應用于溯源系統的rfid多標簽檢測方法及系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種應用于溯源系統的RFID的多標簽檢測方法及系統，該方法包括以下步驟：S1：RFID標簽將標簽數據tk轉換為交織數據xk(j)，其中tk為第k個RFID標簽要發送的標簽數據，xk(j)為轉換后的交織數據；S2：RFID讀寫器檢測到經信道傳輸的輸入數據r(j)，其中且hk為第k個RFID標簽發送的信道系數，n(j)為加性高斯白噪聲采樣；S3：RFID讀寫器計算輸出讀寫數據本發明提出了應用于溯源系統的RFID多標簽檢測算法，設計了IDMA算法的系統模型，該算法在檢測效率、穩定性和誤碼率方面均優于MC?CDMA、CDMA?MMSE。
【專利說明】
應用于溯源系統的RFID多標簽檢測方法及系統
技術領域
[0001]本發明屬于射頻識別技術領域，尤其涉及一種應用于溯源系統的RFID的多標簽檢 測方法及系統。
【背景技術】
[0002] 多址接入問題是多節點信號共享一個無線信道產生的信號沖突的問題，是RFID系 統中存在的主要問題之一。與多址接入問題對應的是多標簽檢測問題，即如何從接收到的 多標簽信號提取出期望標簽的信號。由于碼分多路(CDMA)具有抗干擾能力強、抗衰落能力 強、系統容量大等特點，已經成為了解決多址接入問題最重要的方法之一。目前，業界提出 的碼分多路多標簽檢測方法主要基于二種原理:一是MC-CDMA，其是將0FDM和⑶MA相結合， 采用擴頻碼對原始數據擴頻后將每一碼片調制到不同的子載波上，即在頻域完成擴頻，可 以獲得頻率分集的效果;二是CDMA-MMSE，其設計的目的是使得第K個用戶發送的信號與其 估計值之間誤差的均方值最小，即對于某個特定的期望用戶，尋找到一個線性變化，使得發 送信號和其估計之間的均方誤差最小。
[0003] 由上述背景可知，對于基于⑶MA的RFID多標簽檢測技術的研究，還存在一些亟待 解決的問題:在CDMA理想系統中，用戶通過使用正交擴頻碼來進行通信，以此來抑制多址干 擾，但是在實際系統中，擴頻碼的數量限制以及非正交性導致碼間干擾的存在，使得系統性 能和穩定性達不到要求。
【發明內容】
[0004] 為了克服現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種應用于溯源系統的 RFID的多標簽檢測方法，其能解決RFID多標簽檢測的技術問題。
[0005] 本發明的目的之一在于提供一種應用于溯源系統的RFID的多標簽檢測系統，其能 解決RFID多標簽檢測的技術問題。
[0006] 本發明的目的之一采用以下技術方案實現：
[0007] 一種應用于溯源系統的RFID的多標簽檢測方法，包括以下步驟：
[0008] SI :RFID標簽將標簽數據tk轉換為交織數據Xk( j)，其中tk為第k個RFID標簽要發送 的標簽數據，Xk( j)為轉換后的交織數據；
[0009] S 2 : R F I D讀寫器檢測到經信道傳輸的輸入數據r ( j )，其中
，_且1^為第k個RFID標簽發送的信道系數，n( j)為 加性高斯白噪聲采樣；
[0010] S3:RFID讀寫器計算輸出讀寫數據t\。
[0011] 優選地，步驟S1具體包括以下子步驟：
[0012] S11:對標簽數據tk進行前向糾錯編碼，并進行擴頻和轉置，從而得到編碼數據ck (j);
[0013] S12:將編碼數據ck(j)送入到交織器中，從而得到交織數據Xk(j)。其能進一步解決 信號編碼交織的技術問題。
[0014] 優選地，步驟S3具體包括以下子步驟：
[0015] S31:-單元信號估計器ESE對輸入數據r(j)的進行信號估計，抽取出讀寫數據ik;
[0016] S32:RFID讀寫器對讀寫數據·￡k進行解交織，并得到eDEC(ck(j))，其中，e DEC(ck(j)) 為后驗概率譯碼器DEC的輸入信息；
[0017] S33:后驗概率譯碼器DEC判斷輸入信息eDEG(Ck(j))是否小于預設值，如果是，則輸 出讀寫數據fk :，如果否，則生成eESE(ck(j))，并將eESE(ck(j))送入到交織器中。其能進一步 解決RFID多標簽檢測的技術問題。
[0018]本發明的目的之二采用以下技術方案實現：
[0019] 一種應用于溯源系統的RFID的多標簽檢測系統，包括以下模塊：
[0020]轉換模塊:設置于RFID標簽，用于將標簽數據tk轉換為交織數據^(]_)，其中tk為第 k個RFID標簽要發送的標簽數據，Xk( j)為轉換后的交織數據；
[0021] 數據檢測模塊:設置于RFID讀寫器，用于檢測到經信道傳輸的輸入數據r( j )，其中
.，且hk為第k個RFID標簽發送的信道系數，n(j)為 加性高斯白噪聲采樣；
[0022] 計算模塊:設置于RFID讀寫器，用于計算輸出讀寫數據fk。
[0023] 優選地，轉換模塊具體包括以下子模塊：
[0024]編碼擴頻模塊:設置于RFID標簽，用于對標簽數據tk進行前向糾錯編碼，并進行擴 頻和轉置，從而得到編碼數據ck;
[0025] 交織模塊:設置于RFID標簽，用于將編碼數據入到交織器中，從而得到交織數 據Xk(j)。其進一步公開了轉換模塊的包含的具體模塊。
[0026] 優選地，計算模塊具體包括以下子模塊：
[0027]信號估計模塊:設置于RFID讀寫器，用于對輸入數據r( j)的進行信號估計，抽取出 讀寫數據
[0028]解交織模塊：設置于RFID讀寫器，用于對讀寫數據t\進行解交織，并得到eDEC(Ck (j))，其中，eDEC(ck( j))為后驗概率譯碼器DEC的輸入信息；
[0029]后驗概率譯碼模塊:設置于RFID讀寫器，用于判斷輸入信息eDEC(Ck(j))是否小于 預設值，如果是，則輸出讀寫數據fk，如果否，則生成eESE(ck(j))，并將e ESE(ck(j))送入到交 織器中。其能進一步公開計算模塊的具體子模塊。
[0030]相比現有技術，本發明的有益效果在于：
[0031]本發明通過分析業界基于CDMA的RFID多標簽檢測技術存在的問題，提出了應用于 溯源系統的RFID多標簽檢測算法，設計了 IDMA算法的系統模型，該算法在檢測效率、穩定性 和誤碼率方面均優于MC-CDMA、CDMA-MMSE，即使在標簽負載率較高和多徑衰落環境下，其檢 測效率和誤碼率也具有相當的保證，具有卓越的多用戶通信性能和較低的接收復雜度。
【附圖說明】
[0032]圖1為本發明應用于溯源系統的RFID的多標簽檢測方法的流程圖；
[0033]圖2為本發明應用于溯源系統的RFID的多標簽的系統的結構圖。
【具體實施方式】
[0034]下面，結合附圖以及【具體實施方式】，對本發明做進一步描述：
[0035]如圖1所示，本發明提供了一種應用于溯源系統的RFID的多標簽檢測方法，包括以 下步驟：
[0036] SI :RFID標簽將標簽數據tk轉換為交織數據xk( j)，其中tk為第k個RFID標簽要發送 的標簽數據，xk(j)為轉換后的交織數據;步驟S1具體包括以下子步驟：
[0037] SI 1:對標簽數據tk進行前向糾錯編碼，并進行擴頻和轉置，從而得到編碼數據ck (j);
[0038] S12:將編碼數據ck(j)送入到交織器中，從而得到交織數據Xk(j)<JDMA技術是通過 交織器將輸入數據隨機改變次序，使得輸出數據與輸入數據具有最小相關性，由于不同標 簽采用了不同的交織器，這樣也保證了標簽之間的數據無關性，從而減少了標簽數據的多 址干擾和符號間干擾，上述步驟主要發生在RFID標簽的發送端。
[0039] S 2 : R F I D讀寫器檢測到經信道傳輸的輸入數據r ( j )，其中
，且hk為第k個RFID標簽發送的信道系數，n(j)為 加性尚斯白噪聲米樣，方差為〇2 = Nq/2 ;
[0040] S3:RFID讀寫器計算輸出讀寫數據fk。步驟S3具體包括以下子步驟：
[0041 ] S31: -單元信號估計器ESE對輸入數據r (j)的進行信號估計，抽取出讀寫數據f:k;
[0042] ESE主要完成對輸入信號r(j)的信號估計，并抽取出指定標簽k的信號，由于RFID 讀寫器接收的信號是由各標簽發送來的信號之和，所以：r(j)=hkXk(j)+|k(j);| k(j)=r (j)-hkxk( j) = Σhkxk( j) +n(j);其中：Ck為r(j)中第k個標簽的干擾失真，即除k個標簽外 的其他標簽信號之和，Ik可以近似為高斯分布，可以用高斯分布的均值和方差來表示：
[0043] E(Ck( j))=E(r( j))-hkE(xk( j))
[0044] Var(Ck( j)) = Var(r( j))-1 hk 12Var(xk( j))
[0045] 因為 AWGN 信號均值 E(n(j))=0，
高斯近似，所以：
[0053] 由于：
[0054] E(Ck( j))=E(r( j))-hkE(xk( j))
[0055] Var(Ck( j)) = Var(r( j))-1 hk 12Var(xk( j))
[0056]
根據eESE(Xk( j))來估計抽取出讀 寫數據Ic;
[0057] S32:RFID讀寫器對讀寫數據fk進行解交織，并得到eDEC(Ck(j))，其中，e DEC(Ck(j)) 為后驗概率譯碼器DEC的輸入信息；
[0058] S33:后驗概率譯碼器DEC判斷輸入信息eDEC(ck( j))是否小于預設值，如果是，則輸 出讀寫數據t'k.如果否，則生成eESE(ck(j))，并將e ESE(ck(j))送入到交織器中。其預設值是可 以根據實際情況來進行相應的設定，如果需要的精度比較高的話，就設定一個較小的范圍， 通過不斷的補償來提高精度的確定，如果需求的精度不高，則可以設定相對較寬的范圍，然 后進行計算，設定的范圍越寬，相應的計算速度也就越快，因此可以根據實際需求來平衡預 設值的設定。
[0059]每一個RFID標簽都會分配一個對應的DEC，其功能主要是根據約束條件對輸入信 息作出硬判斷，是否輸出結果％，否則計算每個碼片后驗概率，更新其方差和均值，輸出eESE (ck( j))，將其送入交織器，為ESE進行下一次迭代提供先驗信息。
[0060]根據貝葉斯定理，可得Ck( j)對數似然比：
[0062]由于是用來計算的均值和方差，可得：
[0072]如圖2所示，本發明提供了一種應用于溯源系統的RFID的多標簽檢測系統，包括以 下模塊：
[0073]轉換模塊:設置于RFID標簽，用于將標簽數據tk轉換為交織數據^(]_)，其中tk為第 k個RFID標簽要發送的標簽數據，Xk(j)為轉換后的交織數據;轉換模塊具體包括以下子模 塊：
[0074]編碼擴頻模塊:設置于RFID標簽，用于對標簽數據tk進行前向糾錯編碼，并進行擴 頻和轉置，從而得到編碼數據ck;
[0075] 交織模塊:設置于RFID標簽，用于將編碼數據入到交織器中，從而得到交織數 據Xk(j)。
[0076] 數據檢測模塊:設置于RFID讀寫器，用于檢測到經信道傳輸的輸入數據r(j)，其中 j = l，2…丨，且hk為第k個RFID標簽發送的信道系數，n(j)為 加性高斯白噪聲采樣；
[0077] 計算模塊:設置于RFID讀寫器，用于計算輸出讀寫數據fk。計算模塊具體包括以下 子模塊：
[0078]信號估計模塊:設置于RFID讀寫器，用于對輸入數據r( j)的進行信號估計，抽取出 讀寫數據匕;：
[0079] 解交織模塊：設置于RFID讀寫器，用于對讀寫數據進行解交織，并得到eDEC(Ck (j))，其中，eDEC(ck( j))為后驗概率譯碼器DEC的輸入信息；
[0080] 后驗概率譯碼模塊:設置于RFID讀寫器，用于判斷輸入信息eDEC(Ck(j))是否小于 預設值，如果是，則輸出讀寫數據4,如果否，則生成e ESE(ck(j))，并將eESE(ck(j))送入到交 織器中。
[0081] 對本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種 相應的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應該屬于本發明權利要求的保護范圍 之內。
【主權項】
1. 一種應用于溯源系統的RFID的多標簽檢測方法，其特征在于，包括w下步驟： S1:RFID標簽將標簽數據tk轉換為交織數據xk( j)，其中tk為第k個RFID標簽要發送的標 簽數據，Xk( j)為轉換后的交織數據； S2: RFID讀寫器檢測到經信道傳輸的輸入數據Η j )，其41，2…J，且hk為第k個RFID標簽發送的信道系數，n(j)為加性高斯白噪聲采樣； S3: RFID讀寫器計算輸出讀寫數據4。2. 如權利要求1所述的應用于溯源系統的RFID的多標簽檢測方法，其特征在于，步驟S1 具體包括W下子步驟： S11:對標簽數據tk進行前向糾錯編碼，并進行擴頻和轉置，從而得到編碼數據ck( j); S12:將編碼數據ck( j)送入到交織器中，從而得到交織數據xk( j)。3. 如權利要求2所述的應用于溯源系統的RFID的多標簽檢測方法，其特征在于，步驟S3 具體包括W下子步驟： S31: -單元信號估計器ESE對輸入數據r (j)的進行信號估計，抽取出讀寫數據 S32:RFID讀寫器對讀寫數據fk進行解交織，并得到eDEC(ck(j))，其中，eDEC(ck(j))為后 驗概率譯碼器DEC的輸入信息； S33:后驗概率譯碼器DEC判斷輸入信息eDEc(ck(j))是否小于預設值，如果是，則輸出讀 寫數據4姻果否，則生成eESE(Ck(j))，并將eESE(Ck(j))送入到交織器中。4. 一種應用于溯源系統的RFID的多標簽檢測系統，其特征在于，包括W下模塊： 轉換模塊:設置于RFID標簽，用于將標簽數據tk轉換為交織數據xk( j )，其中tk為第k個 RFID標簽要發送的標簽數據，xk( j)為轉換后的交織數據； 數據檢測模塊：設置于RFID讀寫器，用于檢測到經信道傳輸的輸入數據Η j)，其中=1，2··· J，且hk為第k個RFID標簽發送的信道系數，η (j)為加性高 斯白噪聲采樣； 計算模塊:設置于RFID讀寫器，用于計算輸出讀寫數據t\。5. 如權利要求4所述的應用于溯源系統的RFID的多標簽檢測系統，其特征在于，轉換模 塊具體包括W下子模塊： 編碼擴頻模塊:設置于RFID標簽，用于對標簽數據tk進行前向糾錯編碼，并進行擴頻和 轉置，從而得到編碼數據Ck( j); 交織模塊:設置于RFID標簽，用于將編碼數據ck( j)送入到交織器中，從而得到交織數據 Xk(j)o6. 如權利要求4所述的應用于溯源系統的RFID的多標簽檢測系統，其特征在于，數據檢 測模塊具體包括W下子模塊： 信號估計模塊:設置于RFID讀寫器，用于對輸入數據r(j)的進行信號估計，抽取出讀寫 數據也; 解交織模塊:設置于RFID讀寫器，用于對讀寫數據進行解交織，并得到eDEc(ck( j))，其 中，eDEc( ck( j))為后驗概率譯碼器肥C的輸入信息； 后驗概率譯碼模塊：設置于RFID讀寫器，用于判斷輸入信息eDEC(ck(j))是否小于預設 值，如果是，則輸出讀寫數據4,如果否，貝性成eESE(Ck(j))，并將eESE(Ck(j))送入到交織器 中。
【文檔編號】G06K17/00GK106096484SQ201610693630
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月19日 公開號201610693630.0, CN 106096484 A, CN 106096484A, CN 201610693630, CN-A-106096484, CN106096484 A, CN106096484A, CN201610693630, CN201610693630.0
【發明人】楊靈, 蔡旭燦, 吳霆
【申請人】仲愷農業工程學院