[发明专利]一种基于Whittle index的RFID多阅读器信道资源分配方法

摘要

本发明涉及无线射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)中的多标签‑多阅读器防碰撞技术，具体地说是一种基于Whittle index的RFID多阅读器信道资源分配方法。具体步骤包括RFID多阅读器信道模型建立、信道Whittle index值计算、接入信道选择、信道索引值更新。本发明在RFID多阅读器信道资源分配问题中建立无休止多臂赌博机(Restless Multi‑Armed Bandit，RMAB)模型，采用Whittle index算法求解此RMAB模型，该算法根据每个时隙数据发送成功与否作为反馈来动态更新信道的索引值，选择索引值最大的信道作为标签可能感知接入的信道，并对信道分配过程中可能出现的标签碰撞，采用等待一个时隙后再次根据更新后的信道索引值重新选择接入信道的方法，从而对有限的信道资源进行合理的动态分配，提高了系统吞吐率。

主权项

1.一种基于Whittle index的RFID多阅读器信道资源分配方法，约定各信道相互独立，且多阅读器之间发生碰撞的可能性小，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1)RFID多阅读器信道模型建立：在RFID系统中，多阅读器环境实际上具备了多信道通信的特征，因此多标签对应多阅读器碰撞问题可转化为多用户动态接入多信道的资源分配问题，即解决未知信道环境先验知识下的机会式多信道的选择与接入问题，引入多臂赌博机(Multi‑Armed Bandit，MAB)模型，各信道的状态(忙碌或者空闲)都在随着时隙进化，产生的多臂赌博机问题是无休止的，因此归结为无休止多臂赌博机(Restless Multi‑Armed Bandit，RMAB)问题，本发明针对多标签‑多阅读器环境下的碰撞问题建立无休止多臂赌博机(RMAB)模型，对信道资源分配问题进行求解；步骤2)信道Whittle index值计算：根据历史经验积累给予每个信道一定的信任值，并基于当前信任值下给每个信道赋予一个索引值用以表示选择此信道获得收益的程度；步骤3)接入信道选择：在无线环境下，由于衰落、噪声以及标签地理位置的差异，同一信道对不同标签的信道质量是不同的，不同信道对同一标签的质量也不一样，因此标签在计算出各个信道索引值的基础上，对其进行降序排序；标签选择索引值最大的信道作为可能感知接入的信道，若信道空闲且信道同一时隙未被多个标签选中，则标签与阅读器之间进行数据传输，传输完毕后反馈应答信息，若信道同一时隙被多个标签选中，则碰撞标签需等待一个时隙后再次根据更新后信道的索引值重新选择接入信道进行数据传输；步骤4)信道索引值更新：在每个时隙末尾，标签k根据数据传输后得到的应答信息作为反馈，对信道进行索引值更新，同时对于未被选择的信道赋予适当的收益补贴β以使未来信道的选择更加全面，使标签对空闲信道的选择更加准确，通信量尽可能达到最大。