应用于溯源系统的rfid多标签检测方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种应用于溯源系统的RFID的多标签检测方法及系统，该方法包括以下步骤：S1：RFID标签将标签数据tk转换为交织数据xk(j)，其中tk为第k个RFID标签要发送的标签数据，xk(j)为转换后的交织数据；S2：RFID读写器检测到经信道传输的输入数据r(j)，其中且hk为第k个RFID标签发送的信道系数，n(j)为加性高斯白噪声采样；S3：RFID读写器计算输出读写数据本发明提出了应用于溯源系统的RFID多标签检测算法，设计了IDMA算法的系统模型，该算法在检测效率、稳定性和误码率方面均优于MC?CDMA、CDMA?MMSE。
【专利说明】
应用于溯源系统的RFID多标签检测方法及系统
技术领域
[0001]本发明属于射频识别技术领域，尤其涉及一种应用于溯源系统的RFID的多标签检 测方法及系统。
【背景技术】
[0002] 多址接入问题是多节点信号共享一个无线信道产生的信号冲突的问题，是RFID系 统中存在的主要问题之一。与多址接入问题对应的是多标签检测问题，即如何从接收到的 多标签信号提取出期望标签的信号。由于码分多路(CDMA)具有抗干扰能力强、抗衰落能力 强、系统容量大等特点，已经成为了解决多址接入问题最重要的方法之一。目前，业界提出 的码分多路多标签检测方法主要基于二种原理:一是MC-CDMA，其是将0FDM和⑶MA相结合， 采用扩频码对原始数据扩频后将每一码片调制到不同的子载波上，即在频域完成扩频，可 以获得频率分集的效果;二是CDMA-MMSE，其设计的目的是使得第K个用户发送的信号与其 估计值之间误差的均方值最小，即对于某个特定的期望用户，寻找到一个线性变化，使得发 送信号和其估计之间的均方误差最小。
[0003] 由上述背景可知，对于基于⑶MA的RFID多标签检测技术的研究，还存在一些亟待 解决的问题:在CDMA理想系统中，用户通过使用正交扩频码来进行通信，以此来抑制多址干 扰，但是在实际系统中，扩频码的数量限制以及非正交性导致码间干扰的存在，使得系统性 能和稳定性达不到要求。
【发明内容】
[0004] 为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种应用于溯源系统的 RFID的多标签检测方法，其能解决RFID多标签检测的技术问题。
[0005] 本发明的目的之一在于提供一种应用于溯源系统的RFID的多标签检测系统，其能 解决RFID多标签检测的技术问题。
[0006] 本发明的目的之一采用以下技术方案实现：
[0007] 一种应用于溯源系统的RFID的多标签检测方法，包括以下步骤：
[0008] SI :RFID标签将标签数据tk转换为交织数据Xk( j)，其中tk为第k个RFID标签要发送 的标签数据，Xk( j)为转换后的交织数据；
[0009] S 2 : R F I D读写器检测到经信道传输的输入数据r ( j )，其中
，_且1^为第k个RFID标签发送的信道系数，n( j)为 加性高斯白噪声采样；
[0010] S3:RFID读写器计算输出读写数据t\。
[0011] 优选地，步骤S1具体包括以下子步骤：
[0012] S11:对标签数据tk进行前向纠错编码，并进行扩频和转置，从而得到编码数据ck (j);
[0013] S12:将编码数据ck(j)送入到交织器中，从而得到交织数据Xk(j)。其能进一步解决 信号编码交织的技术问题。
[0014] 优选地，步骤S3具体包括以下子步骤：
[0015] S31:-单元信号估计器ESE对输入数据r(j)的进行信号估计，抽取出读写数据ik;
[0016] S32:RFID读写器对读写数据·￡k进行解交织，并得到eDEC(ck(j))，其中，e DEC(ck(j)) 为后验概率译码器DEC的输入信息；
[0017] S33:后验概率译码器DEC判断输入信息eDEG(Ck(j))是否小于预设值，如果是，则输 出读写数据fk :，如果否，则生成eESE(ck(j))，并将eESE(ck(j))送入到交织器中。其能进一步 解决RFID多标签检测的技术问题。
[0018]本发明的目的之二采用以下技术方案实现：
[0019] 一种应用于溯源系统的RFID的多标签检测系统，包括以下模块：
[0020]转换模块:设置于RFID标签，用于将标签数据tk转换为交织数据^(]_)，其中tk为第 k个RFID标签要发送的标签数据，Xk( j)为转换后的交织数据；
[0021] 数据检测模块:设置于RFID读写器，用于检测到经信道传输的输入数据r( j )，其中
.，且hk为第k个RFID标签发送的信道系数，n(j)为 加性高斯白噪声采样；
[0022] 计算模块:设置于RFID读写器，用于计算输出读写数据fk。
[0023] 优选地，转换模块具体包括以下子模块：
[0024]编码扩频模块:设置于RFID标签，用于对标签数据tk进行前向纠错编码，并进行扩 频和转置，从而得到编码数据ck;
[0025] 交织模块:设置于RFID标签，用于将编码数据入到交织器中，从而得到交织数 据Xk(j)。其进一步公开了转换模块的包含的具体模块。
[0026] 优选地，计算模块具体包括以下子模块：
[0027]信号估计模块:设置于RFID读写器，用于对输入数据r( j)的进行信号估计，抽取出 读写数据
[0028]解交织模块：设置于RFID读写器，用于对读写数据t\进行解交织，并得到eDEC(Ck (j))，其中，eDEC(ck( j))为后验概率译码器DEC的输入信息；
[0029]后验概率译码模块:设置于RFID读写器，用于判断输入信息eDEC(Ck(j))是否小于 预设值，如果是，则输出读写数据fk，如果否，则生成eESE(ck(j))，并将e ESE(ck(j))送入到交 织器中。其能进一步公开计算模块的具体子模块。
[0030]相比现有技术，本发明的有益效果在于：
[0031]本发明通过分析业界基于CDMA的RFID多标签检测技术存在的问题，提出了应用于 溯源系统的RFID多标签检测算法，设计了 IDMA算法的系统模型，该算法在检测效率、稳定性 和误码率方面均优于MC-CDMA、CDMA-MMSE，即使在标签负载率较高和多径衰落环境下，其检 测效率和误码率也具有相当的保证，具有卓越的多用户通信性能和较低的接收复杂度。
【附图说明】
[0032]图1为本发明应用于溯源系统的RFID的多标签检测方法的流程图；
[0033]图2为本发明应用于溯源系统的RFID的多标签的系统的结构图。
【具体实施方式】
[0034]下面，结合附图以及【具体实施方式】，对本发明做进一步描述：
[0035]如图1所示，本发明提供了一种应用于溯源系统的RFID的多标签检测方法，包括以 下步骤：
[0036] SI :RFID标签将标签数据tk转换为交织数据xk( j)，其中tk为第k个RFID标签要发送 的标签数据，xk(j)为转换后的交织数据;步骤S1具体包括以下子步骤：
[0037] SI 1:对标签数据tk进行前向纠错编码，并进行扩频和转置，从而得到编码数据ck (j);
[0038] S12:将编码数据ck(j)送入到交织器中，从而得到交织数据Xk(j)<JDMA技术是通过 交织器将输入数据随机改变次序，使得输出数据与输入数据具有最小相关性，由于不同标 签采用了不同的交织器，这样也保证了标签之间的数据无关性，从而减少了标签数据的多 址干扰和符号间干扰，上述步骤主要发生在RFID标签的发送端。
[0039] S 2 : R F I D读写器检测到经信道传输的输入数据r ( j )，其中
，且hk为第k个RFID标签发送的信道系数，n(j)为 加性尚斯白噪声米样，方差为〇2 = Nq/2 ;
[0040] S3:RFID读写器计算输出读写数据fk。步骤S3具体包括以下子步骤：
[0041 ] S31: -单元信号估计器ESE对输入数据r (j)的进行信号估计，抽取出读写数据f:k;
[0042] ESE主要完成对输入信号r(j)的信号估计，并抽取出指定标签k的信号，由于RFID 读写器接收的信号是由各标签发送来的信号之和，所以：r(j)=hkXk(j)+|k(j);| k(j)=r (j)-hkxk( j) = Σhkxk( j) +n(j);其中：Ck为r(j)中第k个标签的干扰失真，即除k个标签外 的其他标签信号之和，Ik可以近似为高斯分布，可以用高斯分布的均值和方差来表示：
[0043] E(Ck( j))=E(r( j))-hkE(xk( j))
[0044] Var(Ck( j)) = Var(r( j))-1 hk 12Var(xk( j))
[0045] 因为 AWGN 信号均值 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]
根据eESE(Xk( j))来估计抽取出读 写数据Ic;
[0057] S32:RFID读写器对读写数据fk进行解交织，并得到eDEC(Ck(j))，其中，e DEC(Ck(j)) 为后验概率译码器DEC的输入信息；
[0058] S33:后验概率译码器DEC判断输入信息eDEC(ck( j))是否小于预设值，如果是，则输 出读写数据t'k.如果否，则生成eESE(ck(j))，并将e ESE(ck(j))送入到交织器中。其预设值是可 以根据实际情况来进行相应的设定，如果需要的精度比较高的话，就设定一个较小的范围， 通过不断的补偿来提高精度的确定，如果需求的精度不高，则可以设定相对较宽的范围，然 后进行计算，设定的范围越宽，相应的计算速度也就越快，因此可以根据实际需求来平衡预 设值的设定。
[0059]每一个RFID标签都会分配一个对应的DEC，其功能主要是根据约束条件对输入信 息作出硬判断，是否输出结果％，否则计算每个码片后验概率，更新其方差和均值，输出eESE (ck( j))，将其送入交织器，为ESE进行下一次迭代提供先验信息。
[0060]根据贝叶斯定理，可得Ck( j)对数似然比：
[0062]由于是用来计算的均值和方差，可得：
[0072]如图2所示，本发明提供了一种应用于溯源系统的RFID的多标签检测系统，包括以 下模块：
[0073]转换模块:设置于RFID标签，用于将标签数据tk转换为交织数据^(]_)，其中tk为第 k个RFID标签要发送的标签数据，Xk(j)为转换后的交织数据;转换模块具体包括以下子模 块：
[0074]编码扩频模块:设置于RFID标签，用于对标签数据tk进行前向纠错编码，并进行扩 频和转置，从而得到编码数据ck;
[0075] 交织模块:设置于RFID标签，用于将编码数据入到交织器中，从而得到交织数 据Xk(j)。
[0076] 数据检测模块:设置于RFID读写器，用于检测到经信道传输的输入数据r(j)，其中 j = l，2…丨，且hk为第k个RFID标签发送的信道系数，n(j)为 加性高斯白噪声采样；
[0077] 计算模块:设置于RFID读写器，用于计算输出读写数据fk。计算模块具体包括以下 子模块：
[0078]信号估计模块:设置于RFID读写器，用于对输入数据r( j)的进行信号估计，抽取出 读写数据匕;：
[0079] 解交织模块：设置于RFID读写器，用于对读写数据进行解交织，并得到eDEC(Ck (j))，其中，eDEC(ck( j))为后验概率译码器DEC的输入信息；
[0080] 后验概率译码模块:设置于RFID读写器，用于判断输入信息eDEC(Ck(j))是否小于 预设值，如果是，则输出读写数据4,如果否，则生成e ESE(ck(j))，并将eESE(ck(j))送入到交 织器中。
[0081] 对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种 相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围 之内。
【主权项】
1. 一种应用于溯源系统的RFID的多标签检测方法，其特征在于，包括w下步骤： S1:RFID标签将标签数据tk转换为交织数据xk( j)，其中tk为第k个RFID标签要发送的标 签数据，Xk( j)为转换后的交织数据； S2: RFID读写器检测到经信道传输的输入数据Η j )，其41，2…J，且hk为第k个RFID标签发送的信道系数，n(j)为加性高斯白噪声采样； S3: RFID读写器计算输出读写数据4。2. 如权利要求1所述的应用于溯源系统的RFID的多标签检测方法，其特征在于，步骤S1 具体包括W下子步骤： S11:对标签数据tk进行前向纠错编码，并进行扩频和转置，从而得到编码数据ck( j); S12:将编码数据ck( j)送入到交织器中，从而得到交织数据xk( j)。3. 如权利要求2所述的应用于溯源系统的RFID的多标签检测方法，其特征在于，步骤S3 具体包括W下子步骤： S31: -单元信号估计器ESE对输入数据r (j)的进行信号估计，抽取出读写数据 S32:RFID读写器对读写数据fk进行解交织，并得到eDEC(ck(j))，其中，eDEC(ck(j))为后 验概率译码器DEC的输入信息； S33:后验概率译码器DEC判断输入信息eDEc(ck(j))是否小于预设值，如果是，则输出读 写数据4姻果否，则生成eESE(Ck(j))，并将eESE(Ck(j))送入到交织器中。4. 一种应用于溯源系统的RFID的多标签检测系统，其特征在于，包括W下模块： 转换模块:设置于RFID标签，用于将标签数据tk转换为交织数据xk( j )，其中tk为第k个 RFID标签要发送的标签数据，xk( j)为转换后的交织数据； 数据检测模块：设置于RFID读写器，用于检测到经信道传输的输入数据Η j)，其中=1，2··· J，且hk为第k个RFID标签发送的信道系数，η (j)为加性高 斯白噪声采样； 计算模块:设置于RFID读写器，用于计算输出读写数据t\。5. 如权利要求4所述的应用于溯源系统的RFID的多标签检测系统，其特征在于，转换模 块具体包括W下子模块： 编码扩频模块:设置于RFID标签，用于对标签数据tk进行前向纠错编码，并进行扩频和 转置，从而得到编码数据Ck( j); 交织模块:设置于RFID标签，用于将编码数据ck( j)送入到交织器中，从而得到交织数据 Xk(j)o6. 如权利要求4所述的应用于溯源系统的RFID的多标签检测系统，其特征在于，数据检 测模块具体包括W下子模块： 信号估计模块:设置于RFID读写器，用于对输入数据r(j)的进行信号估计，抽取出读写 数据也; 解交织模块:设置于RFID读写器，用于对读写数据进行解交织，并得到eDEc(ck( j))，其 中，eDEc( ck( j))为后验概率译码器肥C的输入信息； 后验概率译码模块：设置于RFID读写器，用于判断输入信息eDEC(ck(j))是否小于预设 值，如果是，则输出读写数据4,如果否，贝性成eESE(Ck(j))，并将eESE(Ck(j))送入到交织器 中。
【文档编号】G06K17/00GK106096484SQ201610693630
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月19日 公开号201610693630.0, CN 106096484 A, CN 106096484A, CN 201610693630, CN-A-106096484, CN106096484 A, CN106096484A, CN201610693630, CN201610693630.0
【发明人】杨灵, 蔡旭灿, 吴霆
【申请人】仲恺农业工程学院