UHF RFID系统中直接解码碰撞的新方案
它表明了我们可以预测出碰撞符的相位,甚至一些已知编码的相位。在这个实验中,两个信噪比级别为8±1dB和16±1dB。
1.4 信号重建
信号的采样点位置是随机的,会产生样本偏移量。在阅读器端,我们构建每个编码有N个样本的随机码波,而不用去估算样本偏移量。为了获取接收到的随机码的副本,我们假设每个编码的有n个采样点,我们找到N/n个可能匹配的最好的一个。现在,我们通过无碰撞位的第一个随机码得到了振幅和相位,可以通过已知编码位和最佳匹配数型来重建此随机码。我们不能确定位1开始的位置,就不可以减去原随机码。在数据字段中我们把原始11位替换成连续的00位。对于第一个随机码,我们完全知道减法运算后剩下的什么,但不是知道它的位置。第二个随机码做以上相同的操作,最后得到了两种己知的编码。
第一个随机码余下的编码很大几率与第二个随机数的开头相冲突,通过相关的测算可以找到第二个随机数的开始端。在重建第二个随机码标识和忽略这些信号都会产生相位跟踪误差。由于BPSK的内在特性,无碰撞样本的虚数部分为零,利用此特性,可以在跟踪相误差的时候找出无用的编码并忽略掉。
1.5 获取随机码
两个随机码的余下的编码位很可能在时域上同一位置发生冲突,我们通过确定的初始位置和改变这两个随机数的时域来解决这个问题。由于这两个随机数的取样点距仍可计算,所以即使两个1,0位是完全重叠,我们也可以对它们进行解码。与此同时,如果没有初始编码但噪声等级超过阈值,我们将删除整个碰撞。
2 实验
使甩GNU无线电和USRP2的实验平台进行方案的性能测试。此试验中使用了1个阅读器和8个标签。虽然实际应用中需要成百上千个标签,但是由于可以调整帧长来匹配标签数,所以此实验得出的结论同大规模系统得出的结论是一样的。如图3、图4所示,图中“one”表示解码碰撞的两个随机码中至少有一个是对的,“both”表示碰撞的两个随机码都被成功解码。
图5表示的是3个随机码(K=3)碰撞的相似实验,解码过程是一个迭代过程,由于碰撞的随机码向其它发送更多的信号噪声,3个碰撞随机码的解码率相比于2个的要相对低些。图中曲线表明,此方案能在3个随机码碰撞情况下很好地解码。
3 结论本文通过设计新的随机码模式来减少固定长度随机码所携带的信息量使得它们能够同时传送。实验数据表明此方案较传统的方案,标签读取率有很大的提高。
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