大规模射频识别网络传输理论与算法研究

基本信息
批准号:61901035
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:于季弘
学科分类:
依托单位:北京理工大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
随机系统控制理论射频识别接入稳定性时间效率
结项摘要

As Radio Frequency Identification Networks is an important enabling technology for Industrial Internet of Things, it is of great importance for Industrial Internet of Things to guarantee the stability, time efficiency and security of the transmission. The large scale of the network and the complexity of communications environment challenge the transmission in the network. To address the challenges, we devote this project to focusing on the study of the transmission theory and algorithms in order to provide theoretic guidance for stable and time-efficient and secure transmission. We will conduct the research from the angles of perfect channels and imperfect channels following the sequence of theoretical analysis, algorithm design and system implementation: First, we employ the control theory for stochastic systems to show how to study the stability of the random access, and prove its stability in dynamic Radio Frequency Identification Networks; Second, we employ the computational complexity theory and coding theory to develop a multi-seed based and an OR-AND encoding method for time-efficient and anonymous batch transmission, respectively; Third, considering the heterogeneous imperfect channels, we exploit the computational complexity theory to study the tradeoff between the complexity and the efficiency and then design adaptive algorithms; At last, we evaluate the proposed algorithms via both simulations and implementation. The project is expected to achieve innovation in theory, advancement in method, and practicability in prototype.

射频识别网络是工业物联网的重要使能技术,保证其通信传输的稳定性、时效性和安全性对工业物联网高效运行至关重要。然而,网络尺度的大规模化和通信环境的复杂化导致射频识别网络传输面临巨大的挑战。因此,本项目重点研究大规模射频识别网络传输理论与算法,为实现稳定、高效、安全的传输提供理论基础和依据。本项目从完美信道和非完美信道两个角度,按照理论分析、算法设计和系统实现三个层面展开研究:首先,利用随机系统控制理论建立分析随机接入稳定性的理论框架,揭示动态射频识别网络稳定无线接入的内在规律;其次,利用计算复杂性理论和编码理论分别提出基于多种子随机映射及基于或与编码的高时效匿名批信息传输算法;然后,针对异质非完美信道,利用计算复杂性理论研究计算复杂度与传输效率的折中,设计自适应传输算法;最后,通过搭建软件仿真和硬件平台对设计的算法进行性能验证。项目研究成果可望实现理论创新性、方法先进性和系统实用性。

项目摘要

射频识别网络是无源物联网的典型代表,其低功耗、免维护的特点对于工业应用,尤其是能量严重受限的天基平台,具有重要价值。保证其通信传输的稳定性、时效性和安全性对网络高效运行至关重要。然而,网络尺度的大规模化和通信环境的复杂化导致射频识别网络传输面临巨大的挑战。因此,本项目重点研究大规模射频识别网络传输理论与算法,为实现稳定、高效、安全的传输提供理论基础和依据。本项目从完美信道和非完美信道两个角度,按照理论分析、算法设计和系统实现三个层面展开研究:首先,利用随机系统控制理论建立分析随机接入稳定性的理论框架,揭示动态射频识别网络稳定无线接入的内在规律;其次,利用计算复杂性理论和编码理论分别提出基于多种子随机映射、基于或与编码的高时效匿名批信息传输算法和基于人工噪声辅助的隐蔽传输方法;然后,针对异质非完美网络,研究信道估计方法,提出基于时隙重排和基于联合计算速率与传输速率的传输协议;最后,通过搭建软件仿真和硬件平台对设计的算法进行性能验证。项目研究成果具有理论创新性、方法先进性和系统实用性。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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