[发明专利]一种基于盲分离的帧时隙超高频RFID系统防碰撞方法

摘要

一种基于盲分离的帧时隙超高频RFID系统防碰撞方法。针对频率范围在860‑960MHz内的超高频(UHF)射频信号，提出一种基于独立成分分析(ICA)和帧时隙的RFID系统防碰撞算法。本发明通过分析RFID系统中的ICA算法步骤并建立盲源分离的天线系统模型，利用特定的帧时隙数选取使每一时隙内的标签数不大于阅读器的天线数，满足盲源分离识别标签的条件，进而利用ICA算法实现多标签的同时识别。仿真结果表明，与传统的标签防碰撞算法及基于位隙动态分组的盲分离多标签防碰撞算法相比，本发明在标签识别率方面具有明显的优势，且算法的识别时间较少，进一步验证了将盲源分离技术运用于标签识别的可行性和高效性，在需要高效率和智能化管理的工程领域中具有潜在的应用价值。

主权项

一种基于盲分离的帧时隙超高频RFID系统防碰撞方法，其特征是通过以下步骤实现：(S1)、阅读器发送Query命令给进入识别范围内的标签，开始盘存周期，标签进入就绪状态；(S2)、标签响应阅读器的Query命令，并随机选择时隙存入各自的时隙计数器中；具体按以下步骤：(1)标签识别过程中每个标签均执行16位时隙计数器，所有未识别的标签收到Query命令后，从0～round(n(A+α)/(βA2+γA))个时隙中随机选择一个时隙存入各自的时隙计数器中，标签进入响应状态，时隙计数器为0的标签响应；其中A为天线数，n为标签数，α≈10，β≈0.8，γ≈0.66，round()为四舍五入取整函数；(2)响应标签通过随机或伪随机数据发生器产生一个16位的随机序列RN16，并将各自的RN16序列发送给阅读器，根据响应标签的数目分为以下两种情况：①响应标签的数目为0时，表明时隙空闲，转至(S5)；②响应标签的数目等于或多于1个，转至(S3)执行FastICA算法；(S3)、阅读器利用FastICA算法分离标签混合信号，同时建立估计信号与标签原始信号之间的对应关系，标签进入确认状态；具体按以下步骤：(1)阅读器天线接收到的信号为标签混合信号，为了能够精确的对混合信号进行盲源分离，首先需要估计原始信号的数目，分为以下两种情况：①有噪声时可以通过观测混合信号X的相关矩阵的主特征值数来确定标签发送的原始信号数目；②无噪声时可以通过观测混合信号X的秩来确定原始信号的数目；(2)利用FastICA算法将混合信号X解混，通过选择合理的解混系数矩阵W，使观测到的估计信号Y清晰可辨，通过估计信号Y＝WX阅读器与响应标签建立联系，标签进入确认状态；(S4)、阅读器发送ACK指令给确认状态下的标签，标签收到ACK指令后，发送自己的PC、EPC和CRC‑16信息，阅读器利用(S3)中的解混系数矩阵继续分离并存储这些标签的标识信息，此时标签被成功识别，转至(S5)；(S5)、阅读器向标签发送QueryRep命令，进入就绪状态且未被识别标签的时隙计数器值减1，跳转至(S2)继续进行标签识别，直至所有标签识别完成为止。