[发明专利]一种超高频RFID标签信号的恢复方法

说明书

本发明公开一种超高频RFID标签信号恢复方法，其包括如下步骤：步骤S1.基于下变频模块将接收的射频信号下变频到基带；步骤S2.基于数字化后的基带信号，使用载波抵消模块消除数字基带信号中的载波分量,依据直流分量抵消模块去除信号中的直流分量；步骤S3.估计标签数量以及信道系数矩阵；步骤S4.基于标签信号分离模块恢复每个RFID标签信号。该方法利用标签冲突信号中冗余的统计信息，减少因标签数量增多而引起的效率损失,能显著提高RFID系统的吞吐量。

技术领域

本发明涉及信号处理技术，尤其涉及一种超高频RFID标签信号恢复方法。

背景技术

近年来，射频识别(RFID)技术已成功应用于许多不同领域，如库房盘存，资产跟踪和个人身份识别。在典型的多标签超高频(UHF)RFID系统中，不同的无源标签可以同时反向散射它们的信息，导致标签信号彼此干扰。这种现象通常被称为标签冲突，其对RFID系统的访问效率的下降具有明显的影响。在包括ISO 18000-6C在内的各种RFID标准中，解决该问题的一种常见解决方案是基于帧结构的时隙ALOHA算法。但是该种算法仅能处理包含一个标签信号的时隙，因此其最大系统吞吐量受限。

最近，通过分解冲突信号将冲突的时隙转换为可用的时隙，从而在物理层解决标签冲突成为一个新的研究热点。然而，当前的物理层防冲突算法都忽略了标签信号的一个关键统计特性，即当通过正交接收结构的读卡器观测标签信号时，可以认为读写器或标签产生的实值RFID波形，是一种具有最大非圆特性的非圆复数信号。对于非圆复数信号，当接收信号和其复共轭被同时处理时，可以获得额外的性能增益，这种解决方案通常被称为宽线性(WL)处理。在无源UHF RFID系统的标签防冲突问题上，WL处理方法还未有应用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提出一种超高频RFID标签信号恢复方法，其基于宽线性最小均方误差(WLMMSE)准则，该方法利用标签冲突信号中冗余的统计信息，减少因标签数量增多而引起的效率损失,能显著提高 RFID系统的吞吐量。

为实现上述目的本发明采用如下技术方案：

一种基于超高频RFID标签信号恢复方法，包括：

下变频模块，用于将接收天线接收的射频信号下变频到基带；载波抵消模块，用于抵消接收信号中包含的发送天线发出的载波信号；直流分量抵消模块，用于去除标签返回的开关调制信号(OOK)信号中的直流分量，将其转换为二进制相移键控(BPSK)信号；

标签数量估计模块，用于估计标签数量；

信道估计模块，用于估计信道系数矩阵；

标签信号分离模块，用于利用基于宽线性最小均方误差准则将冲突的标签信号进行分离；

所述方法包括如下步骤：

步骤S1.基于下变频模块将接收的射频信号下变频到基带；

步骤S2.对下变频后的基带信号，利用载波抵消模块消除数字基带信号中的载波分量,依据直流分量抵消模块去除信号中的直流分量；

步骤S3.估计标签数量以及信道系数矩阵；

步骤S4.基于标签信号分离模块恢复每个RFID标签信号。

优选的，步骤S2中还包含，依据直流分量抵消模块去除信号中的直流分量，将其转换为二进制相移键控(BPSK)信号。

优选的，步骤S1之前还包含S0，获得多标签信号响应的其中一个信息块，作为待分离信息块。

优选的，步骤S1包含将所述信息块对应的射频信号下变频到基带；

优选的，步骤S3包含判断标签数量是否为0，是则返回至步骤S0；否则进入步骤S31，