[发明专利]一种RFID标签数量的估计系统、方法和处理器可读介质

说明书

本发明公开一种RFID标签数量的估计系统、方法和处理器可读介质。该估计方法利用多天线系统中存在的空间分集增益，将多个天线上接收到的复数信号的实部和虚部进行分离并顺序堆叠，从而将标签数量估计问题转换为高维度空间中的数据聚类问题，这样在低纬度空间相互重叠的簇数据可以在高纬度空间进行分离，从而提高了标签数量估计的准确性。

技术领域

本发明涉及信号处理技术，具体的涉及一种基于高纬度空间的超高频RFID标签数量的估计系统、方法和处理器可读介质。

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碰撞，其对RFID系统的访问效率的下降具有明显的影响。

在诸如ISO18000-6C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随机访问算法(Framed Slot Aloha,FSA)算法。前期研究表明，在基于FSA接入协议的RFID系统中，当帧长与待访问标签数量相等时，系统可获得最大吞吐量。但由于在实际场景中，待访问标签的数量通常并不能提前得知，因此基于FSA接入协议的RFID系统很少工作在最佳状态。

为了解决这个问题，已有的工作针对单天线RFID系统提出了一系列算法。例如，时隙状态检测算法(SSDA)将接收到的信号投射到I-Q复平面中并估计I-Q复平面中信号簇的数量，根据簇数量和标签数量之间的关系，给出标签数量的估计值。此外，也有算法基于直方图(Histogram)的统计特性来检测多标签的存在性，并确定标签的数量。尽管这些方法在实时系统中运行良好，但在信噪比(SNR)较低的时候，它们的性能会有很大的下降。另一方面，近年来多天线RFID系统已经取得了广泛的应用，在多天线系统下，估计标签数量的一个典型解决方案是首先执行天线选择(Antenna Selection,AS)算法来获取更高的信噪比，然后再采用SSDA算法或者Histogram算法对标签数量进行估计。然而，这种方案是次优的，因为它只采用了一根天线接收到的信息，而丢弃了其他接收天线上的有用信息。

因此，需要一种新的超高频RFID标签数量的估计方法。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，在多天线RFID环境下，本申请提出基于高纬度空间的超高频RFID标签数量的估计方法。该估计方法利用了多天线系统中存在的空间分集增益，将多个天线上接收到的信号重新排列为高维向量，从而将标签数量估计问题建模为高维空间中的数据聚类问题，使得在低纬度空间相互重叠的簇数据可以在高纬度空间进行分离，从而提高了标签数量估计的准确度。基于MATLAB的数值仿真证明，相对于已有的标签数量估计方法，本文所提方法具有很大的优势。

为实现上述目的本发明采用如下技术方案：

一种RFID标签数量的估计系统，其特征在于，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括的发送天线发出的载波信号；标签数量估计模块，用于估计标签数量。

本申请实施例提供一种RFID标签数量的估计系统的估计方法，其特征在于，

所述方法包括如下步骤：

S1.基于下变频模块将接收到的射频信号下变频到基带；

S2.数字化所述基带的信号并基于载波抵消模块消除数字后基带信号中的载波分量；

S3.基于标签数量估计模块估计标签的数量。

在一实施方式中，在所述步骤S1之前还包括S0，获得多标签信号响应的多个信息块，作为标签数量估计的参考数据。