[發明專利]一種基于RFID多徑估計的精確相位計算方法

有效

• 申請號: 201710510421.2
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107341424B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 韓勁松;王鴿;韓凱;丁菡;楊玉芹
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06K7/10
• 分類號: G06K7/10;G06K17/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種基于RFID多徑估計的精確相位計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)閱讀器天線收集目標標簽的相位數據，接收相位為β；

2)對收集的相位數據進行向量分解與角度變換：

向量分解與角度變換后的關系為：

其中，β為接收相位，θ為純凈相位，α為多徑效應相位，θ′為角度變換后的純凈相位、β′為角度變換后的接收相位、α′為角度變換后的多徑效應相位，k₀表示整數，Z為整數集；

3)建立純凈相位θ與鏡像相位的關系：表示整數，值由tanα′決定；

4)根據下列公式求解鏡像相位的值：

為信道n中的多徑變量，為當信道從n跳轉到n+1的接收相位增加值，β_n為每個信道的接收相位，n＝1,2,3,…N；

5)根據步驟3)建立的純凈相位θ與鏡像相位的關系，以及步驟4)求解的鏡像相位的值反推出純凈相位值。

2.根據權利要求1所述的一種基于RFID多徑估計的精確相位計算方法，其特征在于，所述步驟1)中閱讀器天線在每個信道收集5秒鐘數據，遍歷N個信道，且N大于等于3，得到接收相位β。

3.根據權利要求1所述的一種基于RFID多徑估計的精確相位計算方法，其特征在于，所述步驟2)中k₀有如下關系：

其中，m∈Z。

4.根據權利要求1所述的一種基于RFID多徑估計的精確相位計算方法，其特征在于，所述步驟4)中信道n中的多徑變量包括靜態多徑和動態多徑，靜態多徑代表靜態情況下的反射性能，動態多徑表示受移動物體的影響。

5.根據權利要求1所述的一種基于RFID多徑估計的精確相位計算方法，其特征在于，所述步驟4)中根據鏡像相位的求解公式得到矩陣方程：A_N×(N+2)·x_(N+2)×1＝b_N×1，其中A_N×(N+2)是系數矩陣，x_(N+2)×1是未知的變量矩陣，b_N×1代表矩陣的接收相位：

其中，(·)^T表示轉置矩陣；

則矩陣方程的解表示為：

x＝ξ₀+c₁·ξ₁+c₂·ξ₂

其中ξ₀是特解，ξ₁和ξ₂是通解，c₁和c₂分別是ξ₁和ξ₂的系數。

6.根據權利要求5所述的一種基于RFID多徑估計的精確相位計算方法，其特征在于，所述矩陣方程的有效解的求解過程中需要將所有信道的接收相位β_n調整到一條擬合線上，調整后的擬合線直線方程為y_n＝k·n+d，而且需要滿足以下條件：

其中，ω_n是信道n的權重，k為斜率，d為截距；

利用信道n中接收相位的樣本均值誤差σ_n來表示離散度：

其中，表示每個信道中的樣本，是t個樣本的均值；

則定義權重公式為：

當樣本數t足夠大的時候，有：

從而根據權重公式得到擬合線。

7.根據權利要求6所述的一種基于RFID多徑估計的精確相位計算方法，其特征在于，所述擬合線的斜率k和截距d的計算過程：

首先最小化公式中得到偏導數如下：

然后令上式等于0并求解得到：

8.根據權利要求7所述的一種基于RFID多徑估計的精確相位計算方法，其特征在于，所述公式x＝ξ₀+c₁·ξ₁+c₂·ξ₂中系數c₁和c₂通過下列公式求解：

其中，y_i和y_N+1-i為擬合線上的隨機選擇組點。