofuserprivacy.Aimedatthesetwopoints,thema

8、inworkinthispaperareasfollows:1.Thepapermakesaresearchandsummaryofthecurrentsituat