[發(fā)明專利]一種超高頻RFID標(biāo)簽信號的恢復(fù)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910042865.7
• 申請日: 2019-01-17
• 公開（公告）號: CN109886052B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李喆;鄧偉
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號: G06K7/10
• 分類號: G06K7/10
• 代理公司: 蘇州智品專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32345
• 代理人: 唐學(xué)青

本發(fā)明公開一種超高頻RFID標(biāo)簽信號恢復(fù)方法，其包括如下步驟：步驟S1.基于下變頻模塊將接收的射頻信號下變頻到基帶；步驟S2.基于數(shù)字化后的基帶信號，使用載波抵消模塊消除數(shù)字基帶信號中的載波分量,依據(jù)直流分量抵消模塊去除信號中的直流分量；步驟S3.估計標(biāo)簽數(shù)量以及信道系數(shù)矩陣；步驟S4.基于標(biāo)簽信號分離模塊恢復(fù)每個RFID標(biāo)簽信號。該方法利用標(biāo)簽沖突信號中冗余的統(tǒng)計信息，減少因標(biāo)簽數(shù)量增多而引起的效率損失,能顯著提高RFID系統(tǒng)的吞吐量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信號處理技術(shù)，尤其涉及一種超高頻RFID標(biāo)簽信號恢復(fù)方法。

背景技術(shù)

近年來，射頻識別(RFID)技術(shù)已成功應(yīng)用于許多不同領(lǐng)域，如庫房盤存，資產(chǎn)跟蹤和個人身份識別。在典型的多標(biāo)簽超高頻(UHF)RFID系統(tǒng)中，不同的無源標(biāo)簽可以同時反向散射它們的信息，導(dǎo)致標(biāo)簽信號彼此干擾。這種現(xiàn)象通常被稱為標(biāo)簽沖突，其對RFID系統(tǒng)的訪問效率的下降具有明顯的影響。在包括ISO 18000-6C在內(nèi)的各種RFID標(biāo)準(zhǔn)中，解決該問題的一種常見解決方案是基于幀結(jié)構(gòu)的時隙ALOHA算法。但是該種算法僅能處理包含一個標(biāo)簽信號的時隙，因此其最大系統(tǒng)吞吐量受限。

最近，通過分解沖突信號將沖突的時隙轉(zhuǎn)換為可用的時隙，從而在物理層解決標(biāo)簽沖突成為一個新的研究熱點。然而，當(dāng)前的物理層防沖突算法都忽略了標(biāo)簽信號的一個關(guān)鍵統(tǒng)計特性，即當(dāng)通過正交接收結(jié)構(gòu)的讀卡器觀測標(biāo)簽信號時，可以認為讀寫器或標(biāo)簽產(chǎn)生的實值RFID波形，是一種具有最大非圓特性的非圓復(fù)數(shù)信號。對于非圓復(fù)數(shù)信號，當(dāng)接收信號和其復(fù)共軛被同時處理時，可以獲得額外的性能增益，這種解決方案通常被稱為寬線性(WL)處理。在無源UHF RFID系統(tǒng)的標(biāo)簽防沖突問題上，WL處理方法還未有應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出一種超高頻RFID標(biāo)簽信號恢復(fù)方法，其基于寬線性最小均方誤差(WLMMSE)準(zhǔn)則，該方法利用標(biāo)簽沖突信號中冗余的統(tǒng)計信息，減少因標(biāo)簽數(shù)量增多而引起的效率損失,能顯著提高 RFID系統(tǒng)的吞吐量。

為實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于超高頻RFID標(biāo)簽信號恢復(fù)方法，包括：

下變頻模塊，用于將接收天線接收的射頻信號下變頻到基帶；載波抵消模塊，用于抵消接收信號中包含的發(fā)送天線發(fā)出的載波信號；直流分量抵消模塊，用于去除標(biāo)簽返回的開關(guān)調(diào)制信號(OOK)信號中的直流分量，將其轉(zhuǎn)換為二進制相移鍵控(BPSK)信號；

標(biāo)簽數(shù)量估計模塊，用于估計標(biāo)簽數(shù)量；

信道估計模塊，用于估計信道系數(shù)矩陣；

標(biāo)簽信號分離模塊，用于利用基于寬線性最小均方誤差準(zhǔn)則將沖突的標(biāo)簽信號進行分離；

所述方法包括如下步驟：

步驟S1.基于下變頻模塊將接收的射頻信號下變頻到基帶；

步驟S2.對下變頻后的基帶信號，利用載波抵消模塊消除數(shù)字基帶信號中的載波分量,依據(jù)直流分量抵消模塊去除信號中的直流分量；

步驟S3.估計標(biāo)簽數(shù)量以及信道系數(shù)矩陣；

步驟S4.基于標(biāo)簽信號分離模塊恢復(fù)每個RFID標(biāo)簽信號。

優(yōu)選的，步驟S2中還包含，依據(jù)直流分量抵消模塊去除信號中的直流分量，將其轉(zhuǎn)換為二進制相移鍵控(BPSK)信號。

優(yōu)選的，步驟S1之前還包含S0，獲得多標(biāo)簽信號響應(yīng)的其中一個信息塊，作為待分離信息塊。

優(yōu)選的，步驟S1包含將所述信息塊對應(yīng)的射頻信號下變頻到基帶；

優(yōu)選的，步驟S3包含判斷標(biāo)簽數(shù)量是否為0，是則返回至步驟S0；否則進入步驟S31，