基于非正交多址的多rfid標簽同時讀取方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于非正交多址的多RFID標簽同時讀取方法，所述內容包括：在包括一個讀寫器和多個RFID標簽的基于非正交多址的多RFID標簽同時讀取系統(tǒng)中，當讀寫器需要同時讀取標簽中的數據時，讀寫器向所有標簽發(fā)送一個無線射頻信號，每個標簽從接收的無線射頻信號中獲取能量。然后，每個標簽將數據發(fā)送給讀寫器。讀寫器采用串行干擾刪除技術從接收信號中恢復所有標簽的數據，即根據不同標簽數據的信號功率大小按照從大到小的順序進行干擾消除，實現正確解調，同時區(qū)分不同的標簽。本方法允許一個RFID讀寫器同時讀取多個RFID標簽，簡化了標簽設計，降低了成本，適用于超市、圖書館、電子不停車收費系統(tǒng)、物流行業(yè)等需要快速讀取多個RFID標簽的場合。
【專利說明】
基于非正交多址的多RF ID標簽同時讀取方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及無線通信技術領域，具體涉及基于非正交多址的多RFID標簽同時讀取 方法。
【背景技術】
[0002] RFID(即射頻識別）系統(tǒng)是物聯網感知層的重要組成部分，廣泛應用在超市、圖書 館、電子不停車收費系統(tǒng)、物流行業(yè)等。RFID系統(tǒng)包括讀寫器和標簽兩個主要元件，標簽有 無源和有源兩種。有源標簽由外部電源供電，可以定時向讀寫器發(fā)送數據。無源標簽靠讀寫 器提供的功率將數據發(fā)送給讀寫器。相比有源標簽，無源標簽部署更靈活方便，適用范圍更 廣。
[0003] 隨著RFID系統(tǒng)普及和工作效率提高，RFID系統(tǒng)中的讀寫器必須同時讀取多個標 簽，但是現有的RFID系統(tǒng)很少考慮一個讀寫器同時讀取多個標簽的情形。就多個標簽同時 讀取而言，它們可以使用不同的時隙、頻帶、擴頻碼同時發(fā)送數據，即正交傳輸。但是時隙劃 分會帶來傳輸延遲，頻帶劃分需要占用更多頻譜資源，使用擴頻碼會增加 RFID標簽的復雜 度和成本。特別地，協(xié)調分散開的多個RFID標簽同時傳輸還會帶來信令負擔，正交傳輸的非 完美也會引起相互干擾。
[0004] 非正交多址技術在發(fā)送端采用非正交傳輸方式，主動引入干擾，接收端通過串行 干擾刪除實現正確解調，使得多個用戶在一個信道上同時傳輸，不需要碼分多址或者正交 頻分多址，進一步提高了頻譜效率。

【發(fā)明內容】

[0005] 針對現有RFID系統(tǒng)中一個讀寫器難以同時讀取多個標簽的情形，本發(fā)明提出基于 非正交多址的多RFID標簽同時讀取方法，使得多個RFID標簽共享時頻資源同時發(fā)送數據， 不需要使用擴頻碼和通過功率控制減弱"遠近效應"。
[0006] 本發(fā)明技術方案如下：
[0007] -種基于非正交多址的多RFID標簽同時讀取方法，利用包括一個讀寫器和N個 RFID標簽的基于非正交多址的多RFID標簽同時讀取系統(tǒng)進行讀取，包括如下步驟：
[0008] (1)在所述同時讀取系統(tǒng)中，當讀寫器需要同時讀取標簽中的數據時，讀寫器向所 有標簽發(fā)送一個無線射頻信號x(t)，第η個標簽的接收信號為
，其中 P是讀寫器的發(fā)射功率，gn是讀寫器到第η個標簽的信道系數，un(t)是加性高斯白噪聲；
[0009] (2)第η個標簽從接收的無線射頻信號％(〇中獲取能量，可獲取的能量記為En=P g n|2i，其中τ是讀寫器一次傳輸無線射頻信號的時間長度，噪聲功率忽略，信號x(t)的均值 為零、方差歸一化為1;
[0010] (3)第η個標簽以發(fā)射功率Pn將數據發(fā)送給讀寫器，其= 是標簽一次發(fā)送 數據的時間長度；
[0011] (4)讀寫器接收所有標簽的信號，讀寫器的接收信號
， 其中Sn(t)是第η個標簽的發(fā)送信號，hn是第η個標簽到讀寫器的信道系數，v(t)是加性高斯 白噪聲；
[0012] (5)讀寫器采用串行干擾刪除技術從接收信號z(t)中恢復所有標簽的數據，即讀 寫器根據不同標簽數據的信號功率大小按照從大到小的順序進行干擾消除，實現正確解 調，同時區(qū)分不同的標簽。
[0013] 所述讀寫器進行干擾消除的具體步驟為:讀寫器先恢復第1個標簽的數據，并從接 收信號z⑴中減去第1個標簽的發(fā)送信號S1(t)，得到信號？(小然后從砟)中恢復第2個標簽 的數據，并從中減去第2個標簽的發(fā)送信號s 2(t)，依次類推，直到所有標簽的數據被正 確恢復。
[0014] 優(yōu)選的，所述標簽均為無源標簽。
[0015] 本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明允許一個RFID讀寫器同時讀取多個RFID標簽，簡化 了標簽設計，降低了成本，可用于超市、圖書館、電子不停車收費系統(tǒng)、物流行業(yè)等需要快速 讀取多個RFID標簽的場合。
【附圖說明】
[0016] 圖1為基于非正交多址的多RFID標簽同時讀取示意圖。
[0017]圖中，1.讀寫器2.標簽。
【具體實施方式】
[0018] 以下結合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具 體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0019] 如圖1所示，基于非正交多址的多RFID標簽同時讀取系統(tǒng)包括一個讀寫器和N個 RFID標簽。標簽都是無源的。當讀寫器需要同時讀取標簽中的數據時，讀寫器向所有標簽發(fā) 送一個無線射頻信號x(t)，第η個標簽的接收信號為父幻=^^^(>) + ?少），其中？是讀寫 器的發(fā)射功率，gn是讀寫器到第η個標簽的信道系數，un(t)是加性高斯白噪聲。第η個標簽從 接收的無線射頻信號yn(t)中獲取能量，可獲取的能量記為En = P I gn|2T，其中τ是讀寫器一 次傳輸無線射頻信號的時間長度，噪聲功率忽略，信號x(t)的均值為零、方差歸一化為1。然 后，第η個標簽以發(fā)射功率Pn將數據發(fā)送給讀寫器，其中
，Τ是標簽一次發(fā)送數據的時 間長度。讀寫器接收所有標簽的信號，讀寫器的接收信號，
，其中 Sn(t)是第η個標簽的發(fā)送信號，hn是第η個標簽到讀寫器的信道系數，v(t)是加性高斯白噪 聲。讀寫器采用串行干擾刪除(SIC)技術從接收信號z(t)中恢復所有標簽的數據，即讀寫器 根據不同標簽數據的信號功率大小按照從大到小的順序進行干擾消除，實現正確解調，同 時區(qū)分不同的標簽。串行干擾刪除的基本原理是逐步消除信號功率最大的用戶的干擾，SIC 檢測器在接收信號中對多個用戶逐個進行數據判決，判決出一個用戶就同時減去該用戶信 號造成的多址干擾，按照信號功率大小順序依次判決，直到消除所有的多址干擾。不失一般 性，N個標簽數據的信號功率大小按照從大到小排序為1，···，Ν。讀寫器先恢復第1個標簽的 數據，并從z(t)中減去Sl(t)，得到信號砟),然后從時)中恢復第2個標簽的數據，并從？(r)中 減去 S2(t)，依次類推，直到所有標簽的數據被正確恢復。串行干擾刪除技術使得讀寫器的 硬件復雜度提高，但是讀寫器由外部電源供電，而且處理器的計算能力已大大提高，能夠順 利完成串行干擾刪除，正確恢復所有標簽的數據。
【主權項】
1. 一種基于非正交多址的多RFID標簽同時讀取方法，其特征在于，利用包括一個讀寫 器和N個RFID標簽的基于非正交多址的多RFID標簽同時讀取系統(tǒng)進行讀取，包括如下步驟： (1) 當讀寫器需要同時讀取標簽中的數據時，讀寫器向所有標簽發(fā)送一個無線射頻信 號x(t)，第n個標簽的接收信號巧，其中P是讀寫器的發(fā)射功率，gn是 讀寫器到第n個標簽的信道系數，Un(t)是加性高斯白噪聲；(2) 第n個標簽從接收的無線射頻信號yn(t)中獲取能量，可獲取的能量記為En = P Ignl2T，其中T是讀寫器一次傳輸無線射頻信號的時間長度，噪聲功率忽略，信號X(t)的均值為 零、方差歸一化為1; (3) 第n個標簽W發(fā)射功率Pn將數據發(fā)送給讀寫器，其^ ，T是標簽一次發(fā)送數據 的時間長度； (4) 讀寫器接收所有標簽的信號，讀寫器的接收信號）竄中Sn (t)是第n個標簽的發(fā)送信號，hn是第n個標簽到讀寫器的信道系數，v(t)是加性高斯白噪 聲； (5) 讀寫器采用串行干擾刪除技術從接收信號z(t)中恢復所有標簽的數據，即讀寫器 根據不同標簽數據的信號功率大小按照從大到小的順序進行干擾消除，實現正確解調，同 時區(qū)分不同的標簽。2. 根據權利要求1所述的基于非正交多址的多RFID標簽同時讀取方法，其特征在于，所 述讀寫器進行干擾消除的具體步驟為:讀寫器先恢復第1個標簽的數據，并從接收信號z(t) 中減去第1個標簽的發(fā)送信號si(t)，得到信號然后從信號中恢復第2個標簽的數 據，并從信號?tf：)中減去第2個標簽的發(fā)送信號S2(t)，依次類推，直到所有標簽的數據被正 確恢復。3. 根據權利要求1所述的基于非正交多址的多RFID標簽同時讀取方法，其特征在于，所 述標簽均為無源標簽。
【文檔編號】G06K17/00GK105916102SQ201610357126
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月25日
【發(fā)明人】陳宏濱, 趙峰, 李曉歡, 李春海
【申請人】桂林電子科技大學