【摘 要】
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RFID（Radio Frequency Identification）射频识别技术作为一种非接触式的自动识别的数据通信技术,为物联网的发展提供了有力的技术支撑。现阶段,RFID技术在生活中有非常广泛的应用,包括供应链管理,仓储管理等。通过在目标商品上附着具有唯一编码的电子标签,即可快速有效地获取商品信息,大大提高了工作效率。而RFID系统中未知标签或克隆标签的存在会影响系统正常的通信过程,例如未
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RFID（Radio Frequency Identification）射频识别技术作为一种非接触式的自动识别的数据通信技术,为物联网的发展提供了有力的技术支撑。现阶段,RFID技术在生活中有非常广泛的应用,包括供应链管理,仓储管理等。通过在目标商品上附着具有唯一编码的电子标签,即可快速有效地获取商品信息,大大提高了工作效率。而RFID系统中未知标签或克隆标签的存在会影响系统正常的通信过程,例如未知标签或克隆标签的响应会影响丢失标签的检测,这都将会带来一定的经济损失和安全风险。另一方面,实际上的通信环境往往存在着环境噪声,会影响RFID标签数量估计结果的精确度。因此论文针对不可靠通信环境下的RFID标签数量估计进行研究和设计。本论文的主要贡献及创新点如下:1.基于不可靠信道对RFID系统中未知标签的数量进行估计。现有的未知标签数量估计协议一般假设信道传输是可靠的,实际上,环境噪声的干扰影响信息的传输。论文提出了一种新的未知标签数量估计方案CEUT。CEUT方案中RFID读写器首先通过已知标签集合为标签预分配时隙,得到预测帧;然后读写器收集来自所有标签的响应帧。根据信道噪声参数和统计每轮预测帧中的空时隙被转换为响应帧中对应的非空时隙的数量,设计了未知标签数量的估计器。仿真结果表明,在给定的信道噪声参数下,提出的未知标签数量估计方案与已有的方案相比,减少了估计误差,并能够达到设定的估计精度。2.由于RFID系统中标签可能受到克隆攻击,设计出被克隆的标签数量估计方案。攻击者克隆的标签会影响RFID系统的正常运行,而估计RFID系统中被克隆的标签数量有助于了解系统面临的安全风险。该方案同时考虑到捕获效应对估计被克隆的标签数量的影响,与过去的方案相比更具有实际意义。仿真结果表明提出的被克隆的标签数量估计方案在捕获效应下能够达到设定的估计精度。3.在捕获效应下估计被克隆的标签数量时,进一步考虑未知标签的影响,设计了被克隆的标签数量估计方案。在一个大规模的RFID系统中,标签受到克隆攻击的同时,系统中也可能存在若干未知标签,未知标签的响应可能会使正常标签误判为被克隆的标签。被克隆的标签数量估计器依赖于对两个统计参数的估计结果:一个参数依赖于未知标签的数量;而另一个参数则取决于有多少预测帧中的单时隙被转换为响应帧中的冲突时隙。根据给定的估计精度和捕获效应参数,累积分布函数仿真结果表明,该方案能满足设定的可靠性的要求。
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